超声波倒车雷达 毕业答辩知识讲稿
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超声波检测的倒车雷达讲解倒车雷达(Car Reversing Aid Systems)的全称是“倒车防撞雷达”,也称“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。
系统工作原理倒车雷达只需要在汽车倒车时工作,为驾驶员提供汽车后方的信息。
由于倒车时汽车的行驶速度较慢,和声速相比可以认为汽车是静止的,因此在系统中可以忽略多普勒效应的影响。
在许多测距方法中,脉冲测距法只需要测量超声波在测量点与目标间的往返时间,实现简单,因此本系统采用了这种方法。
如图1所示,驾驶员将手柄转到倒车档后,系统自动启动,超声波发送模块向后发射40kHz的超声波信号,经障碍物反射,由超声波接收模块收集,进行放大和比较,单片机AT89C2051将此信号送入显示模块,同时触发语音电路,发出同步语音提示,当与障碍物距离小于1m、0.5m、0.25m 时,发出不同的报警声,提醒驾驶员停车。
图1 系统工作原理框图图2 超声波发送模块电路[NextPage]硬件设计1 超声波发送模块设计超声波发送器包括超声波产生电路和超声波发射控制电路两个部分,超声波探头(又称“超声波换能器”)选用CSB40T,可采用软件发生法和硬件发生法产生超声波。
前者利用软件产生40kHz的超声波信号,通过输出引脚输入至驱动器,经驱动器驱动后推动探头产生超声波。
这种方法的特点是充分利用软件,灵活性好,但需要设计一个驱动电流在100mA以上的驱动电路。
第二种方法是利用超声波专用发生电路或通用发生电路产生超声波信号,并直接驱动换能器产生超声波。
这种方法的优点是无须驱动电路,但缺乏灵活性。
本设计采用第一种方法产生超声波,电路设计如图2所示。
40kHz的超声波是利用555时基电路振荡产生的。
其振荡频率计算式为f=1.43/((R 9+2·R 10)·C 5)。
基于单片机的超声波测距倒车雷达设计摘要随着我国经济飞速进展,愈来愈多的人拥有了自己的汽车,同时由停车和倒车所引发的事故也愈来愈多。
这些事故常常给驾驶员带来许多麻烦,因此,有助于驾驶员停车和倒车的倒车雷达应运而生。
倒车雷达,是汽车停车平安辅助装置,能以声音或更为直观的显示告知驾驶员周围障碍物的情形。
本文设计了一种利用超声波测距原理研究的高性价比倒车雷达,它能够提示驾驶员进入警戒区域,同时进行声光报警。
不必占用司机的视觉资源,使司性能够把全数注意力用于观看车前及车旁的路况。
超声发射部份由AT89C51单片机产生10us的高电平信号,触发测距模块;系统接收部份由接收探头拾取反射回来的信号,当接收电路接收到反射信号就中断AT89C51计数器停止计数,从而取得超声波从发射到接收信号的时刻差,进而计算出车与后方障碍物之间的距离,指导司机平安倒车。
关键词:倒车雷达,超声波,单片机,声光报警The design of Ultrasonic ranging reverse radar based onSinglechipAbstractAlong with the rapid development of economy of our country, more and more people have their own cars, as well as the parking and reversing the accident caused will be increasingly. These accidents often bring many troubles to drivers, so, the reverse radar of help drivers parking and of reversing arise at the historic moment. Reverse radar, the automobile parking safety auxiliary devices, more intuitive to told the driver of around obstacles by voice or display. This paper designs a kind of using ultrasonic ranging principle research high performance-to-price ratio reverse radar;it can remind drivers entered exclusionary area, simultaneously the acousto-optic alarm. The radar need not occupy the driver's visual resources, and can make the driver putting the whole attention to observe the passenger side of the front and roads. Ultrasonic launching 10us partly by AT89C51 produce the high level signal to triggering ranging module; System receiving part reflected by the receiving probe of the signal and when the receiving circuit receives reflected signals will interrupt AT89C51 counter stop counting. Thus obtains from the launch to receiving signal ultrasonic lag between driving, and then calculating the distance between the obstacles to instruct driver safety reverse.Key words:Reverse radar,Ultrasonic,Single-chip microcomputer,Sound-light ala目录前言 (1)第1章概论 (2)设计现状 (2)设计意义 (2)目前国内倒车雷达 (3)第2章系统整体结构设计 (4)系统整体结构框图 (4)超声波传感器介绍 (4)超声波传感器的特性 (7)超声波测距原理 (8)第3章系统硬件设计 (9)AT89C51芯片 (10)AT89C51芯片介绍 (10)AT89C51管脚说明.......................................................... .11要紧特性 (13)电源电路 (13)复位电路 (15)时钟电路 (16)超声波测距模块HC-SR04 (17)测距模块 (17)外型及特性 (18)74HC573芯片 (20)数码管显示及报警电路设计 (21)LED数码管显示 (21)语音报警 (22)第4章系统软件设计 (24)系统主程序的设计 (24)测距模块的设计 (26)中断处置程序的设计 (26)显示及报警模块的设计 (27)结论 (29)谢辞 (30)参考文献 (31)附录 (32)附录A:系统总电路图 (32)附录B:部份源程序 (33)前言随着汽车的迅速增加,停车难已是个不争的事实,狭小的停车场地常常令有车一族无所适从,稍不慎,那么闯祸,烦事又烦人。
