信息科学与工程学院毕业(设计)论文 .i .
车用倒车雷达设计
【摘要】
倒车雷达是汽车泊车或者倒车时的安全辅助装置,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,解除了驾驶员泊车、倒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。本设计利用 ATMEL 公司的 AT89C51 单片机、超声波传感器测距
实现超声波倒车雷达。利用 LED 和发光二极管表示传感器探测范围内是否有障碍
物,当在探测范围内有障碍物时,发光管以一定频率闪烁,闪烁的频率以距离定 ,
距离越近频率越高。同时蜂鸣器提示报警,探测并指明障碍物距离。
【关键词】
倒车雷达,超声波,测距,报警,单片机
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The designs of the vehicle back-draft radar using ultrasonic
theory
【Abstract】
Back-draft radar is the safety and assistant devices when parking or reversing a
vehicle, it can tell drivers circs about the around barrier with voice or a more intuitive
display, release the surrounded visit puzzle from drivers when parking, reversing and
start vehicles, and to help drivers clean off dead ends and the limitation of vision blur,
improve the security of driving. Using Single Chip AT89C51 of ATMEL and
Ultrasonic Sensor measure distance to achieve Ultrasonic Back-draft Radar. Using LED
and LBD Sensor to detect whether there are barriers, when detecting barriers within the
scope, the LBD will blink with a confirm frequency, the blink frequency of LBD is
determined by the distance of barrier, the nearer distance and the higher frequencies. At
the same time, The Voice Alarm warning, detecting the distance, and demonstrate the
distance of barrier.
【Key Words】
Back-draft radar, ultrasonic, measure, warning, microprocessor
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目 录
第一章 引言............................................................................................................................................1
1.1 课题研究的背景和意义...........................................................................................................1
1.2 国内外倒车雷达的发展现状...................................................................................................1
第二章 超声波介绍...............................................................................................................................3
2.1 什么是超声波...........................................................................................................................4
2.1.1 压电式超声波传感器简介 4
2.2 超声波传感器的特性...............................................................................................................5
2.2.1 频率特性 5
2.2.2 指向特性 6
2.3 超声波传感器的应用...............................................................................................................7
第三章 倒车雷达的原理与总体设计...................................................................................................8
3.1 超声波测距原理.......................................................................................................................8
3.2 倒车雷达的总体设计方案.....................................................................................................10
3.3 单片机的选择.........................................................................................................................11
3.3.1 AT89C51 的简介 11
3.3.2 AT89C51 的主要性能参数 11
3.3.3 AT89C51 的结构 12
3.4 超声波发送和接收元器件选择.............................................................................................13
3.4.1 超声波发送模块元器件选择 13
3.4.2 超声波接收模块元器件选择 13
第四章 硬件设计..................................................................................................................................14
4.1 超声波发射模块.....................................................................................................................15
4.2 超声波接收模块.....................................................................................................................16
4.3 单片机最小系统.....................................................................................................................17
第五章 软件设计..................................................................................................................................18
5.1 软件的设计要求.....................................................................................................................18
5.2 软件设计的总体结构框图.....................................................................................................18
5.3 各个程序的流程图.................................................................................................................18
5.3.1 主流程图 19
5.3.2 发射接收模块流程 19
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5.3.3 中断程序流程 20
第六章 调试..........................................................................................................................................22
6.1 最小系统的调试.....................................................................................................................22
6.2 测距模块的调试.....................................................................................................................22
6.3 调试结果.................................................................................................................................25
6.4 误差分析.................................................................................................................................26
第七章 结束语......................................................................................................................................27
第八章 致谢..........................................................................................................................................28
参考文献...............................................................................................................................................29
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第一章 引言
随着我国汽车产业的高速发展,尤其是近几年来,我国开始进入私家车时代,
汽车的数量逐渐增加,造成公路、街道、停车场、车库等越来越拥挤。汽车驾驶员
越来越担心车的安全了,其中倒车就是一个典型。本文所设计的倒车雷达预警系统
主要是针对汽车倒车时人无法目测到车尾与障碍物的距离而设计开发的。该系统将
微型计算机技术与超声波的测距技术、传感器技术等相结合,可检测汽车倒车,其
障碍物与汽车的距离,通过发光二极管闪烁的频率来显示距离,障碍物越近,闪烁
的频率越高,并根据障碍物与车尾的距离远近实时发出报警。
1.1课题研究的背景和意义
随着汽车的迅速增加,停车难已经是个不争的事实,狭小的停车场地常常令有
车一族无所适从,稍不慎,则闯祸,烦事又烦人。虽然每辆车都有后视镜,但不可
避免地都存在一个后视盲区。倒车雷达是汽车泊车或者倒车时的安全辅助装置,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,解除了驾驶员泊车、倒
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。倒车雷达的发明是迫在眉睫的,是必不可少的设
备。
1.2国内外倒车雷达的发展现状
经过多年的发展,倒车雷达设计以及使用发生了质的改变。经过五年的发展,
倒车雷达系统已经过了六代的技术改良,不管从结构外观上,还是从性能价格上,
这六代产品都各有特点,使用较多的是数码显示、荧屏显示和魔幻镜倒车雷达这三
种。
第一代倒车喇叭提醒:“倒车请注意”!想必不少人还记得这种声音,这就是倒
车雷达的第一代产品,现在只有小部分商用车还在使用。只要司机挂上倒档,它就
会响起,提醒周围的人注意。从某种意义上说,它对司机并没有直接的帮助,不是
真正的倒车雷达。此产品在倒车状态时,语音提示路人小心,但价格便宜,100元
左右就能买到,基本属于淘汰产品。
第二代轰鸣器提示:这是倒车雷达系统的真正开始。倒车时,如果车后1.8米
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