汽车倒车雷达
- 格式:doc
- 大小:1.37 MB
- 文档页数:15
倒车雷达工作原理随着汽车的普及,驾驶已经成为我们日常生活中不可避免的事情。
然而,许多驾驶员在倒车时经常会遇到许多问题,如无法判断距离、难以看到盲区等。
为了解决这些问题,倒车雷达应运而生。
本文将详细介绍倒车雷达的工作原理。
一、倒车雷达的基本结构倒车雷达由多个探头、控制器和显示器组成。
其中,探头是最核心的部件,负责探测车辆周围的情况,而控制器和显示器则负责处理和显示探头所采集的数据。
探头通常安装在车辆后部的保险杠上,一般有4个或6个,分别对应车辆的左、中、右三个区域。
探头通过超声波或电磁波等方式发出信号,检测周围的物体,并将检测结果传输给控制器。
控制器负责处理这些数据,并将结果显示在显示器上,以帮助驾驶员更好地掌握车辆的位置和距离。
二、倒车雷达的工作原理倒车雷达主要依靠超声波或电磁波等物理信号来探测周围物体的距离和位置。
超声波是一种高频声波,其波长通常在2-40kHz之间,可以穿过空气和固体物体。
电磁波则是一种电磁辐射,其频率通常在20-200kHz之间,可以穿过固体物体。
当车辆倒车时,探头会发出一定频率的超声波或电磁波信号,并在遇到障碍物时,信号会被障碍物反射回来。
探头通过计算反射信号的时间差和强度差,可以确定障碍物的距离和位置。
控制器将这些数据处理后,通过显示器显示出来,帮助驾驶员更好地掌握车辆的位置和距离。
三、倒车雷达的应用场景倒车雷达主要应用于汽车等交通工具的倒车过程中,以帮助驾驶员更好地掌握车辆的位置和距离。
此外,倒车雷达还可以应用于停车场、仓库等需要倒车的场所,以提高操作效率和安全性。
四、倒车雷达的优缺点倒车雷达的主要优点在于可以帮助驾驶员更好地掌握车辆的位置和距离,减少盲区,提高安全性。
此外,倒车雷达还可以提高操作效率,使倒车更加轻松和方便。
然而,倒车雷达也存在一些缺点。
首先,倒车雷达的探测范围和精度受到环境和天气等因素的影响,如雨雪天气、强光等情况下,探测效果会受到一定的影响。
其次,倒车雷达的安装和维护需要一定的技术和经验,需要专业人员进行操作。
家用车倒车雷达故障解决方法随着汽车的普及和城市交通的拥堵,越来越多的家庭选择购买一辆家用车。
而在城市里,倒车是一项必不可少的技能。
为了帮助驾驶员更加安全地倒车,很多家用车都配备了倒车雷达系统。
然而,有时候倒车雷达也会出现故障,给驾驶员带来困扰。
下面,我们就来探讨一下家用车倒车雷达故障的解决方法。
首先,当倒车雷达系统出现故障时,我们首先要做的是检查传感器。
传感器是倒车雷达系统的核心部件,它能够感知周围环境并发出警报。
如果传感器损坏或者出现故障,那么整个倒车雷达系统就无法正常工作。
我们可以通过观察传感器有无损坏、清理传感器上的灰尘或者污垢来判断传感器是否正常工作。
如果传感器损坏严重,我们需要及时更换新的传感器。
其次,倒车雷达系统的故障还可能是由于电路问题引起的。
有时候,倒车雷达系统的电路会受到外界干扰或者损坏,导致系统无法正常工作。
在这种情况下,我们可以检查倒车雷达系统的电线连接是否松动或者破损,并及时修复。
另外,我们还可以使用万用表等工具来检测电路是否通电正常,以确定故障的具体原因。
此外,倒车雷达系统的故障还可能是由于系统设置问题引起的。
有时候,倒车雷达系统的设置可能被误操作导致关闭或者调整不当,从而造成系统无法正常工作。
