本科毕业设计-基于单片机的汽车倒车雷达系统.docVIP

基于单片机的汽车倒车雷达系统 摘 要 随着社会经济的发展交通运输业日益兴旺，汽车的数量在大副攀升。交通拥挤状况也日趋严重，撞车事件屡屡发生，造成了不可避免的人身伤亡和经济损失，针对这种情况，设计一种响应快，可靠性高且较为经济的汽车倒车防撞预警系统势在必行。本设计是利用最常见的超声波测距法来设计的一种基于单片机的汽车倒车雷达系统。 本设计的主要是基于AT89C51单片机利用超声波的特点和优势，将超声波测距系统和AT89C51单片机结合于一体，设计出一种基于AT89C51单片机的汽车倒车雷达系统。该系统采用软、硬件结合的方法，具有模块化和多用化的特点。 本设计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。在超声波测距系统功能和AT89C51单片运用的基础上，提出了系统的总体构成，对系统各个设计单元的原理进行了介绍，并且对组成各单元硬件电路的主要器件做了详细说明和选择。本设计论文还介绍了系统的软件结构，并通过编程来实现系统功能和要求。 关键词：汽车倒车雷达、AT89C51、超声波、测量距离、LED数码管 目录 第一章 绪论 1 1.1课题设计的目的及意义 1 1.2.2超声波测距原理框图 2 1.2.3 超声波测距 2 第二章 超声波的发展及测距原理 3 2.1超声波的发展与运用 3 2.2超声波测距原理 3 2.3 超声波测距在汽车上的运用 5 2.4 超声波传感器的介绍 6 2.4.1 超声波传感器介绍 6 2.4.2 超声波传感器的特性 7 第三章 系统硬件设计 9 3.1 系统设计的要求 9 3.2 系统整体设计方案 10 3.3 单片机系统介绍 10 3.3.1 AT89C51单片机介绍 10 3.3.3单片机的时钟电路 16 3.3.4 单片机的电源电路 17 3.4 超声波发射电路 25 3.5 超声波接收电路 26 3.5.1 CX20106A集成电路介绍 26 3.5.2超声波接收电路 28 3.6 距离显示电路 29 3.7 报警电路 30 3.7.1 音频集成功放LM386简介 30 第四章 系统软件设计 32 结论 35 致谢 38 参考文献 39 附录 40 附录一：系统电路图 40 附录二：主要元器件清单 41 附录三：源程序 42 第一章 绪论 1.1课题设计的目的及意义 1.1.1设计的目的 随着科学技术的快速发展，超声波将在测距仪中的应用越来越广。但就目前技术水平来说，人们可以利用的测距技术还十分有限，因此，这是一个正在蓬勃发展而又有无限前景的技术及产业领域。展望未来，超声波测距仪作为一种新型的非常重要有用的工具，在各方面都将有很大的发展空间，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要，如倒车雷达，工地及工业现场，声纳探测等方面都有其广泛的应用，经济，军事，文化方面都有重要的应用价值。毋庸置疑，未来的超声波测距仪将于自动化智能化接轨，与其他的测距仪集成和融合，形成多测距仪。随着测距仪的技术进步，测距仪从具有单纯判断动能，发展到具有学习功能，最终发展到具有创造力。在新的世纪里，面貌一新的测距仪将发挥更大的作用。 1.1.2设计的意义 随着社会飞速发展，人们生活水平的不断提高，汽车愈来愈成为人们不可缺少的最常用的交通工具，交通安全问题变的日益严重。而通过研究汽车倒车雷达系统，可以达到很高的采集速率和精度。汽车倒车时可以检测车辆后面的障碍物、并显示其距离，至危险区域后会自动报警。本设计综合了电子技术、计算机技术、数据处理技术等知识，设计利用单片机控制的汽车倒车雷达超声波测距系统，实现汽车倒车的安全保障，这就是我设计的意义。 1.2超声波测距系统的设计思路 1.2.1超声波测距原理 超声波测距的原理一般采用渡越时间法TOF(time of filght)。它通过不断检测超声波发射后遇到障碍物所发射的回波，从而测出发射和接收回波的时间差T，然后求出距离S。一般采用渡越时间发：即S=CT/2，其中S为测量点与被测物体之间的距离，C为声波在介质（此处指空气）中的传播速度，T为超声波发射到返回的时间间隔。由于超声波也是一种声波，其声速C与空气温度有关，一般来说，温度每升高1摄氏度，声速增加0.6米/秒。 在进行计算时，如果温度变化不大，则可认为声速C是基本不变的，计算时取C为340M/S。如果测距精度要求很高，则可通过改变硬件电路增加温度补偿的方法或者在硬件电路基本不变的情况下，通过软件改进算法的方法来加以校正。如果环境温度变化显著，则必须考虑温度补偿问题。声速确定后，只要测得超声波往返的时间，即可求得距离。 1.2.2超声波测距原理框图 图1-1 超声波测距仪原理框图 单片机发出40kHZ的