汽車倒車雷達系統設計(完整版)

　　

【正文】 后遇到障礙物所反射的回波，從而測出發射和接收回波的時間差tr，然后求出距離S＝Ct/2，式中的C為超聲波波速。 AT89C51 單片機的原理及工作特點5l系列單片機中典型芯片(AT89C51)采用40引腳雙列直插封裝(DIP)形式， 內部由CPU，4kB的ROM，256 B 的 RAM，2個16b 的定時／計數器T0和T1，4個8 b 的 I/O 端 I：IP0，P1，P2，P3，一個全雙功串行通信口等組成。距離越近，報警音越急。圖31 超聲波發射電路 超聲波接收電路圖32所示為超聲波的接收電路。因此超聲波檢測廣泛應用在工業、國防、生物醫學等方面。首先處理單元對超聲換能器加以電壓激勵，其受激后以脈沖形式發出超聲波，接著超聲換能器轉入接受狀態（相當于一個麥克風），處理單元對接收到的超聲波脈沖進行分析，判斷收到的信號是不是所發出的超聲波的回聲。因此，在一段較長的時間 內，加在接收放大器輸入端的發射信號幅值仍具有一定的幅值高度，可以達到限 幅電路的限幅電平VM；另一方面，接收探頭上接收到的各種反射信號卻遠比發 射信號小，即使是離探頭較近的表面反射回來的信號，也達不到限幅電路的限幅電平，當反射面離探頭愈來愈遠，接收和發射信號相隔時間愈來愈長，其幅值也愈來愈小。這就是本系統的測量原理。 超聲波測距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。 因為其外形就是一塊倒車鏡，所以可以不占用車內空間，直接安裝在車內后視鏡的位置。這一代產品有一個質的飛躍，特別是屏幕顯示開始出現動態顯示系統。 第三代：數碼波段顯示具體距離或者距離范圍。 雖然每輛車都有后視鏡，但不可避免的 都存在一 個后視 盲區。顯然，此類產品的研究開發具有極大的實現意義和廣闊的應用前景。駕駛員只要在駕駛室里就能做到心中有數，極大的提高了停車和倒車時的安全和效率。摘 要伴隨著我國汽車行業的高速發展，特別是近幾年來，開始進入私家車時代，汽車的數量正在逐步增加，造成交通越來越擁擠。本設計主要由超聲波發射、接收電路、單片機處理模塊、LED數碼顯示以及聲光報警等部分組成,在論文中主要介紹了系統的硬件設計部分，其次就是對超聲波測距的原理及方法也做了較為詳細的介紹。 倒車雷達的產生背景倒車雷達又稱泊車輔助系統，是汽車泊車安全輔助裝置，能以聲音或者更為直觀的顯示告知駕駛員周圍障礙物的情況，解除了駕駛員泊車和起動車輛時前后左右探視所引起的困擾，并幫助駕駛員掃除了視野死角和視線模糊的缺陷，提高了安全性。 倒車雷 達是汽車 泊車或 者倒車 時的安 全輔助裝置，能以聲音或者更為直觀的顯示告知駕駛員駕駛車輛周圍障礙物的情況，解除了駕駛員倒車時前后左右探視所引起的困擾，并幫助駕駛員掃除了使用死角和視線模糊的缺陷，提高駕駛的安全性。 第二代：采用蜂鳴器不同聲音提示駕駛員。這代產品比第二代進步很多，可以顯示車后障礙物離車體的距離。不用掛倒檔，只要發動汽車，顯示器上就會出現汽車圖案以及車輛周圍障礙物的距離，色彩清晰漂亮，外表美觀，可以直接粘貼在儀表盤上，安裝很方便。而且顏色款式多樣，可以按照個人需求和車內裝飾選配。 目前市場上倒車雷達品牌多達二十幾種，價格從上百元到一兩千元不等，選購倒車雷達可以從如下方面考慮：功能、性能、外觀、質量、安裝、價格等。這與雷達測距原理相似。