汽车倒车测距仪原理及电路分析

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汽车倒车测距仪的设计

汽车倒车测距仪的设计目录摘要 (2)Abstract (2)第一章绪论 (3)1. 1 研究背景 (3)1. 2 发展概况和当前存在的问题 (4)1. 2. 1 发展概况 (4)1. 2. 2 当前存在的问题 (4)1. 3 本设计的主要内容和目的 (5)第二章系统方案相关理论 (6)2. 1 汽车倒车超声波测距系统主要功能的概述 (6)2. 2 汽车倒车超声波测距系统的原理 (7)2. 3 超声波测距系统的主要技术指标 (9)第三章硬件设计及调试 (10)3. 1 系统装置的硬件组成 (10)3. 1. 1 单片机控制系统 (10)3. 1. 2 超声波发射电路 (11)3. 1. 3 超声波接受电路 (11)3. 1. 4 LED液晶显示电路 (13)3. 2 焊接 (14)3. 3 调试过程及方法 (14)第四章软件设计及调试 (16)4. 1 系统软件设计整体介绍 (16)4. 2 系统的程序 (17)4. 3 软件调试简介 (24)第五章总结 (25)致谢 (26)参考文献 (27)汽车倒车测距仪摘要随着科学技术的快速发展，超声波在传感器中的应用也越来越广。

但就目前技术水平来说，人们可以具体利用的传感技术还十分有限，因此，这是一个正在蓬勃发展而又有无限前景的技术及产业领域。

而本文介绍的是一种可应用于倒车测距仪的超声波测距系统。

本系统采用STC89C52单片机为核心，结合发射和接受模块以及液晶显示构成整个的测距系统，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，提醒司机刹车。

倒车测距仪是用来探测车身和周围的障碍物并显示其距离，以帮助驾驶员安全倒车或停车的辅助电子设备，对驾驶员倒车的安全起到了很大作用。

因此本系统的设计具有广泛的运用价值和意义。

关键词：传感技术超声波测距运用价值AbstractWith the rapid development of science and technology, in the application of ultrasonic sensors is more and more widely. But so far the technical level, the specific use range finder technology is limited, so, it is a vigorous development and infinite prospect areas of technology and industry. And this paper is a kind of can be applied to reverse the ranger ultrasonic ranging system. The system uses the STC89C52 microcontroller as the core, combining the launch and accept modules and liquid crystal display constitute the whole range finder system, This system can be identify obstacles at the back of the car and able to measure the distance between the car and the obstacles,and before the car run into obstacles,it can give out sound and light alarm signal, remind the driver brakes,when the car reversing with a low speed ,.Reverse rangefinder is an assist electronic equipment what can used to detect the body and the surrounding obstacles and show the distance, to help the driver safety reversing or parking,It plays a large role when the drive reversing So the design of system hasbroad application value and meaning.Keyword：sensor technology ultrasonic ranging use Value第一章绪论1. 1 研究背景信息高度发达、生活快节奏的现代社会中，电子信息技术的应用随处可见，在生活中已投入使用的有：电视机、手机、电脑、先进的工业控制系统、通信雷达系统和卫星遥感系统，甚至是汽车倒车、无人侦查飞机等无一例外的不使用到电子信息技术。

汽车倒车测距仪

题目：汽车倒车测距仪目录1、课程设计目的及内容要求----------------32、设计思路及原理----------------------------33、电路设计原理图----------------------------44、程序清单及流程图-------------------------95、问题分析及解决方法----------------------146、心得体会-------------------------------------15一、设计内容及要求1、设计一个微机控制的汽车倒车测距仪，能测量并显示车辆后部障碍物离车辆的距离，同时用间歇的“嘟嘟”声发出警报，“嘟嘟”声间隙随障碍物距离缩短而缩短，驾驶员不但可以直接观察到检测的距离，还可以凭听觉判断车后障碍物离车辆距离的远近；①开机后先显示“———”，并有开机指示灯。

②CPU发射超声波1ms，然后显示60ms；即1ms+60ms为一个工作周期，等待回波，在次周期内完成一次探测。

③根据距离远近发出报警声并显示距离。

障碍物距离小于1m，距离值变化5cm更换显示，否则不更换；距离在1m以上，新值与原显示值之差大于10cm更换，否则不更换。

④用三LED位数码管显示障碍物距离2、硬件电路原理图和软件框图；3 编写控制程序，写出设计任务书（总结报告）。

4设计任务：（1）、选用8088和适当的存储器及接口芯片完成相应的功能。

（2）、用LED显示器显示电子锁的当前状态。

（3）、画出详细的硬件连接图。

（4）、给出程序设计思路、画出软件流程图。

（5）、给出地址分配表。

（6）、给出所有程序清单并加上必要注释。

（7）、完成设计说明书（列出参考文献，所用器件型号）。

二、设计原理超声波测距原理：利用发射超声波的装置向着某一方向发射一束超声波，再利用计时器计算超声波发出以及遇到障碍物反射回来的时间差来测量距离。

由声音在空气中的传播速度v=340m/s及匀速运动位移关系式：s=vt可计得声音往返距离s，则s/2就是单程距离。

-汽车倒车测距仪

一、应用系统的一般构成1、硬件系统按照系统所需功能，系统硬件结构可以划分为三大主要模块：测距系统、控制系统以及显示和语音报警系统。

系统总体结构框图如1所示.图1 系统总体结构图其中测距系统有超声波发射、接收子系统构成；控制部分以AT89S51单片机为核心，其P1.0口输出低电平控制超声波发射电路产生40KHz的超声波，利用外部中断监测超声波接收电路输出的返回信号；显示报警部分由显示系统及语音系统构成，其中显示系统采用简单实用的4位共阳8段LED数码管。

