汽車倒車?yán)走_(dá)概況

1、四川師范大學(xué)成都學(xué)院電子工程系課程設(shè)計報告四川師范大學(xué)成都學(xué)院電子工程系課程設(shè)計報告1111隨著汽車的普及，越來越多的家庭擁有了汽車。汽車的數(shù)量逐漸增加，造成公路、街道、停車場、車庫等越來越擁擠。汽車駕駛員越來越擔(dān)心車的安全了，其中倒車就是一個典型。我們所設(shè)計的汽車倒車?yán)走_(dá)主要是針對汽車倒車時人無法目測到車尾與障礙物的距離而設(shè)計開發(fā)的。該設(shè)計將51單片機(jī)技術(shù)與超聲波的測距技術(shù)、傳感器技術(shù)等相結(jié)合，可檢測汽車倒車，其障礙物與汽車的距離，通過發(fā)光二極管閃爍的頻率來顯示距離，障礙物越近，閃爍的頻率越高，并根據(jù)障礙物與車尾的距離遠(yuǎn)近實(shí)時發(fā)出報警。雖然我們設(shè)計的倒車?yán)走_(dá)和轎車上的倒車?yán)走_(dá)有很大的差別。但

2、這個設(shè)計把我們平時學(xué)到的理論運(yùn)用到實(shí)踐里去了，同時教會了我們怎么樣使用實(shí)驗(yàn)室的儀器，提高了我們動手實(shí)踐的能力和文字表達(dá)能力。四川師范大學(xué)成都學(xué)院電子工程系課程設(shè)計報告四川師范大學(xué)成都學(xué)院電子工程系課程設(shè)計報告1.1汽車倒車?yán)走_(dá)的原理倒車?yán)走_(dá)是根據(jù)蝙蝠在黑夜里高速飛行而不會與任何障礙物相撞的原理設(shè)計開發(fā)的。探頭裝在后保險杠上，主要于前后保險杠上安裝。探頭能夠以最大水平12度0垂直70度范圍輻射，上下左右搜尋目標(biāo)。它最大的好處是能探索到那些低于保險杠而司機(jī)從后窗難以看見的障礙物，并報警，如花壇、路肩、蹲在車后玩耍的小孩等。倒車?yán)走_(dá)的顯示器裝在后視鏡上，它不停地提醒司機(jī)車距后面物體還有多少距離，到危

3、險距離時，蜂鳴器就開始鳴叫，以鳴叫的間斷/連續(xù)急促程度，提醒司機(jī)對障礙物的靠近，及時停車。倒車?yán)走_(dá)就相當(dāng)于超聲波探頭，從整體上來說超聲波探頭可以分為兩大類：一是用電氣方式產(chǎn)生超聲波，其二是用機(jī)械方式產(chǎn)生超聲波，鑒于目前較為常用的是壓電式超聲波發(fā)生器，它有兩個電晶片和一個共振板，當(dāng)兩極外加脈沖信號，它的頻率等于壓電晶片的固有震蕩頻率時，壓力晶片將會發(fā)生共振，并帶動共振板振動，將機(jī)械的能轉(zhuǎn)為電信號的這一過程，這就成了超聲波探頭的工作原理。為了更好地研究超聲波和利用起來，人們已經(jīng)設(shè)計和制造出很多超聲波發(fā)聲器，超聲波探頭加以運(yùn)用在使用汽車倒車?yán)走_(dá)上。這種原理用在一種非接觸檢測技術(shù)上，用于測距來說其計算