在这种情况下,我们可以通过查看车辆的用户手册或者咨询专业人士来重新设置倒车雷达系统。
另外,我们还可以尝试恢复出厂设置,以消除可能的设置问题。
最后,如果以上方法都无法解决倒车雷达系统的故障,那么我们可能需要寻求专业的技术支持。
我们可以联系汽车厂家或者专业的汽车维修店,向他们咨询并修复倒车雷达系统的故障。
在寻求技术支持时,我们应该提供详细的故障描述和车辆信息,以便专业人士能够更好地帮助我们解决问题。
总之,家用车倒车雷达故障的解决方法主要包括检查传感器、检查电路、重新设置系统以及寻求专业技术支持。
通过这些方法,我们可以更好地解决家用车倒车雷达故障,确保驾驶的安全和便利。
希望以上的内容能够对您有所帮助。
保障汽车驾驶时的自动性、舒适性和安全性是智能汽车一直追求的目标。
为保障驾车安全,发展汽车防撞技术十分关键。
世界各国对汽车防撞技术的研究和发展投入了大量的人力、物力和财力。
而这一技术的关键却是车辆测距技术。
汽车必须凭借一定的装备测量前方障碍物的距离,并迅速反馈给汽车,以在危急的情况下,通过报警或自动进行某项预设定操作如紧急制动等,来避免由于驾驶员疲劳、疏忽、误判断所造成的交通事故。
据统计,危险境况时,如果能给驾驶员半秒钟的预处理时间,则可分别减少追尾事故的30%,路面相关事故的50%,迎面撞车事故的 60%。
与此同时,在智能汽车中,测距并反馈路况信息是汽车的自动化行驶的关键。
由此可见,测距技术对保障行车安全,提高汽车智能化水平有重要意义。
现在运用在汽车上的测距方法主要有超声波短距离测距,毫米波雷达长距离测距,摄像系统测距,激光测距,夜间应用的红外线测距等几种方法。
—、超声波距离测距超声波一般指频率在20KHE以上的机械波,具有穿透性较强、衰减小、反射能力强等特点,超声波测距仪器一般由发射器、接收器和信号处理装置三部分组成。
工作时,超声波发射器不断发出一系列连续的脉冲,并给测量逻辑电路提供一个短脉冲。
超声波接收器则在接收到遇障碍物反射回来的反射波后,也向测量逻辑电路提供一个短脉冲。
最后由信号处理装置对接收的信号依据时间差进行处理,自动计算出车与障碍物之间的距离。
超声波测距原理简单,成本低、制作方便,但其在高速行驶的汽车上的应用有一定局限性,这是因为超声波的传输速度受天气影响较大,不同的天气条件下传播速度不一样;另一方面是对于远距离的障碍物,由于反射波过于微弱,使得灵敏度下降。
故超声波测距一般应用在短距离测距,最佳距离为4—5米,一般应用在汽车倒车防撞系统上。
二、性能稳定的毫米波雷达长距离测距雷达是利用目标对电磁波反射来发现目标并测定其位置的。
汽车上应用的雷达采用的是30GHZ以上的毫米波雷达。
毫米波频率高、波长短,一方面可缩小从天线辐射的电磁波射束角幅度,从而减少由于不需要的反射所引起的误动作和干扰,另一方面由于多普勒频移大,相对速度的测量精度高。
倒车雷达接线安装方法
安装倒车雷达的接线方法如下:
1. 找到汽车后备箱内的倒车灯电源线。
这个电源线会在倒车时点亮。
2. 使用电线缆和绝缘胶带将倒车雷达的电源线与倒车灯电源线连接起来。
将两条电线的一端剥开绝缘层,然后将它们用绝缘胶带固定在一起,确保电线连接紧固并绝缘。
3. 在车辆的外部,确定倒车雷达传感器的位置。
通常,倒车雷达的传感器安装在车辆的后保险杠上,但具体位置可以根据车型而有所不同。
4. 使用钻孔器在后保险杠上预钻一个孔,以安装倒车雷达传感器。
5. 将倒车雷达传感器插入预先钻好的孔中,并使用螺丝将其固定在后保险杠上。
