汽车倒车雷达设计
毕业设计之倒车雷达
随着汽车的迅速增加，停车难已经是不争的事实，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，但不可避免的都存在一个后视盲区。汽车倒车防撞预警系统即俗称的倒车雷达，是汽车泊车时的辅助装置。在汽车倒车时，倒车雷达采用超声波测距原理探测汽车尾部离障碍物的距离，当汽车尾部离障碍物的距离达到探测范围时，倒车雷达通过数码管实时动态显示距离。当汽车尾部离障碍物的距离达到设定的安全警告值时，倒车雷达发出报警声，以警示驾驶员，辅助驾驶员安全倒车。
近两年来，倒车雷达成了商家的电子新宠，众多生产防盗器的厂家纷纷涉足倒车雷达。随着信息化、智能化、网络化的发展，嵌入式系统技术获得广阔的发展空间，工业控制领域也进行着一场巨大的变革，以32位高端处理器为平台的实时嵌入式软硬件技术将应用在工业控制的各个角落。嵌入控制器因其体积小、可靠性高、功能强、灵活方便等许多优点，其应用已深入到工业、农业、教育、国防、科研以及日常生活等各个领域，对各行各业的技术改造、产品更新换代、加速自动化进程、提高生产率等方面起到了极其重要的推动作用。
该系统能够在汽车以较低的速度进行倒车的过程中，识别出车后部的障碍物，并能够测量车与障碍物之间的距离，在车辆与障碍物发生碰撞前，发出声光报警。在车辆上安装一个对障碍物进行监测预警的系统，就能用声音和数码管实时动态显示的距离告知驾驶员周围障碍物的情况，解除驾驶员泊车和启动车辆时前后、左右探视所引起的困扰。同时帮助驾驶员扫除视野的死角和视线模糊的缺陷，驾驶员只需坐在驾驶室就能观察到车前车后的详细情况，做到心中有数，极大的提高了泊车和倒车时的安全和效率。也能让驾驶员在危险时刻到来前及时采取有效措施，减少事故发生，保障人身和财产安全。
摘要
倒车雷达是汽车泊车或者倒车时的安全辅助装置。该系统能够在汽车低速倒车的过程中，识别出车体后部的障碍物，并能够测量汽车与障碍物之间的距离。在车辆与障碍物发生碰撞之前，发出语音警报，提醒司机刹车。
基于单片机的超声波倒车雷达的实现设计
基于单片机的超声波倒车雷达的实现设计超声波倒车雷达是一种有效的辅助驾驶系统，可以在倒车时帮助驾驶员避免碰撞和减少事故的发生。
本文将介绍如何基于单片机实现超声波倒车雷达的设计。
首先，我们需要了解超声波倒车雷达的原理。
超声波倒车雷达通过发射超声波信号并接收反射信号来测量与障碍物的距离。
首先，超声波模块会发射一束超声波信号，然后该信号会与障碍物发生反射。
接下来，超声波模块会接收到反射信号，并根据信号的时间差计算出与障碍物的距离。
最后，将这个距离显示在LCD屏幕上，提醒驾驶员注意。
接下来，我们需要选择合适的硬件和软件来实现这个设计。
在硬件方面，我们需要一个超声波模块（包括超声波传感器和放大器）和一个LCD 屏幕来显示距离。
在软件方面，我们可以使用C语言编程来控制单片机，计算距离并将其显示在LCD屏幕上。
开始实施这个设计之前，我们首先需要连接硬件。
超声波模块的引脚需要连接到单片机的GPIO引脚。
LCD屏幕通常有自己的驱动器，我们需要查看其手册以了解如何连接到单片机。
接下来，我们需要编写程序来控制单片机。
首先，我们需要初始化超声波模块和LCD屏幕。
通过GPIO引脚向超声波模块发送触发信号，然后计算超声波信号的时间差并转换为距离，最后将距离显示在LCD屏幕上。
在编写程序时，我们还可以添加一些附加功能，例如设置距离阈值来触发警报，或者根据距离改变警报的频率。
这些功能可以通过使用if语句或循环来实现。
完成编写程序后，我们需要进行测试和调试。
我们可以通过在倒车时将板子连接到车辆上来测试超声波倒车雷达的功能。
如果一切正常，我们可以观察到LCD屏幕上显示出与障碍物的距离。
最后，在安装超声波倒车雷达之前，我们需要将设备进行封装，以保护电路板和传感器不受外部影响。
我们可以使用3D打印技术创建一个外壳，并将电路板和传感器固定在内部。
在本文中，我们介绍了如何基于单片机实现超声波倒车雷达的设计。
通过了解原理、选择合适的硬件和软件、连接硬件、编写程序、测试和调试以及封装设备，我们可以成功实现这个设计，并为汽车的倒车过程提供一个有效的辅助系统。
汽车倒车雷达设计
汽车倒车雷达设计来源：电子技术应用作者：胡继胜赵力在现代社会中，随着汽车的增多和停车位日趋紧X，泊车成为很多车主头痛的问题，这时倒车雷达就成了汽车的好助手。
倒车雷达是汽车泊车安全辅助装置，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，提高了倒车的安全性。
本文以ATmega16作为核心处理器，采用超声波原理测量出障碍物距车尾的垂直距离。
系统电路设计合理，工作稳定，性能良好，精度高，实时检测速度快，在未来市场上将有一定的实用价值。
1 超声波测距原理超声测距的原理较简单，一般采用渡越时间法，将超声传感器安装在汽车尾部，则障碍物距车尾的垂直距离为：为了提高测距精度，本系统通过温度补偿的方法对传播速度加以校正。
因此只要测量超声发射到超声返回的时间间隔△t及环境温度T，然后根据式(1)、式(2)即可计算出距离S。
2 系统硬件设计本系统采用ATmega16 AVR为控制核心，外围电路由超声波发射电路、超声波接收电路、温度采集模块、声光报警电路、液晶显示电路、接口电路及电源电路等部分组成。
系统框图如图1所示。
2.1 核心控制模块Atmega16是Atmel公司近几年才推向市场的新一代高性能、低功耗、高集成化的8位CMOS微控制器。
由于其先进的指令集以及单时钟周期指令执行时间，加上片内32 个通用工作寄存器都直接与算术逻辑单元(ALU) 相连接，使得一条指令可以在一个时钟周期内同时访问两个独立的寄存器，大大提高了代码效率，运行速度比AT89C51高出10倍。
用于边界扫描的JTAG 接口，可以对片上16 KB闪存Flash在线编程和调试，非常方便软件的升级。