4、簡單,方便迅速,易于做到實(shí)時控制，距離準(zhǔn)確度達(dá)到工業(yè)實(shí)用的要求。倒車?yán)走_(dá)用于測距上，在某一時刻發(fā)出超聲波信號，在遇到被測物體后的射回信號波，被倒車?yán)走_(dá)接收到，得用在超聲波信號從發(fā)射到接收回波信號這一個時間而計算出在介質(zhì)中的傳播速度，這就可以計算出探頭與被探測到的物體的距離。1.2汽車倒車?yán)走_(dá)的組成倒車?yán)走_(dá)有這幾部分構(gòu)成：超聲波傳感器：用于發(fā)射及接收超聲波信號，通過超聲波傳感器可以測量距離。主機(jī)：發(fā)射正弦波脈沖給超聲波傳感器，并處理其接收到的信號，換算出距離值后，將數(shù)據(jù)與顯示器通訊。顯示器或蜂鳴器：接收主機(jī)距離數(shù)據(jù)，并根據(jù)距離遠(yuǎn)近顯示距離值和提供不同級別的距離報警音。四川師范大學(xué)成都學(xué)院電子工程

5、系課程設(shè)計報告系統(tǒng)硬件設(shè)計按照系統(tǒng)設(shè)計的功能的要求，初步確定設(shè)計系統(tǒng)由單片機(jī)主控模塊、顯示模塊、超聲波發(fā)射模塊、接收模塊共四個模塊組成系統(tǒng)設(shè)計框圖如圖1所示。單片機(jī)主控芯片使用系列單片機(jī)，該單片機(jī)工作性能穩(wěn)定，同時也是在單片機(jī)課程設(shè)計中經(jīng)常使用到的控制芯片。發(fā)射電路由單片機(jī)輸出端直接驅(qū)動超聲波發(fā)送。接收電路使用三極管組成的放大電路，該電路簡單，調(diào)試工作小較小。系統(tǒng)設(shè)計框圖如圖1所示。路、報警輸出電路、供電電路等幾部分。單片機(jī)采用，系統(tǒng)晶振采用高精度的晶振，以獲得較穩(wěn)定時鐘頻率，減小測量誤差。單片機(jī)用端口輸出超聲波換能器所需的的方波信號，端口監(jiān)測超聲波接收電路輸出的返回信號。顯示電路采用簡單實(shí)用

6、的位共陽數(shù)碼管，段碼輸出端口為單片機(jī)的口，位碼輸出端口分別為單片機(jī)的.口數(shù)碼管位驅(qū)運(yùn)用三極管三極管驅(qū)動。單片機(jī)是美國公司生產(chǎn)的低功耗，高性能位單片機(jī)，片內(nèi)含公司的高密度、非易失性存儲的可系統(tǒng)編程的只讀程序存儲器器件采用公司的高密度、非易失性存儲技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn)805指1令系統(tǒng)及引腳。集程序存儲器既可在線編程（）也可用傳統(tǒng)方法進(jìn)行編程及通用位微處理器于單片芯片中，公司的功能強(qiáng)大，低價位單片機(jī)可為您提供許多高性價比的應(yīng)用場合，可靈活應(yīng)用于各種控制領(lǐng)域。主要性能參數(shù)：全雙工串行通道低功耗空閑和掉電模式中斷可從空閑模喚醒系統(tǒng)看門狗（）及雙數(shù)據(jù)指針掉電標(biāo)識和快速編程特性與產(chǎn)品指令系統(tǒng)完全兼容字節(jié)在系統(tǒng)

7、編程（）閃速存儲器靈活的在系統(tǒng)編程（字節(jié)或頁寫模式）一的工作電壓范圍2個16位定時/計數(shù)器全靜態(tài)工作模式：一個可編程口線10次0擦0寫周期6個中斷源三級程序加密鎖X字節(jié)內(nèi)部除此以外還提供一個向量兩級中斷結(jié)構(gòu)，片內(nèi)振蕩器及時鐘電路。同時，可降至的靜態(tài)邏輯操作，并支持兩種軟件可選的節(jié)電工作模式?？臻e方式停止的工作，但允許A定時/計數(shù)器，串行通信口及中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作。掉電方式保存中的內(nèi)容，但振蕩器停止工作并禁止其它所有部件工作直到下一個硬件復(fù)位。引腳圖如圖所示。T2/F1.0匚134。JccT2EK/F1.1匚23FO.0/ADOP1.2匚3383FO.l/AIHF1.3E437JFO.2/AH2F