6. 将倒车雷达的控制器或显示器安装在车辆内部,通常安装在驾驶员座位旁边的仪表板上。
7. 将倒车雷达的控制器或显示器与传感器连接。
使用提供的电线缆将它们连接起来,并确保电线连接牢固。
8. 重新安装车辆的后保险杠,确保它安装稳固并与车辆的其他外观匹配。
9. 打开倒车雷达的电源,然后进行测试。
在倒车时,倒车雷达应该起作用并发出警告信号,帮助您更好地掌握车辆的后方情况。
请注意,以上步骤仅供参考。
由于不同的车型和倒车雷达品牌,安装方法可能会有所不同。
在进行安装之前,请确保阅读并遵守所购买倒车雷达的安装说明书。
如果不确定如何安装倒车雷达,建议咨询专业人士或寻求专业安装服务。
家用车倒车雷达的校准方法与步骤随着汽车的普及,家用车已经成为了我们生活中不可或缺的一部分。
而在驾驶家用车的过程中,倒车是一个相对复杂且容易出现事故的环节。
为了提高驾驶安全性,许多家用车都配备了倒车雷达。
然而,随着时间的推移,倒车雷达的校准可能会出现偏差,导致其功能失效。
因此,掌握家用车倒车雷达的校准方法与步骤显得尤为重要。
首先,了解倒车雷达的原理对于校准至关重要。
倒车雷达通过发送超声波信号,然后接收反射回来的信号来判断与障碍物的距离。
根据不同的距离,倒车雷达会发出不同频率的声音或发光信号来提醒驾驶员。
因此,校准倒车雷达的目的就是确保它能够准确地测量距离并及时发出警示。
在进行校准之前,确保车辆处于平稳的停车状态下。
同时,关闭所有与倒车雷达相关的功能,如停车辅助、倒车影像等。
这样可以避免其他因素对校准结果的影响。
接下来,校准倒车雷达需要使用特定的工具,如扳手、螺丝刀等。
首先,打开车辆的后备箱,找到倒车雷达的控制模块。
这个模块通常位于后备箱的侧壁或底部。
使用螺丝刀将控制模块固定螺丝拧松,并将其取出。
取出控制模块后,将其连接到校准工具上。
校准工具通常是一个小型的电子设备,可以通过与控制模块的连接来校准倒车雷达。
在连接完成后,打开校准工具的电源并按照其使用说明进行操作。
校准工具会自动检测倒车雷达的状态,并根据需要进行校准。
在校准过程中,校准工具会向倒车雷达发送一系列的信号,并记录其反馈。
通过分析这些反馈,校准工具可以调整倒车雷达的灵敏度和准确性。
在校准完成后,将控制模块重新安装到后备箱中,并将其固定螺丝拧紧。
然后,启动车辆并测试倒车雷达的功能。
可以选择一个安全的空地,通过倒车测试来确认倒车雷达是否正常工作。
如果倒车雷达的功能正常,它会及时发出警示信号来提醒驾驶员与障碍物的距离。
需要注意的是,倒车雷达的校准并非一劳永逸。
由于车辆的使用和环境的变化,倒车雷达的校准可能会逐渐失效。
因此,建议每隔一段时间对倒车雷达进行校准,以确保其正常工作。
汽车倒车雷达安装指南提供倒车辅助在如今的汽车生活中,倒车雷达已经成为一项非常实用的辅助设备,它能够大大提高倒车时的安全性和便利性。
如果你想为自己的爱车安装倒车雷达,却又不知道从何下手,那么这篇文章将为你提供详细的安装指南。
一、倒车雷达的作用及工作原理倒车雷达的主要作用是在倒车时,通过传感器检测车辆后方的障碍物,并以声音或者显示的方式向驾驶员提供警示信息,帮助驾驶员更好地判断车辆与障碍物之间的距离,避免碰撞。
倒车雷达的工作原理是利用超声波传感器向外发射超声波,当超声波遇到障碍物后会反射回来,传感器接收到反射波后,通过计算发射和接收的时间差,来确定障碍物的距离。
