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汽车测速及倒车提示系统的分析摘要：本文主要介绍了汽车的测速及倒车系统电路原理分析。
该系统采用AT89S52 单片机为控制核心，实现了转速检测及倒车测距等功能。
采用光电式轮速检测的方法进行汽车的转速检测，速度可通过按键进行调整分为快中慢三档；倒车系统主要采用超声波测距的原理进行汽车尾部与障碍物间距离的测量，在倒车时会有提示音，声音的大小也是可以调节的；同时检测的速度及倒车的距离均可通过数码管进行及时的显示。
关键字：AT89S52 CX20106A 光电耦合器1绪论随着人们生活水平的不断提高，汽车已经成为生活中主导的交通工具，汽车产业蓬勃发展。
为保障汽车驾驶时的舒适性和安全性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，据统计，危机情况时，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%，所以现在汽车安装各类测距系统以保障行车安全。
超声波测距是汽车泊车或者倒车时的安全辅助装置，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、倒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，提高驾驶的安全性。
通过测距来发现障碍物，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。
超声波测速雷达用于测距上，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。
针对我国高速公路交通安全的需要，以及国内外汽车电子技术的应用现状和发展趋势，综合汽车电子技术、通讯技术和控制技术等多学科理论，从必要性、可行性、实用性和经济性等角度出发，提出开发研制汽车测速及倒车提示系统。
目的在于当行车处于高速及倒车状态时，提醒驾驶员或自动采用相应措施，从而减少或避免高速公路碰撞事故的发生。
倒车轨迹原理倒车轨迹原理是指在车辆倒车时，通过车载摄像头或者倒车雷达等装置，可以在车辆后部显示出一条虚拟轨迹线，用来指导驾驶员进行倒车操作。
这项技术在现代汽车中已经得到了广泛的应用，极大地提高了倒车的安全性和便利性。
下面我们将详细介绍倒车轨迹原理及其实现方式。
首先，倒车轨迹原理是基于摄像头或雷达传感器获取车辆周围环境信息的基础上实现的。
当驾驶员将车辆挂入倒挡时，车载系统会自动启动摄像头或雷达传感器，并将获取的环境信息传输到车载显示屏上。
然后，系统会对获取的环境信息进行处理和分析，通过算法计算出车辆倒车时应该采取的轨迹线，并在显示屏上以虚拟线条的形式呈现出来。
其次，倒车轨迹的实现方式主要有两种，一种是基于摄像头的视觉辅助系统，另一种是基于雷达传感器的声纳辅助系统。
视觉辅助系统通过摄像头获取车辆周围的实时影像，并在显示屏上显示出倒车轨迹线，驾驶员可以根据轨迹线的引导进行倒车操作。
而声纳辅助系统则是通过雷达传感器对车辆周围的障碍物进行探测，系统会根据检测到的障碍物位置和距离来生成倒车轨迹线，同样用于指导驾驶员进行倒车操作。
此外，倒车轨迹原理的实现还需要考虑到车辆的转向角度、车身尺寸、摄像头或雷达传感器的位置等因素。
这些因素会影响到倒车轨迹线的准确性和可靠性，因此在设计和安装倒车轨迹系统时需要进行精确的测量和计算，以确保系统能够准确地反映出车辆周围的环境情况。
总的来说，倒车轨迹原理是一项利用摄像头或雷达传感器获取车辆周围环境信息，并通过算法计算出倒车轨迹线的技术。
它可以帮助驾驶员更加准确地掌握车辆倒车时的位置和方向，提高了倒车操作的安全性和便利性。
随着科技的不断进步，倒车轨迹系统也将会得到更加完善和智能化的发展，为驾驶员提供更加全面的倒车辅助服务。
汽车测速及倒车提示产品介绍及电路原理一、微动按钮功能K5，复位键：按一下，电路复位，电路处于待机状态。
K4，正转键：按一下，电机MG1正转。
K3，加速键：正转时，按一下，电机MG1加速。
K2，减速键：正转时，按一下，电机MG1减速。
K1，倒车键：按一下，电机MG1反转。
二、产品功能介绍1．电路正确连接后，接通电源，按一下微动按钮K5，数码显示管DS1显示0000。
