单片机汽车倒车测距仪任务书学位论文.docx

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单片机汽车倒车测距仪任务书学位论文

本科生毕业论文（设计）

题目:

单片机汽车倒车测距仪

姓名:

张庆

学院:

数理与信息工程学院

专业:

电子科学与技术

班级:

2011级2班

学号:

1886110231

指导教师:

章毛连职称:

教授

2015年5月10日

安徽科技学院教务处制

安徽科技学院

本科生毕业论文（设计）任务书

教学院（部）：

数理与信息工程学院

学生姓名：

张庆

学号：

1886110231

专业届别：

2015届

指导教师：

章毛连

2014年10月

毕业论文（设计）任务书

班级

电子科学与技术112

学生姓名

张庆

起止日期

2014.10.11—2015.01.04

课题

名称

单片机汽车倒车测距仪

指

导

教

师

主

要

任

务

指导教师为第一责任人，负责学生毕业设计（论文）工作的全程指导工作，要认真审查学生拟定的毕业设计（论文）课题设计研究方案及进度安排，定期检查学生的工作进度和质量，与学生保持密切联系，及时指导学生解决设计研究中遇到的理论和技术上的难点问题，合理提出修改意见。

具体包括：

1、根据毕业设计（论文）课题或题目，认真填写毕业设计（论文）任务书；

2、指导学生查阅参考文献、阅读相关书籍，学习和课题有关的专业知识；

3、指导学生完成开题报告的撰写工作，负责学生开题报告的内容、结构和书写格式审查，把好毕业设计（论文）的开题报告关；

4、制订指导计划，在资料、实验等有关方面帮助学生作好准备工作；

5、指导学生进行毕业设计（论文）的设计研究和论文撰写，对内容、结构和书写格式进行认真审查，防止出现剽窃、作假等其它学术不良作风；

6、负责指导和审查学生完成论文综述和外文翻译；

7、负责毕业设计论文的最后审定工作，认真填写指导记录，如实评价学生表现，写出不少于10字的学术评语，并公正地评定学生毕业论文（设计）成绩；

8、指导学生做好答辩前的各项准备工作。

9、做好与毕业设计相关的其它工作。

学

生

主

要

任

务

本文将利用本专业所学知识，根据毕业论文的设计要求，运用电路知识，理论联系实际，在指导老师的帮助和教导下，对自行车里程表在当今社会的功能使用和发展进行研究和探讨，设计出更有利于人们生活、健康的多功能自行车里程表。

