基于单片机的超声波倒车雷达系统的设计摘要近年来,我国的汽车数量正逐年增加。
在公路、街道、停车场、车库等拥挤、狭窄的地方倒车时,驾驶员既要前瞻,又要后顾,稍微不小心就会发生追尾事故。
因此。
增加汽车的后视能力,研制汽车后部探测障碍物的倒车雷达便成为近些年来的研究热点。
为此,设计了以单片机为核心,利用超声波实现无接触测距的倒车雷达系统。
工作时,超声波发射器不断发射出一系列连续脉冲,给测量逻辑电路提供一个短脉冲。
最后由信号处理装置对接收的信号依据时间差进行处理,自动计算出车与障碍物之间的距离。
目前,国内外一般的超声波测距仪,其理想的测量距离为1m~5 m,因此大都用于汽车倒车雷达等近距离测距中。
本文根据声波在空气中传播反射原理,以超声波换能器为接口部件,介绍了基于AT89C51单片机的超声波测距器。
该设计由超声波发射模块、信号接收模块、单片机处理模块、数码显示以及声光告警显示模块等部分组成,文中详细介绍了测距器的硬件组成、检测原理、方法以及软件结构。
超声波接收电路使用SONY公司的CX20106A红外检测专用芯片,该芯片常用于38kHz的检波电路,文中通过对芯片内部电路的仔细分析,设计出能够成功对40kHz超声波检波的硬件电路,距器使用数码管显示目标物的距离。
关键词:超声波测距 AT89C51 倒车DESIGN OF ULTRASONIC VEHICLEREVERING SYSTEM WITHULTRASONIC BASEDON MCUABSTRACTIn recent years, China's number of cars is increasing every year. Highways, streets, parking, garage and other crowded places narrow reverse, the driver should not only forward but also looking back, a little rear-end careless accidents can occur.So after the increase of motor vehicles as the ability to detect obstacles on the development of the rear of the car reversing radar has become the research hotspot in recent years. the ultrasonic transmitter continuously emits a series of consecutive pulses to the measurement of logic circuits to provide a short pulse. Finally, signal processing devices based on the received signal for processing the time difference, automatic calculation of turnout and the distance between obstacles. Ultrasonic Ranging simple, low cost, easy production, but the transmission speed by a larger weather can not be precise range; In addition, the ultrasonic energy and the attenuation is directly proportional to the square of the distance, the farther the distance, the lower sensitivity and thus Ultrasonic Ranging way so that only apply to a shorter distance. At present, ultrasonic range finder at home and abroad in general, the ideal distance of the measurement 1~ 5 m, based on AT89C51 ultrasonic range-finder. Receiving circuit using the SONY company dedicated CX20106A infrared detecting chip, the chip used in the detector circuit 38KHz, the text of the chip through the careful analysis of the internal circuit design can successfully 40kHz ultrasonic detection of hardware circuitry and adjustable gain, The use of digital rangefinder display the distance between objects.KEY WORDS AT89C51 Silent Wave;Measure Distance Reversing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。
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作者签名:日期:目录摘要 (I)ABSTRACT (II)1 绪论 (1)1.1 设计的现状............................................................................. 错误!未定义书签。
1.2 设计的意义 (1)1.3 目前国内倒车雷达的发展现状 (1)2 总体设计方案 (3)2.1 超声波测距 (4)2.1.1 超声波测距原理 (4)2.1.2、测量与控制方法 (4)2.1.3、理论计算 (4)2.1.4 影响精度的因素分析 (5)2.1.5 提高精度的方案及系统设计 (7)2.1.6 测量盲区 (8)2.2 超声波传感器 (8)2.2.1超声波传感器原理及结构 (8)2.2.2超声波传感器的特性 (10)2.2.3 超声波传感器的应用 (12)3 硬件设计 (13)3.1 超声波发射电路 (13)3.2 超声波检测接收电路 (15)3.2.1 集成电路CX20106A (15)3.2.2 超声波接收电路 (16)3.3 超声波显示及控制部分电路 (17)3.3.1 AT89C51单片机的原理及工作特点 (17)3.3.2单片机实现测距原理 (18)3.3.3 压电陶瓷超声波传感器(TCF40-18TR1) (19)3.3.4 稳压电源电路 (19)3.3.5 显示电路原理 (20)3.3.6 温度测量电路 (23)3.3.7 键盘控制电路 (23)4软件设计 (23)4.1 软件设计的要求 (25)4.2 超声波测距的算法设计 (25)4.3 主程序 (26)4.4超声波发送及接收中断程序 (28)4.5 显示子程序和蜂鸣报警子程序 (30)5 系统的软硬件调试 (30)结束语 (31)致谢 (32)参考文献 (33)附录1 超声波倒车雷达系统的设计 (34)附录2 程序清单 (35)1 绪论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。
超声波测距由于其能够进行非接触测量和相对较高的测量精度,越来越被人们所重视。
就目前形势来看,汽车市场的快速发展将带动倒车雷达市场的繁荣。
国内倒车雷达主流市场已经开始有进口高档汽车向中低档汽车发展。
技术上向着单芯片功能成灵敏度更高、可视化发展,设备趋于小型化、人性化、智能化等方向发展。
由此可见,超声波汽车倒车雷达系统将会在人类今后的生活中扮演越来越重的角色,为人类的发展作出重要贡献。
超声波倒车雷达系统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。
1.2 设计的意义和要求随着汽车的迅速增加,停车难已经是不争的事实,狭小的停车场地常常令有车一族无所适从,稍不慎,则闯祸,烦事又烦人。
虽然每辆车都有后视镜,但不可避免的都存在一个后视盲区。
倒车雷达是汽车泊车或者倒车时的安全辅助装置,能以声音或者更为直观的显示告知驾驶员驾驶车辆周围障碍物的情况,解除了驾驶员泊车、倒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使用死角和视线模糊的缺陷,提高驾驶的安全性。
倒车雷达的发明是迫在眉睫的,是必不可少的设备。
1.1目前国内倒车雷达的发展现状经过多年的发展,倒车雷达设计以及使用发生了质的变化。
经过这几年的发展,倒车雷达系统已经经过了六代技术改良,不管从结构外观上,还是从性能价格上,这六代产品都各有特点,使用较多的是数码显示、荧屏显示和魔幻镜倒车雷达这三种。
第一代:倒车时通过喇叭提醒。
“倒车请注意”!想必不少人还记得这种声音,这就是倒车雷达的第一代产品,现在只有少部分商用车还在使用。
只要司机挂上倒档,它就会响起,提醒周围的人注意,从某种意义上来说,它对驾驶员并没有直接的帮助,不能算真正的倒车雷达,基本属于淘汰产品。