超声波汽车倒车探测器的应用毕业论文.doc

超声波汽车倒车探测器的应用毕业论文 目 录 前言............................................1 1 概述 2 1.1 选题的意义 2 1.2 超声波汽车倒车探测器的应用和发展现状 2 2 设计方案分析 5 2.1 测距方式和提示方式比较 5 2.1.1 测距方式 5 2.1.2 预警提示方式 7 2.2 方案确定 8 2.2.1 测距探测器方案 10 2.2.2 超声波发射方案 11 2.2.3 超声波回波接收方案 11 2.2.4 温度测量及补偿方案 12 2.2.5 显示及报警方案 12 3 硬件电路设计 13 3.1 硬件框图 13 3.2 单片机最小系统设计 14 3.3 超声波发送电路设计 15 3.4 超声波接收电路设计 17 3.5 温度测量电路设计 20 3.6 报警电路设计 21 3.7 显示电路设计 22 3.8 电源电路设计 24 3.8.1 +5V和+12V稳压电源 24 3.8.2 稳压电源电路 25 3.9 器件说明 26 3.9.1 AT89C2051单片机 26 3.8.2 超声波传感器 27 4 软件设计 28 4.1 系统软件结构 28 4.2 初始化程序 31 4.3 测温电路程序 31 4.4 中断程序设计 36 4.5 报警及显示驱动程序 38 5 效能分析 40 结 论 41 致 谢 42 参考文献 43 附 录 44 前 言 随着社会的发展，汽车数量不断增加，人们便对汽车操作的便捷性愈加挑剔。汽车倒车时的不便被汽车制造行业所重视。人们希望有一种装置能够实现汽车“后视”功能，在倒车时能够提示人们汽车后方是否有障碍物以及障碍物与汽车的大致距离等。 基于以上原因,出现了超声波汽车倒车探测器。超声波汽车倒车探测器是一种汽车泊车安全辅助装置，能以声音或者更为直观的显示告知驾驶员周围障碍物的情况，帮助驾驶员扫除视野死角，提高驾驶的安全性。 本文设计了一种超声波汽车倒车探测器，用超声波传感器发射和接收超声波测距，DS1820芯片测温，AT89C2051单片机做处理器，处理数据并计算声速及距离，用LED数码管显示距离，报警器及示意指示灯报警。 本课题的主要研究内容有以下几个方面: (1) 简述了设计和设计超声波汽车倒车探测器的目的和意义，以及超声波汽车倒车探测器的应用及发展状况。 (2) 简要论述了超声波汽车倒车探测器的工作原理、基本组成，以及系统的方案，工作流程和系统的性能要求。 (3) 重点对超声波汽车倒车探测器硬件部分进行了分析与设计。主要是对超声波发射、接收、温度测量，报警及显示电路的分析与设计。 (4) 较为详细的说明了系统软件流程，关键部分还给出了流程图和相关程序。 (5) 最后对超声波汽车倒车探测器研制过程中所做工作进行了总结。 1 概述 1.1 选题的意义 汽车倒车探测器一般被称为“倒车防撞雷达”，也叫“泊车辅助装置”，能以声音或者更为直观的显示告知驾驶员周围障碍物的情况，解除了驾驶员泊车和起动车辆时前后左右探视所引起的困扰，并帮助驾驶员扫除了视野死角和视线模糊的缺陷，提高驾驶的安全性。 1.2 超声波汽车倒车探测器的应用和发展现状 超声波汽车倒车探测器，种类繁多，应用广泛，目前在市场上呈现了一种各种档次并存，高低搭配的局面。 因为它实用性强，技术成熟，所以发展很快。从第一代经过短短几年时间便发展到第五代，从纯电路模式到使用高速处理器；从单纯轰鸣器报警到显示器显示，语音报警。另外安装使用更加方便，精度及稳定性也有极大提高。在现实生活中的作用越来越大。 (1) 第1代使用超声波探头、轰鸣器 倒车时，超声波探头发送，接收超声波，车体与障碍物距离的改变使电路中电压或电流产生变化给轰鸣器不同的信号，如果车后1.5-1.8m处有障碍物，轰鸣器就会开始工作。轰鸣声越急，表示车辆离障碍物越近。第一代探测器没有语音提示，也没有距离显示，虽然司机知道有障碍物，但不能确定障碍物离车有多远，对司机帮助不大。 (2) 第2代使用超声波探头、微处理器、数码波段显示器 倒车时，超声波探头发送，接收超声波，处理器进行处理，将处理后的信号送给距离显示设备，可以显示车后障碍物与车体的距离。如果是物体，在1.8m左右的距离开始显示；如果是人，在0.9m左右的距离开始显示。 这一代产品有两种显示方式，数码显示产品显示距离数字，而波段显示产品由3种颜色来区别距离：绿色代表安全距离，表示障碍物与车体的距离有0.8m以上；黄色代表警告距离，表示与障碍物的距离只有0.6-0.8m；红色代表危险距离，表示与障碍物之间只有不到0.6m的距离，必须停止倒车。第二代产品把数码和波段组合在一起，比较实用，能够作到一目了然，但没有声响，警示效果不好。 (3) 第3代使用超声波探头