一般来说,倒车雷达的检测范围在 03 米至 25 米之间。
二、安装倒车雷达前的准备工作1、选择合适的倒车雷达产品市面上的倒车雷达品牌和型号众多,在选择时需要考虑以下几个因素:(1)检测精度:精度越高,对障碍物的距离判断越准确。
(2)探头数量:一般来说,探头数量越多,检测范围越广,但价格也相对较高。
常见的有 2 探头、4 探头和 6 探头等。
(3)显示方式:有声音提示、数字显示和图像显示等多种方式,可根据个人喜好选择。
(4)品牌和质量:选择知名品牌和质量可靠的产品,以保证使用效果和寿命。
2、准备安装工具安装倒车雷达需要用到的工具包括:螺丝刀、扳手、电钻、卷尺、绝缘胶带等。
3、确定安装位置倒车雷达的探头通常安装在车辆的后保险杠上,安装位置要尽量避开障碍物和牌照框。
一般来说,4 探头的倒车雷达,探头安装在保险杠的左右两侧和中间位置;6 探头的倒车雷达,除了上述位置外,还会在保险杠的两角各增加一个探头。
三、倒车雷达的安装步骤1、拆卸后保险杠首先,需要将车辆的后保险杠拆卸下来。
不同车型的拆卸方法可能会有所不同,一般需要先拆除固定螺丝和卡扣,然后小心地将保险杠从车身上取下。
2、标记探头安装位置使用卷尺和记号笔,在保险杠上标记出探头的安装位置。
要确保标记位置准确、对称,并符合产品说明书的要求。
汽车倒车雷达雨天后失灵怎么办
倒车雷达在倒车时,利用超声波原理,由装置在车尾保险杠上的探头发送超声波撞击障碍物后反射此声波,计算出车体与障碍物间的实际距离,然后提示给司机,使停车或倒车更容易、更安全。
但是倒车雷达在使用的过程中难免会出现一些故障,当我们遇到这些故障的时候又该怎么处理呢?
倒车雷达主要组成:
1、超声波传感器:主要功能是发出和接收超声波信号,然后将信号输入到主机里面,通过显示设备显示出来。
2、控制器:对信号进行处理,计算出车体与障碍物之间的距离及方位。
3、显示器或蜂鸣器:当传感器探知汽车距离障碍物的距离达到危险距离时,系统会通过显示器和蜂鸣器发出警报,提醒驾驶员。
倒车雷达与军用雷达的原理倒车雷达和军用雷达虽然都是基于雷达原理工作的,但是其应用场景和要求不同,因此原理也存在一定的差异。
倒车雷达主要用于汽车的后方监测,帮助驾驶员在倒车时减少盲区带来的风险,并提示驾驶员与障碍物的距离。
其工作原理可以分为三个主要部分:超声波发射、接收和信号处理。
超声波发射是倒车雷达的核心部分,它通过发送超声波信号来探测周围的障碍物。
一般来说,倒车雷达会使用多个超声波传感器,这些传感器将会以固定的频率发射超声波信号,并记录信号的回波时间和强度。
当超声波信号遇到障碍物时,一部分信号会被障碍物反射并返回到传感器。
接收器在接收到信号后会测量信号的回程时间,并计算障碍物与传感器之间的距离。
接收到的信号会送往信号处理器进行处理。
信号处理器会将传感器接收到的信号转换成对应的距离值,并将这些值传递给显示器或者喇叭来提示驾驶员。
相比之下,军用雷达的工作原理更为复杂,因为其要求更高的探测距离、目标识别和追踪能力。
军用雷达主要通过电磁波来探测和定位目标。
根据工作频率的不同,军用雷达可以分为微波雷达、毫米波雷达和红外雷达等。
微波雷达在军事应用中被广泛使用,它利用电磁波以极高的速度传播,而且他们的波长较短,能够穿过云层,具有强的穿透能力。
微波雷达主要通过连续波雷达和脉冲雷达来工作。
连续波雷达通过发射连续的微波信号,然后测量目标返回的信号是否有变化来判断是否有目标出现。