由于此超聲波測距儀可以實現雙向測距，所以需進行測距選擇，而這個測距選擇就以自動選擇功能來實現.T 2T 1 圖23 測距的原理如圖23所示為反射時間，是利用檢測聲波發出到接收到被測物反射回波的 時間來測量距離其原理如圖所示，對于距離較短和要求不高的場合我們可認為空 氣中的聲速為常數，我們通過測量回波時間 T 利用公式：其中，S 為被測距離、V 為空氣中聲速、T 為回波時間可以計算出路程 ，這種方法不受聲波強 度的影響， 直接耦合信號 的影響也可以通過設置“時間門”來加以克服。在超聲波檢測中，接收信號幅值需達到規定的閥值Vm，亦即接收信號的幅值必須大于這一閥值才能使接收信號放大器有輸入信號。如果是，就測量超聲波的行程時間，根據測量的時間換算為行程，除以2，即為反射超聲波的物體距離。電路由LM324的三個運算放大器A、B、C組成信號放大電路。圖33 超聲波聲光報警電路 超聲波顯示及控制部分電路 對 AT89C51的描述及其功能特性AT89C51是一個低電壓，高性能CMOS 8位單片機帶有4K字節的可反復擦寫的程序存儲器（PENROM）。特別是該系列單片機片內的 F lash 可編程、可擦除只讀存儲器(E~PROM)，使其在實際中有著十分廣泛的用途，在便攜式、省電及特殊信息保存的儀器和系統中更為有用。限制該系統的最大可測距離存在4個因素：超聲波的幅度、反射的質地、反射和入射聲波之間的夾角以及接收換能器的靈敏度。此直流電壓經過LM7805的穩壓和電容濾波便在穩壓電源的輸出端產生了精度高、穩定度好的直接輸出電壓。顯示電路采用簡單實用的3位共陽LED數碼管用于顯示車尾障礙物的距離，—~dp八個筆段，通過軟件以動態掃描方式顯示。因而，使用DS18B20可使系統結構更簡單，同時可靠性更高。軟件設計的總體結構框圖如圖41系 統 各 功 能 模 塊系統初始化程序數碼管顯示模塊發射接收控制模塊運算結果處理模塊聲 光 報 警 模 塊圖41 系統模塊框圖（1） 系統初始化模塊：即系統剛上電的時候對系統的各個引腳的電平分配和對各寄存器的初值賦值。 軟件設計的要求本系統的設計要求是利用超聲波測距原理設計一個車用的倒車雷達。如果測距精度要求很高，則應通過溫度補償的方法加以校正。下圖42為主程序流程框圖。系統以1HZ中斷對顯示進行掃描，并設置有三個變量保存對應傳感器模組的頻率設置數據，即ShowFreqSet(0)、ShowFreqSet(1)、ShowFreqSet(2)。本文在研究超聲波測距原理的基礎上，設計了一套基于AT89C51單片機的低成本、高精度超聲波汽車倒車探測器。在我畢業論文寫作期間，李老師給我提供了種種專業知識上的指導，沒有李老師的幫助，我不會這么順利的完成畢業設計，借此機會，向您表示由衷的感謝！其次，我要感謝和我一起做畢業設計的同學們。轉定時器1中斷ORG 1000HMAIN： MOV SP,60H 。調用顯示子程序 MOV IP,00000001B 。11H~13H標致位置初值 MOV 44H,0FFH 。延時1ms CLR 。置顯示循環數 LCALL DIR 。置閃爍間隙時間4*30ms=120ms MOV R2,04H 。 MOV OSCICN,06H 。停止顯示 CLR 。同時，我還要感謝我的寢室同學和身邊的朋友，正是在這樣一個團結友愛，相互促進的環境中，在和他們的相互幫助和啟發中，才使我的畢業設計圓滿完成。比如很難消除惡劣天氣及復雜路況的影響。由此可知，當頻率設置數據非零時，該數據越小，則對應的LED閃爍頻率越高。主程序利用為中斷0檢測返回超聲波信號，一旦接收到返回超聲波信號（INT0引腳出現低電平），立即進