答辩提纲1 课题设计的意义倒车雷达是用来探测车身周围的障碍物并通过发生或显示的方式告知驾驶员,帮助驾驶员安全倒车或泊车的辅助电子设施。
这样既可以解除驾驶员泊车和启动车辆时前后左右探视所引起的困扰,又可以帮助驾驶员扫除视野死角和视线模糊的缺陷,提高了安全性。
展望未来,超声波测距仪器作为一种新型的非常有用的工具将在各方面都有很大的发展空间,它将从具有单纯判断功能发展到具有学习功能,最终发展到具有创造力,朝着更加高定位高精度的方向发展,以满足日益发展的社会需求。
因此把超声波传感器测距这一技术用于车辆行驶辅助系统有着非常重要的意义。
2 主要内容(1)课题设计背景及主要技术指标;(2)超声波技术概述;(3)系统的硬件结构设计;(4)系统软件设计;(5)系统功能测试;(6)结论。
3 课题设计技术指标要求(1)了解超声波倒车雷达测距原理;(2)采用超声波进行无线测距;(3)超声波测量范围为0.02 m到4 m;(4)通信波特率为19200 bit/s;(5)超声波探测精度达到1mm;(6)本装置当探测的车间距或车与物间距为255 mm时发出警告声;(7)探测的车间距或车与物间距小于200 mm时连续报警;(8)探测的车间距或车与物间距小于100 mm时,刹车信号灯亮起,模拟设想为汽车的断油信号;(9)系统电源为直流5V 。
4 整体设计思路本设计的超声波传感器倒车雷达控制系统分为硬件电路和控制软件两大部分。
硬件电路由ATmega8单片机处理模块、US100超声波测距模块、液晶显示、报警电路及稳压电源模块五个部分组成。
软件部分采用模块化设计,单片机直接和US100超声波模块进行串口通信,发送特定指令,获取当前的距离值。
整体系统设计框图如下图1-1所示。
模块(US 100)超声波发射超声波接收UART 通信单片机12864液晶(点阵)显示屏报警电路执行机构电 源图1-1 整体系统框图5 总结本设计介绍了一种基于单片机的超声波倒车雷达测距系统,明确介绍了系统的总体设计方案、技术指标、软硬件的结合设计以及元器件的选型。
超声波倒车雷达咸阳职业技术学院电子信息系毕业论文超声波倒车雷达学生姓名:王恩强学号: 080620114专业:应用电子技术年级: 0801班指导老师:任佳维目录第一章引言..................................................... 3第二章超声波倒车雷达简介....................................... 42.1 倒车雷达.................................................... 42.2 超声波...................................................... 52.3 超声波测距的原理............................................ 52.4 倒车雷达性能指标............................................ 62.5影响倒车雷达性能的因素 ...................................... 6测量精度........................................... 6探测范围........................................... 7第三章倒车雷达的电路结构....................................... 83.1 超声波发送模块.............................................. 83.2 超声波接收模块.............................................. 93.3 语音电路设计................................................ 9第四章倒车雷达的电路实现..................................... 104.1超声传感器的参数选择 ...................................... 104.2 总体结构.................................................. 114.3 基于单片机的硬件实现...................................... 12超声波发射电路................................... 12超声波接收电路................................... 14温度测量电路..................................... 16显示及报警电路................................... 174.4 超声波测距的倒车雷达软件设计.............................. 18第五章倒车雷达超声测距的误差分析............................. 22第六章结论................................................... 24致谢.......................................................... 25参考文献...................................................... 26摘要:研究了基于单片机的超声测距倒车雷达。