汽车倒车的防撞系统设计.docx

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汽车倒车的防撞系统设计

汽车倒车雷达论文

汽车倒车防撞系统

摘要

随着社会经济的发展交通运输业日益兴旺，汽车的数量在大副攀升。

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，超声波测距法是最常见的一种距离测距方法，本文介绍的就是利用超声波测距法设计的一种倒车防撞报警系统。

论文的内容是基于STC89C52单片机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STC89C52单片机结合于一体，设计出一种基于STC89C52单片机的倒车防撞报警系统。

该系统采用软、硬件结合的方法，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。

最后，通过对系统的误差分析，给出了系统的改进方案。

关键字单片机/超声波/STC89C52

Abstract

Isdaybydayprosperousalongwiththesocialeconomydevelopmenttransportationshippingindustry,theautomobilequantityclimbsinthefirstmate.Trafficcongestionconditionalsodaybydayserious,thecollisioneventoccurredrepeatedly,hascausedtheinevitablepersoncasualtiesandtheeconomicloss,inviewofthiskindofsituation,designedonekindtorespondquickly,thereliabilitywashighalsoamoreeconomicalautomobileguardsagainsthitstheearlywarningsystemimperative,theultrasonicwaverangefindingwasthemostcommononedistancerangefindermethod,thisarticleintroducesisguardsagainstusingtheultrasonicwaverangefindingdesignonekindofback-drafthitsthealarmsystem.

ThepaperisbasedonthecontentsoftheAT89C51monolithicintegratedcircuitreversecollisionavoidancesystemdesign,mainlyusingultrasoundfeaturesandadvantages,ultrasoundrangingsystemandtheintegrationwiththeintegrationAT89C51monolithicintegratedcircuit,AT89C51monolithicintegratedcircuitbasedonthedesignofareversecollisionavoidancewarningsystems.Thesystemusedsoftwareandhardwareintegratedapproachofamodularandmulti-usecharacteristics.

Thepaperoutlinesthedevelopmentandthebasicprinciplesofultrasoundtestsontheprinciplesandcharacteristicsofultrasoundsensors.Someofthemainparametersforthesystemwerediscussed,andintroducingultrasonicrangingsystemfunctionsbasis,theoverallcompositionofthesystem.Throughmultiplelaunchreceptioncircuitdesigncomparison,thebestdesignedprogrammedrawn,andvarioussystemdesignmodulesprinciplesintroduced.Onthecompositionofthesystemcircuitchipintroducedandelaboratedtheprinciplesoftheirwork.Papersintroducedsystemsoftwarearchitecture,throughprogrammingtoachievesystemfunction.Finally,throughtheanalysisofsystemerror,givingthesystemimprovementprogramme.

Keywordmonolithicintegratedcircuit,ultrasonicwave,STC89C52

中文摘要………………………………………………………………………………Ⅰ

英文摘要…………………………………………………………………………………Ⅱ

第1章绪论……………………………………………………………1

1.1论文背景……………………………………………………………1

1.2设计要求及主要功能介绍………………………………………1

第2章系统总体设计………………………………………………2

2.1系统功能定义………………………………………2

2.2总体方案……………………………………………2

第3章系统硬件电路设计…………………………………………4

3.1主控单元设计………………………………………………4

3.1.1主控芯片的介绍………………………………………4

3.1.2最小系统………………………………………………10

3.1.3电源设计………………………………………………11

3.2测距单元的设计……………………………………11

3.2.1设计要求……………………………………………11

3.2.2超声波测距的基本原理……………………………11

3.2.3硬件系统的电路设计………………………………12

3.3小车电机驱动模块设计…………………………………14

3.3.1设计要求……………………………………………14

3.3.2驱动控制芯片的介绍………………………………14

3.3.3驱动电路的设计……………………………………16

3.3显示单元……………………………………………………………17

第4章系统软件设计…………………………………………18

4.1测距单元软件设计…………………………………………18

4.2驱动调速单元软件设计……………………………………19

第5章总结与展望………………………………………………20

结束语……………………………………………………………………21

致谢………………………………………………………………………22

参考文献………………………………………………………………23

附录倒车防撞系统源程序…………………………………………………25

第1章绪论

1.1论文背景

随着社会经济的发展,交通运输业日益兴旺，汽车的数量在大副攀升。

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报警系统势在必行，超声波测距法是最常见的一种距离测距方法，应用于汽车停车的前后左右防撞的近距离，低速状况，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，同样具有声波传输的基本物理特性——折射，反射，干涉，衍射，散射。

超声波测距即是利用其反射特性，当车辆后退时，超声波距离传感器利用超声波检测车辆后方的障碍物位置，并利用指示灯及蜂鸣器把车辆到障碍物的距离及位置通知驾驶人员，起到安全的作用。

1.2设计要求及主要功能介绍

本次设计的智能避障小车，它是以STC89C52作为主控制器，用超声波模块对距离进行距离测试，并将信号发给主控制器。

用L298芯片驱动直流电机，执行主控制器命令，控制小车的前进、后退、转向，并用LED灯和蜂鸣器报告检测出后方有障碍物。

第2章系统总体设计

2.1系统功能的定义

根据设计要求，可以先大致勾勒出要完成的设计，需要如下所示的几个模块。

图2.1功能模块图

2.2总体方案

本次设计的简易智能电动车，设计思路如下：

1.在小车前进过程中STC89C52芯片向超声波传感器模块Trig口发送长度为20us的脉冲信号，使超声波发射电路工作向前方发送超声波进行测量，此时STC89C52芯片中定时计数器开始计时；当超声波遇到障碍物反射被，超声波接收电路收到反射波时，将测得的高电平信号通过Echo口传给主控制器，只有出现低电平时，计数器开始中断计时STC89C52根据时间差值检测法公式s=t/58（cm）计算出距离；

2.主控芯片STC89C52根据设定的报警距离判断前方是否出现了障碍物，如果判断是，则驱动蜂鸣器报警，LED灯闪烁；

3.利用主控芯片分别对两个直流电机发送连续的具有一定占空比的矩形脉冲进行PWM小车速度调制，在没有障碍物的情况下，后轮直流电机收到一定的脉冲宽度则小车走的是匀速直线运动；当STC89C52芯片判断出有障碍物时，则前轮得到一定脉冲宽度，从而达到避障的目的。

本次设计的小车结构简单，较容易实现。

采用与MCS系列完全兼容的STC89C52芯片，它是一种低功耗、高性能、COMS微处理器。

片内具有8ｋ字节的在线可重复编程快擦快写Flash存储器，256×8位内RAM，STC89C52可构成真正的单片机最小应用系统，缩小系统体积，提高系统可靠性，降低系统成本。

驱动采用L298这款芯片，主要的特点是功率强大，可以加载高达46V的电压，并且提供两组IN口便于对两个轮子进行PMW速度调制控制。

超声波模块采用计时器中断计时的方法，算法简单有效，并且程序中采取超时控制防止出现无限大的数据；同时也对温度的影响也采取了相应的措施，以增加测量的精确度。

采用四节干电池串联做电源，功率上达到设计要求，并且是很好的稳定的直流电源，避免的电网电源转化时出现的电流不稳定现象，一定程度上降低了电路的复杂程度。

LED与蜂鸣器的设计发挥了安全的报警作用，有较强的实用性，为系统的人性化设计增添了色彩。

总体设计框图如图2.2

图2.2汽车倒车防撞系统

第3章系统硬件电路设计

3.1主控单元设计

3.1.