8、1.4E5既JFO.3；AD3P1.5匚H35FO.4；AD4Fl.E匚734JFO.5；AD5F1.7匚833JFO.6；AD6KST匚932FO.7；AD7EXD/F3.0匚L031JEA/VFPTKD/F3.1匚LIM0JALE/FRO&IHT0/F3.2匚L2293FESITIHT1/F3.3匚L328JF2.7Jill5T0/F3.4匚L4之1rJF2.6；A14T1；F3.5匚L526F2.5；A13WR/F3.6匚L6之5JF2.4/A12RT/F3.7匚LT24JF2.33Al1士TjLLZ匚L8233F2.2.A10TjLL1匚L9之2JF2.PDIF虹1匚20之1JF2.O

9、；AS引腳圖四川師范大學(xué)成都學(xué)院電子工程系課程設(shè)計報告超聲波測距的系統(tǒng)及其組成本系統(tǒng)由單片機(jī)控制，包括單片機(jī)系統(tǒng)、發(fā)射電路與接收放大電路和顯示電路幾部分組成。硬件電路的設(shè)計主要包括單片機(jī)系統(tǒng)及顯示電路、超聲波發(fā)射電路和超聲波接收電路三部分。單片機(jī)采用。采用高精度的晶振，以獲得較穩(wěn)定時鐘頻率，減小測量誤差。單片機(jī)用端口輸出超聲波換能器所需的的方波信號，端口監(jiān)測超聲波接收電路輸出的返回信號。顯示電路采用簡單實(shí)用的位共陽數(shù)碼管，段碼輸出端口為單片機(jī)的口，位碼輸出端口分別為單片機(jī)的.口數(shù)碼管位驅(qū)運(yùn)用三極管三極管驅(qū)動。超聲波接收頭接收到反射的回波后，經(jīng)過接收電路處理后，向單片機(jī)輸入一個低電平脈沖。單片機(jī)

10、控制著超聲波的發(fā)送，超聲波發(fā)送完畢后，立即啟動內(nèi)部計時器計時，當(dāng)檢測到由高電平變?yōu)榈碗娖胶?，立即停止?nèi)部計時器計時。單片機(jī)將測得的時間與聲速相乘再除以2即可得到測量值，最后經(jīng)3位數(shù)碼管將測得的結(jié)果顯示出來。2.2.超1聲波測距單片機(jī)系統(tǒng)超聲波測距單片機(jī)系統(tǒng)主要由：單片機(jī)、晶振、復(fù)位電路、電源濾波部份構(gòu)成。由1組成測距系統(tǒng)的按鍵電路。用于設(shè)定超聲波測距報警值。超聲波測距單片機(jī)系統(tǒng)如圖3所示。四川師范大學(xué)成都學(xué)院電子工程系課程設(shè)計報告四川師范大學(xué)成都學(xué)院電子工程系課程設(shè)計報告四川師范大學(xué)成都學(xué)院電子工程系課程設(shè)計報告四川師范大學(xué)成都學(xué)院電子工程系課程設(shè)計報告超聲波發(fā)射、接受電路超聲波發(fā)射電路由電阻

11、、三極管、超聲波脈沖變壓器及超聲波發(fā)送頭構(gòu)成，超聲波脈沖變壓器，在這里的作用是提高加載到超聲波發(fā)送頭兩產(chǎn)端的電壓，以提高超聲波的發(fā)射功率，從而提高測量距離。接收電路由、組成的兩組三級管放大電路構(gòu)成；超聲波的檢波電路、比較整形電路由、及組成。的方波由單片機(jī)的輸出，經(jīng)推動超聲波脈沖變壓器，在脈沖變壓器次級形成的電壓，加載到超聲波發(fā)送頭上，驅(qū)動超聲波發(fā)射頭發(fā)射超聲波。發(fā)送出的超聲波，遇到障礙物后，產(chǎn)生回波，反射回來的回波由超聲波接收頭接收到。由于聲波在空氣中傳播時衰減，所以接收到的波形幅值較低，經(jīng)接收電路放大，整形，最后輸出一負(fù)跳變，輸入單片機(jī)的腳。超聲波發(fā)射如圖所示，接收電路如圖所示。圖4超聲波測