而脉冲雷达则以脉冲信号的方式工作,它通过发射一系列的脉冲信号,并测量每个脉冲信号的回波时间和强度来获得目标的位置和距离。
另外,军用雷达还可以通过多普勒效应来实现对目标的速度测量。
当雷达接收到目标发射的信号返回时,如果目标在运动,则接收到的信号的频率会发生变化,根据这种频率差异,雷达可以推断出目标的速度和运动方向。
军用雷达在目标识别和追踪方面也有较高的要求。
为了实现更精确的探测和识别,现代军用雷达通常会采用波束扫描技术和相控阵技术。
波束扫描技术可以通过调整雷达发射和接收的方向来扫描整个扇区,以获得更广泛的覆盖范围。
红外倒车雷达知识点总结一、红外倒车雷达的基本原理红外倒车雷达是一种利用红外线技术进行远距离探测和测距的设备,它主要由传感器、处理器和显示器组成。
传感器负责接收红外线,处理器通过算法计算出目标物体的距离和方向,最后通过显示器显示出来。
红外线传感器是红外倒车雷达的核心部件,它可以发射红外线,并接收反射回来的红外线。
根据反射回来的红外线的强度和时间来计算目标物体的距离和方向。
处理器则负责接收传感器传来的数据,并通过算法进行处理,最后将结果显示在显示器上。
二、红外倒车雷达的工作原理红外倒车雷达是通过发射红外线并接收反射回来的红外线来测量目标物体的距离和方向的。
它能够在夜晚和恶劣天气条件下进行有效的探测工作。
红外线传感器通过发射红外线,并接收反射回来的红外线,根据反射回来的红外线的强度和时间来计算出目标物体的距离和方向。
红外倒车雷达的传感器通过不同角度的红外线发射和接收,能够实现对目标物体的距离和方向的测量。
处理器通过算法对传感器传输的数据进行处理,最终将结果显示在显示器上。
三、红外倒车雷达的优点1.红外倒车雷达能够实现对目标物体的远距离探测和测距,提高了驾驶人员对后方情况的感知能力,有效降低了倒车事故的发生概率。
2.红外倒车雷达能够在夜晚和恶劣天气条件下进行有效的探测工作,提高了倒车安全性能。
3.红外倒车雷达能够全方位进行探测,实现了对不同角度的目标物体的探测和测距。
4.红外倒车雷达能够通过显示器直观的显示检测结果,方便驾驶人员进行判断和操作,提高了驾驶安全性。
四、红外倒车雷达的应用领域红外倒车雷达主要应用于汽车和各种机动车辆上,用于进行倒车辅助和安全防护。
随着汽车的普及,红外倒车雷达已经成为了汽车上的一个重要的辅助设备,对于提高驾驶安全性起到了重要的作用。
红外倒车雷达也被广泛应用于工业自动化领域、无人机和机器人方面,用于进行远距离探测和测距,实现对目标物体的控制和操作。
五、红外倒车雷达的发展趋势随着科学技术的不断发展,红外倒车雷达技术也在不断的创新和进步。
汽车倒车雷达安装方法汽车倒车雷达是一种用于辅助驾驶的装置,它通过超声波技术来检测车辆周围的障碍物,帮助驾驶员避免碰撞和刮擦。
安装汽车倒车雷达可以提高驾驶的安全性和舒适性,下面我将详细介绍汽车倒车雷达的安装方法。
第一步:购买合适的倒车雷达在安装汽车倒车雷达之前,首先需要购买一套合适的倒车雷达。
市场上有各种不同类型和品牌的倒车雷达可以选择,例如带有显示器的蓝牙倒车雷达,或者后视镜集成式的倒车雷达。
根据自己的需求和预算,选择适合自己车辆的倒车雷达。
第二步:准备安装工具和材料安装汽车倒车雷达需要一些基本的工具和材料。
下面是一些常用的工具和材料清单:- 螺丝刀和螺丝批- 钳子和剪线器- 导线和绝缘胶带- 螺丝和螺母- 钻头和螺纹钻头- 安装支架和卡扣第三步:确定倒车雷达的安装位置在安装倒车雷达之前,需要确定雷达探头的安装位置。
