超聲波倒車測(cè)距系統(tǒng)設(shè)計(jì).doc

南昌工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)信息工程學(xué)院系（院）電子信息工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目基于超聲波檢測(cè)的倒車?yán)走_(dá)設(shè)計(jì)（硬件設(shè)計(jì)）學(xué)生姓名崔凱班級(jí)2007電子信息工程學(xué)號(hào)2007100153指導(dǎo)教師曾任賢完成日期2011年06月24日基于超聲波檢測(cè)的倒車?yán)走_(dá)設(shè)計(jì)(硬件設(shè)計(jì))ParkingSensorDesignBasedOnUltrasonicTesting(hardwaredesign)總計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）41頁表格3個(gè)插圖24幅I摘要近年來，我國的汽車數(shù)量進(jìn)一步增加。在公路、街道、停車場(chǎng)、車庫等擁擠、狹窄的地方倒車時(shí)，駕駛員既要前瞻，又要后顧，稍微不小心就會(huì)發(fā)生追尾事故。因此，增加汽車的后視能力，研制汽車后部探測(cè)障礙物的倒車?yán)走_(dá)便成為近些年來的研究熱點(diǎn)。為此，設(shè)計(jì)了以單片機(jī)為控制核心，利用超聲波檢測(cè)實(shí)現(xiàn)無接觸測(cè)距的倒車?yán)走_(dá)系統(tǒng)。工作時(shí)，超聲波發(fā)射器不斷發(fā)射出一系列連續(xù)脈沖，給測(cè)量邏輯電路提供一個(gè)短脈沖。最后由信號(hào)處理裝置對(duì)接收的信號(hào)依據(jù)時(shí)間差進(jìn)行處理，自動(dòng)計(jì)算出車與障礙物之間的距離。目前，國內(nèi)外一般的超聲波倒車?yán)走_(dá)系統(tǒng)，其理想的測(cè)量距離為1m5m，因此大都用于汽車倒車?yán)走_(dá)等近距離測(cè)距中。本文根據(jù)超聲波在空氣中傳播反射原理，以超聲波換能器為接口部件，設(shè)計(jì)了基于AT89C2051單片機(jī)控制的超聲波倒車?yán)走_(dá)系統(tǒng)。該設(shè)計(jì)由超聲波發(fā)射模塊、信號(hào)接收模塊、多路通道選擇模塊、單片機(jī)處理模塊及聲光告警顯示模塊等部分組成，文中詳細(xì)介紹了超聲波倒車?yán)走_(dá)的硬件組成、檢測(cè)原理、測(cè)量方法以及軟件結(jié)構(gòu)。超聲波接收電路使用SONY公司的CX20106紅外檢測(cè)專用芯片，該芯片常用于38kHz的檢波電路，文中通過對(duì)芯片內(nèi)部電路的仔細(xì)分析，設(shè)計(jì)出能夠成功對(duì)40kHz超聲波檢波的硬件電路。關(guān)鍵詞：超聲波測(cè)距AT89C2051倒車IIAbstractInrecentyears,Chinasnumberofcarsisincreasingeveryyear.Highways,streets,parking,garageandothercrowdedplacesnarrowreverse,thedrivershouldnotonlyforwardbutalsolookingback,alittlerear-endcarelessaccidentscanoccur.Soaftertheincreaseofmotorvehiclesastheabilitytodetectobstaclesonthedevelopmentoftherearofthecarreversingradarhasbecometheresearchhotspotinrecentyears.Theultrasonictransmittercontinuouslyemitsaseriesofconsecutivepulsestothemeasurementoflogiccircuitstoprovideashortpulse.Finally,signalprocessingdevicesbasedonthereceivedsignalforprocessingthetimedifference,automaticcalculationofturnoutandthedistancebetweenobstacles.UltrasonicRangingsimple,lowcost,easyproduction,butthetransmissionspeedbyalargerweathercannotbepreciserange；Inaddition,theultrasonicenergyandtheattenuationisdirectlyproportionaltothesquareofthedistance,thefartherthedistance,thelowersensitivityandthusUltrasonicRangingwaysothatonlyapplytoashorterdistance.Atpresent,ultrasonicrangefinderathomeandabroadingeneral,theidealdistanceofthemeasurement15m,basedonAT89C2051ultrasonicrange-finder.ReceivingcircuitusingtheSONYcompanydedicatedCX20