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基于51单片机汽车倒车雷达设计.pdf
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(完整 word 版)基于 51 单片机汽车倒车雷达设计
课题:汽车倒车雷达设计
目 录
第一章 绪论
1.1 课题设计的目的和意义 ........................................ 1
1。2 国内应用现状............................................... 1
第二章 总体方案
.......................................... 2
2。1 本设计的研究方法 ........................................... 2
2.2 系统整体方案的设计 .......................................... 2
2。3 系统整体方案的论证 ......................................... 3
2.4 超声测距原理................................................ 3
2.4。1 超声波测距概述.......................................3
2。4.2 超声波传感器介绍.....................................4
2.4。3 超声波测距的原理.....................................5
第三章 系统硬件设计
3.1 AT89S51 单片机 .............................................. 8
3.2 超声波测距的系统及其组成 ................................... 10
3。2。1 超声波测距单片机系统...............................10
3.2。2 超声波发射、接受电路................................11
3。3.3 显示电路............................................13
3.3。4 供电电路............................................13
3。2。5 报警输出电路.......................................14
第四章 系统软件设计
4.1 主程序设计................................................. 15
4.2 超声波测距子程序及其流程图 ................................. 15
4。3 超声波测距流程图 .......................................... 19
第五章 系统调试与误差分析
5。1 调试步骤....................................................20
5.2 误差分析 ....................................................21
结论
参考资料 ................................................. 24
附录一 超声波测距原理图 .................................. 25
附录二 PCB 图 ............................................. 26
- I -
(完整 word 版)基于 51 单片机汽车倒车雷达设计
附录三 实物图 ............................................ 27
- II -
(完整 word 版)基于 51 单片机汽车倒车雷达设计
第一章 绪论
1.1 课题设计的目的和意义
随着汽车的普及,越来越多的家庭拥有了汽车.交通拥挤状况也随之出现,撞车事件也是经
常发生,人们在享受汽车带来的乐趣和方便的同时,更加注重的是汽车的安全性,许多“追尾”
事故都与车距有着密切的关系。为了解决这个安全问题,设计一种汽车测距防撞报警系统势在
必行。
由于超声波指向性强,能量消耗缓慢,在介质中传播的距离较远,因而超声经常用于距离
的测量,如测距仪和物位测量仪等都可以通过超声波来实现。利用超声波检测往往比较迅速、
方便、计算简单.所以超声波测距法是一种非常简单常见的方法,应用在汽车停车的前后左右防
撞的近距离测量,以及在汽车倒车防撞报警系统中,超声波作为一种特殊的声波,具有声波传输
的基本物理特性-折射,反射,干涉,衍射,散射.超声波测距是利用其反射特性 ,当车辆后退时,
超声波测距传感器利用超声波检测车辆后方的障碍物位置,并利用 LED 显示出来,当到达一定
距离时,系统能发出报警声,进而提醒驾驶人员,起到安全的左右。
通过本课题的研究,将所学到的知识用在实践中并有所创新和进步。该设计可广泛应用在
生活、军事、工业等各个领域,它需要设计者有较好的数电、模电知识,并且有一定的编程能
力,综合运用所学的知识实现对超声波发射与接收信号进行控制,通过单片机程序对超声波信
号进行相应的分析、计算、处理最后显示在 LED 数码管上。
1.2 国内应用现状
近年来,由于导航系统、工业机器人的自动测距、机械加工自动化等方面的需要,自动测距
变得十分重要。与同类测距方法相比,超声波测距法具有以下优势:
(1)相对于声波,超声波有定向性较好、能量集中、在传输过程中衰减较小、反射能力强等
优势。
(2)和光学方法相比,超声波的波速较小,可以直接测量较近的目标 ,纵向分辨率高;对
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(完整 word 版)基于 51 单片机汽车倒车雷达设计
色彩、光照度、电磁场不敏感,被测物体处于黑暗、烟雾、电磁干扰、有毒等比较恶劣的环境
有一定的适应能力.特别是在海洋勘测具有独特的优点。
(3)超声波传感器结构简单,体积小,费用低,信息处理简单可靠,便于小型化和集成化.
随着科学技术的快速发展,超声波的应用将越来越广泛。但就目前技术水平
来说,人们利用超声波的技术还十分有限,因此,这是一个正在不断发展而又有无限前景的
技术。
超声波测距技术在社会生活中已有广泛的应用,目前对超声波的精度要求越来越大。超声
波作为一种新型的工具在各方面都有很大的发展空间 ,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求。未来超声波测距技术将朝着更高精度,更大应用范围,更稳定方
向发展。
第二章 总体方案
2.1 本设计的研究方法
本设计选用 TCT40-16T/R 超声波传感器。了解超声波测距的原理的,只有对理论知识
有一定的学习才能运用到实际操作中。根据原理设计超声波测距仪的硬件结构电路。对设计的
电路进行分析能够产生超声波,实现超声波的发送和接收,从而实现利用超声波测距的方法测
量物体之间的距离。具体设计一个基于单片机的超声波测距器,包括单片机控制电路,发射电
路,接收电路,LED 显示电路。
2。2 系统整体方案的设计
由于超声波指向性强,能量消耗缓慢,在介质中传播的距离较远,因而超声波经常用于距
离的测量。利用超声波检测距离,设计比较方便,计算处理也较简单,并且在测量精度方面也能
达到农业生产等自动化的使用要求。
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
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(完整 word 版)基于 51 单片机汽车倒车雷达设计
波.电气方式包括压电型、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。目前在近距离测量方面常用
的是压电式超声波换能器。根据设计要求并综合各方面因素,本文采用 AT89S51 单片机作为控
制器,用动态扫描法实现 LED 数字显示,超声波驱动信号用单片机的定时器。
2.3 系统整体方案的论证
超声波测距的原理是利用超声波的发射和接受,根据超声波传播的时间来计算出传播距离.
实用的测距方法有两种 ,一种是在被测距离的两端,一端发射,另一端接收的直接波方式 ,适用
于身高计;一种是发射波被物体反射回来后接收的反射波方式,适用于测距仪。此次设计采用
反射波方式。
测距仪的分辨率取决于对超声波传感器的选择 .超声波传感器是一种采用压电效应的传感
器,常用的材料是压电陶瓷.由于超声波在空气中传播时会有相当的衰减,衰减的程度与频率的
高低成正比;而频率高分辨率也高,故短距离测量时应选择频率高的传感器,而长距离的测量
时应用低频率的传感器。
2。4 超声测距原理
2。4.1 超声波概述
超声波是一种频率超过 20
KHz
的机械波。超声波作为一种特殊的声波,同样具有声波传输
的基本物理特性—反射、折射、干涉、衍射、散射。超声波具有方向性集中、振幅小、加速度
大等特点,可产生较大力量,并且在不同的媒质介面,超声波的大部分能量会反射。利用超声检
测往往比较迅速,方便,易于做到实时控制,并且在测量精度方面能达到工业使用的要求,主
要应用于倒车雷达、建筑施工工地以及一些工业现场,例如:液位、井深、管道长度等场合。
超声波测量在国防、航空航天、电力、石化、机械、材料等众多领域具有广泛的作用,它不
但可以保证产品质量、保障安全,还可起到节约能源、降低成本的作用。超声波与光波、电磁
波、射线等检测相比,其最大特点是穿透力强,几乎可以在任何物体中传播,了解被测物体内部
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- L.L9742023-05-01资源不错,很实用,内容全面,介绍详细,很好用,谢谢分享。
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