汽车倒车测距仪毕业设计论文
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计算机12届毕业设计文献综述汽车倒车防撞系统超声波测距仪学生姓名庄连成学号 5011208217所属学院信息工程学院专业计算机科学与技术班级计算机12-3班指导教师孟洪兵汽车倒车防撞系统超声波测距仪摘要:分析了汽车倒车防撞系统的基本设计原理以及目前国内外此类防撞系统存在的问题,较详细的介绍超声波测距系统以及根据该系统设计原理、方法和步骤,研制的汽车防撞测距系统。
这种测距系统有效测量车尾5m以内障碍物的实时距离,在汽车倒车过程中,能自动检测车尾障碍物的距离;当达到极限位置的时候并发出声光警报,提醒司机刹车。
本系统主要在硬件方面,围绕单片机展开,设计了具有通信、预处理等接口的硬件电路,完成对回波数据的采集、处理、显示、报警等功能,并利用单片机片内的温度传感器采集环境温度,对声速做出修正。
关键词:超声、测距、报警、单片机Abstract: the author analyzes the back car crash the system of basic design principle and such crash at home and abroad and the problems existing in the system, a detailed introduction ultrasonic ranging system and according to the system design principle, method and procedure, the development of the automotive anti-collision distance measuring system. The effective measuring the distance measuring system within 5 m of real-time obstacle distance, in car back-draft process, can automatically detect the obstacles distance; When they reach the limit position of time and give out sound and light alarm, remind the driver brakes.This system mainly in hardware, around on single chip microcomputer, the design of communication, pretreatment, the interface hardware circuit and the completion of echo data collection, treatment, display and alarm functions, and the temperature inside the piece by SCM environment temperature sensors to collect, to make correction sound velocity.Keywords: ultrasound, ranging, alarm, microcontroller1.课题的意义和目的在测距方面,按测量范围或测量精度可分很多种类。
汽车倒车测距仪的设计
摘要
汽车倒车雷达是针对当前公路、街道、停车场、车库等愈来愈拥堵,加上存在视觉盲区,无法看见车后的障碍物,司机在倒车时很容易刮伤汽车,乃至发生事故的情形而显现的一种旨在倒车防护的汽车防撞系统。
该系统能够在汽车以较低的速度进行倒车的进程中,识别出车后部的障碍物,并能够测量车与障碍物之间的距离,在车辆与障碍物发生碰撞前,发作声光报警,提示司机刹车。
本设计从实验研究分析的角度,分析了超声波测距原理和国内外此类汽车倒车雷达存在的问题,提出了目前最简单、有效的一种倒车雷达实现方案,即基于成都国腾微电子公司GM3101倒车雷达芯片为核心的超声波测距倒车雷达,该芯片功能集成度高,外围只需接上超声波传感器和功率器件就能够够实现整个系统功能,也不需要软件编程。
同时设计中围绕目前呼声很高的汽车电器网络化实现,提出倒车雷达数据基于新型总线XY-CN BUS 的传递方案。
系统设计中采纳了模块设计思想,简化了调试工作量,最终专门好完成了超声波测距倒车雷达系统的硬件设计、软件设计及系统调试。
关键词:汽车倒车雷达超声波 GM3101芯片 XY-CNBUS 汽车电器网络化。
超声波汽车倒车警示器设计毕业论文目录摘要....................................................................................... 错误!未定义书签。
目录.. (1)第1章绪论 (1)1.1选题背景 (1)1.2 设计目的 (1)1.3 设计意义 (1)1.4设计内容 (2)第2章方案比较与选择 (3)第3章超声波测距原理 (6)3.1 超声波的原理及应用 (6)3.1.1超声波的物理特性 (6)3.1.2超声波的衰减 (6)3.1.3超声波的波形 (7)3.2 测距原理 (7)3.2.1超声波的传播速度 (7)3.2.2超声波的测距原理 (8)3.3超声波传感器 (8)第4章超声波发射电路 (10)4.1超声波发射电路工作原理 (10)4.2元件选择 (11)4.2.1 UCM--T40K1简介 (11)4.2.2 LM567简介 (12)4.2.3 S9013简介 (13)第5章超声波接收电路 (14)5.1超声波接收原理 (14)5.2元器件选择 (15)5.3 锁相环电路部分 (16)5.4元器件选择 (18)第6章语音提示电路 (20)6.1电路工作原理 (20)6.2电路组成 (20)6.3 元器件选择 (20)6.3.1 LM386介绍 (20)6.3.2 HFC5214语音集成电路 (22)6.3.3 扬声器BL (23)第7章倒车警示器电路 (24)7.1电路工作原理 (24)7.2元器件清单 (25)致谢 (26)参考文献 (27)第1章绪论1.1选题背景随着科技发展的不断进步,自动测量的技术不断更新,非接触式测量技术也有了长足的发展。
在很多工控场合,测量的物体是不能够直接接触到的,或者测量的物体不宜直接接触。
这时要用到非接触式测量仪器。
自发现压电效应和逆压电效应后,人们解决了利用电子学技术产生超声波的方法。
毕业设计基于超声波测距的倒车雷达设计好一、背景和研究意义随着汽车普及率的不断提高,车辆在道路上的行驶和停车都成为人们生活中常见的场景。
而在停车行为中,倒车就成为了比较危险的行为,往往容易发生事故。
因此,倒车雷达的应用正越来越受到人们的重视。
倒车雷达是一种能够勘测车辆周围环境并辅助驾驶员开车的系统,它能够利用超声波测距原理快速测量车与后方障碍物之间的距离,并在必要的时候发出警示声音,提醒驾驶员及时停车,避免碰撞。
因此,在汽车行业中,倒车雷达越来越受到关注,开发和研究倒车雷达的技术也日渐成熟。
本文基于超声波测距的原理,设计了一种倒车雷达系统,旨在提高驾驶员倒车的安全性和便利性,为驾驶员提供更加完善的倒车辅助系统,为减少车辆事故带来新的技术支持。
二、设计原理超声波倒车雷达主要是通过超声波感应距离,掌握车辆行驶路线,快速监测停车时的障碍物情况,提醒人们注意,避免碰撞发生。
超声波测距,是测量距离的一种常用方法,具有广泛的应用。
在倒车雷达中,超声波传感器负责发射和接收超声波信号。
当超声波传感器发射出信号时,经过一定的时间后接收器接收到了回波信号。
此时,系统能够计算出障碍物与传感器之间的距离。
例如,在设计的倒车雷达中,将各个传感器布置在车辆的四周,对车辆周围的环境进行监控,同时,安装上数字显示屏和声音提示装置,形成一个完整的倒车雷达系统。
三、设计流程1.硬件选取倒车雷达的主要组成部分包括传感器、控制器和显示器。
这里选择超声波传感器来进行测量距离,并选用单片机作为控制器,通过硬件连接实现传感器和显示器的协同工作。
2.硬件电路设计超声波传感器和单片机之间需要一个连接器来传输测量数据,实现数据传输的同时,还需保证传输的效率和精度。
此次实验中选用了串口通信的方式,通过串口将传感器测量到的距离值传输到单片机中,再将数据传输到显示器上。
3.软件设计设计的倒车雷达是建立在单片机开发的搭建之上的。
通过编码实现了超声波测距原理、数据传输、数据显示在显示器上并且有警告声音提示的功能。
石家庄铁道大学毕业设计汽车倒车测距仪的设计与实现The Design of Auto Reverse Rangefinder完成日期 2012 年 05 月 25 日毕业设计成绩单毕业设计任务书题目汽车倒车测距仪设计和实现一、主要内容单片机STC89系列利用超声波测距模块对障碍物距离检测,对超过阈值的距离报警动作。
二、基本要求1.单片机完成超声波测距。
2.实现根据不同的距离信息进行不同样式的报警。
3.使用Keil C编程,实现相关逻辑控制。
4.电路原理图设计,Protel印刷电路图设计。
5.提出系统设计框图,提出相应的解决方案。
三、主要技术指标(或研究方法)1.电压直流5V,工作电流小于500mA。
2.完成主要功能。
3.电路原理图。
4.使用说明书撰写。
四、应收集的资料及参考文献C语言开发。
关于STC89系列相关单片机开发文档。
相关传感和显示器件使用手册和接口电路。
五、进度计划第1周:开题,并完成开题报告。
第2-8 周:资料收集,文献阅读,系统设计,电路实现,程序仿真。
第9-14周:系统综合调试完成,撰写设计说明书。
第15-16周:准备参加答辩。
教研室主任签字时间年月日毕业设计开题报告题目汽车倒车测距仪设计和实现一、背景和意义安全是围绕汽车的永恒主题。
随着公路交通特别是高速公路交通的飞速发展,交通事故特别是恶性交通事故呈不断上升趋势,交通安全越来越受到广泛关注,因此世界各国在研究只能车辆自主导航技术的同时,投入大量的人力物力,致力于提高汽车行驶安全性。