二、设计原则和要求倒车测距仪是一个由单片机控制的汽车泊车安全辅助装置。

该测距仪将单片机的实时控制及数据处理功能，与超声波的测距技术、传感器技术相结合，能够测量并显示车辆后部障碍物里车辆的距离，同时用间歇的“嘟嘟”声发出警报，“嘟嘟”声间隙随障碍物距离的缩小而缩短，驾驶员不但可以直接观察到显示的距离，还可以凭听觉判断车后障碍物离车辆的远近，解除了驾驶员泊车和起动车辆时前后左右探视所引起的困扰，并可以帮助驾驶员扫除视野死角和视线模糊的缺陷，提高驾驶的安全性。

三、基本设计内容和步骤本文将在以单片机为控制核心的基础上，设计出汽车倒车测距仪的电路，并通过数码管显示及蜂鸣器报警来提示障碍物与车后的距离。

分别完成单片机控制电路设计、数码管显示电路设计、蜂鸣器报警电路设计、按键控制电路设计及超声波测距模块的安装与调试等。

软件设计中，通过汇编语言编写程序，完成单片机对外围芯片的驱动与控制，从而完成整个汽车倒车测距仪的功能实现。

四、硬件和软件的具体设计1、系统硬件的具体设计（1）单片机控制电路设计采用AT89S51作为系统控制器。

它是美国ATMEL公司生产的低功耗、高性能CMOS 8位单片机，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准8051指令系统及引脚。

它集Flash程序存储器既可在线编程，也可用传统方法进行编程。

AT89S51提供以下标准功能：4k字节Flash闪速存储器，128字节内部RAM，32个I/O口线，看门狗，2个数据指针，2个16位定时/计数器，一个5向量两级中断结构，一个全双工串行通信口，单片机振荡器及时钟电路。

汽车测速及倒车提示产品介绍及电路原理

汽车测速及倒车提示产品介绍及电路原理一、微动按钮功能K5，复位键：按一下，电路复位，电路处于待机状态。

K4，正转键：按一下，电机MG1正转。

K3，加速键：正转时，按一下，电机MG1加速。

K2，减速键：正转时，按一下，电机MG1减速。

K1，倒车键：按一下，电机MG1反转。

二、产品功能介绍1．电路正确连接后，接通电源，按一下微动按钮K5，数码显示管DS1显示0000。

2．按一下微动按钮K4，电机MG1转动并带动转盘（遮断器）转动，数码显示管DS1显示数字，再按一下K4，电机MG1停转，电路复位。

3．在按一下微动按钮K4后，按一下微动按钮K3，电机MG1转动加快并带动转盘（遮断器）转动，数码显示管DS1显示数字，此时显示的数字增大。

可按微动按钮K3三次（三档），第四次按动K3时，电机MG1停转，电路复位。

4．在按一下微动按钮K4后，按一下微动按钮K2，电机MG1转速减慢并带动转盘（遮断器）转动减慢，数码显示管DS1显示数字减少。

再按一下微动按钮K2，电机MG1停转，电路复位。

5．按一下微动按钮K1，电机MG1倒转并带动转盘（遮断器）转动，此时为汽车倒车。

用障碍物放在离开超声接收器LS1和超声发生器LS2一定距离的位置上，数码显示管DS1显示数字，此时显示的数字为障碍物与LS1和LS2的距离（相当于汽车与障碍物的距离，单位为厘米），如果障碍物距离变动，数码显示管DS1显示数字也随之变化。

