没有合适的资源?快使用搜索试试~ 我知道了~
基于单片机的汽车倒车雷达系统本科毕设论文论文.doc
0 下载量 165 浏览量
2023-07-09
11:03:14
上传
评论
收藏 1.44MB DOC 举报
温馨提示
![preview](https://dl-preview.csdnimg.cn/88023422/0001-a8a2b58c093277586664ed791abf3e24_thumbnail-wide.jpeg)
![preview-icon](https://csdnimg.cn/release/downloadcmsfe/public/img/scale.ab9e0183.png)
试读
45页
基于单片机的汽车倒车雷达系统本科毕设论文论文.doc
资源推荐
资源详情
资源评论
![](https://csdnimg.cn/release/download_crawler_static/88023422/bg1.jpg)
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
![](https://csdnimg.cn/release/download_crawler_static/88023422/bg2.jpg)
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
![](https://csdnimg.cn/release/download_crawler_static/88023422/bg3.jpg)
1
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。
![](https://csdnimg.cn/release/download_crawler_static/88023422/bg4.jpg)
2
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 的信号,经放大后通过超声波发射器输出;超声波接收器将接收到
的超声波信号经放大器放大,用锁相环电路进行检波处理后,启动单片机中断程序,测得
时间为 t,再由软件进行判别、计算,得出距离数并送 LED 显示。
1.2.3 超声波测距
超声波一般是指频率在 40KHz 以上的机械波,具有穿透性较强、衰减小、反射能力强
等特点,超声波测距仪器一般由发射器、接收器和信号处理装置三部分组成。超声波的谐
振带宽、波束角可以通过制作工艺控制得很窄,有利于抗声波干扰设计;不受无线电频谱
资源限制,易于抗电磁干扰设计。超声波测距系统成本低、性能稳定可靠,同时超声波具
有聚束、定向及反射、透射等特性,应用前景好。
通过对以上几种测距方式的分析比较,由于超声波指向性强、能量消耗缓慢、成本低、
性能稳定可靠、在介质中传播距离远的优点,所以超声波测距方式在短距和低速测量方面
比上述其它几种技术更具优越性。因此本设计采用超声波测距方式。
超声波发射器
放大电路
超声波接收器
放大电路
锁相环
检波电路
定时器
单 片 机
控制
显示器
![](https://csdnimg.cn/release/download_crawler_static/88023422/bg5.jpg)
3
第二章 超声波的发展及测距原理
2.1 超声波的发展与运用
一般认为,关于超声波的研究最初起始于 1876 年 F.Galton 的气哨实验,这是人类
首次有效产生的高频声波。由于当时电子技术发展缓慢,对超声波的研究造成了一定程度
的影响,在之后的三十年中,超声波仍然是一个鲜为人知的东西。
人类直到第一次世界大战才学会利用超声波,这就是利用“声纳”的原理来探测水中
目标及其状态,如潜艇的位置等。40 年代末期超声波治疗在欧美兴起,直到 1949 年召开
的第一次国际医学超声波学术会议上,才有了超声治疗方面的论文交流,为超声治疗学的
发展奠定了基础。医学上最早利用超声波是在 1942 年,奥地利医生杜西克首次用超声波
技术扫描脑部结构,以后到了 60 年代医生们开始将超声波应用于腹部器官的探测。1956
年第二届国际超声医学学术会议上已有许多论文发表,超声治疗进入了实用成熟阶段。
如今,由于超声波在物理化学方面的独特特性,已广泛应用于测距、测速、清洗、焊
接、碎石、杀菌消毒等,在医学、军事、工业、农业上有很多的应用。
2.2 超声波测距原理
超声波测距是通过不断检测超声波发射后遇到障碍物所反射的回波,从而测出发射和
接收回波的时间差 t,然后求出距离
2/cts �
,式中的 C 为超声波波速。由于超声波也是一
种声波,其声速 C 与温度有关,表 2.1 列出了几种不同温度下的声速。
表 2.1 几种不同温度下的声速
气温(℃)
0
5
10
15
20
声速(m/s)
331
334
337
340
343
在使用时,如果温度变化不大,则可认为声速是基本不变的。如果测距精度要求很高,
则应通过温度补偿的方法加以校正。声速确定后,只要测得超声波往返的时间,即可求得
距离。然而其超声波测距的时间主要有以下三种方法:
①相位检测法,相位检测法虽然精度高,但检测范围有限;
②声波幅值检测法,声波幅值检测法易受反射波的影响;
③渡越时间检测法,渡越时间检测法的工作方式简单,直观,在硬件控制和软件设计
上都非常容易实现,超声波测距一般所的采用方法。
本设计采用渡越时间检测法,其主要原理是当超声波发射器向某一方向发射超声波,
在发射的同时开始计时,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
剩余44页未读,继续阅读
资源评论
![avatar-default](https://csdnimg.cn/release/downloadcmsfe/public/img/lazyLogo2.1882d7f4.png)
![avatar](https://profile-avatar.csdnimg.cn/default.jpg!1)
zzzzl333
- 粉丝: 711
- 资源: 7万+
上传资源 快速赚钱
我的内容管理 展开
我的资源 快来上传第一个资源
我的收益
登录查看自己的收益我的积分 登录查看自己的积分
我的C币 登录后查看C币余额
我的收藏
我的下载
下载帮助
![voice](https://csdnimg.cn/release/downloadcmsfe/public/img/voice.245cc511.png)
![center-task](https://csdnimg.cn/release/downloadcmsfe/public/img/center-task.c2eda91a.png)
安全验证
文档复制为VIP权益,开通VIP直接复制
![dialog-icon](https://csdnimg.cn/release/downloadcmsfe/public/img/green-success.6a4acb44.png)