单片机课程设计倒车雷达Word文档下载推荐.doc

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2.2.4发射脉冲宽度——————————————————————5

2.2.5测量盲区————————————————————————5

3、硬件设计—————————————————————————————7

3.1发射与接收电路的设计方案———————————————————7

3.2选频电路———————————————————————————9

3.3显示报警电路—————————————————————————11

3.3.1LED显示原理——————————————————————11

3.3.2系统显示电路设计————————————————————12

3.3.3报警电路————————————————————————13

3.4单片机复位电路————————————————————————14

3.5时钟电路———————————————————————————15

3.6稳压电源———————————————————————————15

3.7单片机硬件——————————————————————————16

3.7.1单片机 

AT89C51—————————————————————16

3.7.28155芯片介绍——————————————————————18

3.7.3探头UCM介绍——————————————————————18

3.7.4反相驱动器74LS244介绍—————————————————19

3.7.5反相驱动器74LS06————————————————————20

3.7.6运算放大器———————————————————————21

4、软件设计—————————————————————————————22

4.1主程序————————————————————————————22

4.2显示子程序和蜂鸣报警子程序——————————————————25

5、结论———————————————————————————————28

6、致谢———————————————————————————————29

7、参考文献—————————————————————————————30

8、附录———————————————————————————————31

汽车倒车防撞装置的设计

摘要

本文主要介绍了一种利用超声波测距技术的汽车倒车防撞装置，设计了超声波发射电路来产生40kHZ的超声波脉冲信号，并通过超声波接收电路接收回波信号，通过放大、鉴幅、检波电路对所接收的信号进行鉴别。

主机采用AT89C51单片机，完成对超声波反射信号的识别、往返时间的计算及距离测量。

报警显示电路，当车距小于所设置的安全车距时，启动报警，提示司机进行安全操作。

本文对汽车倒车防撞装置的硬件和软件的设计、参数的计算、以及器件的选用等做了详细介绍。

关键字：

超声波温度传感器单片机检波

Abstract

Thisarticlemainlyintroducedautomobileback-draftanti-collisionsystemthatusingultrasonicrangingtechnology.Theultrasonicwavetransmissioncircuitproducesthe40kHZultrasonicwavepulsesignal.Thereceptioncircuitreceivesechosignal.Theechosignalisdifferentiatedthroughtheenlarginganddetectingcircuit.ThesystemusesAT89C51singlechipcomputerasthecenter,whichcanrecognizetheultrasonicwavereflectionsignalandcomputestheround-triptimeandthedistance.Thefunctionofthealarmanddisplaycircuitisthat,whenthedistancebetweenvehicleswassmallerthanthesecuritydistance,whichhasbeenestablishedbyprogram.Thealarmcircuitremindsthedriverofcarryingonthesafeoperation.Thearticlemakesthedetailedintroductionoftheautomobileback-draftanti-collisionsystem’shardwareandthesoftwaredesign,theparametercomputation,aswellasthecomponentselectedandsoon.

Keywords:

Ultrasonicwave,Temperaturesensor,Single-chipcomputer,Detection

I

1、绪论

1.1论文研究的背景意义

随着汽车大量增加，路上车流不息，使道路交通事故逐年大幅度增加，造成大量人员伤亡和财产损失。

交通事故的主要原因包括超速行使、占道行使、酒后驾驶、疲劳驾驶等。

而碰撞是交通事故的主要表现形式，其中大部分是车与车碰撞和人与车碰撞。

可以肯定，随着我国汽车保有量和生产量的快速增长，高速公路和高等级公路里程的快速延伸，如果不加大汽车交通安全控制，交通安全事故会大量增加，造成更多的伤亡和经济损失。

专家对汽车交通事故的分析结果表明，在所发生的交通事故中，有80%是由于驾驶员反应不及时、处置不当造成的。

其中有65%的事故属汽车追尾碰撞造成，其余则属于侧面碰撞、擦挂所致。

因此，德国奔驰公司的专家们在对各类交通事故进行系统研究分析后得出：

若驾驶员能在事故发生前提早1秒钟意识到会有交通事故发生，并采取了相应的正确措施，则绝大多数事故都可能避免。

汽车防撞预警系统对提高汽车行驶安全性十分重要。

从1971年开始，国内外相继出现了超声波、雷达、激光、机器视觉、红外以及交互式等防撞预警系统的研究或者产品。

本文将对超声波防撞预警系统的原理、特点等方面进行分析，并提出汽车防撞预警系统的发展方向。

目前，超声波测距技术一般应用于汽车倒车避撞方面。

本文主要介绍一种利用超声波测距的汽车倒车防撞装置，本设计可以自动连续测量行驶车辆后方障碍物（车辆，行人或其他物体）的距离，如果后方障碍物的距离太近，装置可发出报警声，提醒驾驶员采取措施，进一步的开发还可以完成自动减速刹车的作用。

