超聲波探測頭選頻頻率為40kHz方波，由軟件在單片機(jī)的發(fā)送管腳PA6和PA7上直接產(chǎn)生20個(gè)方波脈沖，再通過變壓器升壓變換，經(jīng)超聲波探測頭發(fā)射出去。由于傳感器本身的恢復(fù)過程，發(fā)射結(jié)束后仍有不大于500μs的阻尼震蕩。發(fā)射信號(hào)同時(shí)回送到接收電路。

發(fā)射信號(hào)遇到障礙物后反射回來，由同一超聲波探測頭接收并送到接收電路。接收電路對(duì)反射信號(hào)進(jìn)行多級(jí)放大和檢波，最后通過開關(guān)電路到達(dá)單片機(jī)的接收管腳PA0或PA1。當(dāng)接收電路有信號(hào)時(shí)，開關(guān)三極管Q1導(dǎo)通，PA0或PA1為低電平;否則，三極管截止，PA0或PA1為高電平。檢測PA0或PA1的管腳狀態(tài)，就可以得到超聲波探測頭接收到第一個(gè)反射信號(hào)的時(shí)刻，從而計(jì)算出從發(fā)送信號(hào)到接收到第一個(gè)反射信號(hào)的時(shí)間，再進(jìn)一步計(jì)算出障礙物與汽車的距離。發(fā)射信號(hào)波形、接收電路信號(hào)波形和單片機(jī)接收管腳信號(hào)波形如圖4所示。

4 超聲波汽車倒泊防撞報(bào)警器的軟件設(shè)計(jì)

超聲波汽車倒泊防撞報(bào)警器的軟件采用匯編語言。程序流程如圖5所示。

系統(tǒng)聯(lián)調(diào)時(shí)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)檢測環(huán)境比較復(fù)雜時(shí)，檢測值會(huì)出現(xiàn)常數(shù)0或隨機(jī)數(shù)的現(xiàn)象，因此，實(shí)際檢測并不是以一次檢測值進(jìn)行計(jì)算的，而是將本次檢測值與之前連續(xù)9次的檢測值(共10次)進(jìn)行比較(取平均值)，從而得出一個(gè)最終檢測結(jié)果，再計(jì)算出距離，根據(jù)距離所屬的范圍報(bào)警。檢測一次所需時(shí)間為50ms。

一般報(bào)警程序中所需的時(shí)間參數(shù)都是由定時(shí)器通過硬件計(jì)數(shù)進(jìn)行中斷控制，但是超聲波檢測中，在發(fā)射信號(hào)期間不允許中斷，否則導(dǎo)致發(fā)射信號(hào)頻率不精確;同時(shí)在檢測過程中如果產(chǎn)生定時(shí)器中斷，也會(huì)給計(jì)數(shù)帶來誤差。因此，報(bào)警程序不采用中斷方式，而是將檢測報(bào)警所需的時(shí)間參數(shù)與單次檢測時(shí)間(50ms)結(jié)合起來，將蜂鳴器的鳴響頻率和LED的閃動(dòng)頻率規(guī)定為500ms，即檢測10次的時(shí)間。報(bào)警時(shí)間參數(shù)與檢測次數(shù)之間的關(guān)系如表1所示。

檢測主程序如下:

org 0300h

lda #00

sta counta ;報(bào)警計(jì)數(shù)器清0

lda #＄fd

sta portad ;設(shè)置A口輸入/輸出方向

lda #＄ff

sta portbd ;設(shè)置B口輸入/輸出方向

ldx buffer ;緩沖區(qū)首地址 → x

transmit： jsr transp ;調(diào)用發(fā)射20個(gè)脈寬為250μs方波子程序