随着我国经济飞速发展,越来越多的人拥有了自己的汽车,同时由泊车和倒车所引发的事故也越来越多。
因此,有助于驾驶员泊车和倒车的倒车倒车测距仪应运而生。
二、课题研究内容单片机STC89系列利用超声波测距模块对障碍物距离检测。
对超过阈值的距离报警动作。
三、课题预期目的本研究包括超声波发射和接受、液晶显示和语音播报等模块,在倒车时,汽车在智能控制器的控制下,由车尾部的超声波发生器探头发送超声波信号,当遇到障碍物时,产生回波信号,探头接受到回波信号后井控制器进行数据处理并计算出车体与障碍物之间的实际距离,然后通过显示或语音设备提示给驾驶员。
中文摘要目录1绪论 (1)2 超声波传感器的介绍 (2)2.1超声波传感器的概述 (2)2.2 超声波传感器的特点 (3)2.3超声效应 (3)2.4超声波传感器的应用 (4)3 单片机的介绍............................................................................... ..5 3.1 单片机的定义.. (5)3.2 单片机的特点 (5)3.3 单片机的应用 (5)3.4 AT89C51单片机的介绍 (6)4 汽车倒车测距仪的硬件设计 (9)4.1 设计的思路 (9)4.2 设计的重点与难点........................................................................ .9 4.3硬件设计的基本原理及原理图.. (9)5超声波汽车倒车测距仪软件设计 (14)5.1 主程序编制及流程图 (16)5.2 中断服务程序的流程图及编制 (16)5.3 显示距离子程序和延时子程序 (17)5.4信号处理程序 (18)5.5程序中有关存储器,寄存器及标志位的内容及用途............................... .21 结论 (23)致谢 (25)参考文献 (26)附录 (27)1 绪论汽车倒车测距仪能测量并显示车辆后部障碍物离车辆的距离,同时用间歇嘟嘟声报警,间歇时间随障碍物距离缩短而缩短。
驾驶员不但可以直接观察被显示的距离,还可以用听觉判断车后障碍物距离的远近。
特别适用于长车身车辆倒车。
仪器共有三部分组成:监控器、接线盒与探测器。
监控器由单片计算机为核心的集成电路组成,发射,并接收频率稳定的40kHz超声波,根据发射信号与回波信号之间的时间差计算障碍物与车辆后部的距离。
监控器安装在驾驶室驾驶员便于观察的位置,面板上有3位LED数码管显示器,清晰悦目,小数点固定在第一位数后, 显示单位精确到厘米。
数字超声波倒车测距仪设计学生:XX 指导教师:XX内容摘要:在实时检测和自动控制的单片机应用系统中,单片机往往是作为一个核心部件来使用。
单片机是把主要计算机功能部件都集成在一块芯片上的微型计算机。
它是一种集计数和多中接口于一体的微控制器。
而52单片机是个单片机中最为典型和最有代表性的一种。
本设计主要应用AT89C52作为控制核心,与显示器,驱动电路等相结合的系统。
基于单片机设计。
利用单片机AT89C52作为报警装置的控制器,能充分发挥AT89C52的数据处理和实时控制功能而设计的数字超声波倒车测距仪。
使系统工作于最佳状态,提高系统的灵敏度。
其优点是体积小、使用方便、硬件电路简单,软件功能完善,控制系统可靠,具有一定的使用和参考价值。
若将安全距离设为0.5m,就可作为汽车倒车报警器,提高汽车倒车时的安全性。
该数字超声波倒车测距仪利用超声波实现对汽车的测距。
利用单片机的实时控制和数据处理功能完成系统的控制。
文章给出了测距仪的硬件电路原理及软件设计。
关键词:AT89C52 超声波测距仪The design of Digital ultrasonic Reverse rangefinder Abstract:In the application system of single-chip microcomputer of real-time detection and automatic control, the single-chip microcomputer always be used as a core components. The single-chip microcomputer is a microcomputer which collect all the important computer components to a chip.It is a kind of micro controller which contains count and varieties of interface. However, the 52 single-chip is the most typical and representative one of all the single-chip.This design is mainly taking AT89C52 as the control core, it is a system of connecting monitor, drive circuit etc. According to the design of the single-chip, using AT89C52 as the controller of alarm device will fully develop the function of data processing and real-time control of AT89C52. This kind of single-chip ensures the best condition and arises the sensitivity of the system. The merit of this single-chip is the small volume, convenience, simple hardware circuit, perfect software functions, the Control system is reliable,as well as the value of using and reference. If the safety distance is 0.5m, the single-chip may be setted as the reverse alarm and the safety will be improved. This digital ultrasonic reverse rangefinder uses ultrasonics to finish the test of the distance of vehicles. Completing the control of the system with real-time detection and the function of data processing. This essay is mainly talking about the hardware circuit principle and the software design of rangefinder.Keywords: AT89C52 ultrasonic rangefind目录前言 (1)1 数字超声波倒车测距仪介绍 (1)1.1 数字超声波倒车测距仪功能分析 (1)1.1.1 数字超声波倒车测距仪的基本功能 (1)1.2.1 AT89C52的硬件结构图 (2)1.2.2 AT89C52各部分的作用与工作原理 (3)2 系统硬件电路设计 (6)2.1 单片机的最小系统 (6)2.2 时钟电路 (6)2.3 复位电路 (7)2.4 多谐振荡器 (7)2.5 超声波传感器 (8)2.6 超声波接收电路 (9)2.7 放大电路及参数设定 (9)2.8 电压比较电路及参数设计 (10)2.9 AT89C52和LCD显示器模块的硬件接口 (11)3 系统软件设计 (14)3.1 超声波接收发射软件设计 (14)3.1.1 距离计算问题 (14)3.1.2 串扰问题 (14)3.1.3程序流程图 (15)3.2 LCD液晶显示器软件设计 (16)3.2.1 读/写时序 (17)4 结束语 (18)附录: (18)参考文献: (25)数字超声波倒车测距仪设计前言人们能听到声音是由于物体振动产生的,它的频率在20HZ-20KHZ范围内,超过20KHz称为超声波,低于20Hz的称为次声波。
倒车雷达毕业设计【篇一:基于单片机得倒车雷达设计毕业论文】1 绪论1.1 课题背景随着我国经济的飞速发展,交通运输车辆的不断增多,由此产生的交通问题越来越成为人们关注的问题。
其中倒车事故由于发生的频率极高,已引起了社会和交通部门的高度重视。
倒车事故发生的原因是多方面的,倒车镜有死角,驾车者目测距离有误差,视线模糊等原因造成倒车时的事故率远大于汽车前进时的事故率,尤其是非职业驾驶员以及女性更为突出。
而倒车事故给车主带来的许多麻烦,有鉴于此,汽车高科技产品家族中,专为汽车倒车泊位设置的“倒车雷达”应运而生,倒车雷达的加装可以解决驾驶人员后顾之忧,大大降低倒车事故的发生。
超声波倒车雷达全称叫“倒车防撞雷达”,也叫“泊车辅助装置”,是汽车泊车安全辅助装置,能以声音或者更为直观的显示告知驾驶员周围障碍物的情况,解除了驾驶员泊车和启动车辆时前后左右探视所引起的困扰,并帮助驾驶员扫除视野的死角和视线模糊的缺陷,提高驾驶的安全性。
倒车雷达的原理与普通雷达一样,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。
通过感应装置发生超声波,然后通过反射回来的超声波判断前方是否有障碍物,以及障碍物的距离、大小、方向、形状等。
只不过由于倒车雷达体积大小及实用性的限制,目前其主要功能仅为判断障碍物与车的距离,并做出提示。
1.2 国内外研究现状一般认为,关于超声波的研究最初起始于1876年f.galton的气哨实验,这是人类首次有效产生的高频声波。
在之后的三十年中,超声波仍然是一个鲜为人知的东西,由于当时电子技术发展缓慢,对超声波的研究造成了一定程度的影响。
