2 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)

2.1 總體思路

軟件設(shè)計(jì)采用模塊化設(shè)計(jì)， 包括主程序設(shè)計(jì)、T1 中斷服務(wù)子程序、INT0 外部中斷服務(wù)子程序、距離計(jì)算子程序、顯示子程序、延時(shí)子程序和報(bào)警子程序設(shè)計(jì)等。

系統(tǒng)初始化后就啟動(dòng)定時(shí)器T1 從0 開(kāi)始計(jì)數(shù)， 此時(shí)主程序進(jìn)入等待，當(dāng)?shù)竭_(dá)65 ms 時(shí)T1 溢出進(jìn)入T1 中斷服務(wù)子程序；在T1 中斷服務(wù)子程序中將啟動(dòng)一次新的超聲波發(fā)射， 此時(shí)將在P1.0 引腳上開(kāi)始產(chǎn)生40 kHz 的方波，同時(shí)開(kāi)啟定時(shí)器T0 計(jì)時(shí)，為了避免直射波的繞射， 需要延遲1 ms 后再開(kāi)INT0 中斷允許；INT0 中斷允許打開(kāi)后，若此時(shí)P3.2（INT0）引腳出現(xiàn)低電平則代表收到回波信號(hào)，將提出中斷請(qǐng)求進(jìn)入INT0 中斷服務(wù)子程序，在INT0 中斷服務(wù)子程序中將停止定時(shí)器T0 計(jì)時(shí)，讀取定時(shí)器T0 時(shí)間值到相應(yīng)的存儲(chǔ)區(qū)，同時(shí)設(shè)置接收成功標(biāo)志；主程序一旦檢測(cè)到接收成功標(biāo)志，將調(diào)用測(cè)溫子程序，采集超聲波測(cè)距時(shí)的環(huán)境溫度，并換算出準(zhǔn)確的聲速，存儲(chǔ)到RAM 存儲(chǔ)單元中；單片機(jī)再調(diào)用距離計(jì)算子程序進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算出傳感器到目標(biāo)物體之間的距離；此后主程序調(diào)用顯示子程序進(jìn)行顯示；若超過(guò)設(shè)定的最小報(bào)警距離還將啟動(dòng)揚(yáng)聲器報(bào)警；當(dāng)一次發(fā)射、接收、顯示的過(guò)程完成后，系統(tǒng)將延遲100 ms 重新讓T1 置初值，再次啟動(dòng)T1 以溢出，進(jìn)入下一次測(cè)距。如果由于障礙物過(guò)遠(yuǎn)，超出量程，以致在T0 溢出時(shí)尚未接收到回波，則顯示ERROR重新回到主流程進(jìn)入新一輪測(cè)試。

2.2 超聲波發(fā)射和接收部分軟件

超聲波的接收及障礙物和汽車(chē)之間的距離判斷方法，并根據(jù)判斷出的距離觸發(fā)報(bào)警器工作，其工作原理的流程圖如圖2.1 所示。

圖2.1 超聲波測(cè)距流程圖

超聲波發(fā)射子程序的任務(wù)： 控制時(shí)基電路輸出若干個(gè)超聲波，并同時(shí)啟動(dòng)T0 開(kāi)始計(jì)時(shí)。在此過(guò)程中，要計(jì)時(shí)采用屏蔽中斷，開(kāi)中斷等操作，避免外中斷影響該子程序的有效執(zhí)行。

本系統(tǒng)使用一個(gè)中斷，即外部中斷INTO 是超聲波有效回送的指示信號(hào)，當(dāng)中斷觸發(fā)時(shí)，可以根據(jù)時(shí)間差計(jì)算出超聲波的傳輸距離。內(nèi)部定時(shí)器TO 用來(lái)計(jì)時(shí)，在發(fā)射子程序開(kāi)始時(shí)，啟動(dòng)T0 開(kāi)始工作，而在INTO 中斷服務(wù)程序時(shí)， 停止T0 計(jì)時(shí)， 并讀取計(jì)時(shí)值用以計(jì)算距離。

距離子程序是根據(jù)MSP430 芯片計(jì)數(shù)器所提供的傳輸時(shí)間進(jìn)行計(jì)算，并根據(jù)計(jì)算得出超聲波的傳輸距離。根據(jù)主程序的需要，將相關(guān)數(shù)據(jù)存入相關(guān)單元，以供主程序進(jìn)行下一步處理。INTO 中斷服務(wù)程序?qū)⒍〞r(shí)器中的值存入R1、R0 兩個(gè)寄存器中， 根據(jù)模值減去處置所得到的數(shù)值得出時(shí)間差。傳輸距離根據(jù)公式S=V*T 進(jìn)行計(jì)算。目標(biāo)物的距離值，也按公式計(jì)算，其中T 為測(cè)出的額計(jì)數(shù)器的計(jì)時(shí)差值，單位為us.使用該公式即可計(jì)算出目標(biāo)物與汽車(chē)的距離。

3 總結(jié)

系統(tǒng)利用超聲波在空氣中的可傳播性，實(shí)時(shí)測(cè)得超聲波在空氣中的傳播時(shí)間和傳播速度，在將時(shí)間和速度相乘即得距離的原理，設(shè)計(jì)了一個(gè)基于MSP430 的超聲波倒車(chē)?yán)走_(dá)監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)，用于實(shí)時(shí)測(cè)得汽車(chē)尾部與障礙物的距離，通過(guò)LCD 顯示距離值，將距離值提供給司機(jī)，該系統(tǒng)具有成本低、非接觸、速度快、可靠性強(qiáng)、適應(yīng)性好、操作方便，有著廣泛的應(yīng)用前景。

實(shí)踐應(yīng)用表明，該設(shè)計(jì)在生產(chǎn)應(yīng)用和科學(xué)研究方面均具有一定的價(jià)值。一方面產(chǎn)品設(shè)計(jì)的人機(jī)界面更為人性化，司機(jī)可直接通過(guò)LCD顯示屏觀(guān)察車(chē)后的詳細(xì)狀況，不需要回頭就可以倒車(chē)，大大減少了汽車(chē)司機(jī)的工作量，避免了引導(dǎo)車(chē)不慎造成交通事故；另一方面系統(tǒng)不斷采集汽車(chē)與障礙物之間的距離， 并通過(guò)語(yǔ)音報(bào)警系統(tǒng)實(shí)時(shí)提醒司機(jī)，為我們的倒車(chē)提供了更為安全的保障，從而使我們?cè)诘管?chē)的時(shí)候更方便快捷，同時(shí)也更為安全可靠。