通常情况下,倒车雷达的探头安装在车辆的保险杠上,距离地面约为40-50厘米。
可以根据实际情况来调整探头的安装位置,以确保能够准确地探测到后方障碍物。
第四步:安装倒车雷达的控制器和显示器将倒车雷达的控制器和显示器安装到车辆的指定位置。
通常情况下,控制器和显示器的安装位置可以选择在车辆的驾驶室内,例如中控台或者仪表盘上。
使用螺丝固定控制器和显示器,确保安装牢固。
第五步:安装倒车雷达的探头将倒车雷达的探头安装到车辆的保险杠上。
首先,使用钻头和螺纹钻头在保险杠上钻孔,以安装探头的支架。
然后,将探头支架固定在保险杠上,使用螺丝和螺母进行固定。
最后,将探头安装到支架上,确保探头与保险杠平齐并且稳固。
第六步:连接倒车雷达的电源和信号线将倒车雷达的电源线和信号线连接到车辆的电源系统和后备灯电路上。
首先,通过剪线器剪开车辆后备灯的电源线,然后使用绝缘胶带将倒车雷达的电源线和后备灯电源线连接在一起。
接下来,将倒车雷达的信号线连接到后备灯信号线上,以接收倒车信号并启动倒车雷达。
第七步:测试倒车雷达的功能在安装完成后,需要测试倒车雷达的功能是否正常。
四川师范大学成都学院电子工程系课程设计报告 1 1
前 言 随着汽车的普及,越来越多的家庭拥有了汽车。汽车的数量逐渐增加,造成公路、街道、停车场、车库等越来越拥挤。汽车驾驶员越来越担心车的安全了,其中倒车就是一个典型。 我们所设计的汽车倒车雷达主要是针对汽车倒车时人无法目测到车尾与障碍物的距离而设计开发的。该设计将51单片机技术与超声波的测距技术、传感器技术等相结合,可检测汽车倒车,其障碍物与汽车的距离,通过发光二极管闪烁的频率来显示距离,障碍物越近,闪烁的频率越高,并根据障碍物与车尾的距离远近实时发出报警。 虽然我们设计的倒车雷达和轿车上的倒车雷达有很大的差别。但这个设计把我们平时学到的理论运用到实践里去了,同时教会了我们怎么样使用实验室的仪器,提高了我们动手实践的能力和文字表达能力。 .
. 1. 汽车倒车雷达的初步认识
1.1 汽车倒车雷达的原理 倒车雷达是根据蝙蝠在黑夜里高速飞行而不会与任何障碍物相撞的原理设计开发的。探头装在后保险杠上,主要于前后保险杠上安装。探头能够以最大水平120度垂直70度范围辐射,上下左右搜寻目标。它最大的好处是能探索到那些低于保险杠而司机从后窗难以看见的障碍物,并报警,如花坛、路肩、蹲在车后玩耍的小孩等。 倒车雷达的显示器装在后视镜上,它不停地提醒司机车距后面物体还有多少距离,到危险距离时,蜂鸣器就开始鸣叫,以鸣叫的间断/连续急促程度,提醒司机对障碍物的靠近,及时停车。 倒车雷达就相当于超声波探头,从整体上来说超声波探头可以分为两大类:一是用电气方式产生超声波,其二是用机械方式产生超声波,鉴于目前较为常用的是压电式超声波发生器,它有两个电晶片和一个共振板,当两极外加脉冲信号,它的频率等于压电晶片的固有震荡频率时,压力晶片将会发生共振,并带动共振板振动,将机械的能转为电信号的这一过程,这就成了超声波探头的工作原理。为了更好地研究超声波和利用起来,人们已经设计和制造出很多超声波发声器,超声波探头加以运用在使用汽车倒车雷达上。 这种原理用在一种非接触检测技术上,用于测距来说其计算简单,方便迅速,易于做到实时控制,距离准确度达到工业实用的要求。