超声波测距汽车倒车防撞报警器设计

超声波测距汽车倒车防撞报警器设计

摘要

本设计采用超声波测距，可用作汽车泊车安全辅助装置，能以声音和更为直观的LED 显示告知驾驶员汽车周围障碍物的情况，解除了驾驶员在泊车和起动车辆时前后左右探视所引起的烦扰，并帮助驾驶员扫除了视野死角和视线模糊的缺陷，提高了泊车安全性。

本设计硬件部分主要由单片机控制电路、超声波发射电路、超声波接收电路、数码管显示电路、电源电路和报警电路组成，软件部分主要由主程序、超声波发射接收子程序、距离计算子程序及显示子程序等部分组成。本设计由AT89C2051单片机控制时间计数，计算超声波自发射至接收的往返时间，利用超声波在空气中的传输速度，从而得到实测距离。该设计的电路设计合理简单、工作稳定、性能良好、检测速度快、计算简单、易于做到实时控制，并且在测量误差方面能够达到简单工业实用的要求。

关键词：AT89C2051、超声波、数码管、汽车倒车

Auto reverse bull alarm design

Abstract

This design uses the ultrasonic ranging, can be used for car parking safety auxiliary devices, to sound and more ocular LED display told the driver of the car around obstacles, lifting the driver in the parking and starting vehicles around when visiting caused the trouble, and help eliminate the vision blind Angle and the driver of sight fuzzy defects, improve the safety car parking.

The design of hardware mainly by single-chip microcomputer control circuit, ultrasound circuit, ultrasonic receiving circuit, digital circuit, the pipe display circuit and alarm circuit composition, the software of mainly by the main program, ultrasound receiving interruption program, distance subroutines and display subroutines components. This design by single chip microcomputer AT89C2051 control time count, the calculation to receive from launch ultrasonic round-trip time, use of ultrasonic transmission speed in the air, so as to get the distance. The design of the circuit design simple, reasonable stable and good performance, test speed, simple calculation, easy to do real-time control, and in the measurement error can achieve simple industrial practical requirement.

Key words: AT89C2051 ,Ultrasonic, Digital tube,Automobile reverse

1. 绪论 (1)

1.1课题研究背景及目的 (1)

1.2课题国内外研究状况 (2)

1.3课题研究方案比较 (3)

1.4论文构成及研究内容 (4)

2.超声波基本发展史及原理 (5)

2.1超声波发展简史 (5)

2.2超声波的应用 (6)

2.3超生波测距方法 (9)

3.系统整体设计 (10)

3.1系统整体设计框图 (10)

3.2硬件选型 (11)

3.2.1超声波探头的中心频率及主要参数 (11)

3.2.2单片机的选择 (12)

3.2.3其他元器件的选择 (13)

4.硬件电路设计 (13)

4.1单片机外围电路设计 (13)

4.2超声波发射电路设计 (14)

4.3超声波接收电路设 (15)

4.3.1CX2016A简介 (15)

4.3.2超声波接收电路 (16)

4.4LED显示电路 (17)

4.5报警电路设计 (18)

5.软件系统设计 (19)

5.1 程序流程设计 (19)

5.2汽车倒车报警器程序的程序清单 (20)

6.总结 (24)

附录 (25)

1.绪论

1.1课题研究背景及目的

随着社会经济的发展,交通运输业日益兴旺，我国汽车的数量逐年攀升。另外，随着中国城市化的加速推进，这一数字还会在相当长时间内持续高水平的增长。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便利的同时，由于倒车而产生的问题也日益突出。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。据初步调查统计，15％的汽车事故是由汽车倒车“后视”不良造成的。因此，人们对汽车操纵的便捷性提出了更高的要求，希望有种装置能够解决汽车倒车给人们带来的不便，消除驾驶中的不安全因素，可将车辆快速准确地停放到指定的位置。鉴于此，设计一种响应快、可靠性高且较为经济的汽车倒车防撞报警系统势在必行。

本文介绍的倒车防撞报警器，与汽车配备的倒车雷达原理和用途一致，都是利用超声波测距原理实现实时测距，都是用作“泊车辅助装置”，可称作“简单型”的倒车雷达。但相比市场上各种价格昂贵的倒车雷达产品，本文介绍的倒车防撞报警器，价格更为经济，电路更为简单，精度也能满足常用要求。防撞报警器是汽车泊车或者倒车时的安全辅助装置，由超声波传感器(俗称探头)、单片机控制系统、LED显示和蜂鸣器等部分组成。防撞报警器的主要作用是在倒车时，利用超声波测距原理，由装置于车尾保险杠上的超声波传感器发送超声波，超声波遇到障碍物后反射至超声波传感器，从而计算出车体与障碍物之间的实际距离，再给驾驶员以提示，使停车和倒车更容易、更安全。该装置能够在驾驶员视野的死角处，通过LED显示、声音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。