本设计可以辅助汽车驾驶者对影响公路交通安全的人、车、路环境进行实时监控，在危险情况下提醒驾驶员注意谨慎驾驶，防止汽车倒车相撞事故的发生。

1.2国内外发展现状

从二十世纪八十年代起，国内外著名大学、研究机构以及汽车生产厂家就积极地研究汽车防撞预警系统，各个运输公司和保险公司也非常关心如何减少交通事故的发生，其原因有以下几点：

①据统计，全球每年都有约120万人死于交通事故，汽车事故的增加不仅带来了经济损失，还给城市交通带来了不必要的堵塞，给家庭带来许多创伤，使人们的生活受到负面影响，这日益成为人们关心的社会问题；

②研究表明，早1s报警会减少50%～90%追尾事故；

③安全一直是汽车市场的焦点，调查表明，大部分用户认为最重要考虑的问题是汽车的安全性；

④系统的市场前景很大。

通过对现有的各种汽车防撞预警系统的特点、性能进行分析，我们发现，超声波、雷达、激光有以下的固有缺陷：

①在汽车一方出现多目标时，不能很好的辨识出最危险的目标，导致误报；

②在道路弯道处不能很好检测到危险目标，受公路上栏杆影响，也导致误报和漏报；

③雷达和激光都能测出上几公里的距离，但是在200m以下效果不好、成本高、大题小做，并且它们系统复杂、体积庞大、造价昂贵；

④激光的视觉角度几乎为0，方向性强；

⑤机器视觉的防撞预警系统的技术要求和硬件要求高，受气候影响；

⑥红外防撞预警系统相对来说是最好的，可以全天候使用，抗干扰能力强，但是系统的技术要求和硬件要求也高；

⑦交互式智能化防撞预警系统在交通信息化上有一定的促进作用，但是要广泛应用和汽车配套使用都需要漫长的过程。

电子技术的发展将带动防撞预警系统的发展。

为了使防撞预警系统克服上面各个系统的缺陷，应该从以下几个方面去做：

①提高抗干扰能力，减少误报；

②增加视觉角度，提高监控范围；

③增强稳定性，减少误报、漏报；

④增加驾驶员和汽车检测，因为碰撞事故中驾驶员的疲劳驾驶和汽车的性能也有关系；

⑤增加报警决策因素，超声波、雷达、激光等系统报警的因素是汽车和危险物的距离，应该考虑相对速度、相对加速度、车型以及天气；

⑥形成智能型专家系统，提高报警的实时性、准确性，因为不同的车型和不同的天气对安全距离和安全时间要求不同，⑦形成行业标准，这是当务之急，因为产品的成功应用离不开行业标准。

防撞预警系统的应用将推动汽车的智能化、信息化，也对无人驾驶技术起到促进作用，从而让我们的行车生活处于安全、舒适、快捷之中。

2、单片机超声波测距系统构想

2.1系统总体方案工作原理

本装置的应用原理是：

超声波由于其反射性强、能量消耗缓慢、传播距离较远等优点，而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。

超声波测距主要应用于倒车雷达、建筑施工工地以及一些工业现场，例如液位、井深、管道长度等场合。

利用超声波检测往往比较迅速、方便、计算简单、易于做到实时控制，并且在测量精度方面能达到工业实用的要求，因此在测控系统的研制上得到了广泛应用。

本文介绍一种以STC89C51单片机为核心的低成本、高精度、微型化数字显示汽车倒车防撞装置，它由硬件电路和软件设计组成。

超声波测距从原理上可分为共振式、脉冲反射式两种。

由于共振法的应用要求复杂，在这里使用脉冲反射式。

超声波测距原理是通过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，途中碰到障碍物立即返回，超声波接收器收到反射波立即停止计时。

超声波在空气中的传播速度为c，而根据计时器记录的超声波发射和接收回波的时间差为ｔ，就可以计算出发射点到障碍物的距离S，即：

S=ct/2。

图2.1

这就是所谓的时间差测距法。

由于超声波也是一种声波，其声速c与温度有关，在温差变化较大的地区使用超声波测距要进行温度补偿。

在使用时，如果温度变化不大，则可认为声速是基本不变的。

如果测距精度要求很高，则应通过温度补偿的方法加以校正。

声速确定后，只需测得超