内部集成了较大容量的存储器和丰富强大的硬件接口电路，如定时/计数器、实时时钟、快速PWM通道、A/D 转换器、I2C的串行接口、可编程的串行USART接口、SPI串行接口和带片内晶振的可编程看门狗定时器以及片内的模拟比较器等，除传感器外几乎可以不需要其他任何元件即可构成系统，从而为本设计提供了灵活而低成本的解决方案。
基于单片机的汽车倒车雷达系统设计毕业设计
基于单片机的汽车倒车雷达系统设计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防撞预警系统势在必行，超声波测距法是最常见的一种距离测距方法，本文介绍的就是利用超声波测距法设计的一种倒车防撞系统。
论文的内容是基于AT89C51单片机倒车防撞系统的设计，主要是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单片机的倒车防撞系统。
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。
论文概述了倒车雷达的发展及基本原理，整个电路采用模块化设计，由主程序、预置子程序、发射子程序、接收子程序、显示子程序等模块组成。
各探头的信号经单片机综合分析处理，实现超声波测距仪的各种功能。
在此基础上设计了系统的总体方案，最后通过硬件和软件实现了各个功能模块。
相关部分附有硬件电路图、程序流程图。
关键字：单片机超声波AT89C51一、引言1、倒车雷达设计的背景至今世界汽车工业经过了近122年的发展，当代汽车已经非常成熟和普遍了。
汽车已经渗透于国防建设、国民经济以及人类生活的各个领域之中，成为人类生存必不可少的、最主要的交通工具，尽管每辆车都有后视镜，但不可避免地都存在一个后视盲区，倒车雷达则可以在一定程度上帮助驾驶员扫除视角死角和视线模糊的缺陷，提高驾驶的安全性，减少剐蹭事件。
本次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体的距离而设计开发的。
该系统将微技术与超声波的测距技术、传感器技术等相结合，可检测到汽车倒车中，其障碍物与汽车的距离，通过液晶显示屏显示距离。
2、倒车雷达的发展状况经济的发展和科学技术的进步，推动着交通运输业朝行驶高速化，车流密集化和驾驶非职业化的方向发展。
同时，汽车的生产量和保有量都在急剧增加。
10汽车倒车雷达系统设计
10汽车倒车雷达系统设计汽车倒车雷达系统是一种非常重要的汽车安全辅助系统，它能够有效地帮助驾驶员在倒车时避免碰撞和保护车辆周围的行人和物体免受损害。
本文将介绍汽车倒车雷达系统的设计原理、工作流程以及如何选择和安装倒车雷达系统。
一、设计原理汽车倒车雷达系统的设计原理是利用超声波传感器来探测车辆周围的障碍物，通过测量超声波反射的时间来计算障碍物的距离和位置。
当系统检测到障碍物距离车辆过近时，会发出警告声或显示警告信息，提醒驾驶员及时采取行动。
二、工作流程汽车倒车雷达系统的工作流程通常包括以下几个步骤：1.探测障碍物：当车辆进入倒车状态时，倒车雷达系统开始工作，探测车辆周围的障碍物。
2.计算距离：系统通过测量超声波反射的时间来计算障碍物离车辆的距离，并将距离信息显示在车载显示屏上。
3.发出警告：当系统检测到障碍物距离车辆过近时，会发出持续的警告声或显示警告信息，提醒驾驶员及时采取行动。
4.辅助倒车：一些高端的倒车雷达系统还配备有辅助倒车功能，可以通过声音提示或图像指引帮助驾驶员完成倒车动作。
三、选择和安装选择适合自己车辆的倒车雷达系统非常重要，以下是选择和安装倒车雷达系统的一些建议：1.选择适合车辆尺寸和需求的倒车雷达系统，一般应选择覆盖车辆四周的全方位探测系统，以确保倒车时能够全面监测周围环境。
2.选择品质可靠的倒车雷达系统品牌，尽量选择有着较好口碑的品牌产品，保证系统的稳定性和可靠性。
3.在安装倒车雷达系统时，确保传感器位置合适，能够覆盖到车辆四周的障碍物，避免“盲区”出现。
4.确保电源连接正确，传感器安装牢固，避免在行驶过程中因传感器脱落或松动而影响系统的正常工作。
5.使用前仔细阅读使用说明书，熟悉系统的操作方法和功能，以充分发挥倒车雷达系统的作用，并提高倒车时的安全性。
综上所述，汽车倒车雷达系统是一种非常有效的汽车安全辅助系统，可以有效地帮助驾驶员在倒车时避免碰撞事故。
选择适合自己车辆的倒车雷达系统并正确安装和使用，将为您的驾驶带来更多的安全保障和便利。
stm32智能倒车雷达毕业设计任务书
stm32智能倒车雷达毕业设计任务书一、课题背景汽车市场上，智能倒车雷达已经成为必备功能之一，其可以有效地帮助驾车人员避免倒车时碰撞障碍物的情况。
因此，设计并实现一款高可靠性、性能优越的stm32智能倒车雷达，具有较高的实用性意义。
二、研究目的本设计旨在实现stm32智能倒车雷达的硬件和软件设计，包括硬件设计、软件开发、测试和验证。
其中硬件设计部分包括电路原理图的设计、PCB电路板的绘制和制作；软件部分包括RTOS嵌入式操作系统、STM32芯片驱动程序、通信协议等的编写；测试和验证部分包括对系统的稳定性、精度、延迟等进行评估以及系统集成和优化。
三、研究内容1、硬件设计（1）系统电路原理图设计：包括LED指示灯、LCD屏幕、超声波传感器和STM32F103RET6芯片等的电路原理图的设计。
（2）系统PCB电路板绘制：根据电路原理图设计绘制PCB电路板，包括元器件位置、布线、连接形式等。
2、软件设计（1）RTOS嵌入式操作系统设计：该系统采用FreeRTOS嵌入式操作系统，实现系统能够同时完成多个任务且保持系统稳定。
（2）STM32芯片驱动程序编写：实现LCD显示、超声波传感器控制等功能。
（3）通信协议设计：设计系统通信协议，实现系统中各个模块之间的数据交互。
3、测试和验证（1）系统稳定性评估：测试系统的稳定性，并记录系统运行时百分比违规时间。
（2）系统精度评估：测试雷达探测的距离精度，记录探测距离的实际值和理论值，进行误差分析。
（3）系统延迟评估：进行系统的延迟测试，并以毫秒为单位记录系统延迟时间。
（4）系统集成和优化：验证系统的整体性能，对需要改进的地方进行集成和优化。