倒车雷达用于测距上,在某一时刻发出超声波信号,在遇到被测物体后的射回信号波,被倒车雷达接收到,得用在超声波信号从发射到接收回波信号这一个时间而计算出在介质中的传播速度,这就可以计算出探头与被探测到的物体的距离。 1.2 汽车倒车雷达的组成 倒车雷达有这几部分构成: ★ 超声波传感器:用于发射及接收超声波信号,通过超声波传感器可以测量距离。 ★ 主机:发射正弦波脉冲给超声波传感器,并处理其接收到的信号,换算出距离值后,将数据与显示器通讯。 ★ 显示器或蜂鸣器:接收主机距离数据,并根据距离远近显示距离值和提供不同级别的距离报警音。 . . 2. 系统硬件设计
按照系统设计的功能的要求,初步确定设计系统由单片机主控模块、显示模块、超声波发射模块、接收模块共四个模块组成系统设计框图如图1所示。 单片机主控芯片使用51系列AT89S51单片机,该单片机工作性能稳定,同时也是在单片机课程设计中经常使用到的控制芯片。 发射电路由单片机输出端直接驱动超声波发送。 接收电路使用三极管组成的放大电路,该电路简单,调试工作小较小。系统设计框图如图1所示。
硬件电路的设计主要包括单片机系统及显示电路、超声波发射电路和超声波接收电路、报警输出电路、供电电路等几部分。单片机采用AT89S51,系统晶振采用12MHz高精度的晶振,以获得较稳定时钟频率,减小测量误差。单片机用P2.7端口输出超声波换能器所需的40kHz的方波信号,P3.5端口监测超声波接收电路输出的返回信号。显示电路采用简单实用的3位共阳LED数码管,段码输出端口为单片机的P2口,位码输出端口分别为单片机的P3.4、P3.2、P3.3口,数码管位驱运用PNP三极管S9012三极管驱动。 2.1 AT89S51单片机 AT89S51是美国ATMEL公司生产的低功耗,高性能CMOS8位单片机,片内含4k bytes的可系统编程的Flash只读程序存储器,器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产,兼容标准8051指令系统及引脚。
显示模块 超声波接收模块
供电单元
单片机控制系统 AT89C51 超声波发
射模块
图1系统设计框图 .
. AT89S51集Flash程序存储器既可在线编程(ISP)也可用传统方法进行编程及通用
8位微处理器于单片芯片中,ATMEL公司的功能强大,低价位AT89S51单片机可为您提供许多高性价比的应用场合,可灵活应用于各种控制领域。主要性能参数: ★ 全双工串行UART通道 ★ 低功耗空闲和掉电模式 ★ 中断可从空闲模唤醒系统 ★ 看门狗(WDT)及双数据指针 ★ 掉电标识和快速编程特性 ★ 与MCS-51产品指令系统完全兼容 ★ 4k字节在系统编程(ISP)Flash闪速存储器 ★ 灵活的在系统编程(ISP字节或页写模式) ★ 4.0-5.5V的工作电压范围 ★ 2个16位定时/计数器 ★ 全静态工作模式:0Hz-33MHz ★ 32个可编程I/O口线 ★ 1000次擦写周期 ★ 6个中断源 ★ 三级程序加密锁 ★ 128×8字节内部RAM 除此以外AT89S51还提供一个5 向量两级中断结构,片内振荡器及时钟电路。同时,AT89S51可降至0Hz的静态逻辑操作,并支持两种软件可选的节电工作模式。空闲方式停止CPU的工作,但允许RAM,定时/计数器,串行通信口及中断系统继续工作。掉电方式保存RAM 中的内容,但振荡器停止工作并禁止其它所有部件工作直到下一个硬件复位。AT89C51引脚图如图2所示。
图2 AT89C51引脚图 .