2．按一下微动按钮K4，电机MG1转动并带动转盘（遮断器）转动，数码显示管DS1显示数字，再按一下K4，电机MG1停转，电路复位。
3．在按一下微动按钮K4后，按一下微动按钮K3，电机MG1转动加快并带动转盘（遮断器）转动，数码显示管DS1显示数字，此时显示的数字增大。
可按微动按钮K3三次（三档），第四次按动K3时，电机MG1停转，电路复位。
4．在按一下微动按钮K4后，按一下微动按钮K2，电机MG1转速减慢并带动转盘（遮断器）转动减慢，数码显示管DS1显示数字减少。
再按一下微动按钮K2，电机MG1停转，电路复位。
5．按一下微动按钮K1，电机MG1倒转并带动转盘（遮断器）转动，此时为汽车倒车。
用障碍物放在离开超声接收器LS1和超声发生器LS2一定距离的位置上，数码显示管DS1显示数字，此时显示的数字为障碍物与LS1和LS2的距离（相当于汽车与障碍物的距离，单位为厘米），如果障碍物距离变动，数码显示管DS1显示数字也随之变化。
当距离等于20厘米时，电机MG1自动停转。
或在大于20厘米时再按一下微动按钮K1，电机MG1停转，电路复位。
三、电路原理该产品是由下面几部分电路组成：超声波发射电路、超声波接收电路、提示音发生器、直流电机控制电路、转速检测电路、单片机电路、显示电路和电源电路。
汽车测速及倒车提示功能及电路原理第 3 页共 3 页。
本科毕业设计（论文）[汽车倒车提示及测速]学生姓名：学生学号：院（系）：年级专业：电气工程指导教师：二〇一一年五月摘要随着科学技术的快速发展，超声波将在传感器中的应用越来越广。
但就目前技术水平来说，人们可以具体利用的传感技术还十分有限，因此，这是一个正在蓬勃发展而又有无限前景的技术及产业领域。
本文介绍一种基于AT89C51 单片机的超声波测距系统，该系统根据超声波在空气中传播的反射原理，以超声波传感器为接口部件，应用单片机技术利用超声波在空气中的时间差来测量距离，从而设计了一套超声波检测系统。
该系统主要由主控制器模块、超声波发射模块、超声波接收模块和显示模块及距离计算模块等五个模块构成。
该仪器是由+5V和+12V两种稳压电源提供驱动，利用超声波在空气中传播遇障碍物反射的原理，以超声波探头为接口部件，应用单片机技术计算超声波在空气中传播的时间（超声波的速度为声速）并处理成相应的距离，然后再通过四位七段数码管显示实测的距离的数字仪表。
该超声波测距仪具有集成度高、反应速度快、测量精度高、性能价格比高等特点。
全文前半部分主要对系统的设计思路和不同方案之间的比较进行论述，后半部分详细介绍了系统硬件设计、软件设计及各模块的实现。
实现后的作品可用于需要测量距离参数的各种应用场合，如汽车倒车等方面。
关键词：测距仪；超声波；传感器；单片机目录摘要 (1)第一章绪论 (1)1.1 课题背景 (1)1.1.1超声波及其应用 (1)1.1.2 倒车雷达发展过程 (2)1.2 课题意义 (1)1.1.1超声波及其应用 (1)1.1.2 倒车雷达发展过程 (2)第二章方案设计与论证 (4)2.1 原理框图 (4)2.2 方案比较 (4)2.2.1发射接收模块 (4)2.2.3显示模块 (5)2.2.4直流电机控制及转速检测模块 (5)2.2.5 电源模块 (6)2.3 方案实施 (6)第三章系统硬件设计 (77)3.1 系统构成及工作原理 (7)3.2 主控制器 (8)3.2.1 AT89C51单片机的特点 (8)3.2.2时钟振荡器 (9)3.2.3 复位电路 (9)3.3 超声波发射电路 (10)3.3.1 555振荡器 (10)3.3.2 共射极放大电路 (11)3.4 电机及转速检测系统 (11)3.5 超声波接收电路 (12)3.5.1红外遥控接收器 (13)3.5.2工作过程 (13)3.6 显示电路 (13)3.6.1七段字符显示器 (14)3.6.2 74LS244单向驱动器或数据缓冲器 (14)3.7 报警电路 (14)3.8 电源系统 (15)第四章系统程序设计 (16)4.1 超声波测距仪的软件规划 (16)4.2 主模块的程序设计 (16)4.2.1 初始化子程序 (17)4.3 超声波发射模块的设计 (17)4.3 超声波接收模块的设计 (17)4.5 距离计算模块的设计 (17)4.6 显示模块的设计 (18)4.7 微动按钮功能 (19)第五章结论 (19)参考文献 (20)附录A (21)附录B (24)致谢 (33)第一章绪论1.1课题背景1.1.1超声波及其应用超声波广泛的应用在多种技术中，人耳最高只能感觉到大约20 000 Hz 的声波，频率更高的声波就是超声波了。