四、实施计划任务名称 | 计划开始时间 | 计划结束时间---|---|---研究项目调研 | 2020.9 | 2020.10电路原理图设计 | 2020.11 | 2020.12PCB电路板绘制 | 2021.1 | 2021.2RTOS嵌入式操作系统设计 | 2021.3 | 2021.4STM32芯片驱动程序编写 | 2021.5 | 2021.6通信协议设计 | 2021.7 | 2021.8系统稳定性评估 | 2021.9 | 2021.10系统精度评估 | 2021.11 | 2021.12系统延迟评估 | 2022.1 | 2022.2系统集成和优化 | 2022.3 | 2022.4论文撰写 | 2022.5 | 2022.6五、预期成果本课题将完成STM32智能倒车雷达的设计，具有以下成果：1、具有高可靠性的硬件设计和实现，包括电路原理图、PCB电路板、元器件设计，实现雷达的无故障运行。
汽车倒车雷达预警系统的设计及实现
毕业论文﹙设计﹚题目汽车倒车雷达预警系统的设计及实现学生姓名王阳学号********** 所在学院物理与电信工程学院专业班级通信1204班指导教师张文丽完成地点陕西理工学院2016年6月5日毕业论文﹙设计﹚任务书院(系) 物理与电信工程学院专业班级通信1204 学生姓名王阳一、毕业论文﹙设计﹚题目汽车倒车雷达预警系统的设计及实现二、毕业论文﹙设计﹚工作自__2015 __年__ 12 _月__ 日起至_ 2016__年 6 月日止三、毕业论文﹙设计﹚进行地点: 物电学院实验室四、毕业论文﹙设计﹚的内容要求：1、本次毕业设计要求如下：设计一个汽车倒车雷达预警系统，要求：⑴该系统可实现汽车倒车时车尾保险杠和障碍物之间的测距，并能够实时显示；⑵系统可预设测距报警的下限值，当实际测距小于预设值时，系统应报警提示，同时可实现对预设值的调整和修改；⑶报警方式要求有两种以上，以更好地提示驾驶员车辆周边的情况，从而提高汽车倒车的安全性。
2、毕业设计成果要求：程序代码、硬件实物和论文，论文要求计算机打印（A4纸），论文有不少于3000词的相关英文中文翻译。
3、毕业设计时间安排：1—4周：查阅相关资料，熟悉题目内容，掌握设计原理，提交开题报告；5—10周：根据设计原理，进行相应软、硬件设计；11—12周：完善设计功能，整理资料并进行结果测试及分析；13—14周：毕业设计验收；15—16周：撰写、修改、提交毕业论文，毕业答辩。
指导教师系(教研室)系(教研室)主任签名批准日期接受论文 (设计)任务开始执行日期学生签名汽车倒车雷达预警系统的设计及实现王阳（陕西理工学院物理与电信工程学院通信工程专业1204班，陕西汉中 723001）指导教师：张文丽[摘要]汽车倒车雷达预警系统能在汽车倒车时为驾驶员提供周围障碍物信息，可降低倒车难度，避免驾驶员因方向感不强、判断和操作失误而引起的事故。
本课题设计了一个汽车倒车雷达预警系统，倒车时，驾驶者启动倒车雷达，在控制器的控制下，由装置于车尾保险杠上的探头发送超声波，遇障碍物产生回波信号，传感器接收到回波信号后经控制器进行数据处理，判断出障碍物的位置，由显示器显示距离并发出语音警示信号，以提示驾驶员车辆周边的情况，从而提高汽车倒车的安全性。
基于超声波测距的汽车倒车雷达系统的设计
摘要本文的内容是基于超声波测距的汽车倒车雷达系统的设计，主要是利用超声波的特点和优势，将超声波测距系统和STC89C52RC单片机结合于一体，设计出一种基于STC89C52RC单片机的汽车倒车雷达系统。
本系统采用软硬件结合的方法，包括电源模块、单片机及显示模块、报警模块、超声波发射与接收模块，具有模块化和多功能化的特点。
该设计的原理是超声波发射器发射一连串超声波，遇到障碍物后反射回来，由超声波接收器接收，只要能计算出超声波从发射到接收的时间，就可以通过计算子程序得出汽车与障碍物的距离，当距离小于报警距离时，发出相应的声光报警。
论文概述了汽车倒车雷达系统的发展及基本原理，阐述了超声波传感器的原理及特性。
对于系统的一些主要参数进行了讨论，并且在介绍超声波测距系统功能的基础上，提出了系统的总体构成。
通过多种设计方案比较，得出了最佳设计方案，并对系统各个设计单元的原理进行了介绍。
对组成各系统电路的芯片进行了介绍，并阐述了它们的工作原理。
论文介绍了系统的软件结构，通过编程来实现系统功能。
关键词：汽车倒车雷达系统；STC89C52RC；超声波测距AUTOMOBILE-REVERSING RADAR SYSTEMAbstractThe paper is based on the ultrasonic distance reversing collision avoidance system design, mainly using ultrasound features and advantages, ultrasound ranging system and the integration with the integration STC89C52RC monolithic integrated circuit,including power supply module, SCM and display module, alarm module, ultrasonic transmitting and receiving modules, STC89C52RC monolithic integrated circuit based on the design of a reverse collision avoidance warning systems.The design principle of ultrasonic launcher is a series of ultrasonic, encounter obstacles reflected, by the ultrasonic receiver, as long as you