在第一次世界大战中,对超声波的研究逐渐受到重视。
法国人langevin使用一种晶体传感器在水下发射和接收相对低频的超声波。
他提出的这种方法可以用来检测水中是否存在潜艇并进行水下通信。
1929年,sokolov首先提出用超声波探查金属物内部缺陷的建议。
相隔2年,1931年mulhauser获准一项关于超声检测方法的德国专利,不过他并未做更多的工作。
摘要随着社会经济的发展和交通运输业的不断兴旺,汽车的数量在不断的增加。
交通拥挤状况也日益严重,撞车事件也经常发生,造成了很多不可避免的人声伤亡和经济损失,面对这种情况,设计一种响应快、可靠性高并且比较经济的汽车防撞预警系统显得非常的重要。
超声波测距法是一种最常见的距离测量方法。
本文介绍的就是利用超声波测距法设计一种倒车防撞报警系统。
本文的内容是基于超声波测距的倒车防撞系统的设计,主要是利用超声波的特点和优势,将超声波测距系统和AT89S51单片机结合于一体,设计出一种基于AT89S51单片机得倒车防撞系统。
本系统采用软硬结合的方法,具有模块化和多用化的特点。
论文概述了超声波检测的发展及基本原理,阐述了超声波传感器的原理及特性。
对于系统的一些主要参数进行了讨论,并且在介绍超声波测距系统功能的基础上,提出了系统的总体构成。
通过多种发射接收电路设计方案比较,得出了最佳设计方案,并对系统各个设计单元的原理进行了介绍。
对组成各系统电路的芯片进行了介绍,并阐述了它们的工作原理。
论文介绍了系统的软件结构,通过编程来实现系统功能。
关键字:单片机,超声波测距,LED显示,倒车雷达,第一章绪论1.1 课题设计的目的和意义随着汽车的普及,越来越多的家庭拥有了汽车。
交通拥挤状况也随之出现,撞车事件也是经常发生,人们在享受汽车带来的乐趣和方便的同时,更加注重的是汽车的安全性,许多“追尾”事故都与车距有着密切的关系。
为了解决这个安全问题,设计一种汽车测距防撞报警系统势在必行。
由于超声波指向性强,能量消耗缓慢,在介质中传播的距离较远,因而超声经常用于距离的测量,如测距仪和物位测量仪等都可以通过超声波来实现。
利用超声波检测往往比较迅速、方便、计算简单。
所以超声波测距法是一种非常简单常见的方法,应用在汽车停车的前后左右防撞的近距离测量,以及在汽车倒车防撞报警系统中,超声波作为一种特殊的声波,具有声波传输的基本物理特性—折射,反射,干涉,衍射,散射。
摘要超声波汽车倒车探测器,种类繁多,应用广泛,目前在市场上呈现了一种各种档次并存,高低搭配的局面。
因为它实用性强,技术成熟,所以发展很快。
从第一代经过短短几年时间便发展到第五代,从纯电路模式到使用高速处理器;从单纯轰鸣器报警到显示器显示,语音报警。
另外安装使用更加方便,精度及稳定性也有极大提高。
在现实生活中的作用越来越大。
因而汽车倒车测距仪设计的完成势必成为一种必然趋势。
尽管新出厂的中高档甚至部分低价位的经济型轿车大都开始配置倒车雷达,但是,仍有许多中低档车型出厂时没有配置倒车雷达,而且现行中低档车型加装倒车雷达的市场需求也越来越大,于是自行安装倒车雷达就成了一项新兴的车辆装饰项目。
目前,在一些经营汽车配件或装饰美容的商家内,甚至汽车经销商处都可安装倒车雷达。
利用超声波测距原理,出于低成本、高精度的目的,提出了一种基于51系列单片机的超声波倒车雷达系统的设计方案。
硬件部分采用51系列单片机作为控制器,主要有超声波发射电路、超声波接收电路、温度检测电路、LCD显示电路和报警电路。
在分析超声波测距原理的基础上,给出了实现超声波倒车雷达系统的硬件设计电路图和软件设计流程图。
该系统测量精度为1cm,测量范围为0.50-4.00m,完全能够满足汽车倒车系统的设计要求。
关键词:单片机;超声波;测距;LCD显示屏;角度补偿AbstractUltrasonic automobile reverse detector has many different kinds of applications. Because it is practical strong , mature technology and so fast development. From the first generation after just a few short years time and development to the fifth generation, from pure circuit model to use high speed processors; The alarm to roar from the simple display, voice alarm plays an important role . In addition, using is a good kind of convenient installation. Precision and stability also have greatly improved. In the real life, function is more and more big. So car backing up the completion of design range finder will become an inevitable trend. However, there are still many low-standard cars out no configuration reverse radar, and the current low-standard cars back the radar market demand also more and more big. At present, in some business auto parts or decorative beauty in the business, and even car dealers place can install reverse radar.Because of modern production requirements, it was discovered that the need to achieve the production of non-contact distance measurement, and ultrasonic distance measurement is a good performance of the ranging approach is mainly used in reversing radar sites as well as some industrial field, this paper designed a to AT89C52 MCU as the core of the low-cost, high-precision, LCD display of ultrasonic range finder, and use some commonly used devices such as: 74HC04, etc.System consists of microcontroller, ultrasonic transmitter and ultrasonic receiver amplifier circuit and display circuit. Chip AT89C52 control calculation by the ultrasonic transmission from transmit to receive time and hence the distance to be under test. The system has easy to detect, the software fully functional, reliable, high accuracy advantages.This paper discusses the successful development of microcomputer technology, the basic principles of ultrasonic range finder, measurement method of calculating implementations. Use of software calibration, improved accuracy and machine reliability. The actual use of that greatly improves safety, reliability and accuracy.Keywords:MCU;distance meter;sensor;microcontroller;LCD目录摘要 (I)Abstract (II)1绪论 (1)1.1引言 (1)1.2研究背景及意义 (1)1.3国内外研究现状 (2)1.4本文研究内容 (3)2系统总体设计 (4)2.1超声波概述 (4)2.1.1超声波的基本概念 (4)2.1.2超声波的物理性质 (4)2.1.3超声波对声场产生的作用 (4)2.2超声波测距系统设计原理概述 (5)2.2.1超声波传感器 (5)2.2.2超声波测距的方案 (5)2.2.3 方案设计与论证 (6)2.2.4控制器的选择 (6)2.2.5测距传感器选择 (7)2.2.6显示子系统设计 (7)2.2.7声音报警设计 (8)2.3 系统总体结构 (8)3系统硬件设计 (9)3.1超声波发射和接收电路的设计 (9)3.1.1超声波发射电路 (9)3.1.2超声波接收电路 (10)3.2单片机主机系统电路 (11)3.2.1复位电路 (11)3.2.2时钟电路 (11)3.2.3按键电路 (12)3.2.4 蜂鸣器电路 (12)3.2.5 温度测量电路 (13)3.2.6LCD显示电路 (14)3.2.7电源电路 (15)4系统软件设计 (16)4.1系统软件设计 (16)4.2系统主程序 (16)4.3 40KHz超声波发送子程序 (17)4.4DS18B20温度采集程序 (18)4.5距离计算子程序 (18)4.6数据转换子程序 (19)4.7 LCD显示子程序 (20)5基于Proteus的软件仿真 (21)6PCB设计 (23)6.1元件选择 (23)6.2Altium Designer原理图的绘制 (23)6.3元件封装的建立 (23)6.4PCB的电磁兼容设计 (23)6.5布局布线 (25)7试验误差分析 (28)7.1 误差分析 (28)7.2 技术改进 (28)参考文献 (29)结束语 (30)致谢 (31)附录 (32)部分样图精彩预览成品布线图覆铜后的PCB样机安装图3D效果图如需购买全套完整论文资料,请去如下两个网址均可购买:/item.htm?spm=686.1000925.1000774.13.aYWBgp&id=173******** /item.htm?spm=686.1000925.1000774.19.aYWBgp&id=175********本论文100%本人写作,包括基于单片机的protues+keil软件的联合仿真源文件、源电路图、设计论文、开题报告、毕业答辩的PPT报告及相关文件的截图,涵盖所有毕业论文的相关文件。
