汽车倒车防撞报警系统设计毕业设计论文.docx

1、汽车倒车防撞报警系统设计毕业设计论文一、毕业设计的任务和具体要求：毕业设计的任务：超声波倒车雷达毕业设计的具体要求：1.1 设计要求：利用SPCE061A单片机、三个超声波测距模组实现超声波倒车雷达，要求具有下述功能： 1. 可以语音提示模组探测范围内的0.35m1.5m范围内的障碍物；2. 语音提示可指明哪一个方向（或区域）有障碍物在探测范围内； 3. 利用三个LED发光二极管表示三个传感器探测范围内是否有障碍物，当在探测范围内有障碍物时，发光管以一定频率闪烁，闪烁的频率以距离定，距离越近频率越高。1.2 技术要求1.方案所需所有代码，资源都存放在一颗SPCE061A单片机当中。1.3 备注

2、如果有显示模块（如LCD液晶），可以在增加显示部分代码，在显示模块上显示出当前状态，以及报警时障碍物的距离数据二、毕业设计应完成的图纸图3.1 SPCE061内部结构图 见3页图3.2 61板实物图 见5页图3.3 超声波测距模组结构图 见6页图3.4 模组外接电源接口及供电方式选择跳线 见7页 图3.5 模组测距模式选择跳线 见8页图3.6 J2跳线和J8接口的位置示意图 见8页图3.7 为CD4052内部结构图， 见10页图3.8 为CD4052的引脚图。 见10页图4.1 系统硬件结构图 见11页图5.1 SPCEA061A最小系统 见12页图5.2 电源模块 见13页图5.3 放音模块

3、电路图 见13页图5.4 超声波谐振频率发生电路，调理电路 见14页图5.5 超声波回波接受处理电路 见14页图5.6 外部单独电源输入接口及选择跳线 见14页图5.7 测距模式选择跳线 见15页图5.8 超声波测距模组接口 见15页图5.9 转接板电路原理 见16页图5.10 显示电路 见16页图6.1 超声波信号测量 见17页图6.2 超声波测距子函数流程图 见19页图6.3 16Hz中断流程图 见20页图6.4 E*TI外部中断流程图 见21页图6.5 语音播放程序流程图 见21页图6.6 IRQ5的2Hz中断服务程序 见22页图6.7 显示刷新程序 见23页图6.8 主程序流程图 见2

4、4页图6.9 测距结果处理程序流程图 见25页图7.1 转接板示意图 见26页图7.2 系统连接示意图 见26页三、其他要求：论文写作要做到论点明确、论据充分，论理透彻，书面整洁，图纸应清晰，符合设计要求。四、毕业设计的期限： 自 2008 年 9 月 3 日至 2008 年 10 月 11 日五、毕业设计（论文）进度计划：起 至 日 期工 作 内 容09.0309.06确定毕业设计的课题09.0709.15搜集毕业设计的资料和内容，09.1609.17对毕业设计课题进行研究和讨论09.189.19修改验证中出现的问题，通过讨论解决问题9.209.21再次对毕业设计进行分析和解决问题9.229

5、.27写毕业论文9.2810.03对论文进行修改和进一步的补充10.0410.11准备毕业答辩毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得 及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。作 者 签 名： 日 期： 指导教师签名： 日期： 使用授权说明本人完全了解 大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：

6、按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。作者签名： 日 期： 学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名： 日期： 年 月 日学位论文版权使用授权书

7、本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权 大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。涉密论文按学校规定处理。作者签名： 日期： 年 月 日导师签名： 日期： 年 月 日注 意 事 项1.设计（论文）的内容包括：1）封面（按教务处制定的标准封面格式制作）2）原创性声明3）中文摘要（300字左右）、关键词4）外文摘要、关键词 5）目次页（附件不统一编入）6）论文主体部分：引言（或绪论）、正文、结论7）参考文献8）致谢9）

8、附录（对论文支持必要时）2.论文字数要求：理工类设计（论文）正文字数不少于1万字（不包括图纸、程序清单等），文科类论文正文字数不少于1.2万字。3.附件包括：任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）。4.文字、图表要求：1）文字通顺，语言流畅，书写字迹工整，打印字体及大小符合要求，无错别字，不准请他人代写2）工程设计类题目的图纸，要求部分用尺规绘制，部分用计算机绘制，所有图纸应符合国家技术标准规范。图表整洁，布局合理，文字注释必须使用工程字书写，不准用徒手画3）毕业论文须用A4单面打印，论文50页以上的双面打印4）图表应绘制于无格子的页面上5）软件工程类课题应有程序清单，并提供电子文档5