1、在倒车时后方有障碍物时，与障碍物的距离判别不倒车警报控制装置概要控制装置安装在行李箱内。
起着超音波的送信及授信、时间的控制、有无障碍物判定及检测线路的断路的功能。
又,控制装置的侧面有维修模式开关[参考]发出故障警告音时，把维修模式开关放ON，可判断传感器或控制装置是否出现故障。
东风悦达起亚汽车有限公司距离警报距离警报1次警报2次警报3次警报•●在如下情况时刻能发出误警报。
电路图：东风悦达起亚汽车有限公司控制装置端子排列东风悦达起亚汽车有限公司动作电压正常时故障时故障诊断模式故障诊断模式开关倒车警报控制装置故障诊断模式1.SIDE LEFT 传感器故障时的警报(삑~삑~)2.REAR LEFT 传感器故障时警报(삑삑~삑삑~삑삑~)3.REAR RIGHT传感器故障时警报(삑삑삑~삑삑삑~삑삑삑~)4.SIDE RIGHT传感器故障时警报(삑삑삑삑~삑삑삑삑~삑삑삑삑~) [参考]如多数传感器同时故障时，以SL→RL→RR→SR传感器顺序发出故障警告音。
东风悦达起亚汽车有限公司故障诊断模式（1）SIDE LEFT 传感器故障时情报（삑~삑~）（2）REAR LEFT 传感器故障时情报（삑삑~삑삑~삑삑）（3）REARRIGHT 传感器故障时情报（삑삑삑~삑삑삑~삑삑삑）（4）SIDE RIGHT 传感器故障时情报（삑삑삑삑~삑삑삑삑~삑삑삑삑）传感器检测方法.迟滞时间1.2ms东风悦达起亚汽车有限公司倒车警报控制装置传感器检测方法2.传感器连接故障时的波形迟滞时间0.5ms迟滞时间0.5ms[参考]传感器连接检测是如上述用受信信号和3V基准的迟滞时间来实行，迟滞时间0.8ms以下时判定为故障，0.8ms以上时处理为正常。
东风悦达起亚汽车有限公司动作原理：.传感器送信物体受信2.间接监测方式送信传感器物体传感器受信距离测量方式距离测量方式送信受信超音波送信周期0=（T×V）/2[m] 0：和物体的距离V=超音波的速度(340m/s)T：超音波的移动时间东风悦达起亚汽车有限公司工作原理垂直动作范围3次警报2次警报41cm-80cm+10cm以下40cm以下1次警报20cm±15cm（1）距离误差范围（在传感器正面测量（2）检测误差范围（3）40cm以下可能出现没能监测到（4）测量条件：常温、直径90mm长3m水平动作范围（1）距离误差范围（2）检测误差范围（3）40cm以下可能出现没能监测到（4）测量条件：常温、直径140mm长3m东风悦达起亚汽车有限公司[参考]注意事项距离不能检测范围监测范围（3）对着墙壁等的斜面倒车时墙壁（4）斜坡4.如下的情况；5.如下情况，可能会不正确的动作，因此需要注意(6)下暴风雨时6.检测后保险杠的安装状态及有无变形。
论文THESIS102 China Highway区间测速与自动提醒技术的优点区间测速即利用车辆经过两个抓拍点的时间，计算区间内车辆行驶的平均速度，来检测超速违法车辆。
自动提醒即通过自动联动可变信息标志设备来提醒、警示驾驶员及时纠正错误避免事故发生。
近年来，区间测速已越来越多地被实际应用，自动提醒功能是智能化监控的一个体现，它的优势与特点主要表现在以下几个方面：测量的范围加大，全程无盲点测速。
与定点测速相比，由于区间测速计算的是区间内的平均速度，测量范围更大，能够实现抓拍、全程无盲点超速检测。
测速精度高，稳定可靠。
定点测速受车辆、气候和元器件漂移等影响，导致系统长时间稳定性差。
而区间测速，利用两个检测断面之间的距离，并通过激光测量标定，距离误差几乎为零；测算时间为两个抓拍点的时间差，只需保证抓拍点设备的时间同步即可，因此，测量的准确性更高，系统长时间稳定性为优。
“反监控”能力强，监控效果提升。
通过电子地图等高科技设备，驾驶员会在单点测速或监控点周边地段刹车减速，经过监控点后继续超速行驶，这类具有反监控能力的违法超速车，在区间测速系统监控下将无所遁形。
另外，刹车减速规避监控，很容易造成追尾事故。
采用区间测速后，可间接地减少交通事故的发生。