编号:审定成绩:设计(论文)题目:汽车倒车测距仪的设计摘要随着我国经济的飞速发展,汽车的需求量急剧增加,现在家家户户拥有汽车已经成为现实。
但是随着汽车数量的增加,其引发的事故也不断的在增加。
倒车引发的汽车事故也占不小的比重,而倒车时车尾存在的盲区是其主导因素,因此解决倒车盲区是安全驾驶必须要解决的问题。
本设计采用以STC89C52单片机为核心的低成本、高精度、微型化数字显示超声波测距仪的硬件电路和软件设计方法。
整个电路采用模块化设计,由主程序、预置子程序、发射子程序、接收子程序、显示子程序等模块组成。
各探头的信号经单片机综合分析处理,实现超声波测距仪的各种功能。
在此基础上设计了系统的总体方案,最后通过硬件和软件实现了各个功能模块。
相关部分附有硬件电路图、程序流程图。
该设计通过模块的组合和软件的控制,实现了设计要求的功能,本设计在使用上面方便,成本较低,可设置最小距离,不但完成了这些功能,还达到了汽车倒车的安全指标。
【关键词】STC89C52 超声波测距仪蜂鸣器LCDABSTRACTWith the rapid development of our economy,the demand for cars has increased dramatically, and now each and every family has a car has become a reality. But with the increasing number of cars, the accidents are increasing.Reversing rear blind spot is the dominant factor and finally solved reverse dead zones be safe driving have to resolve this problem.At the core of the design using STC89C52 low-cost, high accuracy, Micro figures show that the ultrasonic range finder hardware and software design methods. Modular de-sign of the whole circuit from the main program, pre subroutine fired subroutine receive subroutine. Display subroutine modules form. SCM comprehensive analysis of the probe signal processing, and the ultrasonic range finder function. The overall system design, hardware and software are presented.The design of the control modules and software, achieve the design requirements of function. The design is easy to use, low cost and feasible to set the minimum distance. These features are not only finished, also reached the Auto reverse safety indicators.【Key words】STC89C52 Ultrasonic rangefinder Buzzer LCD目录前言 (1)一、研究背景 (1)二、研究现状 (1)三、研究方法 (2)四、本研究的主要内容与论文组织结构 (2)五、本设计研究的意义 (4)第一章主要原器件介绍 (5)第一节STC89C52单片机 (5)第二节HY-SRF05超声波模块 (9)第三节LCD1602 (11)第四节其他的电子元件介绍 (14)第五节本章小结 (15)第二章倒车系统方案的设计 (16)第一节系统整体方案 (16)第二节最小系统的设计 (17)第三节显示报警模块的设计 (18)第四节超声波测距设计 (18)第五节本章小结 (19)第三章系统硬件设计 (20)第一节超声波测距模块 (20)第二节LCD1602显示模块设计 (22)第三节LED灯和蜂鸣器的硬件设计 (22)第四节本章小结 (23)第四章系统的软件设计 (24)第一节主程序设计 (24)第二节LCD1602显示程序的设计 (26)第三节蜂鸣器分段报警程序 (27)第四节本章小结 (29)第五章系统的调试 (30)第一节硬件的调试 (30)第二节软件的调试 (30)第三节本章小结 (31)结论 (32)致谢 (33)参考文献 (34)附录 (36)一、英文原文: (36)二、英文翻译: (40)三、工程电路图 (43)四、程序 (45)前言一、研究背景随着我国经济的建设、社会的进步、人们生活水平的提高,汽车已经与老百姓的生活密不可分,已不再是奢侈品。
基于单片机的汽车倒车雷达系统设计毕业设计汽车倒车雷达系统设计是一项常见的毕业设计项目,本文将详细介绍基于单片机的汽车倒车雷达系统设计。
本设计将使用超声波传感器作为倒车雷达的感知器件,并通过单片机来实现信号的处理和显示。
首先,我们需要选择适合的超声波传感器。
超声波传感器是一种常用的非接触式测距传感器,能够准确测量所测物体与传感器之间的距离。
在汽车倒车雷达系统中,我们可以使用多个超声波传感器进行距离测量,以实现对周围环境的全方位感知。
接下来,我们需要选择合适的单片机作为主控制器。
单片机可以通过编程实现对传感器信号的处理和数据的显示。
常用的单片机有STC89C52、AT89C52等,其具有强大的计算和通信功能。
在硬件设计方面,我们需要按照电路图进行电路的连接。
具体而言,我们将超声波传感器连接到单片机的输入端口,以便获取距离数据。
同时,还可以将液晶显示屏和蜂鸣器等外设连接到单片机的输出端口,以实现对距离数据的实时显示和声音提示。
在软件设计方面,我们需要编写相应的程序代码。
主要包括以下几个功能:1.超声波传感器信号采集:通过单片机的输入端口采集超声波传感器的数据。
采集到的数据将通过AD转换进行数字化处理。
2.距离计算与处理:使用适当的算法来计算车辆与障碍物之间的距离。
在实际应用中,可以将距离划分为几个区域,并根据距离的远近发出相应的警告信号。
3.数据显示与提示:将计算得到的距离数据实时显示在液晶显示屏上,并通过蜂鸣器等输出设备来提醒驾驶员注意周围环境变化。
4.系统优化与稳定性:对系统进行调试和优化,确保系统能够正常运行并具有足够的稳定性。
最后,我们需要对设计的汽车倒车雷达系统进行实验验证。
通过在实际场景中进行测试,可以评估系统的性能,并根据测试结果进行调整和改进。
综上所述,基于单片机的汽车倒车雷达系统设计主要包括硬件设计和软件设计两个方面。
通过对超声波传感器信号的采集和处理,以及对距离数据的显示和提示,可以实现对车辆倒车过程中周围环境的全方位感知和安全驾驶的提醒。
基于单片机汽车倒车测距仪的设计班级专业所在系学号指导老师目录摘要 (1)Abstract (2)第一章绪论 (3)第二章超声波的介绍 (4)2.1超声波的发展史 (4)2.2 超声波的特点 (4)2.3超声效应 (5)2.4超声波的应用 (5)第三章单片机的介绍 (7)3.1 单片机的定义 (7)3.2 单片机的发展过程 (7)3.3 单片机的特点 (7)3.4 单片机的应用 (8)3.5 C8051F单片机的介绍 (8)第四章汽车倒车测距仪的硬件设计 (12)4.1 设计的思路 (12)4.2 设计的重点与难点 (12)4.3硬件设计的基本原理及原理图 (12)第五章超声波汽车倒车测距仪软件设计 (16)5.1 主程序编制及流程图 (16)5.2 中断服务程序的流程图及编制 (18)5.3 显示距离子程序和延时子程序 (18)5.4信号处理程序 (19)5.5程序中有关存储器,寄存器及标志位的内容及用途 (22)第六章总结............................................................................................................. 错误!未定义书签。
参考文献 (23)致谢..................................................................................................................... 错误!未定义书签。
汽车倒车测距仪的设计摘要:本文利用超声波传输中距离与时间的关系采用C8051F单片机进行控制及数据处理设计出了能精确测量点间距离的超声波测距仪,利用所设计出的汽车倒车测距仪,能比较精确测量车后障碍物距离。