9、.装订顺序1）设计（论文）2）附件：按照任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）次序装订指导教师评阅书指导教师评价：一、撰写（设计）过程1、学生在论文（设计）过程中的治学态度、工作精神 优 良 中 及格 不及格2、学生掌握专业知识、技能的扎实程度 优 良 中 及格 不及格3、学生综合运用所学知识和专业技能分析和解决问题的能力 优 良 中 及格 不及格4、研究方法的科学性；技术线路的可行性；设计方案的合理性 优 良 中 及格 不及格5、完成毕业论文（设计）期间的出勤情况 优 良 中 及格 不及格二、论文（设计）质量1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？ 优 良 中 及格 不及格2、是

10、否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？ 优 良 中 及格 不及格三、论文（设计）水平1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义 优 良 中 及格 不及格2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？ 优 良 中 及格 不及格3、论文（设计说明书）所体现的整体水平 优 良 中 及格 不及格建议成绩： 优 良 中 及格 不及格（在所选等级前的内画“”）指导教师： （签名） 单位： （盖章）年 月 日评阅教师评阅书评阅教师评价：一、论文（设计）质量1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？ 优 良 中 及格 不及格2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？ 优 良 中

11、及格 不及格二、论文（设计）水平1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义 优 良 中 及格 不及格2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？ 优 良 中 及格 不及格3、论文（设计说明书）所体现的整体水平 优 良 中 及格 不及格建议成绩： 优 良 中 及格 不及格（在所选等级前的内画“”）评阅教师： （签名） 单位： （盖章）年 月 日教研室（或答辩小组）及教学系意见教研室（或答辩小组）评价：一、答辩过程1、毕业论文（设计）的基本要点和见解的叙述情况 优 良 中 及格 不及格2、对答辩问题的反应、理解、表达情况 优 良 中 及格 不及格3、学生答辩过程中的精神状态 优 良 中 及

12、格 不及格二、论文（设计）质量1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？ 优 良 中 及格 不及格2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？ 优 良 中 及格 不及格三、论文（设计）水平1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义 优 良 中 及格 不及格2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？ 优 良 中 及格 不及格3、论文（设计说明书）所体现的整体水平 优 良 中 及格 不及格评定成绩： 优 良 中 及格 不及格教研室主任（或答辩小组组长）： （签名）年 月 日教学系意见：系主任： （签名）年 月 日超声波倒车雷达摘 要倒车雷达又称泊车辅助系统，是汽车泊车安全辅助

13、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。一般由超声波传感器（俗称探头）、控制器和显示器等部分组成，现在市场上的倒车雷达大多采用超声波测距原理，驾驶者在倒车时，启动倒车雷达，在控制器的控制下，由装置于车尾保险杠上的探头发送超声波，遇到障碍物，产生回波信号，传感器接收到回波信号后经控制器进行数据处理，判断出障碍物的位置，由显示器显示距离并发出警示信号，得到及时警示，从而使驾驶者倒 车时做到心中有数，使倒车变得更轻松。倒车雷达的提示方式可分为液晶、语言和声音三种；接收方

14、式有无线传输和有线传输等。本方案采用语音提示的方式，本文介绍了以SPCE061A单片机为核心的一种低成本、高精度、微型化，并有数字显示和声光报警功能的倒车雷达系统。利用SPCE061A 单片机所具备的单芯片语音功能，外接三个超声波测距模组，组成一个示例的倒车雷达系统，语音提示报警（0.35m1.5m）范围内的障碍物。关键词：倒车雷达 超声波 单片机SPCE061A 第1章 前言1第2章 实现功能 2第3章 核心器件简介3 3.1 SPCE061A 3 3.1.1 SPCE061A简介 4 3.1.2 芯片特性 43.2 SPCE061A精简开发板 43.3 超声波测距模组 53.4 转接板 9

15、第4章 系统总体方案11第5章 系统硬件设计125.1 SPCE061A精简开发板电路原理 12 5.1.1 SPCE061最小系统 12 5.1.2 电源模板 12 5.1.3 放音模板 135.2 超声波测距模组电路原理 13 5.2.1 超声波谐振频率发生电路、调理电路13 5.2.2 超声波回波接受处理电路 14 5.2.3 超声波测距模组电源接口 14 5.2.4 超声波测距模式选择跳线 15 5.2.5 超声波测距模组接口155.3 转接板电路155.4 显示电路 16第6章 系统软件设计 17 6.1 超声波测距原理17 6.2 软件结构18 6.3 各模块程序说明18 6.3.

