倒车雷达论文汇总
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3、超声波发射电路
发射电路主要由反向器74LS04和超声波发射换能器T构 成,单片机P1. 0端口输出的40 kHz方渡信号一路经一级反 向器后送到超声波换能器的一个电极,另一路经两级反向 器后进到超声波换能器的另一个电极。用这种推挽形式将 方渡信号加到超声波换能器两端,可以提高超声波的发射 强度。
基于单片机的汽车 倒车雷达的设计与实现
一、前 言
近年来, 随着汽车产业的迅速发展和人们生活水 平的不断提高, 我国的汽车数量正逐年增加。同时汽 车驾驶人员中非职业汽车驾驶人员的比例也逐年增 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 就会发生追尾事故。因此, 增加汽车的后视能力, 研 制汽车后部探测障碍物的倒车雷达便成为近些年来 的研究热点。
❖ 另一方面可以增加超声换能器的阻尼效果,缩短其 自由振荡的时间。超声波接收电路图 如右:
5、语音报警
❖ 倒车雷达在实际应用中如果加入语音报警这一模块,会更 方便和实用,出于这一构思,我们决定加上语音报警模块。
❖ SC1060是最新开发应用于倒车雷达等的新型语音芯片,外 围元件少,电路简单,控制方便,成本低。可应用于汽车倒车、 建源自文库施工工地以及一些工业现场的位置监控,也可用于如 液位、井深、管道长度的测量等场合。元件管脚图如下:
经信号放大电路放大到适当的范围,再由A/D转换器转换成 数字量来完成,进行结果补偿,构成一个高精度的数字温度 检测系统。然后还可以将这一设计用于其它精度要求较高的应 用,这正好符合我们把学习举一反三的宗旨。
2. 电路板上包括超声波收发传感器、接收放大电路、四位 LED数码显示、四位按键(四个按钮和蜂鸣器属于功能预 留,程序中无定义) 。这是为后续开发应用所预留的,我 们可以在程序中定义为开关功能,按下一个按键,电路板 开始测距,
七、结束语
这个设计综合运用了我们所学的知识,包括模拟电子技术, 数字电子技术,单片机技术,传感器及电子CAD电子电路的设 计等。本文设计的倒车雷达系统采用AT89C51作为主控芯片, 可以实现实时的超声波测距,并将所测距离在数码管上显示出 来,同时通过语音报警电路对不同距离段进行不同的语音提示。 我们后期添加的语音报警模块虽然不够成熟,但是我们的预期 目的已经实现,我们会在做的不成熟的地方继续努力改进。
超声波发射电路原理图如下图所示 :
4、超声波检测接收电路
❖ 参考红外转化接收期刊的电路采用集成电路CX20106A,这 是一款红外线检波接收的专用芯片,常用于电视机红外遥控 接收器。考虑到红外遥控常用的载波频率38KHz 与测距超声 波频率40KHz 较为接近,可以利用它作为超声波检测电路。 实验证明其具有很高的灵敏度和较强的抗干扰能力。上拉电 阻R10、R11,一方面可以提高反向器74LS04输出高电平的 驱动能力,
下面是语音外接功放的电路原理图:
6、视频演示
五、系统软件设计
1. 软件设计采用模块化,把电路的几个模块分开来做,目的 是程序互不干扰,如果其中某个子程序有问题,不会影响 其他模块的运行。
2. 超声波测距仪的软件设计主要由主程序、超声波发生子程 序、超声波接收中断程序、显示子程序及语音控制程序组 成。我们知道汇编语言程序则具有较高的效率并且容易精 确计算程序运行的时间,而超声波测距仪的程序有较复杂 的计算(计算距离时),和要求精确计算程序运行时间(超声 波测距
按下另一个按键电路板停止测距,或者定义为多档距离报警 设定,当检测到低于设定距离时,驱动蜂鸣器报警。
3. 我们的电路板也可以在加以改进,例如用1602的液晶模块代 替数码管显示,这样在应用中更稳定,也更加的实用。另外在 语音报警方面,我们会在现在的基础上,让在关键的位置上 做准确报警,这样更有利于实际的运用。
四、系统硬件设计
❖ 硬件电路主要分为单片机系统及显示电路、超 声波发射电路,超声波检测接收电路和语音报 警电路四部分。下图是我们设计的PCB电路板:
1、实际电路板如下所示:
2、单片机系统及显示电路
显示电路采用简单实用的4 位共阳LED 数码管,段码用 74LS245 驱动,位码用PNP9012 三极管驱动。单片机系 统及显示电路如下图所示:
计数器所计的数据就是超声波所经历的时间,通过 换算就可以得到传感器与障碍物之间的距离。可应用 于汽车倒车、建筑施工工地以及一些工业现场的位置 监控,也可用于如液位、井深、管道长度的测量等场 合。
❖ 关键词:汽车; 超声波; 倒车雷达; 单片机
三、倒车雷达工作原理
倒车雷达功能主要是由超声波测距仪来实现的, 超声波测距仪是通过不断检测超声波发射后遇到障 碍物所反射的回波,有单片机测出从发射到接收到 回波的时间,计算出障碍物到汽车尾部的距离 S=CT/2。其中C为超声波波速 ,T为声波来回所用 的时间。原理图如下:
时),我们对汇编语言编程比较熟悉,所以控制程序采用汇编 语言编程。
3. 软件是整个控制系统的思想,软 件对系统的功能有很大影响,软 件的性能对整个设计起着关键作 用。右图是软件结构框图,实现 了对系统初始化,发射超声波及 检测超声波,计算距离和显示距 离的功能。
六、 测距仪改进的设想
1. 由于受环境温度、湿度的影响,超声传感器的测量值与实际 值总有一些误差,温度测量的精度不仅直接影响了速度的测 量精度,而且也间接影响距离的测量精度,所以温度的测量 很关键。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。所以温度控制是我们改进的主要一个方面,今 后如果我们加上采用温度传感器将温度转化为电量。
本文讨论设计了以单片机核心, 利用超声波 实现无接触测距的倒车雷达系统。整个系统分 为单片机系统及显示电路、超声波发射电路, 超声波检测接收电路和语音报警电路四部分。
二、摘 要
本文设计的超声波测距仪(倒车雷达)主要由单 片机系统及显示电路、超声波发射电路和超声波检 测接收电路三部分组成。采用AT89S52来实现对 CX20106A 红外接收芯片和TCT40-10 系列超声波 转换模块的控制。单片机通过P1.0 引脚经反相器 来控制超声波的发送,然后单片机不停的检测 INT0 引脚,当INT0 引脚的电平由高电平变为低电 平时就认为超声波已经返回。