在分析国内外单片机汽车倒车测距仪相关技术的基础上,结合最新研究成果,对基于超声波测距的倒车测距系统的研制进行了深入探讨和研究。
汽车倒车测距仪的研究Design for the Car Parking Sensor摘要随着社会经济的发展,交通运输业日益兴旺,汽车的数量在大幅攀升,交通拥挤状况也日趋严重,撞车事件屡屡发生,造成了不可避免的人身伤亡和经济损失,针对这种情况,设计一种响应快,可靠性高且较为经济的汽车防撞预警系统势在必行。
本文介绍了一种基于80C51单片机控制的汽车倒车测距仪。
采用超声波测距技术与单片机技术相结合,利用超声波传输中距离和时间的关系运算,80C51单片机计算出车后的障碍物与汽车尾部的距离,并通过数码显示车后的障碍物与汽车尾部的距离远近,实时发出报警信号,使驾驶员能时刻了解倒车时车后的环境并采取积极有效措施,从而大大提高了驾驶的安全性。
文章对总体设计思想进行了论述,分析了系统主要功能并以系统硬件设计框图的形式体现,进行了方案选择与方案论证。
完成了硬件电路的设计,描述了各模块电路的组成,其中包括超声波发射电路、超声波接收电路、显示电路、蜂鸣器报警电路等,分析了电路中所用芯片的主要功能及各部分电路的工作原理。
本设计通过对各模块的硬件和软件的设计,基本能够达到设计要求,满足汽车倒车安全指标。
关键词:超声波;单片机;测距IAbstractWith the development of social economy, transportation industry is booming. The number of cars climbed sharply, traffic congestion has become more and more serious. Crash ongoing caused the inevitable personal casualty and economic loss. In this kind of situation, design a kind of fast response, high reliability and more economical car crash warning system is imperative.This paper introduces a kind of Car Parking Sensor based on 80C51 single chip microcomputer. Using ultrasonic transmission distance and time relationship operations, along with the ultrasonic ranging technology and single chip microcomputer combined, 80C51 single chip computer calculate the distance between the obstacles and the rear of the car, showing the distance with Digital tube and sending real-time warning signal. This made the driver can always know the environment reverse of the car and take positive and effective measures, which greatly improve the driving safety.It discusses the overall design thought, analyses the main function and show the hardware design of the system with a diagram, and give the plan selection and scheme comparison. Completed the design of the hardware circuit, described the module of the circuit component, which include the ultrasonic transmitter circuit, ultrasonic receiver circuit, display circuit, the buzzer warning circuit. Analysis of the main function of the chip used in the circuit and the works for various parts of the circuit.Through the design for the software and hardware of each module, it can basically meet the design requirements and the reversing safety indicators.Keywords: ultrasonic; single chip microcomputer; rangingII目录摘要 (I)Abstract ......................................................................................................................... I I 第1章绪论 .. (1)1.1 课题研究的意义和背景 (1)1.2 国内外发展现状 (1)1.3 研究内容及论文构成 (2)第2章设计思想及方案论证 (4)2.1 方案选择 (4)2.1.1 测距传感器模块 (4)2.1.2 显示模块 (5)2.1.3 报警模块 (5)2.2 系统总体设计思想 (5)2.3 本章小结 (6)第3章硬件电路设计 (7)3.1 超声波发射及接收电路设计 (7)3.1.1 超声波的介绍 (7)3.1.2 超声波的特点 (7)3.1.3 超声波的应用 (7)3.1.4 超声波传感器 (8)3.1.5 超声波测距原理 (8)3.1.6 超声波发射电路设计 (10)3.1.7 超声波接收电路设计 (10)3.1.8 HC-SR04超声波测距模块 (11)3.2 显示模块设计 (14)3.3 报警电路设计 (15)3.4 单片机控制电路设计 (16)3.4.1 主控芯片STC12C56 (16)3.4.2 时钟电路 (17)3.4.3 复位电路 (18)3.5 本章小结 (19)I第4章系统的软件设计 (20)4.1 系统的主程序设计 (20)4.2 系统的子程序设计 (22)4.2.1 中断处理程序 (22)4.2.2 蜂鸣器分段报警程序 (23)4.3 本章小结 (24)第5章硬件组装及调试 (25)5.1 硬件组装及调试 (25)5.2 误差原因分析 (26)5.3 本章小结 (27)第6章结论 (28)参考文献 (29)致谢 (1)附录1 单片机整体电路原理图 (2)附录2 超声波测距模块原理图 (3)附录3 程序清单 (4)II第1章绪论1.1 课题研究的意义和背景随着我国经济的飞速发展,交通运输车辆的不断增多,由此产生的交通问题越来越为人们所关注。
毕业设计 (论文)题目:超声波倒车雷达设计与制作院(系):专业:学生姓名:班级:学号:指导教师:201年月日摘要倒车雷达又称泊车辅助系统,是汽车泊车安全辅助装置,能以声音或者更为直观的显示告知驾驶员周围障碍物的情况,解除了驾驶员泊车和起动车辆时前后左右探视所引起的困扰,并帮助驾驶员扫除了视野死角和视线模糊的缺陷,提高了安全性。
一般由超声波传感器(俗称探头)、控制器和显示器等部分组成,现在市场上的倒车雷达大多采用超声波测距原理,驾驶者在倒车时,启动倒车雷达,在控制器的控制下,由装置于车尾保险杠上的探头发送超声波,遇到障碍物,产生回波信号,传感器接收到回波信号后经控制器进行数据处理,判断出障碍物的位置,由显示器显示距离并发出警示信号,得到及时警示,从而使驾驶者倒车时做到心中有数,使倒车变得更轻松。
倒车雷达的提示方式可分为液晶、语言和声音三种;接收方式有无线传输和有线传输等。
本方案采用语音提示的方式,本文介绍了以SPCE061A单片机为核心的一种低成本、高精度、微型化,并有数字显示和声光报警功能的倒车雷达系统。
利用SPCE061A 单片机所具备的单芯片语音功能,外接三个超声波测距模组,组成一个示例的倒车雷达系统,语音提示报警(0.35m~1.5m)范围内的障碍物。