说服力强，更容易被理解和接受。
区间测速系统测速原理简单，精准度高，更容易被驾驶人接受，争议性较小。
测速效率高。
传统超速抓拍设备取证系统中，如果出现多辆车将无法采集图像数据。
区间测速提供的是两个抓拍点针对同一车辆的抓拍图像，与其他车辆是否出现无关，一定程度上提高了检测效率。
信息反馈及时，实用性强。
区间超速自动提醒功能，自动与道路上的可变信息标志联动，及时提醒超速车辆纠正违法行为，警示其他驾驶人注意控制车速。
另外，系统还具有语音提醒监控人员记录违章车辆信息、黑名单报警等功能，区间测速与自动提醒系统在邢衡高速中的应用文/河北省高速公路邢衡筹建处 陈翔从而减轻了监控人员的工作负担。
（完整版）雷达测速原理简介及系统应用测速雷达原理雷达原理简介首先，大家必须先了解雷达的基本原理，因为雷达仍是当前用来检测移动物体最普遍的方法。
雷达英文为RADAR ，是Radio Detection And Ranging 的缩写。
所有利用雷达波来检测移动物体速度的原理，其理论基础皆源自于「多普勒效应」，其应该也是一般常见的多普勒雷达(Doppler Radar)，此原理是在19世纪一位澳地利物理学家所发现的物理现象，后来世人为了纪念他的贡献，就以他的名字来为该原理命名。
多普勒的理论基础为时间。
波是由频率及振幅所构成，而无线电波是随着波而前进的。
当无线电波在行进的过程中，碰到物体时，该无线电波会被反弹，而且其反弹回来的波，其频率及振幅都会随着所碰到的物体的移动状态而改变。
若无线电波所碰到的物体是固定不动的，那么所反弹回来的无线电波其频率是不会改变的。
然而，若物体是朝着无线电线发射的方向前进时，此时所反弹回来的无线电波会被压缩，因此该电波的率频会随之增加；反之，若物体是朝着远离无线电波方向行进时，则反弹回来的无线电波，其频率则会随之减小。
下图为多普勒雷达(Doppler Radar)的基本原理图标：CS R-28测速雷达所应用的原理，就是可以检测到发射出去的无线电波，与遇到运动物体反弹回来的无线电波其间的频率变化及I 通道和Q 通道的相位变化。
由频率的变化，依特定的比例关系，而计算出该波所碰撞到物体的速度。
由I 通道和Q 通道之间的相位关系，计算判断运动物体是朝着无线电波的方向前进或朝其反方向前进。
根据多普勒原理，由于雷达发射和接受共用一个天线，且运动目标的运动方向与天线法线方向相一致，运动目标的多普勒频率fd 符合下列关系式。
(1) f d = 2V r f t C将（1）式变为（2）其中Vr 为目标运动速度；C 为电磁波在空气中的传播速度，是一个常数；ft 为雷达的发射频率，是一个已知量；fd 为测量到的运动目标引起的多普勒频率，其测量精度由石英晶体振荡器保证，并由计算机处理,进行速度换算并送到显示屏显示。
很TX多有闯红灯或超速被电子眼拍到而被罚的经历。
只要给电子眼拍到，罚款不是200就是500，心痛之余，车友去寻找反电子眼的设备。
本文就目前的几类常用设备作一个粗浅的原理分析和功能比较。
闯红灯或超速驾驶极易造成交通事故，请车友三思。
一、普通雷达探测器雷达测速的原理是，道路旁装有雷达发射器，向道路来车方向发射雷达波束，再接收汽车的反射的回波，通过回波分析测定汽车车速，如车速超过设定值，则指令相机拍摄，如晚间同时触发闪光灯。
雷达探测器的原理很简单，就是接收到雷达信号后，马上报警，提示车主减速。
雷达探测器基本是进口的，价格一般在800元至5000元，性能高低也非常不同。
最大的不同，就是可以感应的雷达波的频段不同。
因为我国各城市道路的雷达测速设备从不同的国家进口，使用的雷达频率大多并不相同，同一个城市有些装了来之三四个国家的不同频段的雷达测速器。
低端的雷达探测器，往往只能感应一个频段的雷达波，而高端的雷达探测器，可以感应多个频段的雷达波，甚至还有激光感知器，同时还可以防激光测速器。
此外，感应的距离远近也体现了雷达探测器的性能高低。
如感应距离过近，车主来不及减速，已经被拍到了；如减速过猛，还易造成追尾事故。
高端的雷达探测器可以一公里左右感知雷达波，而差的只有在200米左右才能感应。
雷达探测器的软肋：1）一些便宜的设备因频段和灵敏度的问题，反雷达测速的效果不好；效果好的又比较贵。
2）目前，很多城市采用路面下埋设速度感应线圈的方法来检测超速，此时雷达探测器完全无效。