当距离等于20厘米时，电机MG1自动停转。

或在大于20厘米时再按一下微动按钮K1，电机MG1停转，电路复位。

三、电路原理该产品是由下面几部分电路组成：超声波发射电路、超声波接收电路、提示音发生器、直流电机控制电路、转速检测电路、单片机电路、显示电路和电源电路。

汽车测速及倒车提示功能及电路原理第 3 页共 3 页。

汽车倒车雷达探测器的工作原理

汽车倒车雷达探测器的工作原理汽车倒车雷达探测器是一种常见的汽车安全辅助设备，它可以有效地帮助驾驶员在倒车时避免发生碰撞事故。

本文将详细介绍汽车倒车雷达探测器的工作原理。

一、工作原理概述汽车倒车雷达探测器通过使用超声波来实现对周围环境的探测。

它通常由多个传感器、控制模块和报警装置组成。

当车辆倒车时，传感器会发射超声波信号，并接收回波。

通过分析回波信号的时间和强度，控制模块可以准确计算车辆与障碍物之间的距离，并及时向驾驶员发出警报。

二、传感器汽车倒车雷达探测器的传感器通常安装在车辆的后保险杠上。

它们使用超声波传感器来发射和接收声波。

波束从传感器发送出去并与周围物体相交。

当声波遇到障碍物时会发生反射，返回传感器并被接收。

传感器测量声波离开和返回之间的时间差，并将这个时间差转换成距离。

三、控制模块控制模块负责接收传感器发送的信号和计算车辆与障碍物之间的距离。

当传感器接收到回波信号后，它们会将信号发送给控制模块。

控制模块使用声波的时间差来计算距离，并将结果显示在车辆内部的相关显示屏上。

四、报警装置报警装置是汽车倒车雷达探测器的重要组成部分。

当控制模块检测到距离障碍物过近时，它会向报警装置发送指令，以触发声音或光线等警报。

这样可以提醒驾驶员注意周围情况，避免发生碰撞事故。

五、工作原理详解汽车倒车雷达探测器的工作原理是基于声波的传播速度和回波时间的计算。

声波在空气中传播的速度大约为343米/秒，当声波遇到障碍物时会发生反射，返回传感器。

通过测量声波离开和返回之间的时间差，可以计算出障碍物与车辆之间的距离。

汽车倒车雷达探测器通常使用多个传感器进行环形布置，以实现360度的全方位探测。

每个传感器依次发射声波，并接收返回的回波。

控制模块通过比较不同传感器之间的时间差，可以计算出障碍物与车辆之间的具体位置和距离。

当控制模块计算出距离后，它会将结果显示在与控制模块连接的显示屏上。

驾驶员可以根据显示屏上的信息来判断障碍物的距离，从而采取相应的措施。

红外倒车雷达电路的工作原理

红外倒车雷达电路的工作原理一、红外倒车雷达的概述红外倒车雷达是一种借助红外线探测距离的安全辅助装置，常用于汽车倒车时的安全提示。

其主要工作原理是通过探测器发射红外线，当红外线遇到障碍物时，会被反射回来，被接收器接收并进行处理，最终将结果反馈给驾驶员。

二、红外线的物理特性1. 红外线的波长和频率红外线是指波长在0.76微米至1000微米之间的电磁辐射。

其频率范围为300GHz至400THz。

2. 红外线与物体的相互作用当红外线照射到物体上时，部分能量会被吸收、反射或透过物体。

不同材料对于不同波长和频率的红外线有着不同的吸收和反射特性。

3. 红外光源和探测器为了产生和接收红外线信号，需要使用专门的光源和探测器。

常用的光源包括发光二极管（LED）、激光二极管等；常用的探测器包括红外线接收二极管（IRD）、热电偶等。

三、红外倒车雷达电路的组成1. 发射电路发射电路是红外倒车雷达的核心部分，其主要作用是产生红外线信号。

发射电路一般由振荡器、放大器和发光二极管组成。

振荡器产生高频信号，经过放大器放大后，驱动发光二极管产生红外线信号。

2. 接收电路接收电路主要负责接收反射回来的红外线信号，并进行放大和处理。

接收电路一般由接收二极管、前置放大器、滤波器和比较器等组成。

接收二极管负责将反射回来的红外线转化为电信号，经过前置放大器和滤波器后，将信号输入比较器进行比较处理。

3. 控制电路控制电路主要负责控制发射和接收电路的工作状态，并对比较结果进行逻辑判断。

控制电路一般由微控制器、时钟、存储器等组成。

微控制器负责整个系统的协调和管理，时钟提供精确的时间基准，存储器存储程序和数据。

四、红外倒车雷达电路的工作原理1. 发射信号当驾驶员倒车时，控制电路会向发射电路发出指令，使其产生红外线信号。

发射电路将信号通过发光二极管发送出去。

2. 接收信号当红外线遇到障碍物时，会被反射回来，并被接收二极管转化为电信号。

接收电路对反射回来的信号进行放大和滤波处理，然后将处理后的信号输入比较器。

汽车倒车测距仪原理及电路分析

汽车倒车测距仪原理及电路分析汽车倒车测距仪能测量并显示车辆后部的障碍物离车辆的距离，同时可根据报警“嘟嘟”声的间隙来判断距离的远近。

主要技术指标：最大探测距离5m;测距相对误差〈士5%;工作环境：-10~55C。

雨、雪、雾及黑夜均不受影响。

汽车倒车测距仪电路图a为汽车倒车测距仪电路原理图。

IC1、IC2、IC3组成单片机的最小系统。

IC3为CPU芯片，IC1为接口电路，IC2为EPROM，内存汽车倒车测距工作程序。

仪器有3位LED数码管显示距离，小数点固定在第一位数字后.显示单位为米。

IC3的P1 口输出7段显示信号，低电平有效。

IC3第10~12脚为数显控制端，低电平有效。

数显系统采用扫描显示。

IC3第14脚为发射电路控制端，卨电平有效。

汽车倒车测距仪电路图b为40kHz超声波发射电路，IC4为2输人端4与非门，其中两个门组成多谐振荡器.调冇RP1可调节其振荡频率。

IC3第13脚为接收信号输人端，低电平有效。

汽车倒车测距仪电路图c为音频报警电路。

汽车倒车测距仪电路图d为反射信号接收电路，第二级放大器反馈回路采用LC并联谐振，以提高整机抗干扰性能.U采用收录机陷波线圈，调谐在40kHZ频率上。

放大后的反射信号，经VD2、C12整流滤波后输入IC6第4只运放进行电压比较.调节R17,即能调节整机接收距离。

当信号有效时，VT5管输出一个低电平脉冲。

系统软件根据发射信号和接收信号之间的时间差计算并转换成距离信号予以显示报警。

IC3第15脚为报警信号控制端，髙电平有效。

图3-10(c)为音频报警电路，IC4另两个门组成音频振荡器，振荡频率约800HZ，由C3耦合至IC5 (LM386)音频放大后驱动扬声器发出“嘟嘟”间隙报警声。