12、距發(fā)送單元圖該測距電路的方波信號由單片機(jī)的512.發(fā)出。方波的周期為10艮s25彌，半周期為12.5彌。每隔半周期時間，讓方波輸出腳的電平取反，便可產(chǎn)生方波。由于單片機(jī)系統(tǒng)的晶振為12晶振，因而單片機(jī)的時間分辨率是1彌，所以只能產(chǎn)生半周期為12彌或13彌的方波信號，頻率分別為1.和3.。本系統(tǒng)在編程時選用了后者，讓單片機(jī)產(chǎn)生約.的方波。由于反射回來的超聲波信號非常微弱，所以接收電路需要將其進(jìn)行放大。接收到的信號加到、1組成的兩級放大器上進(jìn)行放大。每級放大器的放大倍數(shù)為倍。放大的信號通過檢波電路得到解調(diào)后的信號，即把多個脈沖波解調(diào)成多個大脈沖波。這里使用的是檢波二極管，輸出的直流信號即兩二極管之

13、間電容電壓。該接收電路結(jié)構(gòu)簡單，性能較好，制作難度小。2.2顯.示3電路本系統(tǒng)采用三位一體數(shù)碼管顯示所測距離值。數(shù)碼管采用動態(tài)掃描顯示，段碼輸出端口為單片機(jī)的2口，位碼輸出端口分別為單片機(jī)的3.、3.23.3口數(shù)碼管位驅(qū)運(yùn)用三極管三極管驅(qū)動。系統(tǒng)顯示電路如圖所示。口供電。伏交流是經(jīng)過整流二極管整流成脈動直流后，經(jīng)慮波電容慮波后形成直流電，為保證單片機(jī)系統(tǒng)的可電，供電路中由5伏的三端稱壓集成電路進(jìn)行穩(wěn)壓后輸出5伏的真流電供整個系統(tǒng)用電，為進(jìn)一步提高電源質(zhì)量，5伏的直流電再次經(jīng)過、濾波。系統(tǒng)供電電路如圖所示。為提高測測距系統(tǒng)的實(shí)用性，測距系統(tǒng)的報警輸出提供開關(guān)量有兩種方式。方式一：報警信號由單片機(jī)

14、端口輸出，繼電器輸出，可驅(qū)動較大的負(fù)載，電路由電阻、三極管、繼電器組成，當(dāng)測量值低于事先設(shè)定的報警值時，繼電器吸合，測量值高于設(shè)定的報警值時，繼電器斷開。方式二：報警信號由單片機(jī)口輸出，提供聲響報警信號，電路由電阻、三極管、蜂鳴器組成，當(dāng)測量值低于事先設(shè)定的報警值時，蜂鳴器發(fā)出“滴、滴、滴”報警聲響信號，測量值高于設(shè)定的報警值時，停止發(fā)出報警聲響。報警輸出電路如圖8所示。TVCCqT制代4.7Kp3.系統(tǒng)軟件設(shè)計3.1軟件設(shè)計的總體結(jié)構(gòu)框圖本系統(tǒng)是基于超聲波測距的倒車?yán)走_(dá)。系統(tǒng)由系統(tǒng)初始化模塊、數(shù)碼管顯示模塊、發(fā)射接收控制模塊、運(yùn)算結(jié)果處理模塊、聲光報警模塊?？傮w框架圖如圖9所示。系統(tǒng)各功能模

15、塊系統(tǒng)初始系統(tǒng)初始化模塊碼顯模塊數(shù)管示射收制塊發(fā)接控模算果理塊運(yùn)結(jié)處模圖9總體框架圖3.主2程序設(shè)計主程序先對系統(tǒng)環(huán)境初始化，設(shè)定時器0為計數(shù)，設(shè)定時器1定時。置位總中斷允許位。進(jìn)行程序主程序后，進(jìn)行定時測距判斷，當(dāng)測距標(biāo)志位時，測量一次，超聲波測距頻度是4-次5/秒。測距間隔中，整個程序主要進(jìn)行循環(huán)顯示測量結(jié)果。當(dāng)調(diào)用超聲波測距子程序后，首先由單片機(jī)產(chǎn)生個頻率為超聲波脈沖，加載的超聲波發(fā)送頭上。超聲波頭發(fā)送完送超聲波后，立即啟動內(nèi)部計時器進(jìn)行計時，為了避免超聲波從發(fā)射頭直接傳送到接收頭引起的直射波觸發(fā)，這時，單片機(jī)需要延時約時間后，才啟動對單片機(jī)腳的電平判斷程序。當(dāng)檢測到腳的電平由高轉(zhuǎn)為低電

