汽車倒車雷達系統設計-全文預覽

　　

【正文】 收到超聲波反射波時，接收電路輸出端產生一個負跳變，在INT0或INT1端產生一個中斷請求信號，單片機響應外部中斷請求，執行外部中斷服務子程序，讀取時間差，計算距離。 超聲波測距的算法設計超聲波測距的原理：通過超聲波發射裝置發出超聲波，根據接收器接到超聲波時的時間差就可以知道距離了。（3） 發射接收控制模塊：發射控制模塊是軟件控制超聲波發射電路發射超聲脈沖啟動定時器工作，同時啟動接收電路工作，當接收電路有信號輸入時，對輸入信號進行處理。其電路連接如圖37溫度測量電路所示。2℃的測量精度。為此，利用一線性數字溫度計即集成溫度傳感器DS18B20和單片機，構成一個高精度的數字溫度檢測系統。 圖36單片機及顯示系統電路圖 溫度測量電路 由于超聲波的傳播速度V受到空氣中的溫度、濕度、壓強等因素的影響，其中溫度的影響最為突出，溫度每升高1℃。單片機AT89C51采用12MHz高精度的晶振，以獲得較穩定的時鐘頻率，減少測量誤差。它由電源變壓器，橋式整流電路D1~D4，濾波電容CC8，防止自激電容C1C16和一只固定式三端穩壓器（7805）組成。其中，變壓器將交流電源（220V/50Hz）變換位符 合整流電路所需要的交流電壓；整流電路是具有但方向導電性能的整流器件，將交流電壓整流成單方向脈動的直流電壓；濾波電路濾去單向脈動直流電壓中的交流部分，保留直流成分，盡可能供給負載平滑的直流電壓；穩壓電路是一種自動調節電路，在交流電源電壓波動或負載變化時，通過此電路使直流輸出電壓穩定。為了增加所測量的覆蓋范圍、減小測量誤差，可采用多個超聲波換能器分別作為多路超聲波發射/接收的設計方法。充分利用他的片內資源，即可在較少外圍電路的情況下構成功能完善的超聲波測距系統。圖34 AT89C51單片機結構及引腳圖5l系列單片機提供以下功能：4 kB存儲器；256 BRAM；32條I/O線；2個16b定時／計數器；5個2級中斷源；1個全雙向的串行口以及時鐘電路。掉電方式保存隨機存取數據存儲器中的內容，但震蕩器停止工作并禁止其它所有部件的工作直到下一個復位。片內含有8位中央處理器和閃爍存儲單元，有較強的功能的AT89C51單片機能夠被應用到控制領域中。即控制嘟聲的間隙時間，發出不同的報警音。二極管VD2和電容C12組成信號半波整流濾波電路，將接收到40kHz反射波交流信號轉化為近似的直流電壓信號。電路振蕩，發射由震蕩電路產生的40kHz超聲波，同時單片機的定時器/計數器開始計時；，電路停止發射超聲波信號。 超聲波發射電路本設計是利用超聲波專業發生電路或通用發生電路產生超聲波信號，并直接驅動換能器產生超聲波。超聲波碰到雜質或分界面會產生顯著反射形成反射成回波，碰到活動物體能產生多普勒效應。超聲波傳感器的內部結構由壓電陶瓷晶片、錐形輻射喇叭、底座 、引線、金 屬殼及金屬網構成，其中，壓電陶瓷晶片是傳感器的核心，錐形輻射喇叭使發射 和接收超聲波能量集中，并使傳感器有一定的指向角，金屬殼可防止外界力量對 壓電陶瓷晶片及錐形輻射喇叭的損壞。超聲波傳感器包括三個部分：超聲換能器、處理單元和輸出級。超聲波是一種振動頻率高于聲波的機械波，由換能晶片在電壓的激勵下發生振動產生的，它具有頻率高、波長短、繞射現象小，特別是方向性好、能夠成為射線而定向傳播等特點。由于發射聲脈沖自身有一定的寬帶，加上放大器有阻塞問題,在靠近發射脈沖一段時間范圍內，所要求發現的缺陷往往不能被發現，這段距離,稱為盲區，具體分析如下：當發射超聲波時，發射信號雖然只維持一個極短的時間，但停止施加發射信號后，探頭上還存在一定余振（由于機械慣性作用）。