can calculate the ultrasonic from transmitting to receiving time, calculation and program can be used cars and obstacle distance, when the distance is less than the alarm distance, sends out the corresponding sound and light alarm.The paper outlines the development and the basic principles of ultrasound tests on the principles and characteristics of ultrasound sensors. Some of the main parameters for the system were discussed, and introducing ultrasonic ranging system functions basic, the overall composition of the system. Through multiple design comparison, the best designed program drawn, and various system design modules principles introduced. On the composition of the system circuit chip introduced and elaborated the principles of their work. Papers introduced system software architecture, through programming to achieve system function.Keywords: Automobile-reversing radar system ;STC89C52RC; Ultrasonic ranging目录摘要 (I)AUTOMOBILE-REVERSING RADAR SYSTEM (II)1 概述 (1)1.1国内外研究现状简述 (1)1.2设计的目的和意义 (2)1.3设计的任务和要求 (3)1.3.1.设计任务 (3)1.3.2设计的技术要求 (3)2 课题的方案设计与论证 (4)2.1方案比较 (4)2.2系统整体方案设计 (5)2.3系统整体方案的论证 (6)3 超声波测距的原理 (8)3.1超声波测距的原理 (8)3.2发射接收时间对测量精度的影响分析 (8)3.3当地声速对测量精度的影响分析 (9)3.4测量盲区 (9)4 系统硬件设计 (10)4.1系统设计 (10)4.2芯片STC89C52RC介绍 (11)4.3超声波传感器 (14)4.4超声波测距模块HC-SR04 (15)4.4.1、HC-SR04的产品特点： (15)4.4.2、HC-SR04的电气参数： (15)4.4.3、超声波时序图： (17)4.5系统硬件电路的设计 (17)4.5.1 显示电路的设计 (18)4.5.2 报警电路设计 (19)4.5.3 电源电路设计 (20)4.5.4超声波接收电路设计 (20)4.5.5超声波发射电路的设计 (21)5 系统软件设计 (24)5.1超声波测距算法的程序设计 (24)5.2主程序设计及其流程图 (26)5.3超声波发送及接收程序 (28)5.4程序清单 (29)总结 (36)致谢 (38)参考文献 (39)附录1 硬件原理图 (40)附录2 实物图 (41)1 概述1.1 国内外研究现状简述汽车倒车雷达在车挂倒挡时开始工作，由探头、主机、显示器和报警器四部分构成，探头可以根据需要安装不同的数量，目前比较常见的是4探头(安装于后保险杠上)和6探头(2前4后)的；除一般的放置位置外，显示器也可以替代原来的后视镜并兼顾这两种功能，它可以显示多种信息。
基于单片机的汽车倒车雷达的设计与实现-开题报告
第四代：液晶荧屏动态显示。这一代产品有一个质的飞跃，特别是荧屏显示开始出现动态显示系 统。不用挂倒档，只要发动汽车，显示器上就会出现汽车图案以及车辆周围障碍物的距离。
二、设计（论文）的基本内容、拟解决的主要问题 为避免汽车在倒车过程中发生碰撞，设计了一种基于单片机的倒车雷达系统。介绍了超声测距
的基本原理，阐述了倒车雷达系统的结构组成、硬件电路设计以及软件设计，倒车距离采用 LCD 进行实时显示，并通过报警电路做出提示。
该系统由单片机控制电路、超声波发射和接收电路、LCD 显示电路以及报警电路等几部分组 成。单片机是整个系统的核心部件，协调各部分电路的工作。单片机在超声波信号发射的同时开 始计时，超声波信号在空气中传播，遇到障碍物后发生发射，反射的回波信号经过处理后 输入到单片机的外部中断口产生中断，单片机停止计时。通过单片机可得到超声通过单片机可得 到超声即可求得车体与障碍物之间的距离。系统配置了两路超声波电路，保证两路超声波信号同时 发射，分别用两个中断口来接收回波信号，从而分别测出两路倒车距离。倒车距离显示的是两路测距 值中的最小值，在达到设计要求的最小距离时系统产生报警。
第五代：魔幻镜倒车雷达。结合了前几代产品的优点，采用了最新仿生超声雷达技术，配以高速 电脑控制，可全天候准确地测知 2 米以内的障碍物，并以不同等级的声音提示和直观的显示提醒驾驶 员。魔幻镜倒车雷达把后视镜、倒车雷达、免提电话、温度显示和车内空气污染显示等多项功能整合 在一起，并设计了语音功能，是目前市面上最先进的倒车雷达系统。
三、技术路线（研究方法） 汽车倒车雷达系统结构框图 硬件设计和软件设计两部分。硬件系统主要由单片机控制电路、超声波和接收电路、LCD 显示 电路及报警电路等五部分组成。系统应用软件采用模块化设计思想，可对各子程序分别进行设计 和调试，然后将调试好的子程序块链接起来进行统调。系统软件模块划分为超声波测距模块、 LCD 显示模块和报警模块等几大功能模块。系统主控制器单片机实现如下基本功能：