当探测到车后有障碍物时，即IC3第13脚有低电平信号输入时，系统软件根据障碍物距离远近输出不同频率的控制方波，距离远方波频率低，嘟声间隙时间长；距离近，方波频率髙，嘟声间隙时间短。

汽车倒车测距仪

石家庄铁道大学毕业设计汽车倒车测距仪的设计与实现The Design of Auto Reverse Rangefinder完成日期 2012 年 05 月 25 日毕业设计成绩单毕业设计任务书题目汽车倒车测距仪设计和实现一、主要内容单片机STC89系列利用超声波测距模块对障碍物距离检测,对超过阈值的距离报警动作。

二、基本要求1．单片机完成超声波测距。

2．实现根据不同的距离信息进行不同样式的报警。

3．使用Keil C编程,实现相关逻辑控制。

4．电路原理图设计，Protel印刷电路图设计。

5．提出系统设计框图，提出相应的解决方案。

三、主要技术指标（或研究方法）1．电压直流5V，工作电流小于500mA。

2．完成主要功能。

3．电路原理图。

4．使用说明书撰写。

四、应收集的资料及参考文献C语言开发。

关于STC89系列相关单片机开发文档。

相关传感和显示器件使用手册和接口电路。

五、进度计划第1周：开题，并完成开题报告。

第2-8 周：资料收集，文献阅读，系统设计，电路实现，程序仿真。

第9-14周：系统综合调试完成，撰写设计说明书。

第15-16周：准备参加答辩。

教研室主任签字时间年月日毕业设计开题报告题目汽车倒车测距仪设计和实现一、背景和意义安全是围绕汽车的永恒主题。

随着公路交通特别是高速公路交通的飞速发展，交通事故特别是恶性交通事故呈不断上升趋势，交通安全越来越受到广泛关注，因此世界各国在研究只能车辆自主导航技术的同时，投入大量的人力物力，致力于提高汽车行驶安全性。

随着我国经济飞速发展，越来越多的人拥有了自己的汽车，同时由泊车和倒车所引发的事故也越来越多。

因此，有助于驾驶员泊车和倒车的倒车倒车测距仪应运而生。

二、课题研究内容单片机STC89系列利用超声波测距模块对障碍物距离检测。

对超过阈值的距离报警动作。

三、课题预期目的本研究包括超声波发射和接受、液晶显示和语音播报等模块，在倒车时，汽车在智能控制器的控制下，由车尾部的超声波发生器探头发送超声波信号，当遇到障碍物时，产生回波信号，探头接受到回波信号后井控制器进行数据处理并计算出车体与障碍物之间的实际距离，然后通过显示或语音设备提示给驾驶员。

浅析汽车倒车防撞系统超声波测距电路

0　引言目前，汽车车辆测距方法主要有：超声波测距、激光测距、雷达测距等三种。

采用超声波测距电路电子技术具有测距精确、灵敏度高、成本低、易于做到实时控制等优点，在汽车倒车预警测距电器装置中得到了广泛的应用。

汽车超声波测距电子电路技术，主要是解决汽车行驶的安全距离问题，超过安全距离，超声波测距防碰撞系统立即报警以至自动采取减速措施，使车辆处于安全状态。

1　汽车超声波测距工作原理汽车超声波测距的声波频率一般为40 kHz。

如图1所示，汽车超声波倒车报警系统装置。

系统有四个超声波传感器，均匀安装在汽车后保险杠上未喷漆的部位内。

超声波传感器既是执行元件又是传感器，既可发射信号，也可接收信号。

如图2所示，超声波传感器由一个无线电收发机和一个整理器构成（见图3），整理器将回波信号转换成数字信号传递给控制单元。

简单的工作过程是：当挂上倒挡时，超声波倒车测距系统即开始工作，发出“嘟嘟”的声音，表明该系统状态良好；当车与障碍物相距约1.6 m 时，听见间歇警报声。

离障碍物越近，声音越急促，距离小于约0.2 m 时，连续发出警报声。

回波信号被转换成数字信号，并将其传递到控制单元，控制单元根据回波的传播时间计算出与障碍物的距离，即：s=340 t/2（超声波常温下在空气中的传播速度为340 m/s）。

图1图2　超声波传感器结构图3　整理器构成2　超声波测距电路分析超声波测距电路由超声波发射电路、接收放大电路、倍压检波电路和实时监控电路四个部分组成，下面详细分析各组成电路的工作过程。

2.1　超声波发射电路超声波发射电路见图4，是555IC1定时器产生40 kHz 超声波的信号电路原理图。

电路中电阻R1、R2、电位器RP1和电容C2是外接定时元件，决定输出矩形脉冲的振荡频率和周期。

电路工作过程：按下电源按钮开关SA1后，作者简介：朱伟文（1972-）,男,广东河源人,本科,中级,维修电工高级技师,研究方向：汽车电子电气。

浅析汽车倒车防撞系统超声波测距电路朱伟文（广州市交通运输职业学校,广州 510440）摘　要：本文从汽车超声波测距基本原理开始，运用电路分析的方法，剖析超声波测距电子电路原理、组成、元件功能和工作过程；并以汽车超声波测距系统控制电子电路的实例（LM1812超声波控制电路），详细阐述了日产汽车倒车防撞报警系统超声波测距电路工作过程，希望能够为相关初学者和工作者提供借鉴。