关键词:倒车雷达超声波单片机SPCE061AAbstractCar parking sensor is for the current roads, streets, parking lots, garages and so more and more crowded, plus there is the visual blind spot, unable to see the rear obstacle, the driver can easily scratch the car when reversing, or even the circumstances of the accident aimed at reversing the emergence of a protection vehicle collision avoidance system. The system is able to lower the speed of vehicles reversing the process, identify the obstacles out of the bus back, and be able to measure the distance between the vehicle and the obstacle and come out through the voice broadcast to remind drivers to brake. This design from the perspective of experimental research and analysis. An non-contact ultrasonic distance testing system based on surplus SPCE061A microprocessor is presented, and the software and hardware are introduced. The time counting and both the transmiting and receiving of the ultrasonic wave are controlled by the microprocessor. The measured distance can be calculated and displayed via the echo time by the assembler.The features of the simple hardware, stable operation and distinct programme flow are incarnated in the proposed system and the results can also be pronounced in real-time. System design using the modular design, simplifying the debugging effort, well done eventually reversing radar, ultrasonic distance measurement system hardware design, software design and system debugging.Keyword:reverse radar ultrasonic SPCE061A目录引言 (1)第一章实现功能 (2)第二章核心器件简介 (3)2.1 SPCE061芯片特性 (3)2.1.1SPCE061简介 (3)2.1.2芯片特性 (4)2.2 SPCE061A精简开发板 (4)2.3 超声波测距模组 (5)2.4 转接板 (9)第三章系统总体方案设计 (11)3.1超声波的定义 (11)3.2超声波的物理特性 (11)3.2.1超声波的衰减 (11)3.2.2超声波的波形 (12)3.2.3超声波的传播速度 (13)3.3超声波传感器 (13)3.4超声波测距原理 (14)第四章系统硬件设计 (16)4.1 SPCE061A (16)4.1.1SPCE061A (16)4.1.2电源模块 (16)4.1.3放音模块 (17)4.2 超声波测距模组电路原理 (17)4.2.1超声波谐振频率发生电路,调理电路 (17)4.2.2超声波回波接受处理电路 (18)4.2.3超声波测距模组电源接口 (18)4.2.4超声波测距模式选择跳线 (19)4.2.5超声波测距模组接口 (19)4.3 转接板电路 (20)4.4 显示电路 (21)第五章系统软件设计 (22)5.1 超声波测距原理 (22)5.2 软件结构 (23)5.3 各模块程序说明 (23)5.3.1超声波测距程序 (23)5.3.2语音播放程序 (27)5.3.3显示刷新程序 (28)5.3.4主程序 (29)第六章连接与操作说明 (31)参考文献 (34)致谢 (35)附录 (36)电路原理图 (36)程序 (39)引言倒车雷达又称泊车辅助系统,是汽车泊车安全辅助装置,能以声音或者更为直观的显示告知驾驶员周围障碍物的情况,解除了驾驶员泊车和起动车辆时前后左右探视所引起的困扰,并帮助驾驶员扫除了视野死角和视线模糊的缺陷,提高了安全性。
目录摘要 (I)Abstract ...................................................................................................................................... I I 前言 (III)第1章绪论............................................................................................................................ - 1 -1.1 研究背景及意义......................................................................................................... - 1 -1.2 国内外研究现状......................................................................................................... - 1 -1.3 本文研究内容............................................................................................................. - 2 -第2章系统总体设计............................................................................................................ - 3 -2.1 方案设计与论证......................................................................................................... - 3 -2.1.1 控制器的选择...................................................................................................... - 3 -2.1.2 测距传感器选择.................................................................................................. - 3 -2.1.3 显示子系统设计.................................................................................................. - 4 -2.1.4 声音报警设计...................................................................................................... - 4 -2.2 系统总体结构............................................................................................................. - 4 -2.3 本章小结..................................................................................................................... - 4 -第3章系统硬件设计............................................................................................................ - 6 -3.1 单片机控制电路设计................................................................................................. - 6 -3.2 超声波发射及接收电路设计..................................................................................... - 7 -3.2.1 超声波发射电路的设计...................................................................................... - 7 -3.2.2 超声波接收电路的设计...................................................................................... - 8 -3.3 LED显示及报警电路设计 .......................................................................................... - 9 -3.4 本章小结................................................................................................................... - 10 -第4章系统软件设计.......................................................................................................... - 11 -4.1 主程序的设计........................................................................................................... - 11 -4.2 