. 2.2 超声波测距的系统及其组成
本系统由单片机AT89S51控制,包括单片机系统、发射电路与接收放大电路和显示电路几部分组成。硬件电路的设计主要包括单片机系统及显示电路、超声波发射电路和超声波接收电路三部分。单片机采用AT89S51。采用12MHz高精度的晶振,以获得较稳定时钟频率,减小测量误差。单片机用P2.7端口输出超声波换能器所需的40kHz的方波信号,P3.5端口监测超声波接收电路输出的返回信号。显示电路采用简单实用的3位共阳LED数码管,段码输出端口为单片机的P2口,位码输出端口分别为单片机的P3.4、P3.2、P3.3口,数码管位驱运用PNP三极管S9012三极管驱动。超声波接收头接收到反射的回波后,经过接收电路处理后,向单片机P3.5输入一个低电平脉冲。单片机控制着超声波的发送,超声波发送完毕后,立即启动内部计时器T0计时,当检测到P3.5由高电平变为低电平后,立即停止内部计时器计时。单片机将测得的时间与声速相乘再除以2即可得到测量值,最后经3位数码管将测得的结果显示出来。 2.2.1 超声波测距单片机系统 超声波测距单片机系统主要由:AT89S51单片机、晶振、复位电路、电源滤波部份构成。由K1,K2组成测距系统的按键电路。用于设定超声波测距报警值。超声波测距单片机系统如图3所示。
图3 超声波测距单片机系统 .
. 2.2.2 超声波发射、接受电路
超声波发射电路由电阻R1、三极管BG1、超声波脉冲变压器B及超声波发送头T40构成,超声波脉冲变压器,在这里的作用是提高加载到超声波发送头两产端的电压,以提高超声波的发射功率,从而提高测量距离。接收电路由BG1、BG2组成的两组三级管放大电路构成;超声波的检波电路、比较整形电路由C7、D1、D2及BG3组成。40kHz的方波由AT89S51单片机的P2.7输出,经BG1推动超声波脉冲变压器,在脉冲变压器次级形成60VPP的电压,加载到超声波发送头上,驱动超声波发射头发射超声波。发送出的超声波,遇到障碍物后,产生回波,反射回来的回波由超声波接收头接收到。由于声波在空气中传播时衰减,所以接收到的波形幅值较低,经接收电路放大,整形,最后输出一负跳变,输入单片机的P3脚。超声波发射如图4所示,接收电路如图5所示。
图4 超声波测距发送单元图 图5 超声波测距接收单元 .
. 该测距电路的40kHz方波信号由单片机AT89S51的P2.7发出。方波的周期为
1/40ms,即25µs,半周期为12.5µs。每隔半周期时间,让方波输出脚的电平取反,便可产生40kHz方波。由于单片机系统的晶振为12M晶振,因而单片机的时间分辨率是1µs,所以只能产生半周期为12µs或13µs的方波信号,频率分别为41.67kHz和38.46kHz。本系统在编程时选用了后者,让单片机产生约38.46kHz的方波。 由于反射回来的超声波信号非常微弱,所以接收电路需要将其进行放大。接收到的信号加到BG1、BG2组成的两级放大器上进行放大。每级放大器的放大倍数为70倍。放大的信号通过检波电路得到解调后的信号,即把多个脉冲波解调成多个大脉冲波。这里使用的是I N 4148检波二极管,输出的直流信号即两二极管之间电容电压。该接收电路结构简单,性能较好,制作难度小。 2.2.3显示电路 本系统采用三位一体L E D 数码管显示所测距离值。数码管采用动态扫描显示,段码输出端口为单片机的P2口,位码输出端口分别为单片机的P3.4、P3.2、P3.3口,数码管位驱运用PNP三极管S9012三极管驱动。系统显示电路如图6所示。
图6 系统显示电路 2.2.4 供电电路 本测距系统由于采用的是LED数码管用为显示方式,正常工作时,系统工作电流约为30-45mA,为保证系统统计的可靠正常工作,系统的供电方式主要交流AC6-9伏,同时为调试系统方便,供电方式考虑了第二种方式,即由USB口供电,调试时直接由电脑