曾丹+4120144124203+汽车行车车距检测系统分析及仿真..docx

汽车与交通学院课程大作业课 程 名 称: 汽车电子控制技术（实践） 课 程 代 码: 04913 题 目： 汽车排放颗粒物检测系统分析及仿真 年级/专业/班: 2014级汽车运用工程 学 生 姓 名: 曾丹 学　　 号: 018115301753 开 始 时 间: 2016年 01月 20 日完 成 时 间: 2016年 02月 20 日课程大作业成绩：学习态度及平时成绩（30）技术水平与实际能力（20）创新（5）说明书（计算书、图纸、分析报告）撰写质量（45）总 分（100）指导教师签名： 年 月 日目录摘要- 2 -1引言- 3 -1.1问题的提出- 3 -1.2问题的分析- 3 -2.超声波测距的工作原理及误差分析- 4 -2.1工作原理- 4 -2.2误差分析- 6 -3超声波测距系统的电路设计- 7 -4超声波传感器- 9 -4.1超声波传感器的主要运用- 10 -4.2系统软件设计- 11 -4.3超声相控阵自动测距系统的设定- 12 -5系统仿真分析- 14 -5.1功能总结- 15 -5.2超声波测距系统的改进- 16 -结 论- 17 -致 谢- 18 -参考文献- 19 -摘要本论文是基于AT89C51单片机为核心的汽车行车车距检测系统分析及仿真，该系统是利用超声波测距原理的高性价比的行车系统。随着汽车工业的发展，汽车的数量更是逐年增加，造成公路、高速、街道、停车场等越来越拥挤，安全问题愈来愈值得人们的关注。本文设计了一种超声波测距系统，并证明了能够在高速时提高驾驶员和汽车的安全系数。超声波测距原理是通过超声波发射装置发出超声波，根据接收器接到超声波时的时间差就可以知道距离了。这与雷达测距原理相似。 超声波发射器向某一方向发射超声波，在发射时刻的同时开始计时，超声波在空气中传播，途中碰到障碍物就立即返回来，超声波接收器收到反射波就立即停止计时。（超声波在空气中的传播速度为340m/s，根据计时器记录的时间t，就可以计算出发射点距障碍物的距离(s)，即：s=340t/2）关键词：ATC 超声波 测距 仿真1引言1.1问题的提出随着社会进步,经济发展,人民生活水平的不断提高,拥有汽车的家庭逐渐增多,高速交通问题也随之出现,尤其在雨雪天气及夜间行驶时驾驶员视线模糊,对驾驶员的反应速度有很大的要求。许多汽车驾驶员更希望能有一种汽车测距报警器,在高速雨天夜间时不断测量汽车前方与尾部的距离。1.2问题的分析汽车测距报警器是一种汽车测距报警系统，其特征在于它由激光发射器、激光接收器、单片机处理器、速度传感器、语音报警器、 尾灯、车体构成。所述车体头部设有一组激光发射器和激光接收器，车体尾部也设有一组激光发射器和激光接收器，且车体头部和尾部设有的两组激光发射器和激光 接收器均用导线与单片机处理器相连接，两组设备不互相干扰。相当大的程度上解决了因距离问题而出现的安全隐患和交通事故。2.超声波测距的工作原理及误差分析2.1工作原理1、 超声波发生器为了研究和利用超声波，人们已经设计和制成了许多超声波发生器。总体上讲，超声波发生器可以分为两大类：一类是用电气方式产生超声波，一类是用机械方式产生超声波。电气方式包括压电型、磁致伸缩型和电动型等；机械方式有加尔统笛、液哨和气流旋笛等。它们所产生的超声波的频率、功率和声波特性各不相同，因而用途也各不相同。目前较为常用的是压电式超声波发生器。2、压电式超声波发生器原理 图1 压电式超声波发生器实际上是利用压电晶体的谐振来工作的。超声波发生器内部结构如图1所示，它有两个压电晶片和一个共振板。当它的两极外加脉冲信号，其频率等于压电晶片的固有振荡频率时，压电晶片将会发生共振，并带动共振板振动，便产生超声波。反之，如果两电极间未外加电压，当共振板接收到超声波时，将压迫压电晶片作振动，将机械能转换为电信号，这时它就成为超声波接收器了。、3.超声波测距原理超声波发射器向某一方向发射超声波，在发射时刻的同时开始计时，超声波在空气中传播，途中碰到障碍物就立即返回来，超声波接收器收到反射波就立即停止计时。超声波在空气中的传播速度为340m/s，根据计时器记录的时间t，就可以计算出发射点距障碍物的距离(s)，即：s=340t/2 。这就是所谓的时间差测距法。超声波测距的原理是利用超声波在空气中的传播速度为已知，测量声波在发射后遇到障碍物反射回来的时间，根据发射和接收的时间差计算出发射点到障碍物的实际距离。由此可见，超声波测距原理与雷达原理是一样的。测距的公式表示为：L=C×T式中L为测量的距离长度；C为超声波在空气中的传播速度；T为测量距离传播的时间差(T为发射到接收时间数值的一半)。超声波测距主要应用于倒车提醒、建筑工地、工业现场等的距离测量，虽然目前的测距量程上能达到百米，