数字超声波倒车测距仪设计-毕业设计

数字超声波倒车测距仪设计学生：XX 指导教师：XX内容摘要：在实时检测和自动控制的单片机应用系统中，单片机往往是作为一个核心部件来使用。

单片机是把主要计算机功能部件都集成在一块芯片上的微型计算机。

它是一种集计数和多中接口于一体的微控制器。

而52单片机是个单片机中最为典型和最有代表性的一种。

本设计主要应用AT89C52作为控制核心，与显示器，驱动电路等相结合的系统。

基于单片机设计。

利用单片机AT89C52作为报警装置的控制器，能充分发挥AT89C52的数据处理和实时控制功能而设计的数字超声波倒车测距仪。

使系统工作于最佳状态，提高系统的灵敏度。

其优点是体积小、使用方便、硬件电路简单，软件功能完善，控制系统可靠，具有一定的使用和参考价值。

若将安全距离设为0.5m，就可作为汽车倒车报警器，提高汽车倒车时的安全性。

该数字超声波倒车测距仪利用超声波实现对汽车的测距。

利用单片机的实时控制和数据处理功能完成系统的控制。

文章给出了测距仪的硬件电路原理及软件设计。

关键词：AT89C52 超声波测距仪The design of Digital ultrasonic Reverse rangefinder Abstract：In the application system of single-chip microcomputer of real-time detection and automatic control, the single-chip microcomputer always be used as a core components. The single-chip microcomputer is a microcomputer which collect all the important computer components to a chip.It is a kind of micro controller which contains count and varieties of interface. However, the 52 single-chip is the most typical and representative one of all the single-chip.This design is mainly taking AT89C52 as the control core, it is a system of connecting monitor, drive circuit etc. According to the design of the single-chip, using AT89C52 as the controller of alarm device will fully develop the function of data processing and real-time control of AT89C52. This kind of single-chip ensures the best condition and arises the sensitivity of the system. The merit of this single-chip is the small volume, convenience, simple hardware circuit, perfect software functions, the Control system is reliable,as well as the value of using and reference. If the safety distance is 0.5m, the single-chip may be setted as the reverse alarm and the safety will be improved. This digital ultrasonic reverse rangefinder uses ultrasonics to finish the test of the distance of vehicles. Completing the control of the system with real-time detection and the function of data processing. This essay is mainly talking about the hardware circuit principle and the software design of rangefinder.Keywords: AT89C52 ultrasonic rangefind目录前言 (1)1 数字超声波倒车测距仪介绍 (1)1.1 数字超声波倒车测距仪功能分析 (1)1.1.1 数字超声波倒车测距仪的基本功能 (1)1.2.1 AT89C52的硬件结构图 (2)1.2.2 AT89C52各部分的作用与工作原理 (3)2 系统硬件电路设计 (6)2.1 单片机的最小系统 (6)2.2 时钟电路 (6)2.3 复位电路 (7)2.4 多谐振荡器 (7)2.5 超声波传感器 (8)2.6 超声波接收电路 (9)2.7 放大电路及参数设定 (9)2.8 电压比较电路及参数设计 (10)2.9 AT89C52和LCD显示器模块的硬件接口 (11)3 系统软件设计 (14)3.1 超声波接收发射软件设计 (14)3.1.1 距离计算问题 (14)3.1.2 串扰问题 (14)3.1.3程序流程图 (15)3.2 LCD液晶显示器软件设计 (16)3.2.1 读/写时序 (17)4 结束语 (18)附录： (18)参考文献： (25)数字超声波倒车测距仪设计前言人们能听到声音是由于物体振动产生的，它的频率在20HZ-20KHZ范围内，超过20KHz称为超声波，低于20Hz的称为次声波。

基于单片机的汽车倒车测距系统硬件电路的设计

Ｍｉｃｒｏｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ－ｂａｓｅｄｃａｒｒｅｖｅｒｓｉｎｇｒａｎｇｉｎｇｓｙｓｔｅｍｈａｒｄｗａｒｅｃｉｒｃｕｉｔｄｅｓｉｇｎ
ＣＨＥＮＸｉｎｇ — 和．ＺＨＡＮＧ
第４０卷第１１期・学术
Ｖ０Ｉ．４０ＮＯＶ１１
湖
南
农
机
２Ｏ１３年１１月
ＮＯＶ．２０１３
ＨＵＮＡＮＡＧＲｌＣＵＬＴＵＲＡＬＭＡＣＨＩＮＥＲＹ
基于单片机的汽车倒车测距系统硬件电路的设计
陈兴付，张琦
（德州学院汽车工程学院，山东德州２５３０２３）
到接收所需要的时间。
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子测量技术应用越来越广泛，而超声波测量精确高，成本低，性能稳定则备受青睐。超声测距是一种非接触检测技术，不受光线、被测对象颜色等的影响，因此在汽车倒车雷达的研制方
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｒｅｖｅｒｓｉｎｇｒａｎｇｉｎｇｓｙｓｔｅｍ；ＳＣＭ；ｈａｒｄｗａｒｅｃｉｒｃｕｉｔ
１引言
超声波是指频率在２０ｋＨｚ以上的声波，它属于机械波的范畴。超声波指向性强，能量消耗缓慢，在介质中传播的距离较远，因此超声波通常被用于距离的测量。随着经济发展，电