汽车倒车雷达系统的设计
倒 车 雷 达 系统 需 要 对 驾 驶 员 盲 区 内 的 障 碍 物 进 行 探 测 ， 为驾 驶 员 提供 倒 车警 告 和 辅 助 泊 车功 能 【 １ ］ 。本 设 计 的 原理 是 利
用超 声 波 探 测 倒 车路 径 上 或 附 近 存 在 的 。 根据发送 和接收的时间差 计算 不同方
ｒ ｅ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｎ ｇ ｉ ｓ ｒ ｅ ａ ｌ ｉ ｚ ｅ ｄ ．
Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ ：ｒ ｅ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｎ ｇ ｒ ａ ｄ ａ ｒ ；ｕ ｌ ｔ ｒ ａ ｓ ｏ ｎ ｉ ｃ ｒ ａ ｎ ｇ ｉ ｎ ｇ ；ｖ ｏ ｉ ｃ ｅ ｌａ ａ ｒ ｍｉ ｎ ｇ；ＧＭ３ １ ０１ ；Ｓ Ｔ Ｃ１ ２ Ｃ ５ Ａ６ ０ Ｓ ２
第２ １ 卷 第 １ ７期
Ｖ０ １ ． ２ ｌ Ｎｏ ． １ ７
电子设 计 工程
Ｅｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｎ ｉ ｃ Ｄｅ ｓ ｉ ￣ － ｎ Ｅｎ ｄ ：
２ ０ １ ３年 ９月
Ｓ ｅ ｏ ． ２ ０ １ ３
汽车倒 车雷达 系统的设计
汪 晓 红
（ 陕 西 工 业职 业技 术 学 院 电 气 工 程 学 院 ， 陕西 成阳 ７ １ ２ ０ ０ ０ ） 摘 要 ：以 Ｓ Ｔ Ｃ １ ２ Ｃ ５ Ａ ６ ０ Ｓ ２单 片机 和 倒 车 主 控 芯 片 Ｇ Ｍ３ １ ０ １为 核 心 部 件 ． 辅 以 温度 传 感 器 、 液 晶显 示器 、 语 音 芯 片 等
Ｄｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｏ ｆ ｔ ｈｅ ａ ｕｔ ｏ ｍｏ ｂｉ ｌ ｅ ｒ ｅ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｎｇ ｒ ａ ｄａ ｒ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｒ ｍ
ＷＡＮＧ Ｘｉ ａ ｏ — ｈ ｏ ｎ ｇ
（ Ｓ ｃ ｈ ｏ ｏ ｌ ｏ ｆＥ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｉ ｃ ａ ｌ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ， Ｓ ｈ ａ ａ ｎ ｘ ｉ Ｐ ｏ ｌ ｙ ｔ ｈ ｅ ｃ ｎ ｉ ｃ Ｉ ｎ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｅ ｏ ｆＴ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ， Ｘｉ ａ ｎ ｙ ａ ｎ ｇ ７ １ ２ ０ ０ ０ ，Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
超声波倒车雷达课程设计
超声波倒车雷达课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生了解超声波倒车雷达的基本原理，掌握其工作流程及组成部分。
2. 使学生理解超声波在介质中的传播特性，掌握超声波的反射、折射、衰减等基本概念。
3. 帮助学生掌握超声波倒车雷达的安装、调试及使用方法。
技能目标：1. 培养学生运用所学知识解决实际问题的能力，能够独立完成超声波倒车雷达的安装与调试。
2. 提高学生的动手实践能力，学会使用相关工具和仪器进行超声波倒车雷达的检测和维护。
3. 培养学生的团队协作能力，能够与他人共同完成超声波倒车雷达的安装与调试任务。
情感态度价值观目标：1. 培养学生热爱科学、勇于探索的精神，激发对物理学科的兴趣和热情。
2. 增强学生的安全意识，认识到安全驾驶的重要性，养成文明驾驶的良好习惯。
3. 培养学生的环保意识，了解超声波倒车雷达在降低交通事故、保护环境方面的积极作用。
本课程针对初中年级学生设计，课程性质为理论联系实践的应用型课程。
学生在学习过程中需具备一定的物理知识和动手能力。
教学要求注重理论与实践相结合，以学生为主体，充分调动学生的积极性、主动性和创造性。
通过本课程的学习，使学生能够将所学知识应用于实际生活，提高解决实际问题的能力。
同时，培养学生在团队合作中发挥个人特长，养成良好的学习态度和价值观。
二、教学内容1. 理论知识：- 超声波基本概念：超声波的定义、产生、传播特性等。
- 超声波倒车雷达原理：超声波发射、接收、距离计算等。
- 安全驾驶知识：倒车注意事项、安全距离判断等。
2. 实践操作：- 超声波倒车雷达的安装与调试：安装位置选择、调试方法等。
- 超声波倒车雷达的使用：操作步骤、注意事项等。
- 故障排查与维护：常见故障分析、维护方法等。
3. 教学大纲：- 第一课时：超声波基本概念、安全驾驶知识。
- 第二课时：超声波倒车雷达原理、实践操作（安装与调试）。
- 第三课时：超声波倒车雷达的使用、故障排查与维护。
4. 教材章节：- 第四章：超声波及其应用。
汽车倒车雷达系统设计
摘要伴随着我国汽车行业的高速发展，特别是近几年来，开始进入私家车时代，汽车的数量正在逐步增加，造成交通越来越拥挤。
驾驶员开始越来越担心行车安全，其中倒车最为典型。
同时汽车驾驶员中非职业汽车驾驶员的比例也在逐年增加。
在公路、街道、停车场、车库等拥挤狭窄的地方倒车时，驾驶员既要前瞻，又要后顾，稍微不小心就会发生追尾事件。
据相关统计调查表明：七分之一的汽车碰撞事故是因汽车倒车时汽车的后视能力不足造成的。