具体的设计任务和要求如下：

（1）根据毕业设计（论文）课题或题目，认真填写毕业设计（论文）任务书；

（2）认真和尽量全面查找相关资料，设计论文，使得论文内容结构完整，论述清晰；

（3）按要求完成开题报告的撰写工作，内容完整充分，结构清晰，格式正确；

（4）在指导老师的帮助下，查找资料完成电路的设计，实验和仿真，完善不足之处；

（5）按时完成毕业论文各阶段工作，虚心向指导老师请教；

（6）主动向指导教师汇报工作进度，探讨研究内容；论文初稿、论文终稿，做好答辩前的各项工作。

学生

（签名）年月日

指导

教师

（签名）年月日

教研室

主任

（签名）年月日

学院

（签章）年月日

安徽科技学院本科生毕业论文（设计）选题申请表

基本情

况

课题名称

单片机汽车倒车测距仪

教师姓名

章毛连

职称

教授

课题来源

A.科研B.生产C.教学√D.其它

课题类型

A.论文B.设计√

选

题

理由

电子技术在汽车安全方面的应用主要是为了增强汽车的安全和司机的舒适和方便。

应用的电子技术主要有：

汽车安全气囊、智能记录仪、雷达测距报警器、汽车空调、车灯控制、电源控制以及充电器等。

近年来汽车的自动调速和防撞系统、汽车监测和自动诊断系统都得到了广泛的应用，全面的保障了司机的人生安全。

据有关汽车碰撞事故的调查统计,15%的汽车交通事故是由于倒车时汽车的后视能力不良造成的。

研究出能够检测到汽车尾部障碍物的倒车雷达成为近些年来的研究话题是因为要增加司机的后视能力以此来减少交通事故的发生。

既快速又精确地测量出障碍物与汽车之间的距离是避免汽车碰到障碍物的前提。

汽车要避免撞到障碍物则可以凭借电子装备测量后方障碍物距离车的距离，并迅速反馈给司机。

超声波测距因为在使用中不受光照、电磁场、噪声等外在因素的影响,在机器人定位、汽车倒车、B超等方面有广泛的应用。

发展汽车防撞技术，对提高司机的人生安全有重大意义。

超声波传感器因其信息处理快捷方便、硬件方面容易实现并且价格优惠等优点,所以大部分用做超声波测距传感器。

汽车倒车测距仪应该包含有总控制器、测距传感器、语音提示及图像显示部件等。

各部件结合起来实现测距及提示功能蜂鸣器提示是倒车测距仪系统的真正开始。

蜂鸣声越急，表示车离障碍物越近。

这种测距仪对司机的帮助并不大，因为司机虽然知道车后有障碍物，但并不能确定障碍物离车有多远的距离。

近年来因电子技术的快速发展，汽车倒车测距技术也日益变化，尤其是汽车电子相关产业的发展，使得信息化、电子化的车辆研究有了相关的基础。

目前主流的汽车倒车测距仪都是以单片机为核心的智能测距系统。

这种测距仪能够连续测距并显示障碍物与车的距离，采用不同的蜂鸣声进行报警和提示距离，尽量不占用司机的视觉。

此外，要求测距仪能把数据发送到汽车总线上是因为汽车电子系统网络化的发展。

从已有的成品来看，目前汽车倒车测距仪主要是以数码管或者液晶屏的精确显示和精确的语音播报为主。

这个时期主要是采用以单片机为核心的智能测距传感系统，能够使得汽车驾驶辅助系统更加简便易用，且达到了汽车电子系统网络化的发展需求。

签字：

年月日

指

导教师意见

签字：

年月日

审题意见

教学院（部）签章：

年月日

安徽科技学院本科生毕业论文（设计）开题报告书

题　目

单片机汽车倒车测距仪

学生姓名

张庆

指导教师

张庆

职　称

教授

研究目的意义及国内外研究状况和应用前景（附参考文献）：

研究目的意义：

研究出能够检测到汽车尾部障碍物的倒车雷达成为近些年来的研究话题是因为要增加司机的后视能力以此来减少交通事故的发生。

既快速又精确地测量出障碍物与汽车之间的距离是避免汽车碰到障碍物的前提。

国内、外研究概况：

汽车倒车测距仪应该包含有总控制器、测距传感器、语音提示及图像显示部件等。

各部件结合起来实现测距及提示功能蜂鸣器提示是倒车测距仪系统的真正开始。

蜂鸣声越急，表示车离障碍物越近。

魔幻镜倒车测距仪结合了前几代汽车倒车测距仪产品的优点应该是现在比较先进的汽车倒车测距仪了，采用最新仿生超声雷达技术，配以高速电脑控制，可准确地测出汽车后方两米左右距离的障碍物，提醒司机的方式为用不同等级的声音提示和直观的显示。

魔幻镜倒车雷达设计了语音提示功能，可以有效的提醒司机注意安全。

它的外形和汽车倒车镜非常相似，可以不占用车内的空间，直接安装在车内倒视镜的位置上也可以。

应用前景：

近年来因电子技术的快速发展，汽车倒车测距技术也日益变化，尤其是汽车电子相关产业的发展，使得信息化、电子化的车辆研究有了相关的基础。

目前主流的汽车倒车测距仪都是以单片机为核心的智能测距系统。

这种测距仪能够连续测距并显示障碍物与车的距离，采用不同的蜂鸣声进行报警和提示距离，尽量不占用司机的视觉。

此外，要求测距仪能把数据发送到汽车总线上是因为汽车电子系统网络化的发展。

从已有的成品来看，目前汽车倒车测距仪主要是以数码管或者液晶屏的精确显示和精确的语音播报为主。

参考文献：

[1]胡汉才．单片机原理及系统设计[M].北京:

清华大学出版社，2012.

[2]王守中.51单片机开发入门与典型实例[M].北京:

人民邮电出版社，2007.

[3]陈雪丽.单片机原理及接口技术[M].北京:

化学工业出版社,2005.

[4]薛均义，张彦斌.MCS-51系列单片微型计算机及其应用.西安：

西安交通大学出版社，2008.

[5]唐颖，程菊花，任条娟.单片机原理与应用及C51程序设计[M].北京：

北京大学出版社，2011

[6]钟勇，范森海，王永辉.高速公路事故的诱因及预防对策[J].公路交通科技.2010（6）.

[7]郑安国.我国高速公路交通事故的基本特点与预防对策[J].公路交通科技学报.2012（4）.

[8]陈晓东.郑建祥汽车用微机可靠性试验研究[J].汽车与电器.2009（增刊）.

[9]周立功.发展有限公司.P89V51RD2器件手册.2013.3.

[10]霍孟友等.单片机原理与应用[M].北京：

机械工业出版社，2004.