红外线倒车雷达

《电子系统设计与实践》课程设计报告院：电气与信息工程学院号: 名: 指导教师:2017一.设计目标了解红外线倒车雷达的工作原理。

5.学会用Multisim 软件仿真电路。

二.项目介绍本红外线倒车雷达测距具有电路结构简单、成本低、电路工作稳定的特点，广泛应用于各种测距场合。

红外线倒车雷达电路由多谐振荡器电路、红外线发射与接收电路、信号放大与电压比较电路和发光管显示电路组成。

电路使用红外发射管和红外接收管作为传感器件，电路的核心元件包括NE555构成多谐振振荡电路发射红外波信号，LM324主要用来放大红外接收信号和构成电压比较器电路,光二极管用来指示倒车距离范围。

三.电路原理简要分析NE555 及外围元件组成多谐振荡器电路，产生驱动红外线发射管工作的震荡电压，驱动发射管发射岀红外线信号。

红外线被物体反射回来后，由红外线接收管接收并送人信号经U2的第一脚输岀，经 C3耦合、D1和C2整流滤波后送至 U2的三个比较器的反相输入端，分别与三个比较器的同相输入端的电压进行比较，当反相输入端的电压高于同相输入端的电压时，该比较器输岀低电平，使与其连接的发光二极管点亮。

由发光二极管点亮的个数来指示距离的远近。

题目红外线倒车雷达级:电子Z1412. 学会识读红外线倒车雷达电路原理图、安装图。

3. 掌握红外线倒车雷达电路安装及焊接。

4. 掌握红外线倒车雷达测量和调试技能。

NE555和运放 LM324LM324的第2脚进行放大，放大后的四．项目实施1. 红外线倒车雷达电路原理图2．电路核心元件介绍 1) 红外发射和接收管红外发射管也称红外线发射二极管，属于二极管类。

它是可以将电能直接转换成近红外光(不可见光)并能辐射出去的发光器件，主要应用于各种光电开关及遥控发射电路中。

红外线发射管的结构、原理与普通发光二极管相近，只是使用的半导体材料不同。

红外发光二极管通常使用砷化镓((GaAIAs )等材料，采用全透明或浅蓝色、黑色的树脂封装。

汽车倒车测距仪的设计

编号：审定成绩：设计（论文）题目：汽车倒车测距仪的设计摘要随着我国经济的飞速发展，汽车的需求量急剧增加，现在家家户户拥有汽车已经成为现实。

但是随着汽车数量的增加，其引发的事故也不断的在增加。

倒车引发的汽车事故也占不小的比重，而倒车时车尾存在的盲区是其主导因素，因此解决倒车盲区是安全驾驶必须要解决的问题。

本设计采用以STC89C52单片机为核心的低成本、高精度、微型化数字显示超声波测距仪的硬件电路和软件设计方法。

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。

该设计通过模块的组合和软件的控制，实现了设计要求的功能，本设计在使用上面方便，成本较低，可设置最小距离，不但完成了这些功能，还达到了汽车倒车的安全指标。

【关键词】STC89C52 超声波测距仪蜂鸣器LCDABSTRACTWith the rapid development of our economy,the demand for cars has increased dramatically, and now each and every family has a car has become a reality. But with the increasing number of cars, the accidents are increasing.Reversing rear blind spot is the dominant factor and finally solved reverse dead zones be safe driving have to resolve this problem.At the core of the design using STC89C52 low-cost, high accuracy, Micro figures show that the ultrasonic range finder hardware and software design methods. Modular de-sign of the whole circuit from the main program, pre subroutine fired subroutine receive subroutine. Display subroutine modules form. SCM comprehensive analysis of the probe signal processing, and the ultrasonic range finder function. The overall system design, hardware and software are presented.The design of the control modules and software, achieve the design requirements of function. The design is easy to use, low cost and feasible to set the minimum distance. These features are not only finished, also reached the Auto reverse safety indicators.【Key words】STC89C52 Ultrasonic rangefinder Buzzer LCD目录前言 (1)一、研究背景 (1)二、研究现状 (1)三、研究方法 (2)四、本研究的主要内容与论文组织结构 (2)五、本设计研究的意义 (4)第一章主要原器件介绍 (5)第一节STC89C52单片机 (5)第二节HY-SRF05超声波模块 (9)第三节LCD1602 (11)第四节其他的电子元件介绍 (14)第五节本章小结 (15)第二章倒车系统方案的设计 (16)第一节系统整体方案 (16)第二节最小系统的设计 (17)第三节显示报警模块的设计 (18)第四节超声波测距设计 (18)第五节本章小结 (19)第三章系统硬件设计 (20)第一节超声波测距模块 (20)第二节LCD1602显示模块设计 (22)第三节LED灯和蜂鸣器的硬件设计 (22)第四节本章小结 (23)第四章系统的软件设计 (24)第一节主程序设计 (24)第二节LCD1602显示程序的设计 (26)第三节蜂鸣器分段报警程序 (27)第四节本章小结 (29)第五章系统的调试 (30)第一节硬件的调试 (30)第二节软件的调试 (30)第三节本章小结 (31)结论 (32)致谢 (33)参考文献 (34)附录 (36)一、英文原文： (36)二、英文翻译: (40)三、工程电路图 (43)四、程序 (45)前言一、研究背景随着我国经济的建设、社会的进步、人们生活水平的提高，汽车已经与老百姓的生活密不可分，已不再是奢侈品。