本文设计的倒车雷达系统就是针对汽车倒车时人无法目测车尾与障碍物的距离而设计的距离显示系统。
本系统是将微计算机技术与超声波的测距技术、传感器技术、单片机技术等相结合，可以检测到汽车倒车时障碍物与车尾的距离，通过液晶显示屏显示距离，并根据实际距离发出报警等级。
驾驶员只要在驾驶室里就能做到心中有数，极大的提高了停车和倒车时的安全和效率。
本设计主要由超声波发射、接收电路、单片机处理模块、LED数码显示以及声光报警等部分组成，在论文中主要介绍了系统的硬件设计部分，其次就是对超声波测距的原理及方法也做了较为详细的介绍。
论文首先描述本设计的整体思路，然后介绍各个部分设计中的细节问题。
最终实现了能够探测车后0.35~1.5M内的障碍物的要求。
关键词：超声波倒车雷达距离显示单片机1 绪论 01.1倒车雷达的产生背景 01.2设计的意义及要求 01.3倒车雷达的发展史 (1)1.4论文的结构组成 (2)2倒车雷达的总体设计方案 (4)2.1超声波测距 (4)2.1.1超声波测距原理 (4)2.1.2测量与控制方法 (5)2.1.3理论计算 (5)2.1.4测量盲区 (6)2.2超声波传感器 (6)2.2.1超声波传感器原理及结构 (6)2.2.2超声波传感器的应用 (7)3硬件设计 (8)3.1超声波发射电路 (8)3.1.1超声波接收电路 (9)3.1.2超声波报警电路 (10)3.2超声波显示及控制部分电路 (10)3.2.1对AT89C51的描述及其功能特性 (10)3.2.2 AT89C51单片机的原理及工作特点 (11)3.2.3单片机实现测距原理 (12)3.2.4稳压电源电路 (12)3.2.5显示电路原理 (13)3.2.6温度测量电路 (14)4软件设计 (16)4.1软件设计的要求 (17)4.2超声波测距的算法设计 (17)4.3主程序 (18)4.4超声波发送及接收中断程序 (19)4.5显示子程序和报警子程序 (20)4.6报警刷新程序 (21)总结 (23)致谢 (24)参考文献 (25)附录1:系统总电路 (26)附录2:部分程序 (27)1 绪论随着现代社会的飞速发展，汽车这一交通工具正在为越来越多的人所使用，但是随之而来的问题也显而易见，那就是随着车辆的增多，交通事故的频繁发生，由此导致的人员伤亡和财产损失数目惊人。
超声波倒车雷达的系统设计
超声波倒车雷达的系统设计摘要倒车雷达是针对日益拥挤的道路交通状况、以及在停车场、车库、街道等比较狭窄区域，避免车与车，车与人以及车与墙壁等障碍物发生碰撞，摩擦而出现的一种着眼于倒车防护的汽车防撞系统。
随着越来越多的高科技产品逐渐融入了日常生活中，倒车雷达系统发生了巨大的变化。
仿生学、声学等前沿学科的技术的日趋成熟与实用化，赋予了倒车雷达系统新的的研究方向与意义。
本文描述了一个由三个超声波测距模块构成的，提供语音报警功能的超声波倒车雷达系统。
该系统采用凌阳16位单片机SPCE061A 为核心，分别控制三个超声波模块，每一个超声波测距模块都被设定面向不同方向，以探测不同方向的障碍物。
本系统采用单片机控制时间计数和超声波的发射和接收，利用超声波回波的间隔时间，得出实测距离。
结果表明该系统具有结构简单、工作可靠、精度高等特点。
关键词：SPCE061A单片机；超声波测距；语音提示Ultrasonic Parking Sensor System DesignABSTRACTThe back-draft radar is aims at day by day the crowded road traffic condition, as well as in the parking lot, the garage, the street and so on the quite narrow region, avoids automobile and automobile, obstacle and so on Automobile and person as well as vehicle and wall has the collision, one kind which the friction appears focuses to the back-draft protection automobile collision avoidance system.As well as the high-tech products gradually integrated into the daily life, the Parking Distance Control system has undergone tremendous changes. The Parking Distance Control system has been given the new direction of the research and significance by the developed of the Bionics, Acoustic, etc. This article describes a Parking Distance Control system which contains three ultrasonic ranging modules and the results can be pronounced in real-time. The three ultrasonic ranging modules are set to three different directions to detect the roadblock .This three modules are control by the system which is based on sunplus SPCE061A microprocessor. The time counting and both the transmitting and