中断处理程序设计................................................................................................... - 12 -4.3 本章小结................................................................................................................... - 13 -第5章硬件组装与性能分析.............................................................................................. - 14 -5.1 硬件组装和性能分析............................................................................................... - 14 -5.2 本章小结................................................................................................................... - 15 -结论.................................................................................................................................. - 16 -致谢.................................................................................................................................. - 17 -参考文献.............................................................................................................................. - 18 -附录A ................................................................................................................................... - 19 -附录B ................................................................................................................................... - 23 -基于单片机的汽车倒车测距仪设计摘要随着汽车的日益普及,由于人为原因而产生的碰撞问题也日益突出,而倒车碰撞占碰撞事故的大部分。
毕业设计-超声波倒车雷达论文毕业设计(论文)题目:超声波倒车雷达设计与制作院(系):专业:学生姓名:班级:学号:指导教师:201年月日摘要倒车雷达又称泊车辅助系统,是汽车泊车安全辅助装置,能以声音或者更为直观的显示告知驾驶员周围障碍物的情况,解除了驾驶员泊车和起动车辆时前后左右探视所引起的困扰,并帮助驾驶员扫除了视野死角和视线模糊的缺陷,提高了安全性。
一般由超声波传感器(俗称探头)、控制器和显示器等部分组成,现在市场上的倒车雷达大多采用超声波测距原理,驾驶者在倒车时,启动倒车雷达,在控制器的控制下,由装置于车尾保险杠上的探头发送超声波,遇到障碍物,产生回波信号,传感器接收到回波信号后经控制器进行数据处理,判断出障碍物的位置,由显示器显示距离并发出警示信号,得到及时警示,从而使驾驶者倒车时做到心中有数,使倒车变得更轻松。
倒车雷达的提示方式可分为液晶、语言和声音三种;接收方式有无线传输和有线传输等。
本方案采用语音提示的方式,本文介绍了以SPCE061A 单片机为核心的一种低成本、高精度、微型化,并有数字显示和声光报警功能的倒车雷达系统。
利用SPCE061A 单片机所具备的单芯片语音功能,外接三个超声波测距模组,组成一个示例的倒车雷达系统,语音提示报警(0.35m~1.5m)范围内的障碍物。
关键词:倒车雷达超声波单片机SPCE061AAbstractCar parking sensor is for the current roads, streets, parking lots, garages and so more and more crowded, plus there is the visual blind spot, unable to see the rear obstacle, the driver can easily scratch the car when reversing, or even the circumstances of the accident aimed at reversing the emergence of a protection vehicle collision avoidance system. The system is able to lower the speed of vehicles reversing the process, identify the obstacles out of the bus back, and be able to measure the distance between the vehicle and the obstacle and come out through the voice broadcast to remind drivers to brake. This design from the perspective of experimental research and analysis. An non-contact ultrasonic distance testing system based on surplus SPCE061A microprocessor is presented, and the software and hardware are introduced. The time counting and both the transmiting and receiving of the ultrasonic wave are controlled by the microprocessor. The measured distance can be calculated and displayed via the echo time by the assembler.The features of the simple hardware, stable operation and distinct programme flow are incarnated in the proposed system and the results can also be pronounced in real-time. System design using the modular design, simplifying the debugging effort, well done eventually reversing radar, ultrasonic distance measurement system hardware design, software design and system debugging.Keyword:reverse radar ultrasonic SPCE061A目录引言 (1)第一章实现功能 (2)第二章核心器件简介 (3)2.1 SPCE061芯片特性 (3)2.1.1SPCE061简介 (3)2.1.2芯片特性 (4)2.2 SPCE061A精简开发板 (4)2.3 超声波测距模组 (5)2.4 转接板 (9)第三章系统总体方案设计 (11)3.1超声波的定义 (11)3.2超声波的物理特性 (11)3.2.1超声波的衰减 (11)3.2.2超声波的波形 (12)3.2.3超声波的传播速度 (13)3.3超声波传感器 (13)3.4超声波测距原理 (14)第四章系统硬件设计 (16)4.1 SPCE061A (16)4.1.1SPCE061A (16)4.1.2电源模块 (16)4.1.3放音模块 (17)4.2 超声波测距模组电路原理 (17)4.2.1超声波谐振频率发生电路,调理电路 (17) 4.2.2超声波回波接受处理电路 (18)4.2.3超声波测距模组电源接口 (18)4.2.4超声波测距模式选择跳线 (19)4.2.5超声波测距模组接口 (19)4.3 转接板电路 (20)4.4 显示电路 (21)第五章系统软件设计 (22)5.1 超声波测距原理 (22)5.2 软件结构 (23)5.3 各模块程序说明 (23)5.3.1超声波测距程序 (23)5.3.2语音播放程序 (27)5.3.3显示刷新程序 (28)5.3.4主程序 (29)第六章连接与操作说明 (31)参考文献 (34)致 (35)附录 (36)电路原理图 (36)程序 (39)引言倒车雷达又称泊车辅助系统,是汽车泊车安全辅助装置,能以声音或者更为直观的显示告知驾驶员周围障碍物的情况,解除了驾驶员泊车和起动车辆时前后左右探视所引起的困扰,并帮助驾驶员扫除了视野死角和视线模糊的缺陷,提高了安全性。
应用本科生毕业论文(设计)汽车倒车车距警报系统的设计专业:电子信息工程考号:020*********学生姓名:***指导教师:***完成时间:2014年3月摘要本文介绍了一种基于80C51单片机控制的汽车倒车测距仪。