16、1 超声波测距程序 18 6.3.2 语音播放程序 22 6.3.3 显示刷新程序 23 6.3.4 主程序25第7章 连接与操作说明 26参考文献 29致谢 30第一章 前言倒车雷达又称泊车辅助系统，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。 一般由超声波传感器（俗称探头）、控制器和显示器等部分组成，现在市场上的倒车雷达大多采用超声波测距原理，驾驶者在倒车时，启动倒车雷达，在控制器的控制下，由装置于车尾保险杠上的探头发送超声波，遇到障碍物，产生回

17、波信号，传感器接收到回波信号后经控制器进行数据处理，判断出障碍物的位置，由显示器显示距离并发出警示信号，得到及时警示，从而使驾驶者倒 车时做到心中有数，使倒车变得更轻松。倒车雷达的提示方式可分为液晶、语言和声音三种；接收方式有无线传输和有线传输等。本方案采用语音提示的方式，利用SPCE061A 单片机所具备的单芯片语音功能，外接三个超声波测距模组，组成一个示例的倒车雷达系统，语音提示报警（0.35m1.5m）范围内的障碍物。第二章 实现功能利用SPCE061A单片机、三个超声波测距模组实现超声波倒车雷达，要求具有下述功能： 1.可以语音提示模组探测范围内（0.35m1.5m）的障碍物； 2.语

18、音提示可指明哪一个方向（或区域）有障碍物在探测范围内； 3.利用三个LED发光二极管表示三个传感器探测范围内是否有障碍物，当在探测范围内有障碍物时，发光二极管以一定频率闪烁，闪烁的频率以距离定，距离越近频率越高。本方案要求所有的语音资源、程序代码都存放在一颗SPCE061A片内Flash当中；当语音播报时，如检测到左后方有障碍物，则用语音播放：“左后方”，如右后方有障碍物，则语音播方“右后方”；当检查到中间的传感器探测范围内有障碍特时，语音播放：“后方”。而连续播放提示的间隔，要大于或等于3秒，以免过于频繁的播报语音。第三章 核心器件简介本系统采用SPCE061A单片机作为主控制器，传感器模块

19、采用凌阳大学计划的“超声波测距模组”。另外，为了使这三个传感器模块能够组合在一起，并且可靠的工作，还需要一个转接板，可以利用4052模拟开关器件制作； 需要外接三个发光二极管。下面分别介绍这些模块的特性。3.1 SPCE061芯片特性3.1.1 SPCE061简介SPCE061A是凌阳科技研发生产的性价比很高的一款十六位单片机，具有易学易用、效率较高的一套指令系统和集成开发环境。在此环境中，支持标准C语言，可以实现C语言与凌阳汇编语言的互相调用，并且，提供了语音录放和语音识别的库函数，只要了解库函数的使用，就会很容易完成语音录放，这些都为软件开发提供了方便的条件： SPCE061A片内还集成了

20、一个ICE（在线仿真电路）接口，使得对该芯片的编程、仿真都变得非常方便，而ICE接口不占用芯片上的硬件资源，结合凌阳科技提供的集成开发环境（unSP IDE），用户可以利用它对芯片进行真实的仿真；而程序的下载（烧写）也是通过该接口实现。 下图为SPCE061A单片机的内部结构框图图3.1 SPCE061内部结构图3.1.2 芯片特性. 16位nSP微处理器； . 工作电压：内核工作电压VDD为3.03.6V(CPU)，IO口工作电压VDDH为VDD5.5V(I/O)； . CPU时钟：0.32MHz49.152MHz； . 内置2K字SRAM； . 内置32K闪存ROM； . 可编程音频处理；

21、 . 晶体振荡器； . 系统处于备用状态下(时钟处于停止状态)，耗电小于2A3.6V； . 2个16位可编程定时器/计数器(可自动预置初始计数值)； . 2个10位DAC(数-模转换)输出通道； . 32位通用可编程输入/输出端口； . 14个中断源可来自定时器A / B，时基，2个外部时钟源输入，键唤醒； . 具备触键唤醒的功能； . 使用凌阳音频编码SACM_S240方式(2.4K位/秒)，能容纳210秒的语音数据； . 锁相环PLL振荡器提供系统时钟信号； . 32768Hz实时时钟； . 7通道10位电压模-数转换器(ADC)和单通道声音模-数转换器； . 声音模-数转换器输入通道内置