16、平時，立即停止計時。由于采用單片機(jī)采用的是的晶振，計時器每計一個數(shù)就是ns當(dāng)超聲波測距子程序檢測到接收成功的標(biāo)志位后，將計數(shù)器中的數(shù)計算，即可得被測物體與測距儀之間的距離。設(shè)計時取時的聲速為則有：(X其中，為計數(shù)器的計算值。測出距離后結(jié)果將以十進(jìn)制碼方式送往顯示約，然后再發(fā)超聲波脈沖重復(fù)測量過程。3.超3聲波測距子程序及其流程圖產(chǎn)生超聲波程序流程圖如圖10所示。標(biāo)志收到回波預(yù)定時間圖10產(chǎn)生超聲波程序流程圖啟動計時器延時避開盲區(qū)發(fā)送超聲波結(jié)束超聲波測距計算測量質(zhì)停止計時產(chǎn)生超聲波程序代碼為：判/）斷接收回路是否收到超聲波的回波/計;算測量結(jié)果產(chǎn)生超聲波的子程序：為了方便程序移置及準(zhǔn)確產(chǎn)生超聲波

17、信號，本測距的超聲波產(chǎn)生程序是用匯編語言編寫的進(jìn)退聲波產(chǎn)生程序。產(chǎn)生的超聲波個數(shù)為超聲波發(fā)射的完整波形個數(shù)：共計四個輸出方波四川師范大學(xué)成都學(xué)院電子工程系課程設(shè)計報告超聲波測距流程圖超聲波測距流程圖如圖11所示圖11超聲波測距流程圖四川師范大學(xué)成都學(xué)院電子工程系課程設(shè)計報告四川師范大學(xué)成都學(xué)院電子工程系課程設(shè)計報告四川師范大學(xué)成都學(xué)院電子工程系課程設(shè)計報告四川師范大學(xué)成都學(xué)院電子工程系課程設(shè)計報告設(shè)計總結(jié)確定設(shè)計題目后，我們首先分析了汽車倒車?yán)走_(dá)與汽車運(yùn)行狀態(tài)的關(guān)系，然后對汽車倒車?yán)走_(dá)系統(tǒng)功能進(jìn)行描述，確定汽車倒車?yán)走_(dá)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖，最后進(jìn)行電路設(shè)計。通過本次課程設(shè)計，我體會到了學(xué)習(xí)不但要把書

18、本知識學(xué)好，要得弄懂東西還要自己勤翻書，上網(wǎng)查資料，要勤動腦，學(xué)會思考，可以從各個方面去思考同一個問題，最重要的是要學(xué)會學(xué)以致用。把一個大的電路分割成很多小模塊后會容易很多，設(shè)計起來也相對靈活，會有一個清晰的思路。通過本次的課程設(shè)計，把上學(xué)期剛剛學(xué)過的單片機(jī)知識和加入到了設(shè)計的過程中，其中的單片機(jī)應(yīng)用是一個難點(diǎn)，利用單片機(jī)是一種十分有效的方法，它可以讓我們簡化一部分硬件電路的設(shè)計，并且可以快捷簡便的控制電路。但是在使用單片機(jī)的過程中，遇到了很多困難，其中包括硬件和軟件的問題。在編程的過程中，雖然控制的目的很明了，但是具體實(shí)施起來，程序的編譯就有些困難了。如雷達(dá)的原理和程序的編寫，對于這樣的問題我通過在網(wǎng)上和圖書館里查閱資料