3）此类设备只能应付雷达测速，而路口红灯电子眼完全无效。
二、电子狗电子狗价格在250至500元之间，使用时只要插入点烟器即可，非常方便。
它侦察电子眼原理非常简单：生产电子狗的厂家，在有电子眼的地方，偷藏了一个无线电发射器，它针对所在路线的特点，发了含有信息代码的无线电信号,汽车开近此地，接收器收到发射器的无线电信号，解码出报警类型，发声芯片发出语音报警，如此段限速，此段单向，此路口有电子眼等。
班级代号学号密级04物411032004223029本科毕业论文（设计）（物理与电子工程学院）题（中、英文）目超声波雷达倒车系统设计Design of ultrasonic wave back-draft radar system作者姓名李亮指导教师姓名戴新宇学科门类工学提交论文日期二零零八年五月专业名称电子信息工程超声波雷达倒车系统设计摘要：倒车雷达是针对日益拥挤的道路交通状况，以及在停车场、车库、街道等比较狭窄区域，避免车与车、车与人以及车与墙壁等障碍物发生碰撞、摩擦而出现的一种着眼于倒车防护的汽车防撞系统。
本文根据超声波雷达测距原理，研制一款基于超声波脉冲测距的倒车雷达系统。
使它能在汽车缓慢倒车行驶时，识别出汽车尾部的障碍物，并能够测量障碍物与车体之间距离，在汽车发生碰撞事故前，对驾驶员发出声音提示和数码管显示数字提示。
完成系统的控制和信号的处理的使美国ATMEL公司的8位单片机AT89C51。
并且，还采用了CX20106A红外线检波接收专用芯片。
在系统的软件设计过程中，采用了模块化设计思想，对程序的维护和升级变得简单易行。
本课题完成了基于超声波脉冲测距的倒车雷达的硬件设计、软件设计以及系统调试。
关键词：超声波，测距，倒车雷达，AT89C51，检波接收，CX20106ADesign of ultrasonic wave back-draft radar systemAbstract: The back-draft radar is aims at day by day the crowded road traffic condition ,as well as in the parking lot ,the garage ,the street and so on the quite narrow region ,avoids automobile and automobile and person as well as vehicle and wall has the collision ,one kind which the friction appears focuses to the back-draft protection automobile collision avoidance system.This article according to the ultrasonic wave radar ranging principle ,develops section based on the ultrasonic wave pulse range finder back-draft radar system .Enables it when the automobile slow back-draft travel, distinguishes the automobile rear part the obstacle ,and can survey between the obstacle and the chassis is away from ,has in front of the collision accident in the automobile ,sends out the voice prompt and the digital tube demonstration numeral prompt to the pilot.Completes the system the control and the signal processing is American ATMEL Corporation dish position monolithic integrated circuit AT89C51. And ,but also has used