汽车倒车测距仪的研究毕业设计论文

汽车倒车测距仪的研究Design for the Car Parking Sensor摘要随着社会经济的发展，交通运输业日益兴旺，汽车的数量在大幅攀升，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。

本文介绍了一种基于80C51单片机控制的汽车倒车测距仪。

采用超声波测距技术与单片机技术相结合，利用超声波传输中距离和时间的关系运算，80C51单片机计算出车后的障碍物与汽车尾部的距离，并通过数码显示车后的障碍物与汽车尾部的距离远近，实时发出报警信号，使驾驶员能时刻了解倒车时车后的环境并采取积极有效措施，从而大大提高了驾驶的安全性。

文章对总体设计思想进行了论述，分析了系统主要功能并以系统硬件设计框图的形式体现，进行了方案选择与方案论证。

完成了硬件电路的设计，描述了各模块电路的组成，其中包括超声波发射电路、超声波接收电路、显示电路、蜂鸣器报警电路等，分析了电路中所用芯片的主要功能及各部分电路的工作原理。

本设计通过对各模块的硬件和软件的设计，基本能够达到设计要求，满足汽车倒车安全指标。

关键词：超声波；单片机；测距IAbstractWith the development of social economy, transportation industry is booming. The number of cars climbed sharply, traffic congestion has become more and more serious. Crash ongoing caused the inevitable personal casualty and economic loss. In this kind of situation, design a kind of fast response, high reliability and more economical car crash warning system is imperative.This paper introduces a kind of Car Parking Sensor based on 80C51 single chip microcomputer. Using ultrasonic transmission distance and time relationship operations, along with the ultrasonic ranging technology and single chip microcomputer combined, 80C51 single chip computer calculate the distance between the obstacles and the rear of the car, showing the distance with Digital tube and sending real-time warning signal. This made the driver can always know the environment reverse of the car and take positive and effective measures, which greatly improve the driving safety.It discusses the overall design thought, analyses the main function and show the hardware design of the system with a diagram, and give the plan selection and scheme comparison. Completed the design of the hardware circuit, described the module of the circuit component, which include the ultrasonic transmitter circuit, ultrasonic receiver circuit, display circuit, the buzzer warning circuit. Analysis of the main function of the chip used in the circuit and the works for various parts of the circuit.Through the design for the software and hardware of each module, it can basically meet the design requirements and the reversing safety indicators.Keywords: ultrasonic; single chip microcomputer; rangingII目录摘要 (I)Abstract ......................................................................................................................... I I 第1章绪论 .. (1)1.1 课题研究的意义和背景 (1)1.2 国内外发展现状 (1)1.3 研究内容及论文构成 (2)第2章设计思想及方案论证 (4)2.1 方案选择 (4)2.1.1 测距传感器模块 (4)2.1.2 显示模块 (5)2.1.3 报警模块 (5)2.2 系统总体设计思想 (5)2.3 本章小结 (6)第3章硬件电路设计 (7)3.1 超声波发射及接收电路设计 (7)3.1.1 超声波的介绍 (7)3.1.2 超声波的特点 (7)3.1.3 超声波的应用 (7)3.1.4 超声波传感器 (8)3.1.5 超声波测距原理 (8)3.1.6 超声波发射电路设计 (10)3.1.7 超声波接收电路设计 (10)3.1.8 HC-SR04超声波测距模块 (11)3.2 显示模块设计 (14)3.3 报警电路设计 (15)3.4 单片机控制电路设计 (16)3.4.1 主控芯片STC12C56 (16)3.4.2 时钟电路 (17)3.4.3 复位电路 (18)3.5 本章小结 (19)I第4章系统的软件设计 (20)4.1 系统的主程序设计 (20)4.2 系统的子程序设计 (22)4.2.1 中断处理程序 (22)4.2.2 蜂鸣器分段报警程序 (23)4.3 本章小结 (24)第5章硬件组装及调试 (25)5.1 硬件组装及调试 (25)5.2 误差原因分析 (26)5.3 本章小结 (27)第6章结论 (28)参考文献 (29)致谢 (1)附录1 单片机整体电路原理图 (2)附录2 超声波测距模块原理图 (3)附录3 程序清单 (4)II第1章绪论1.1 课题研究的意义和背景随着我国经济的飞速发展，交通运输车辆的不断增多，由此产生的交通问题越来越为人们所关注。

单片机在汽车倒车测距仪中的应用设计说明

目录第 1 章引言11.1研究背景及意义11.2国外研究现状11.3研究内容及论文组成2第 2 章整体系统设计32.1方案设计与论证32.1.1控制器选择32.1.2测距传感器选择32.1.3显示子系统设计32.1.4声音报警设计42.2整体系统结构4第三章系统硬件设计43.1 MCU控制电路设计53.2超声波发射和接收电路设计63.2.1超声波发射电路设计63.2.2超声波接收器73.3 LED显示及报警电路设计83.4本章第10 节10第一章介绍1.1研究背景及意义随着现代生活节奏的加快，交通事故的发生频率也越来越高，汽车倒车提醒系统应运而生。

