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时间:2018-07-28
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1、基于单片机的汽车倒车雷达系统的设计学院:电气工程与自动化姓名:冯宇庆班级:B120417学号:B12041216-I-摘要随着社会经济的发展和交通运输业的不断兴旺,汽车的数量在不断的增加。交通拥挤状况也日益严重,撞车事件也经常发生,造成了很多不可避免的人声伤亡和经济损失,面对这种情况,设计一种响应快、可靠性高并且比较经济的汽车防撞预警系统显得非常的重要。超声波测距法是一种最常见的距离测量方法。本文介绍的就是利用超声波测距法设计一种倒车防撞报警系统。本文的内容是基于超声波测距的倒车防撞系统的设计,主要是利用超声波的特点和优势,将
2、超声波测距系统和AT89S51单片机结合于一体,设计出一种基于AT89S51单片机得倒车防撞系统。本系统采用软硬结合的方法,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。关键字:单片机,超
3、声波测距,LED显示,倒车雷达,-I-第一章绪论1.1课题设计的目的和意义随着汽车的普及,越来越多的家庭拥有了汽车。交通拥挤状况也随之出现,撞车事件也是经常发生,人们在享受汽车带来的乐趣和方便的同时,更加注重的是汽车的安全性,许多“追尾”事故都与车距有着密切的关系。为了解决这个安全问题,设计一种汽车测距防撞报警系统势在必行。由于超声波指向性强,能量消耗缓慢,在介质中传播的距离较远,因而超声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。利用超声波检测往往比较迅速、方便、计算简单。所以超声波测距法是一种非常简单
4、常见的方法,应用在汽车停车的前后左右防撞的近距离测量,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,具有声波传输的基本物理特性—折射,反射,干涉,衍射,散射。超声波测距是利用其反射特性,当车辆后退时,超声波测距传感器利用超声波检测车辆后方的障碍物位置,并利用LED显示出来,当到达一定距离时,系统能发出报警声,进而提醒驾驶人员,起到安全的左右。通过本课题的研究,将所学到的知识用在实践中并有所创新和进步。该设计可广泛应用在生活、军事、工业等各个领域,它需要设计者有较好的数电、模电知识,并且有一定的编程能力,综合运用所学的
5、知识实现对超声波发射与接收信号进行控制,通过单片机程序对超声波信号进行相应的分析、计算、处理最后显示在LED数码管上。1.2国内应用现状近年来,由于导航系统、工业机器人的自动测距、机械加工自动化等方面的需要,自动测距变得十分重要。与同类测距方法相比,超声波测距法具有以下优势:(1)相对于声波,超声波有定向性较好、能量集中、在传输过程中衰减较小、反射能力强等优势。(2)超声波传感器结构简单,体积小,费用低,信息处理简单可靠,便于小型化和集成化。随着科学技术的快速发展,超声波的应用将越来越广泛。超声波测距技术在社会生活中已有广泛的
6、应用,目前对超声波的精度要求越来越大。超声波作为一种新型的工具在各方面都有很大的发展空间,它将朝着更加高定位高精度的方向发展,以满足日益发展的社会需求。未来超声波测距技术将朝着更高精度,更大应用范围,更稳定方向发展。第二章总体方案2.1本设计的研究方法本设计选用TCT40-16T/R超声波传感器。了解超声波测距的原理的,只有对理论知识有一定的学习才能运用到实际操作中。根据原理设计超声波测距仪的硬件结构电路。对设计的电路进行分析能够产生超声波,实现超声波的发送和接收,从而实现利用超声波测距的方法测量物体之间的距离。具体设计一个基
7、于单片机的超声波测距器,包括单片机控制电路,发射电路,接收电路,LED显示电路。2.2系统整体方案的设计由于超声波指向性强,能量消耗缓慢,在介质中传播的距离较远,因而超声波经常用于距离的测量。利用超声波检测距离,设计比较方便,计算处理也较简单,并且在测量精度方面也能达到农业生产等自动化的使用要求。目前在近距离测量方面常用的是压电式超声波换能器。根据设计要求并综合各方面因素,本文采用AT89S51单片机作为控制器,用动态扫描法实现LED数字显示,超声波驱动信号用单片机的定时器。2.3系统整体方案的论证超声波测距的原理是利用超声波
8、的发射和接受,根据超声波传播的时间来计算出传播距离。实用的测距方法有两种,一种是在被测距离的两端,一端发射,另一端接收的直接波方式,适用于身高计;一种是发射波被物体反射回来后接收的反射波方式,适用于测距仪。此次设计采用反射波方式。测距仪的分辨率取决于对超声波传感器的选择。超声
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