the Hua-bang company ISD pronunciation chip ,the realization voice prompt.In the system software design process ,has used the modular design thought ,changes simply to the procedure maintenance and the promotion ,is easy to realize. This topic has completed based on the ultrasonic wave pulse range finder back-draft radar hardware design , the software design as well as the system debugging.Key-word: Ultrasonic, Ranging, Back-draft radar, AT89C51, Voice prompt, CX20106A.………………………目录……………………………摘要 (2)Abstract (3)第一章绪论 (5)1.1课题背景 (5)1.2 课题研究的主要内容 (6)第二章系统相关理论 (7)2.1 超声波的性质 (7)2.2超声波传感器工作原理 (7)2.3 系统测距原理 (8)2.4 超声波测距方法的设计方案论证 (9)第三章系统硬件设计 (15)3.1 AT89C51芯片介绍 (15)3.2 系统组成 (16)3.3 发射电路 (16)3.4接收电路 (18)3.5 LED数字显示部分 (19)3.6 DS18B20数字式温度传感器 (20)第四章系统程序设计 (24)4.1超声波测距器的算法设计 (24)4.2 主程序 (25)4.3 超声波发生子程序和超声波接收中断程序 (26)4.4 调试结果及分析 (27)结束语 (28)参考文献 (29)附录一： (30)附录二： (31)第一章绪论1.1课题背景随着经济的发展与汽车科学技术的进步，公路交通呈现出行驶高速化、车流密集化和驾驶员非职业化的趋势。
汽车的测速及倒车提示系统分析——汽车测速及倒车提示系统的分析摘要：本文主要介绍了汽车的测速及倒车系统电路原理分析。
该系统采用AT89S52单片机为控制核心，实现了转速检测及倒车测距等功能。
采用光电式轮速检测的方法进行汽车的转速检测，速度可通过按键进行调整分为快中慢三档；倒车系统主要采用超声波测距的原理进行汽车尾部与障碍物间距离的测量，在倒车时会有提示音，声音的大小也是可以调节的；同时检测的速度及倒车的距离均可通过数码管进行及时的显示。
关键字：AT89S52 CX20106A 光电耦合器1 绪论随着人们生活水平的不断提高，汽车已经成为生活中主导的交通工具，汽车产业蓬勃发展。
为保障汽车驾驶时的舒适性和安全性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，据统计，危机情况时，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%，所以现在汽车安装各类测距系统以保障行车安全。
超声波测距是汽车泊车或者倒车时的安全辅助装置，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、倒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，提高驾驶的安全性。
通过测距来发现障碍物，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。
超声波测速雷达用于测距上，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。
针对我国高速公路交通安全的需要，以及国内外汽车电子技术的应用现状和发展趋势，综合汽车电子技术、通讯技术和控制技术等多学科理论，从必要性、可行性、实用性和经济性等角度出发，提出开发研制汽车测速及倒车提示系统。
目的在于当行车处于高速及倒车状态时，提醒驾驶员或自动采用相应措施，从而减少或避免高速公路碰撞事故的发生。
2 设计方案要求2.1 功能及技术要求（1）测速范围。