22、麦克风放大器和自动增益控制(AGC)功能； . 具备串行设备接口； . 低电压复位(LVR)功和低电压监测(LVD)功能； . 内置在线仿真(ICE，In- Circuit Emulator)接口。3.2 SPCE061A精简开发板SPCE061A精简开发板（简称61板），是以凌阳16位单片机SPCE061A为核心的精简开发仿真实验板，大小相当于一张扑克牌，是“凌阳科技大学计划”专为大学生、电子爱好者等进行电子实习、课程设计、毕业设计、电子制作及电子竞赛所设计的，也可作为单片机项目初期研发使用。61板除了具备单片机最小系统电路外，还包括有电源电路、音频电路（含MIC输入部分和DAC音频输出部分

23、）、复位电路等，采用电池供电，方便学生随身携带！使学生在掌握软件的同时，熟悉单片机硬件的设计制作，锻炼学生的动手能力，也为单片机学习者和开发者创造了一个良好的学习条件和开发新产品的机会！61板上有调试器接口（Probe接口）以及下载线（EZ_Probe）接口，分别可接凌阳科技的在线调试器、简易下载线，配合unSP IDE，可方便地在板上实现程序的下载、在线仿真调试。61板上的主要功能模块如下： . SPCE061A单片机最小系统外围电路模块； . 电源输入模块； . 音频电路（包含MIC输入、DAC音频功放输出）模块； . 按键模块； . I/O端口接口模块； . 调试、下载接口模块；下图为6

24、1板的实物图_图3.2 61板实物图3.3 超声波测距模组超声波测距模组是为方便学生进行单片机接口方面的学习专门设计的模块，超声波测距模组可以方便地和61板连接，可应用在小距离测距、机器人检测、障碍物检测等方面，可用于验证方车辆倒车雷达以及家居安防系统等应用方案验证。下图 3.3为超声波测距模组的结构框图： 图. 超声波测距模组结构图主要功能: 三种测距模式选择跳线J1（短距、中距、可调距）： 1. 短距：10cm80cm左右（根据被测物表面材料决定）； 2. 中距：80cm400cm左右（根据被测物表面材料决定）； 3. 可调：范围由可调节参数确定；使用方法： 一般应用时，只需要用10PIN

25、排线把J8与SPCE061A的IOB低八位接口接起来，同时设置好J7、J1、J2跳线就完成硬件的连接了。不同测距模式的选择只需改变测距模式跳线J1的连接方法即可。提供给模组的电源必须在4.5V以上，而且尽量保持电源电压的稳定。模组工作的性能与被测物表面材料有很大关系，如毛料、布料对超声波的反射率很小，会严重影响测量结果。电源输入:模组提供了两种电源输入方式，一为用61板通过10PIN排线为模组供电（61板上J5选择5V要求最好不要低于4.5V），此时要把J9跳到5V的一端；另一为直接为模组供电，通过模组上的电源输入口J7引入，此时需要把J9跳线跳到IN的一端。外接电源仅是为了给模组提高超声波发

26、射功率、提高后级运放性能用，最高不要超过12V。 模组外接电源接口（J7）以及供电方式选择跳线（J9）如图 3.4所示： 图. 模组外接电源接口及供电方式选择跳线测距模式选择:声波测距时，超存在余波干扰问题，所以针对不同测距范围会有不同的处理方法。模组提供了测距模式选择跳线（J1），可以选择短距测量模式、中距测量模式，或距离可调模式。而针对前两种测量模式，提供了不同参数的范例程序，跳线选择不同的模式时，要选用相对应的程序进行测量；跳线选择LOW时为近距测量模式，选择HIG时为中距测量例程，选择SET时为距离可调模式；凌阳科技大学计划网站上提供了短距测量模式和中距测量模式的完整源程序。 如果用户

27、对超声波测量原理有较深的了解，可以选用距离可调（SET）模式。模组测距模式（测量距离范围）选择跳线J1如图 3.5所示： 图. 模组测距模式选择跳线使用方式： 使用时，用户需把前面的电源输入跳线J7、模式选择跳线J1设置好后，还要把跳线J2短接起来，然后利用排线把J8与SPCE061A的IOB口低八位端口相接，即可使用了。使用时J2跳线和J8跳线的连接方法如下图 3.6所示： 图3.6 J2跳线和J8接口的位置示意图3.4 转接板因为使用多组超声波模组，本方案需要使用一块CD4052模拟开关制作的转接板。本方案设计，会涉及到多路传感器选通控制，所以为了可靠地实现硬件的连接，需要制作一个利用模拟开关设计的转接板。超声波测距模组在使用时，只需要两个端