采用超声波测距技术与单片机技术相结合,利用超声波传输中距离和时间的关系运算,80C51单片机计算出车后的障碍物与汽车尾部的距离,并通过数码显示车后的障碍物与汽车尾部的距离远近,实时发出报警信号,使驾驶员能时刻了解倒车时车后的环境并采取积极有效措施,从而大大提高了驾驶的安全性。
文章对总体设计思想进行了论述,分析了系统主要功能并以系统硬件设计框图的形式体现,进行了方案选择与方案论证。
完成了硬件电路的设计,描述了各模块电路的组成,其中包括超声波发射电路、超声波接收电路、显示电路、蜂鸣器报警电路等,分析了电路中所用芯片的主要功能及各部分电路的工作原理。
本设计通过对各模块的硬件和软件的设计,基本能够达到设计要求,满足汽车倒车安全指标。
关键词:超声波;单片机;测距III目录摘要 (I)Abstract .......................................................................................... 错误!未定义书签。
第1章绪论 .. (1)1.1 课题研究的意义和背景 (1)1.2 国内外发展现状 (1)1.3 研究内容及论文构成 (2)第2章设计思想及方案论证 (4)2.1 方案选择 (4)2.1.1 测距传感器模块 (4)2.1.2 显示模块 (5)2.1.3 报警模块 (5)2.2 系统总体设计思想 (5)2.3 本章小结 (6)第3章硬件电路设计 (7)3.1 超声波发射及接收电路设计 (7)3.1.1 超声波的介绍 (7)3.1.2 超声波的特点 (7)3.1.3 超声波的应用 (7)3.1.4 超声波传感器 (8)3.1.5 超声波测距原理 (8)3.1.6 超声波发射电路设计 (10)3.1.7 超声波接收电路设计 (10)3.1.8 HC-SR04超声波测距模块 (11)3.2 显示模块设计 (14)3.3 报警电路设计 (15)3.4 单片机控制电路设计 (16)3.4.1 主控芯片STC12C56 (16)3.4.2 时钟电路 (18)3.4.3 复位电路 (18)3.5 本章小结 (19)I第4章系统的软件设计 (20)4.1 系统的主程序设计 (20)4.2 系统的子程序设计 (22)4.2.1 中断处理程序 (22)4.2.2 蜂鸣器分段报警程序 (23)4.3 本章小结 (24)第5章硬件组装及调试 (25)5.1 硬件组装及调试 (25)5.2 误差原因分析 (26)5.3 本章小结 (27)第6章结论 (28)参考文献 (29)致谢 (30)附录1 单片机整体电路原理图 (31)附录2 超声波测距模块原理图 (32)附录3 程序清单 (33)II第1章绪论1.1 课题研究的意义和背景随着我国经济的飞速发展,交通运输车辆的不断增多,由此产生的交通问题越来越为人们所关注。
由于倒车后视镜有死角,驾车者目测距离有误差,视线模糊等原因,倒车事故发生的频率远大于汽车前进时的事故率。
倒车事故不仅会对自己的车和他人财物造成损伤如果伤及儿童更是不堪设想。
有鉴于此,汽车产品家族中,专为倒车泊车而设计的“倒车测距仪”应运而生。
经过调查,绝大部分非职业汽车驾驶员都希望有一种能发现汽车尾部障碍物的“后视眼”。
倒车测距仪的加装可以解决驾驶人员的后顾之忧,大大降低倒车事故的发生。
倒车测距仪是一个由单片机控制的汽车泊车安全辅助装置。
该测距仪讲单片机的实时控制及数据处理功能,与超声波的测距技术、传感器技术相结合,能够测量并显示车辆后部障碍物里车辆的距离,同时用间歇的“嘟嘟”声发出警报,“嘟嘟”声间隙随障碍物距离的缩小而缩短,驾驶员不但可以直接观察到显示的距离,还可以凭听觉判断车后障碍物离车辆的远近,解除了驾驶员泊车和起动车辆时前后左右探视所引起的困扰,并可以帮助驾驶员扫除视野死角和视线模糊的缺陷,提高驾驶的安全性[1]。
1.2 国内外发展现状超声波倒车防装系统是倒车雷达的一种,倒车雷达在车挂倒挡时开始工作,由探头、主机和显示器三部分构成。
倒车雷达系统经历了三个阶段,六代的技术改良,从早期的倒车防撞仪,只能测试车后有限范围的障碍物,并发出警报,发展到根据距离远近程度分段报警,前两个阶段的倒车雷达一般采用专用集成电路,功能较简单。
随着人们对汽车驾驶辅助系统求的提高,以及单片机价格不断下降和汽车电子系统网络化发展的要求,新型的倒车雷达都是以单片机为核心的智能测距传感系统。
要求倒车雷达连续测距并显示障碍物距离,并采用不同间歇呜叫频率的声音报警提示距离,让驾驶员全神贯注地注视场景。
1汽车电子系统网络化发展还要求作为驾驶辅助系统子系统的倒车雷达具有通信功能,能够把数据发送到汽车总线上。
如最为先进的倒车雷达系统为“智能可视倒车雷达系统”,它在车尾部装上针孔摄像头,倒车时可以在DVD显示屏上显示车后的广角真实图像。
德国大众公司将超声波测距技术应用在倒车雷达上。
日本、美国和欧洲等国的大汽车公司都投入了相当的人力、物力,采用先进的毫米波雷达、CCD摄像机、GPS和高档微机等制成安全预警系统,使用在其所开发的高级汽车上。
戴姆勒——克莱斯勒公司成功开发出供商用车(尤指卡车)使用的电子刹车系统,它与其他刹车系统的区别在于,其在卡车车头设有雷达感应器,感应器在车前观察四周环境,并将所有收集的信息交由一控制器加上处理,形成一虚拟景象,再借助演算法的辅助来判断所发生状况是否需要利用刹车。
未来两三年内这种新型刹车系统即可量产上市,但价格昂贵,其过高的成本限制了它应用的普遍性。
通用公司的Precept概念车装了Donnelly公司生产的以摄像机为基础的后视镜系统。
该系统用一个内后视镜和两个外后视镜采集汽车周围的景象,三个景象合成一个全景图像在中控台的视屏上显示出来,还用文字说明来传达信息。
摄像机也可在倒车时使用,当车后近处有消火栓等障碍物时,就及时让驾驶员知晓。
东风汽车有限公司乘用车公司推出的全新一代“蓝鸟智尊”配备了倒车影像显示和NA VI卫星导航系统,直接将高级别汽车的智能化从“概念”引入了“应用”。
在驾驶者挂入倒挡时,中控台上的液晶显示屏会自动切换画面,将车尾摄像头拍下的环境状况展示在驾驶者眼前,最大程度地方便泊车,这项功能在夜间尤其具有价值。
1.3 研究内容及论文构成本文将在以单片机为控制核心的基础上,设计出汽车倒车测距仪的电路,并通过数码管显示及蜂鸣器报警来提示障碍物与车后的距离。
分别完成单片机控制电路设计、数码管显示电路设计、蜂鸣器报警电路设计、按键控制电路设计及超声波测距模块的安装与调试等。
软件设计中,通过C 语言编写程序,完成单片机对外围芯片的驱动与控制,从而完成整个汽车倒车测距仪的功能实现。
2论文构成主要由以下部分组成:第1 章为绪论。
包括研究背景、意义以及相关技术在国内外的研究现状。
第2章为系统总体设计思想及方案论证。
首先介绍汽车倒车测距仪的设计要求,详细介绍测距系统传感器的选择、显示报警系统的方案设计,然后提出本系统总的方案设计。
为其后的硬件设计奠定了基础。
第3章为系统硬件设计。
首先分析超声波传感器的工作原理,然后具体讨论测距模块中超声波发射电路和接收电路等的设计,最后介绍了系统显示电路及报警电路的设计。
第4章为系统软件设计。
在软件设计中采用模块化设计思想,分别对系统的主程序模块、测距模块、报警模块和显示模块的程序进行了软件设计。
第5章为硬件组装及调试。
对汽车倒车测距仪的硬件进行了组装与调试,并进行了实地测量,对产生误差的可能原因进行了分析,给出减小误差的方法。
第6章为结论。
对全文进行了总结,并指明了系统设计的不足之处,最后也对本系统的倒车雷达报警系统的发展前景进行了展望。
3第2章设计思想及方案论证2.1 方案选择2.1.1 测距传感器模块目前常见的测距传感器,主要有红外传感器、激光传感器、超声波传感器。
按照常规技术的应用有以下三种方案可供选择:方案一:红外传感器测距其原理是传感器的红外发光管发出红外光,光敏接收管接收前方物体的反射光,接收管接收的光强随反射物体的距离变化,据此判断前方是否有障碍物并根据接收信号的强弱判断物体的距离。
方案二:激光传感器测距它是利用激光的单色性和相干性好、方向性强等特点,以实现高精度的计量和检测,如测量长度、距离、速度、角度等。
激光测距在技术途径上可分为脉冲式激光测距仪和连续波相位式激光测距。
脉冲式激光测距原理与雷达测距相似,测距仪向目标发射激光信号,碰到目标就要被反射回来,由于光的传播速度是已知的,所以只要记录下光信号的往返时间,用光速乘以往返时间的二分之一,就是所要测量的距离。
方案三:超声波测距超声波就是空气中传播的超过人类听觉频率极限的声波。
其原理犹如蝙蝠,从嘴里发出超声波,当超声波遇到小昆虫时,它的耳朵能够接收反射回波,从而判断昆虫的位置并予以捕杀。
超声波传感器的工作方式是通过发送器发射出来的超声波被物体反射后传到接收器接受来判断是否检测到物体的。
根据以上的性能比较,我们能看出激光传感器是比较理想的选择,但是其价格较高,不易为大众所接受。
考虑到车辆行驶过程中,测距应当有较强的抗干扰能力和较短的响应时间,最终选择方案三。
42.1.2 显示模块方案一:LED数码显示管是一种由LED发光二极管组合显示字符的显示器件。
它使用了8个LED显示管,其中7个用于显示字符,1个用来显示小数点,故通常称之为八段发光二极管数码显示器。
对LED数码显示器的控制可以采用按时间向它提供具有一定驱动能力的位选和段选信号[16]。
LED数码显示有动态扫描显示法和静态显示。
方案二:点阵字符型液晶显示模块具有体积小、功耗低、显示内容丰富等特点,可以显示数字和西文字符。
液晶模块内部的字符发生存储器(CGROM)已经存储了阿拉伯数字、英文字母的大小写、常用的符号、和日文假名等不同的点阵字符图形,每一个字符都有一个固定的代码,显示方便且显示质量高、功耗低,现在字符型液晶显示模块已经是单片机应用设计中最常用的信息显示器件了。
鉴于本次设计只需显示车后障碍物距离车尾的距离,显示内容比较简单,LED数码管可完全满足设计要求,且价格低廉,因此选择LED数码管显示模块。
2.1.3 报警模块报警模块可选择蜂鸣器或者语音模块。
蜂鸣器比较简单,只能发出不同频率的蜂鸣声音;语音模块可根据需求发出各种不同的语音。
本次设计仅需在车后障碍物与车尾距离到达预先设定不同距离范围内时发出不同频率的警报音,蜂鸣器完全可以满足设计要求,故选择蜂鸣器来实现报警功能。