receiving of the ultrasonic wave are controlled by the microprocessor. The measured distance can be calculated and displayed by the echo time by the code. The features of the simple hardware, stable operation and high precision are incarnated in the proposed system.Key Words: SPCE061A microprocessor ;Utrasonic ranging ;Vice prompts目录第一章绪论 (1)1.1课题背景 (1)1.1.1 倒车雷达的发展历史 (1)1.1.2 倒车雷达的发展方向与展望 (3)1.2课题任务及要求 (3)1.3课题的主要内容及目的 (3)第二章超声波倒车雷达系统的总体方案论证 (5)2.1超声波测距PWM信号方案论证 (5)2.1.1超声波测距PWM信号硬件实施方案 (5)2.1.2超声波测距PWM信号软件实施方案 (6)2.1.3超声波测距PWM信号实施方案比较 (6)2.2超声波倒车雷达系统硬件方案论证 (7)2.3超声波倒车雷达系统软件方案论证 (9)第三章超声波倒车雷达系统的硬件设计 (10)3.1 SPCE061A精简开发板电路原理 (10)3.1.1 SPCE061A简介 (10)3.1.2电源模块 (11)3.1.3放音模块 (11)3.2 超声波测距模块电路的设计 (12)3.2.1超声波谐振频率调理电路的设计 (12)3.2.2超声波回波信号处理电路的设计 (13)3.2.3超声波测距模式选择电路的设计 (14)3.3 转接板电路的设计 (15)3.4 显示电路的设计 (16)3.4.1二极管闪烁报警电路的设计 (16)3.4.2 LCD显示报警电路的设计 (16)3.5 各模块接口分配 (17)第四章超声波倒车雷达系统的软件设计 (19)4.1 超声波测距原理 (19)4.2 μ'nSP IDE的项目文件管理的组织结构 (19)4.3 软件架构 (20)4.4 各模块程序的设计 (21)4.4.1 主程序的设计 (21)4.4.2 超声波测距程序的设计 (22)4.4.3语音播放程序的设计 (24)4.4.4 二极管闪烁程序的设计 (25)4.4.5 LCD初始化及驱动程序的设计 (26)第五章总结 (27)参考文献 (28)附录程序清单 (29)致谢 (46)第一章绪论超声波雷达又称泊车辅助系统，是一种利用超声波原理,由装置于车尾保险杠上的探头发送超声波撞击障碍物后,反射此声波探头,从而计算出车体与障碍物之间的距离。
基于单片机的汽车倒车雷达系统设计毕业设计
基于单片机的汽车倒车雷达系统设计毕业设计汽车倒车雷达系统设计是一项常见的毕业设计项目，本文将详细介绍基于单片机的汽车倒车雷达系统设计。
本设计将使用超声波传感器作为倒车雷达的感知器件，并通过单片机来实现信号的处理和显示。
首先，我们需要选择适合的超声波传感器。
超声波传感器是一种常用的非接触式测距传感器，能够准确测量所测物体与传感器之间的距离。
在汽车倒车雷达系统中，我们可以使用多个超声波传感器进行距离测量，以实现对周围环境的全方位感知。
接下来，我们需要选择合适的单片机作为主控制器。
单片机可以通过编程实现对传感器信号的处理和数据的显示。
常用的单片机有STC89C52、AT89C52等，其具有强大的计算和通信功能。
在硬件设计方面，我们需要按照电路图进行电路的连接。
具体而言，我们将超声波传感器连接到单片机的输入端口，以便获取距离数据。
同时，还可以将液晶显示屏和蜂鸣器等外设连接到单片机的输出端口，以实现对距离数据的实时显示和声音提示。
在软件设计方面，我们需要编写相应的程序代码。
主要包括以下几个功能：1.超声波传感器信号采集：通过单片机的输入端口采集超声波传感器的数据。
采集到的数据将通过AD转换进行数字化处理。
2.距离计算与处理：使用适当的算法来计算车辆与障碍物之间的距离。
在实际应用中，可以将距离划分为几个区域，并根据距离的远近发出相应的警告信号。
3.数据显示与提示：将计算得到的距离数据实时显示在液晶显示屏上，并通过蜂鸣器等输出设备来提醒驾驶员注意周围环境变化。
4.系统优化与稳定性：对系统进行调试和优化，确保系统能够正常运行并具有足够的稳定性。
最后，我们需要对设计的汽车倒车雷达系统进行实验验证。
通过在实际场景中进行测试，可以评估系统的性能，并根据测试结果进行调整和改进。
综上所述，基于单片机的汽车倒车雷达系统设计主要包括硬件设计和软件设计两个方面。
通过对超声波传感器信号的采集和处理，以及对距离数据的显示和提示，可以实现对车辆倒车过程中周围环境的全方位感知和安全驾驶的提醒。
基于单片机的汽车倒车雷达的设计与实现-任务书
(1)测距范围：小于350cm；
(2)距离显示分辨率：1cm；
(3)测距误差：小于5％；
(4)实时显示倒车距离；
(5)蜂鸣器报警功能：
研究方法：系统设计方法采用先搭建系统硬件电路，然后进行系统软件设计。硬件电路需要进行超声波传感器的选取及其设定、单片机的选取、显示电路及其报警电路的设计。软件设计主要包括超声波测距模块、显示模块、倪龙,林廖军.汽车可视倒车雷达预警系统的设计与实现[J].计算机测量与控制,2010,18 (1):150-156
[4]陈烁华,冯桑.倒车辅助系统的技术发展.城市车辆[J],2009,(10):36-38
[5]高旭,朱军.基于AT89S52单片机的超声波倒车雷达系统的设计[J].电子技术,2010,(01):60-61
毕业设计（论文）任务书
学生姓名
系部
汽车与交通工程学院
专业、班级
指导教师姓名
职称
副教授
从事
专业
计算机应用
是否外聘
□是■否
题目名称
基于单片机的汽车倒车雷达的设计与实现
一、设计（论文）目的、意义
