浅谈汽车测距系统的设计
通俗讲实质上是一种换能器，在某种程度上它是可逆的。一方面，机械振荡由电振荡的能量转变，形成超声波;另一方面，超声波的能量转化可以变成电震荡。所以发射电路和接收电路这两个部分是超声波传感器的两个重要组成部分。在空气中传播、扩散的小型超声波传感器是一种比较常见的作品。
当把超声波作为常用的检测手段时，我们必须在产生超声波的情况下同时能够接收超声波。能够同时完成这两样的的装置就会被称作是超声波传感器，但是我们一般习惯上会叫他为超声换能器，还有可能称作为超声探头。超声探头的金属或者塑料外壳里面的压电晶片就是超声探头的最大的核心。有非常之多的材料可以制造成晶片。晶片的大小，如直径和厚度也是存在非常大的差异的，所以每个探头的性能是各不相同的。
2.2超声波测距原理
我们使用超声波的发射装置来发出超声波，通过接收器接到超声波时的时间差你就能够计算出车尾与障碍物之间的距离了。这个原理与雷达测距是很像似的。发射超声波的便是超声波发生器，在发射时刻的同时开始计时，超声波在空气中传播，途中碰到障碍物就立即返回来，超声波接收器收到反射波就立即停止计时。超声波在空气中的传播速度为v，根据计时器记录的时间t，就可以计算出发射点距障碍物的距离（s），即（s=vt/2）
在超声波测距电路中，发射端输出一系列脉冲方波，其宽度为发射超声波与接收超声波的时间间隔，被测物距越远，脉冲宽度越大，输出脉冲个数与被测距离成正比。本次设计采用超声波往返时间检测法。测距时由安装在同位置的超声波发射器和超声波接收器完成超声波的发射和接收，由定时器计时。首先有发射器向特定方向发射超声波并同时启动定时器计时，超声波在介质中传播时，一旦遇到障碍物就会被反射回来，当接收器接收到反射波后立即停止计时。这样，定时器就记录下了超声波自发射点至障碍物之间往返传播经历的时间t(s)。由于常温下，超声波在空气中的传播速度约为340m/s，所以发射点距障碍物之间的距离为：L=340t/2=170t,公式中，L为车尾与障碍物的距离，单位为米，t为计时器记录的时间，单位为秒。
由于单片机内部定时器的计时，实际上是对机器周期T机的计数，设计中时钟频率fosc取12MHz，设计数值为N，则
-6(s)
L=0.017×N(cm)
程序中按上面式计算车尾与障碍物间的距离。
第三章系统的总体设计
3.1方案设计
社会迅速发展的今天，测距方法已经出现了各种各样的了，我们必须选出一种恰当的方法才能让我们的设计变得更加精确和稳定。我们使用单片机来操控汽车的超声波测距仪，首先，超声波测距仪发出一个信号出来，在信号线的传输下，信号就会被传输到和发射装置连在一起的信号引脚上面，然后这个发射装置就会随机发射超声波，并且一发射就开始计算时间，传播的过程中，如果遇到障碍物，超声波就会马上折射回到原来的方向上，这时候，接收装置接收到超声波，时间也会随之停止计时。声音的速度是340m/s，当热超声波的速度也是一样的，通过记录的时间，我们就可以算出车尾与障碍物之间的距离啦。
3.2处理器
单片机自从上世纪70年代出现以来，已经广泛地应用到了工业自动化、汽车电子、家用电器等各行各业。在一片半导体硅片上有集成中央处理器、并行I/O 口、存储器、中断系统、定时器/计数器、时钟电路及系统总线组成的微型计算机，简称为单片机。本节将会介绍AT89S52单片机的硬件基本结构、引脚功能、存储结构、特殊功能寄存器等几方面。
单片机是测距防撞控制系统中的核心系统，与前、后向通道和人机交互接口，共同构成这个系统的核心程序。有的包括一切全部系统，然而有的只包括几个小部分，系统规模取决于系统的要求。单片机在控制系统中充当系统中枢的角色，有作出决策的功用。前向通道是信息的输入端口。水温传感器、气压传感器、位置传感器、空气流量计、电池电压传感器等测得的连续模拟信号，参数经过信号调理电路转译处理后得到的标准信号，由前向通道输送给单片机。单片机可以在对获取系统运行信息进行处理输送，在经过逻辑判断或微机计算后，由后向通道把控制量传递给测距防撞控制系统的执行机构，确保系统按照预定编译的程序运行。这些执行机构可以是电磁铁或阀门等。
在系统运行过程中，需要汽车驾驶者设定一些参数和及时控制运行过程中的一些状态变化，所以系统还有设置必须的人机交互端口，不同于类似电脑这样有键盘和显示器的系统装置，汽车单片机系统的人机交互系统一般比较简单，输入设备可以选择较为简单键盘或按钮，输出显示设备可以采用较为直观的显示装置。
对于该系统装置单片机的选用考虑到各方面因素，应选用车载单片机。系统功能的实现除了必要的的硬件支持，其中更重要的是设计软件。单片机开发需要使用专用的开发工具，每一个单片机都有相对的指令系统，可以用Keil C51、汇编语言或C语言等编写。
51 系列单片机最早期是由Intel 公司所开发的，后来因为Intel公司转型去研发电脑处理器从而转让了51系列单片机技术使用的专利权。AT89S52单片机内集成含256bytes 的随机存取数据存储器和4kbytes 的可反复擦写的只读程序的存储器，片内安置有平时经常使用的8位的CPU，也就人们平常说的中央处理器，具有这种非常厉害功能的单片机，就是上面我是用的AT89S52能够使用在相当多的高性价比的应用平台，各个控制领域也可以灵活应用。AT89S52具有下面这些非常常见的主要功能：8k字节Flash闪存，256byte内部使用RAM，三十二个I／O口的接线，2个十六位定时计数器，1个五倍向量的可以切开两级的构造，1个全双工串行通信接口，单片机内部振荡器，还有很常见的时钟电路。与此同时，AT89S52不仅能够一直减少到零赫兹的非动态逻辑操作的状态，还能够存在节电工作这样的模式，而且有两种软件可提供选择。在空闲的方式下中断CPU正常情况下的工作，不过是能够同意RAM的，定时／计数器，串行通信口和停止系统像之前一样的进行运作。掉电方式会保存RAM中的未存储内容，但振荡器不再运行而且其他的部件也会一起被禁止工作，一直会持续到下一个硬件的复位脉冲。
图3.1 AT89S52
微处理器（CPU）： AT89S52 单片机中是一个8 位CPU 处理器，其中CPU 又包括运算器和控制器两个大部分，运算器的主要功能是对数据进行各种算术、逻辑、算术、位操作等系列运算，控制单片机中各功能部件能够协调一致地工作。AT89S52 的数据存储器片内集成有256B 的RAM 以高速RAM 集成在片内。程序存储器AT89S52存储器集成有8KB的Flash存储器，能够实现编程或擦除等系列功能。中断系统中拥有6个中断源。