其振蕩頻率計算公式如下： 測量盲區在以傳感器脈沖反射方式工作的情況下，電壓很高的發射電脈沖在激勵傳感 器的同時也進入接收部分。假如聲波在介質中傳播的速度是已知的，而且聲波從聲源到達目標然后返回聲源的時間可以測量得到，從聲波到目標的距離就可以精確地計算出來。（超聲波在空氣中的傳播速度為340m/s，根據計時器記錄的時間t，就可以計算出發射點距障礙物的距離(s)，即：s=340t/2）。2 倒車雷達的總體設計方案LED數碼顯示管單 片 機比較電壓放大超聲波接收超 聲 波 發 射 圖21 倒車雷達總圖 如上圖21所示為超聲波為超聲波倒車雷達的總體設計方案，當超聲波接收電路接收到距離信號時，又經過運算放大器轉化為直流電壓信號與設定的基準電壓進行比較，當信號電壓大于基準電壓時，比較器輸出正脈沖，傳給單片機，將距離數字顯示在LED數碼顯示管上，電壓信號再轉化為聲音信號通過超聲波發射電路以聲音的形式發射，提醒駕駛員。第一部分對倒車雷達的產生背景，設計的意義和其發展史做了簡單敘述。 魔幻鏡倒車雷達可以把后視鏡、倒車雷達、免提電話、溫度顯示和車內空氣污染顯示等多項功能整合在一起，并設計了語音功能。 第四代：液晶熒屏動態顯示。這一代產品有兩種顯示方式，數碼顯示產品顯示距離數字，而波段顯示產品由三種顏色來區別：綠色代表安全距離，；黃色代表警告距離，；紅色代表危險距離，必須停止倒車。 倒車時，蜂鳴器就會開始工作。 “倒車請注意”！想必不少人還記得這種聲音，這就是倒車雷達的第一代產品，現在只有小部分商用車還在使用。 倒車雷達的發展史通常，倒車雷達由超聲波傳感器(俗稱探頭)、控制器和顯示器(或蜂鳴器)等部分組成。 設計的意義及要求 隨著汽車的迅速增加，停車難已經是不爭的事實，狹小的停車場地常常令有車一族無所適從，稍不慎，則闖禍，很不方便。就目前形勢來看，汽車市場的快速發展將帶動倒車雷達市場的繁榮。因此，大力研究開發如汽車防撞裝置等主動式汽車輔助安全裝置，減少駕駛員的負擔和判斷錯誤，對于提高交通安全將起到重要的作用。~。 本系統是將微計算機技術與超聲波的測距技術、傳感器技術、單片機技術等相結合，可以檢測到汽車倒車時障礙物與車尾的距離，通過液晶顯示屏顯示距離，并根據實際距離發出報警等級。同時汽車駕駛員中非職業汽車駕駛員的比例也在逐年增加。駕駛員開始越來越擔心行車安全，其中倒車最為典型。本文設計的倒車雷達系統就是針對汽車倒車時人無法目測車尾與障礙物的距離而設計的距離顯示系統。論文首先描述本設計的整體思路，然后介紹各個部分設計中的細節問題。奔馳汽車公司對各類交通事故的研究表明：若駕駛員能夠提早一秒意識到有事故危險并采取相應的正確措施，則絕大多數的交通事故都可以避免。超聲波測距由于其能夠進行非接觸測量和相對較高的測量精度，越來越被人們所重視。由此可見，超聲波汽車倒車雷達系統將會在人類今后的生活中扮演越來 越重的角色，為人類的發展作出重要貢獻。倒車雷達的廣泛使用是迫在眉睫的，是當今汽車必不可少的設備。 第一代：倒車時通過喇叭提醒 。 價格便宜，基本屬于淘汰產品。這是倒車雷達系統的真正開始。 如果是物體，；如果是人。 不過液晶顯示器外觀雖精巧，但靈敏度較高，抗干擾能力不強，所以誤報也較多。結合了前幾代產品的優點，采用了最新仿生超聲雷達技術，配以高速電腦控制，可全天候準確地測知2米以內的障礙物，并以不同等級的聲音提示和直觀的顯示提醒駕駛員。 從外觀上來看，這套系統比第五代產品更