[11]霍孟友等.单片机原理与应用学习概要[M].北京：

机械工业出版社，2005.

[12]许泳龙等，单片机原理及应用.北京：

机械工业出版社，2005.

[13]何立民.单片机高级教程[M].北京：

北京航空航天大学出版社，2000.

[14]李朝青.单片机原理及接口技术[M].北京：

北京航空航天大学出版社，2002.

主要内容、研究方法和思路：

研究内容：

本设计实现汽车倒车防撞系统，为了实现该功能，需要多方面的内容结合，主要由51单片机最小系统、超声波测距模块、驱动显示电路、报警电路和按键电路等组成。

利用超声波测距模块HC-SR04测量汽车与障碍物之间的距离，对所得数据进行分析处理，传给51单片机，再通过LED数码管显示，可以通过按键调整蜂鸣器报警距离，同时电源采用5V稳压直流电源。

研究方法：

首先利用图书馆、网络等资源进行大量文献资料查阅，了解和熟悉数字式自行车里程表系统各部分构成和相关器件工作原理，其次建立仿真模型，搭建简化电路，进行单片机编程，并在Protel平台上进行仿真；认真考虑各个模块的功能化设计和电路图设计等，充分论证整体方案设计的可行性和有效性。

最后着手进行实物制作、组装和性能调试。

通过理论分析、建立模型、仿真论证、方案设计与修改、电路设计与搭建、实物制作与组装和系统性能调试等环节和步骤，逐渐完善完成整个单片机汽车倒车测距的设计。

技术路线：

1、市场调研

主要工作包括对单片机汽车倒车测距的作用和市场前景等数据收集、整理、分析和评估等。

2、查阅资料

查阅和整理单片机汽车倒车测距相关软件的内容和一些硬件知识，集中解决必要关键技术难题。

3、建模仿真

为提高效率，节约成本，基于Protel仿真软件的模拟，模拟实际单片机汽车倒车测距仿真模型，模拟实际，论证设计方案和电路的可行性和有效性。

4、方案设计与论证

在模型仿真基础之上首先根据单片机汽车倒车测距系统的实际使用需要设计多种可行方案，然后考虑条件和技术等方面因素进行探讨，最后确定最佳设计方案。

5、设计电路

根据设计方案，考虑经济条件，设计并搭建基于Protel软件的硬件电路设计，选择合理的器件和芯片，最后单片机汽车倒车测距系统的电路图。

6、实物制作、组装与性能调试

完成各项准备工作之后，在实验室进行单片机汽车倒车测距的实物制作和组装，最后进行性能调制，记录系统测试数据，直至系统工作稳定，达到预期技术指标。

实验方案：

先查阅大量有关超声波HC-SR04器件的文献资料，进行必要准备，然后建立简化模型，并在Protel上进行交直流仿真，如果不通过，重新改进模型再仿真，直至仿真成功。

随后进行系统方案和各功能模块化设计、电路原理图绘制，最后按照设计要求完成实物制作、组装和性能测试等步骤，对比测试数据是否达到预期设计指标。

可行性分析：

HC-SR04超声波测距模块能够测出的距离为2cm-500cm，测量距离的精度高达3mm，测试盲区为2cm，测距相对稳定。

它的感应角度不大于15度，一定程度上减少了角度的干扰。

模块中包括发射器、控制电路与接收器。

HC-SR04模块中的一个控制口发出一个10us以上的高电平，就可以在接收口等待高电平输出。

一旦检测到输出就开启定时器计时，当此口变为低电平时就可以读出定时器的值，此时就为测距的时间，就能算出距离。

这样不断的用循环周期测量，就可以在不停的移动中测量距离值了。

总体安排和进度（包括阶段性工作内容及完成日期）：

研究进度及预期结果：

2014年10月11日—2014年10月17日查阅资料，确定论文选题

2014年10月18日—2014年10月31日撰写开题报告、申请表

2014年11月1日—2014年11月30日电路设计、测试，完成设计内容

2015年1月1日—2015年3月30日完成论文初稿

2015年4月1日—2015年4月20日论文中期检查

2015年4月21日—2015年5月1日论文修改完成并定稿

2015年5月1日—2015年5月6日制作PPT，准备答辩

指导教师意见（研究的意义、创新点、前期基础工作、存在的难点和困难、建议等）：

指导教师签名：

　　　　　　　年月日

学院领导组意见：

签名：

　　　　年　　月　　日

安徽科技学院本科生毕业论文（设计）答辩申请表

姓名

张庆

专业

电子科学与技术

指导教师

章毛连

论文题目

单片机汽车倒车测距仪

申

请

答

辩

理

由

主要内容包括：

HC-SR04超声波传感器、单片机最小系统电路、LCD显示电路设计等。

系统结构框图：

研究方案思路

进行系统整体方案设计与可行性研究、合理的将整个系统划分成各个功能模块；完成功能模块的电路原理设计、元器件选择与特性测试；对各个功能模块进行电路仿真，调试电路，并进行系统整体仿真调试。