经调查，大多数非专业的汽车司机都希望有一只“后视眼”，可以检测到车尾的障碍物。

因此，我们需要设计一款经济实惠的倒车测距仪来解决驾驶员的“后顾之忧” 。

单芯片控制的汽车倒车测距仪就可以满足这一需求。

该测距仪将单片机的实时控制和数据处理功能与超声波测距技术和传感器技术相结合。

它可以测量和显示车辆后方障碍物与车辆之间的距离，同时发出断断续续的“哔”声报警。

, “哔”声间隙随着障碍物距离的减小而缩短。

驾驶员不仅可以直接观察显示的距离，还可以通过听觉判断车后障碍物与车辆的距离，减轻驾驶员停车和启动车辆的负担。

前、后、左、右访问带来的麻烦，可以帮助驾驶员消除盲点和视物模糊的缺陷，提高行车安全。

1.2国外研究现状汽车倒车测距仪应包括总控制器、距离传感器、语音提示和图像显示组件。

各部件有机结合，实现测距和提示功能。

蜂鸣器提示是倒车测距系统的真正开始。

哔声越大，车辆越靠近障碍物。

驾驶员虽然知道有障碍物，但无法确定障碍物与汽车的距离，对驾驶员帮助不大。

之后，液晶屏显示器的出现是一个质的飞跃，尤其是动态显示系统开始出现在屏幕显示器上。

无需挂倒档，只要启动汽车，显示屏上就会出现汽车图案，显示与车辆周围障碍物的距离。

动态显示，色彩清晰漂亮，外形美观，可直接粘贴在仪表板上，安装非常方便。

基于测距原理的汽车倒车警报系统设计说明

第一章概述汽车对人们来说是一个再熟悉不过的词，自从1886年2月9日卡尔·本次发明了人类第一辆汽车，至今世界汽车工业经过了近124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，为人类生存和社会的发展与进步起到了至关重要的作用。

汽车给人们带来方便快捷的同时，也出现了许多问题，安全倒车就是其中之一。

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。

1.1设计的现状随着科技的日新月异，人们对于车辆的功能及行车安全的期望日益增多，对汽车操作的便捷性和安全性也愈加挑剔。

其中汽车倒车时的不便和安全隐患逐渐被汽车制造行业所重视。

据调查，因为汽车倒车而造成的人员和财产的损失逐年上升，人们迫切希望有一种电子装置能够实现汽车的“后视”功能，在倒车时能够提示驾驶员汽车后方障碍物状况，并能根据距离和障碍物的情况及时报警防止驾驶员误操作，来保证驾车者的安全。

随着现代科技的发展和电子业的兴起，各种具有强大功能集成电路的开发，电子信息科学系有很先进的电子仪器和电子设备，这些都为开发这种电子产品奠定了坚实的物质基础。

近年来许多先进安全系统及驾驶辅助系统相继被开发出来。

其中倒车辅助系统是驾驶辅助系统中最先受到瞩目的技术发展，目前已成为高阶新车的标准驾驶辅助配备之一。

倒车报警系统由超声波传感器(俗称探头)、控制器和显示器等部分组成。

倒车辅助的发展从倒车警示喇叭开始，经倒车雷达蜂鸣器碰撞警示、数字波段显示技术（利用雷达感测液晶显示距离）等阶段的发展，目前已成功研发液晶显示屏幕技术。

本设计在整个倒车过程中自动测量车尾到最近障碍物的距离，并用数字显示出来，在车尾距离障碍物1m时会发出警告音，提醒驾驶员注意刹车。

本设计有望成为驾驶员的好帮手，可有效减少和避免因视野障碍而引发的倒车事故。

汽车倒车超声测距仪的设计与制作PPT课件

结果展示
通过表格和折线图展示实验数据，可以清晰地看到测距仪的测量结果与实际距离之间的关系。
05
04
实验数据
在距离车辆不同距离处（5m、10m、 15m、20m），分别进行多次测量，记录测距仪的测量结果。
结果分析与讨论
精度分析
根据实验数据，计算测距仪的测量误差，并分析误差来源。结果表明，在5m至20m范围内，测距仪的测量误差小于 ±5cm，满足倒车测距的精度要求。
激光测距
激光测距精度高，但受环境因素影响较大，如遇到恶劣天气或目标表面反射率低时，性能会受到影响。
红外线测距
红外线测距受环境光线干扰较小，但在长距离测量时精度较低。
超声波测距与上述方法的比较
超声波测距具有测量精度高、稳定性好、受环境因素影响小等优点。与激光测距相比，超声波测距在恶劣天气条件下仍能保持较好的性能；与红外线测距相比，超声波测距在长距离测量时具有更高的精度。
优化改进
针对测试过程中发现的问题和不足进行优化和改进，提高系统的稳定性和测距精度。
06
实验结果与分析
实验数据与结果展示
实验环境
室内停车场，温度25℃，湿度 50%RH，无风。
实验车辆
某品牌轿车，车身长4.5米，宽1.8米。
02
01
03
测距仪参数
工作频率40kHz，发射功率10W，接收灵敏度-80dBm。
稳定性分析
对多次测量的结果进行统计分析，计算标准差和变异系数，评估测距仪的稳定性。结果表明，测距仪的稳定性良好，多次测量的结果波动较小。
影响因素分析
探讨可能影响测距仪性能的因素，如环境温度、湿度、风速等。通过对比实验发现，在一定范围内，这些因素对测距仪性能的影响可以忽略不计。

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汽车倒车测距仪原理及电路分析
汽车倒车测距仪能测量并显示车辆后部的障碍物离车辆的距离，同时可根据报警“嘟嘟”声的间隙来判断距离的远近。