测速范围分为四档：第一档速0—130cm/s，第二档速130—200cm/s，第三档速200—260cm/s，第四档速260—300cm/s。
（2）倒车测距范围。
该模拟系统的测量范围在2—3米之间。
当距离小于20cm时，电机自动停止，或者说在大于20cm时，也可以通过按键使电机停止。
（3）按键功能如表2-1所示。
表2-1 按键功能表（4）显示功能。
该系统具备显示功能，显示内容有正常运行的转速及倒车状态时障碍物与汽车尾部的距离，其显示精度为1cm。
2.2 测速及倒车提示系统设计方案论证2.2.1发射与接收模块方案一：采用后视摄像进行倒车这种方法可以获得障碍物的直观图像，但无法测得准确的距离；虽然其可靠性高但是价格较高，得不到普遍的推广使用；这种方法还存在一些其他的缺陷，如其在夜间会受到影响，无法重现图像，使其在晚间如同虚设，不仅如此，它还会受到天气的影响，在阴雨、雾雪天气，后视摄像这种方法同样起不到效果。
方案二：采用超声波倒车超声测距一般采用40KHz的脉冲信号。
常用有CX20106集成芯片，使用方便简单，只需在外围电路加常见的反向驱动集成块74LS04，使用起来效果很明显而且价格合理。
超声波测距虽然没有清晰的图像，但是其可以测得准确的距离，让使用者无论是在白天还是在晚上都能明确的了解到其后边的障碍物。
超声测距也存在缺点，就是对车后的路坑、山崖、凸出的某些障碍物无法感应。
在此设计属于模拟系统，所以采用方案二比较经济合理。
2.2.2 转速检测电路模块方案一：霍尔式轮速检测霍尔轮速传感器由磁钢、霍尔元件及电平转换电路组成，霍尔轮速传感器核心为霍尔元件,霍尔元件通过齿轮的运动输出mV级的准正弦波电压,选用UGN3019开关型集成霍尔元件,可实现将准正弦波电压转为标准脉冲电压。
霍尔轮速传感器输出的脉冲信号频率与转速成正比关系,对脉冲信号可采用多种方法进行处理分析。
开关型霍尔传感器尺寸小、工作电压范围宽，工作可靠，但是对于该模拟系统，不需要这么高精度的检测。
方案二：光电式轮速检测光电式轮速传感器由光源、转动圆盘、光敏元件及有关电路组成。
转动圆盘被安装在转轴上,转动圆盘边缘开有等距离的孔,光源发出的光通过圆盘小孔照射到光敏元件上。
当测速盘旋转切割光开关时,光敏检测元件输出一串脉冲信号,脉冲频率与转速成正比。
转速n与脉冲频率f关系为:n=60*f/p(r/min),其中p为圆盘开孔总数。
若取p=60,则f=n,即轮速传感器输出信号频率便是车轮每分(钟)转数。
通过以上分析采用方案二实现了高精度、宽范围的测量，比较符合要求。
2.2.3控制器方案一：采用PLC控制PLC控制有编程简单方便、硬件维护方便、可靠性高适用性强等优点，但是它最常见的是用来控制强电，而像这种12V以下的弱电控制就不适宜了，而且成本高。
方案二：采用单片机芯片控制该系统设计电路以AT89S52单片机为控制核心。
AT89S52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K 在系统可编程 Flash 存储器。
与AT89C51比AT89S52拥有3个定时计数器和支持在线编程,ISP在线编程功能优势在于改写单片机存储器内的程序不需要把芯片从工作环境中剥离，是个强大易用的功能。
AT89S52的性能可以满足电路的要求，其市场上很普遍，价格便宜。
所以选择AT89S52为控制器的控制核心。
2.2.4 显示模块方案一：采用LCD液晶显示该模拟系统只需要对车速或倒车时的距离进行显示，若采用液晶显示，虽然不需要外接驱动电路，也不会占用单片机的I/O口，而且软件编写简单，节约了CPU资源，但是液晶显示增加了成本，对四位数据的显示根不需要这么浪费，所以这部分的显示，根据实际情况的需要用LCD液晶显示不合理。
方案二：数码管显示采用数码管显示，需要外加驱动电路，但是简单的三极管就可以驱动，所以外加的驱动电路并不复杂。
因为显示的内容简单，仅四位数字，对于I/O 口的占用也不是很多，数码管价格便宜。
对该显示电路来说采用数码管显示很合理。
2.2.5 直流电机控制电路模块方案一：串电阻调速系统。
旋转变流系统由交流发电机拖动直流电动机实现变流，由发电机给需要调速的直流电动机供电，调节发电机的励磁电流即可改变其输出电压，从而调节电动机的转速。
