汽車倒車雷達系統設計-文庫吧資料

　　

【正文】 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。 在各種電子設備中，直流穩壓電源是必不可少的組成部分，它是電子設備唯一的能量來源，穩壓電源的主要任務是將50Hz 的電網電壓轉換成穩定的直流電壓和電流，從而滿足負載的需要，直流穩壓電源一般由整流、濾波、穩壓等環節組成。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。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。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。掉電方式：保存RAM的內容，振蕩器停振，禁止芯片所有的其他功能直到下一次硬件復位。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。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。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。另外，AT89C51還可以進行0HZ的靜態邏輯操作，并支持兩種軟件的節電模式。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。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）。即控制嘟聲的間隙時間，發出不同的報警音。 圖32 超聲波檢測接收電路圖 圖33所示為超聲波報警電路，封裝為SN74LS00的兩個與非門C、D組成的多諧振蕩器，輸出諧振頻率約為800Hz的信號，經集成功率放大器LM386放大后，驅動揚聲器發出嘟聲作為報警。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。電路由LM324的三個運算放大器A、B、C組成信號放大電路。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。40KHz的超聲波是利用LC震蕩電路振蕩產生的，其振蕩頻率計算公式如下：電路圖如圖31所示。 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。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。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。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。電致伸縮的材料有鋯鈦酸鉛（PZT）等。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。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。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）。不同的檢測儀阻塞程度不一樣。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。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。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。 圖22 超聲波測距流程圖 測量與控制方法聲波在其傳播介質中被定義為縱波。（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）。這與雷達測距原理相似。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。第三部分也是該設計的核心部分，對硬件系統中的每一部分都做了較為詳細的介紹。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。 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。 它在第五代產品的基礎上新增了很多功能，屬于第六代產品，是專門為高檔轎車生產的。 而且顏色款式多樣，可以按照個人需求和車內裝飾選配。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。 第五代：魔幻鏡倒車雷達。 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。 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