在章毛连老师的指导下，已经完成全部既定的工作任务，论文撰写完成，并通过了指导老师和评阅教师的审核。

特申请进行毕业答辩。

签名：

年月日

指

导

教

师

意

见

该同学态度认真，查阅了大量相关文献资料，认真调查了单片机汽车倒车测距仪的发展现状，并针对实际情况对电路进行设计和改进。

详细地对比分析了仿真果，并对应用领域进行了分析研究。

该同学严格按照论文格式要求来撰写论文，按时完成了毕业论文。

论文内容比较充实，布局谋篇合理；条理清晰、脉络分明、格式规范，达到学士论文水平，同意参加答辩。

签名：

年月日

答

辩

委

员

会

意

见

签名：

年月日

安徽科技学院本科生毕业论文（设计）指导过程记录表

题　　目

简易自行车数字里程表设计

学生姓名

张庆

指导教师

章毛连

指导内容

记录一

第一次指导将大家集合，主要讨论了本组六个人的论文题目，分析每个人论文题目的可行性和重要性并给些意见，讨论后要求每个人到校图书馆下载二十篇左右相关电子资料。

时间：

年月日

指导内容

记录二

当面对开题报告和论文题目以及指导资料进行分析，确立最后的研究方向，并且点明了主要的思路。

时间：

年月日

指导内容

记录三

通过电话对重点内容进行了相关方面的指导。

对毕业论文有了更深入全面的了解，并对论文的提纲提出修改意见，并在构思论文的框架、行文及思想表达上补充，完成该论文内容提要、框架结构、拟定设计方案。

时间：

年月日

指导内容

记录四

对初稿提出修改意见和建议。

提示论文观点存在的问题，调整文章布局，在行文、语言表达等提出观点。

格式方面等要求并提出修改的具体意见或建议。

确立下一步的继续完成实验仿真、论文图表、程序的修改等。

时间：

年月日

指导内容

记录五

初稿里的细节提出修改的具体意见或建议，主要是图表绘制和论文的排版。

对论文里有些看不清的图提出修改意见，对表格的字体、格式提出修改意见。

要求做好PPT，同意答辩，在论文答辩时展示出、设计出答辩老师会问的问题，提前做好答辩准备。

时间：

年月日

指导内容

记录六

答辩通过后对论文提出进一步的修改意见和建议，针对论文格式、段落和插图中的一些细节进行修改，将格式确定，完成整篇论文，以便提交。

时间：

年月日

安徽科技学院本科生毕业论文（设计）评定意见

指

导

教

师

评

语

论文选题符合专业培养目标，能够达到综合训练目标，题目有实际应用价值，工作量大。

选题具有较大的实践指导意义。

整体上按期圆满完成任务书规定的任务。

能熟练地综合运用所学理论和专业知识，并在某些方面有独特的见解与创新。

毕业设计立论正确、内容完整，计算与分析论证可靠、严密，结论合理，完成的软、硬件达到甚至优于规定的性能指标且文档齐全、规范；独立工作能力强，科学作风严谨。

文字条理清楚、书写工整，说明书论述充分，文字通顺，符合技术用语要求，符号统一，编号齐全；图纸完备、整洁、正确、符合规范。

答辩时语言表达流畅，思路清晰，论点正确，回答问题有理论根据，基本概念清楚，对主要问题回答正确、深入。

成绩：

签名：

年　月　日

安徽科技学院本科生毕业论文（设计）评阅意见

评

阅

教

师

评

定

意

见

主要内容包括：

论文选题的理论意义和实践价值，论据是否充分、可靠，掌握基础理论、专门知识、研究方法和技能的水平，写作的逻辑性、技巧及论文格式规范等。

成绩：

签名：

年月日

安徽科技学院本科生毕业论文（设计）成绩表

学生姓名

张庆

指导教师

章毛连

评阅教师

刘念、李勇

题　　目

简易自行车数字里程表设计

答辩委员会成员

姓名

职称

姓名

职称

姓名

职称

王玉莲

刘念

韩新风

李勇

高海涛

答辩委员会评语：

答辩委员会主任签名：

年　月日

成绩评定

指导教师成绩

评阅教师成绩

答辩成绩

总成绩

总评