改变励磁电流的方向则输出电压的极性和电动机的转向都随着改变，所以G-M 系统的可逆运行是很容易实现的。
该系统需要旋转变流机组，至少包含两台与调速电动机容量相当的旋转电机，还要一台励磁发电机，设备多、体积大、费用高、效率低、维护不方便等缺点。
且技术落后，因此搁置不用。
方案二：静止可控整流器。
简称V-M 系统。
V-M 系统是当今直流调速系统的主要形式。
它可以是单相、三相或更多相数，半波、全波、半控、全控等类型，可实现平滑调速。
V-M 系统的缺点是晶闸管的单向导电性，它不允许电流反向，给系统的可逆运行造成困难。
它的另一个缺点是运行条件要求高，维护运行麻烦。
最后，当系统处于低速运行时，系统的功率因数很低，并产生较大的谐波电流危害附近的用电设备。
方案三：脉宽调速系统。
采用晶闸管的直流斩波器基本原理与整流电路不同的是，在这里晶闸管不受相位控制，而是工作在开关状态。
当晶闸管被触发导通时，电源电压加到电动机上，当晶闸管关断时，直流电源与电动机断开，电动机经二极管续流，两端电压接近于零。
脉冲宽度调制（Pulse Width Modulation ），简称PWM 。
脉冲周期不变，只改变晶闸管的导通时间，即通过改变脉冲宽度来进行直流调速。
脉宽调速系统的主电路采用脉宽调制式变换器，简称PWM 变换器。
脉宽调速也可通过单片机控制继电器的闭合来实现，但是驱动能力有限。
本设计采用了可逆PWM 变换器。
可逆PWM 变换器主电路的结构式有H 型、T 型等类型。
我们在设计中采用了常用的双极式H 型变换器，它是由4个三极电力晶体管和4个续流二极管组成的桥式电路。
图2.1 测速及倒车提示原理方框图倒车检测-------- 超声波检测；转速检测-------- 光电式传感器检测；控制器 -------- AT89S52单片机；显示模块-------- 数码管显示；直流电机-------- 脉宽调速系统。
3 硬件电路的设计3.1 超声波测距电路（1）发射电路---- 六反向器74LS0474LS04内部集成了六个反向器（输入与输出相位相反的电子电路），即1A输入高电平，1Y输出高电平同时具有放大的功能。
74LS04的管脚如图3.2：的大小，可以改变接收电路的灵敏度和抗干扰能力。
（3）超声波探头---- T/R-40-18超声波测距常用的两种方法——强度法和反射时间法。
该模拟系统采用的是利用测量脉冲反射时间法，反射时间法是利用检测声波发出到接收到被测物反射回波的时间来测量距离的。
如图3.4所示：图3.4超声波测距原理示意图超声波探头主要由压电晶片组成，既可以发射超声波，也可以接收超声波。
小功率的超声波探头多用于探测。
它有许多不同的结构，可分为直探头（纵波）、斜探头（纵波）、表面波探头（表面波）、兰姆波探头（兰姆波）、双探头（一个探头反射、一个探头接收）等。
探头是一个电声换能器，并能将返回来的声波转换成电脉冲；控制超声波的传播方向和能量集中的程度，当改变探头入射角或改变超声波的扩散角时，可使声波的主要能量按不同的角度射入介质内部或改变声波的指向性，提高分辨率；实现波型转换；控制工作频率；适用于不同的工作条件。
超声探头的核心是其塑料外套或者金属外套中的一块压电晶片，构成晶片的材料、晶片大小不同则探头的性能也不同。
超声波传感器的主要性能指标有工作频率、工作温度、灵敏度。
基于这三点的考虑我选用的探头型号为T/R-40-18。
该超声波传感器分为发射和接收两种，发射器的型号为T-40-18，接收器的型号为R-40-18。
它们适用于以空气作为传播媒介的遥感发射、接收电路中使用。
T/R-40-18电气参数如表3-3所示:表3-3 T/R-40-18电气参数：项目电气参数声压电平> 115dB工作频率40KHz接收灵敏度-67dB超声波测距：超声波发射器向某一方向发射超声波，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t ，然后按式3.1即可求出距离：)(212t c s d ⨯⨯== （3.1）式（3.1）中的d 为汽车尾部与障碍物间的距离、s 表示超声波发射与接收的距离、c 为超声波在空气中的传播速度、t 表示超声波行驶s 距离的时间。
在测距过程中，设超声波的声速为340m/s ，经计算可得超声波传播1cm 需要30us 。