106infrareddetectingchip,thechipusedinthedetectorcircuit38KHz,thetextofthechipthroughthecarefulanalysisoftheinternalcircuitdesigncansuccessfully40kHzultrasonicdetectionofhardwarecircuitryandadjustablegain.KeyWords:Ultrasonicwave；Measuredistance；AT89C2051；ParkingIII目錄摘要.IABSTRACT.II第一章緒論.11.1課題研究的背景及意義.11.2倒車?yán)走_(dá)技術(shù)的發(fā)展概況.11.3課題設(shè)計(jì)要求.2第二章總體設(shè)計(jì)方案.32.1本課題研究主要內(nèi)容.32.2本課題的設(shè)計(jì)思路.32.2.1超聲波測(cè)距原理.32.2.2本系統(tǒng)總體方案.5第三章硬件電路設(shè)計(jì)及描述.63.1單片機(jī)最小系統(tǒng)簡(jiǎn)介.63.1.1AT89C2051封裝引腳說明.63.1.2AT89C2051內(nèi)部結(jié)構(gòu).83.2超聲波通道選擇電路設(shè)計(jì).93.3超聲波發(fā)送電路模塊設(shè)計(jì).103.4超聲波檢測(cè)接收電路設(shè)計(jì).123.5聲光報(bào)警電路設(shè)計(jì).143.6電源電路設(shè)計(jì).153.7溫度補(bǔ)償電路設(shè)計(jì).163.7.1DS18B20特性介紹.163.7.2DS18B20引腳說明及工作原理.173.7.3DS18B20溫度補(bǔ)償電路設(shè)計(jì).19第四章軟件設(shè)計(jì).21IV4.1軟件設(shè)計(jì)的要求.214.2程序編譯系統(tǒng)簡(jiǎn)介.214.3總體設(shè)計(jì)框圖.224.4子程序設(shè)計(jì)框圖.234.4.1超聲波發(fā)生子程序.234.4.2超聲波接收子程序.234.4.3測(cè)距及報(bào)警子程序.244.3.4溫度補(bǔ)償流程圖.26第五章系統(tǒng)軟硬件調(diào)試.285.1系統(tǒng)的整體測(cè)試.285.2系統(tǒng)測(cè)量與誤差分析.285.3系統(tǒng)的優(yōu)化措施.29結(jié)束語.30參考文獻(xiàn).31附錄.33附錄1:系統(tǒng)總原理圖.33附錄2：軟件程序清單.34致謝.41南昌工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)1第一章緒論本設(shè)計(jì)的超聲波倒車?yán)走_(dá)系統(tǒng)是以MCS-51系列的AT89C2051單片機(jī)應(yīng)用為核心，基本完成了倒車?yán)走_(dá)控制系統(tǒng)的基本功能，其主要由超聲波發(fā)送模塊和超聲波接收模塊組成，同時(shí)連接語音電路和顯示電路，并在整個(gè)設(shè)計(jì)過程中考慮溫度對(duì)超聲波的影響，系統(tǒng)完善的解決“倒車難”的問題。1.1課題研究的背景及意義隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展交通運(yùn)輸業(yè)日益興旺，汽車的數(shù)量在大副攀升，交通擁擠狀況也日趨嚴(yán)重，撞車事件屢屢發(fā)生，造成了不可避免的人身傷亡和經(jīng)濟(jì)損失。針對(duì)這種情況，設(shè)計(jì)一種響應(yīng)快，可靠性高且較為經(jīng)濟(jì)的汽車防撞預(yù)警系統(tǒng)勢(shì)在必行，超聲波測(cè)距法是最常見的一種此類倒車?yán)走_(dá)系統(tǒng)的方法。超聲波作為一種特殊的聲波，同樣具有聲波傳輸?shù)幕疚锢硖匦哉凵洌瓷?，干涉，衍射，散射。超聲波倒車?yán)走_(dá)設(shè)計(jì)即是利用其反射特性，當(dāng)車輛后退時(shí)，超聲波距離傳感器利用超聲波檢測(cè)車輛后方的障礙物位置，并利用指示燈及蜂鳴器把車輛到障礙物的距離及位置通知駕駛?cè)藛T，起到安全預(yù)警的作用?，F(xiàn)在市場(chǎng)上的倒車?yán)走_(dá)大多采用超聲波測(cè)距原理，駕駛者在倒車時(shí)，啟動(dòng)倒車?yán)走_(dá)，在控制器的控制下，由裝置于車尾保險(xiǎn)杠上的探頭發(fā)送超聲波，遇到障礙物，產(chǎn)生回波信號(hào)，傳感器接收到回波信號(hào)后經(jīng)主控制器進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，判斷出障礙物的位置，由顯示器顯示距離并發(fā)出警示信號(hào)，得到及時(shí)警示，從而使駕駛者倒車時(shí)做到心中有數(shù)，使倒車變得更安全。由于超聲波具有能夠進(jìn)行非接觸測(cè)量和可以達(dá)到較高的測(cè)量精度這兩大優(yōu)點(diǎn)，歷來為人們所重視。就目前發(fā)展形勢(shì)來看，汽車市場(chǎng)的快速發(fā)展將進(jìn)一步帶動(dòng)倒車?yán)走_(dá)市場(chǎng)的繁榮。國內(nèi)倒車?yán)走_(dá)主流市場(chǎng)已經(jīng)開始由進(jìn)口高檔汽車向中低檔汽車發(fā)展。技術(shù)上更加傾向于向單芯片集成