随着汽车产业的高速发展，汽车的数量逐年增加，造成公路、街道、停车场、车库等越来越拥挤。在享受汽车给我们带来的便利的同时，由于倒车而产生的问题也同益突出。因为驾驶员在驾车时的视野范围是很有限的，通过车内和外侧的反光镜可以大幅度提高驾驶员的视野范围，但位于车正后方的障碍物以及高度不足以通过反光镜看到的或者距离车身过近的障碍物都可能处于驾驶员的视野死角或者视野模糊区中。这样，小则对驾驶员的泊车、倒车造成不便，大则也会带来一些危险。倒车雷达能够在驾驶员视野的死角处，通过声音、数据、图像等形式为驾驶员提供信息和警示来告知驾驶员周围障碍物的情况，使驾驶员能够更清楚的了解周围障碍物的情况，对驾驶员的起步、泊车、倒车等环节有很大帮助，提高了驾驶的安全性。因此，研究高性能的汽车倒车雷达是有其现实的意义。
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汽车倒车雷达设计作者：吴敏
来源：《科学与财富》2020年第26期
摘要：倒车雷达是汽车驻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，解除了驾驶员驻车、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。
关键词：汽车;倒车雷达;设计
一、倒车雷达相关技术
1）;;; 抗同频干扰技术
在倒车雷达中，探头发射一定频率的超声波，接收的主要还是这个频率的信号。
但在实际使用环境中会存在同频或倍频的信号，这样如果处理不当，就会误判，影响系统的正常工作，降低系统的可靠性。
对此，可以采用独特的软件滤波方法，去除干扰信号，大幅度降低误判。
在硬件设计上，可以将发射和接收信号电路设计在探头内部，使抗干扰性能得到根本性的突破。
2）;;; 不探测地面技术
超声波发射器、接收器是压电陶瓷片材料，由于本身特性，发射时在水平方向上和垂直方向有一定角度（见图1），这样如果探头水平安装，行车中难免会收到地面的回波。
因为路面可能凹凸不平，还有石头、木块等杂物，再者还与负载有关，探头与地面距离也不一样，增加回波的复杂性。
通过与机构配合设计可使超声波在垂直方向上有效地克服探测到地面。
3）;;; 抗共振技术
倒车雷达的探头传感器安装在车的保险杆上，这样探头传感器就和车一样经常在各种振动环境下工作。
要使探头传感器能正常工作而不受颠簸影响，需要设计一种有效的吸振防料，要
求其具有良好的弹性，能防止探头与保险杆形成共振，这样就可保证倒车时超声波均发送、接收不受车体振动的影响。
二、超声波发送模块设计
超声波发送模块包括超声波产生电路和超声波发射控制电路两个部分，超声波探头（又称超声波换能器）选用CSB40T，可采用软件发生法和硬件发生法产生超声波。
软件发生法利用软件产生40kHz的超声波信号，通过输出引脚输入至驱动器，经驱动器驱动后推动探头产生超声波。
这种方法的特点是充分利用软件，灵活性好，但需要设计一个驱动电流在100mA以上的驱动电路。
硬件发生法是利用超声波专用发生电路或通用发生电路产生超声波信号，并直接驱动换能器产生超声波。
这种方法的优点是无须驱动电路，但缺乏灵活性。
40kHz的超声波是利用555时基电路振荡产生的。
其为保证555时基电路具有足够的驱动能力，宜采用+12V电源。
CNT为超声波发射控制信号，由单片机进行控制。
三、超声波接收模块设计
超声波接收模块包括超声波接收探头、信号放大电路和波形变换电路3 部分。
超声波接收探头必须采用与发射探头对应的型号，关键是频率要一致。
由于经探头变换后的正弦波电信号非常弱，因此必须经放大电路放大。
正弦波信号不能直接被单片机接收，因此必须进行波形变换。
按照上面所讨论的原理，单片机需要的只是第一个回波的时刻。
接收电路的设计既可采用专用接收电路，又可采用通用接收电路。
超声波在空气中传播时，其能量的衰减与距离成正比，即距离越近信号越强，距离越远信号越弱，通常在1mV～lV。
当然，不同接收探头的输出信号强度存在差异。
由于输入信号的范围较大，对放大电路的增益提出了两个要求：一是放大增益要大，以适应小信号时的需要;二是放大增益要能变化，以适应信号变化范围大的需要。
四、语音电路设计
语音报警是指当倒车雷达探测到的距离小于所设定的安全值时，发出声音提醒驾驶员。
M3720是单声一闪灯报警音效集成电路，芯片内存储一种报警音效，可直接驱动蜂鸣器发声或经外接功放三极管推动扬声器放音，同时还能驱动一只LED闪烁。
该芯片各引脚功能为：5脚VDD、1脚VSS分别为电源输入端与负端，VDD电压为3～3.5V;8腳X和7 脚Y分别为芯片外接振荡电阻器端;6脚TG为触发控制端，低电平触发有效;3脚BZ和2 脚BB分别为报警音效输出端，可直接外接压电陶瓷蜂鸣器，如果驱动扬声器则由3 脚BZ端引出;4脚L 为闪灯输出端，可直接驱动LED发光。
五、技术标准
在进行倒车雷达设计时，需满足以下技术标准：
1）电源技术标准
采用12V供电的产品，其工作电压范围为9.6～16V，消耗功率不超过1W。
2）;;; 系统自检功能技术标准
对于自检功能，当挂人倒车挡后，倒车雷达进行自检。
当系统自检正常时，蜂鸣器响1 声，=200ms;当系统自检不正常时，蜂鸣器长鸣2s，然后报警故障探头。
其工作波形如图2 所示。
注意：如果有多个探头故障，则连续报警每个探头，但循环次数改为3 次。
最大探测距离为140cm。
3）;;; 探测报警区技术标准第一报警区：81～140cm第二报警区：36～80cm第三报警区：35cm以下各报警区的报警方式见表1
4）;;; 测试条件技术标准
（1）正常测试条件。
温度：15～35℃
相对湿度：25%-75%大气压力：86～106kPa
试验电压：（12±0.1）V（12V供电）
探头离地面高度：依实车安装高度
（2）极端测试条件。
温度：-30～85℃
相对湿度：测试箱内不出现过分凝结水
试验电压：（12±0.1）V（12V供电）
探头表面：低温时探头表面冰块或冷凝水应清理
探头离地面高度：依实车安装高度。