汽车倒车防撞报警电路设计概述

南京工程学院接着教育学院

毕业设计讲明书(论文)

作者：袁强学号：1434181436辅导站：徐州函授站

专业：机电一体化技术

题目：汽车倒车防撞报警电路设计

指导者：王书满

2017 年 3 月

摘要

目前我国经济飞速进展，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。这些事故常常给驾驶员带来许多的苦恼，因此，有助于驾驶员泊车和倒车的倒车雷达应运而生。

倒车雷达全称叫“倒车防撞雷达”，也叫“泊车辅助装置”，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，解除了驾驶员泊车和启动车俩时前后左右探视所引起的困扰，并关心驾驶员扫除视野的死角和视线模糊的缺陷。本文介绍了以AT89S52单片机为核心的一种低成本、高精度、微型化，并有数字显示和声光报警功能的倒车雷达系统，该倒车雷达依照超声波测距原理研制，采纳温度补偿技术、开机自检技术和优化的软硬件技术，将测得的结果送至数码管显示，同时进行三级声光报警。驾驶员只需坐在驾驶室就能做到内心有数，极大的提高了泊车和倒车时的安全和效率。

关键词：倒车雷达；超声波；单片机AT89S52。

目录

第一章倒车雷达工作原理

1.1 单片机的进展及其应用 (1)

1.2 超声波测距 (1)

1.3超声波测距原理 (2)

1.4超声波倒车雷达系统工作原理 (3)

1.5超声波倒车雷达的芯片选

择 (3)

1.6 超声波倒车雷达的工作原理 (5)

第二章系统硬件设计与相应的软件设计

2.1倒车语音及报警电路及操纵程序 (6)

2.2 超声波发射电路与接收电路及其距离测算程序 (7)

2.3超声波检测同意电路 (7)

2.4 超声波测距仪的算法设计 (8)

2.5距离计算程序 (8)

2.6倒车语音电路和报警电路及其操纵程序 (9)

2.6.1倒车语音电路 (14)

2.6.2倒车语音及报警操纵程序 (16)

第三章主程序

3.1主程序 (18)

3.2超声波发生子程序和超声波接收中断程序 (20)

第四章安装调试及分析

4.1 硬件部分 (23)

4.2 软件实现与操作 (25)

第五章测距仪改进的设想 (26)

结论 (27)

参考文献 (28)

致谢 (29)

第一章倒车雷达工作原理

1.1、单片机的进展及其应用

单片机又称微操纵器，是在一块硅片上集成了各种部件化微型计算机，这些部件包括中央处理器CPU、数据存贮器RAM、程序存贮器ROM、定时器/计数器和多种I/O接口电路。单片机体积小、重量轻、具有专门强的灵活性而且价格不高，越来越得到广泛的应用。8051在小中型应用场合专门常见，已成为单片机领域的实际标准。80年代中期，Intel公司将8051内核使用权以专利互换或出售形式转给世界许多闻名IC制造厂商，如PHILIPS、西门子、AMD、OKI、NEC、Atmel等，如此8051就变成有众多制造厂商支持的、进展出上百个品种的大伙儿族。90年代，PHILIPS推出支持16位计算的X4系列。XA系列是16位单片机，又可完全兼容8051的指令系统。Intel推出的80C51也是与8051在机器代码级兼容，如此保证了8051用户到21世纪技术的领先性。随着硬件的进展，8051软件工具已有C级编译器及实时多任务操作系统（RIOS），单片机的程序设计更简单、更可靠、实时性更强。因而8051系列是单片机教学的首选机型。而有内部可擦写RAM的89C51/52是目前我们常用的芯片。

1.2超声波测距

1.2.1 超声波测距的差不多原理

1、超声波发生器

为了研究和利用超声波，人们差不多设计和制成了许多超声波发生器。总体上讲，超声波发生器能够分为两大类：一类是用电气方式产生超声波，一类是用机械方式产生超声波。电气方式包括压电型、磁致伸缩型和电动型等；机械方式有加尔统笛、液哨和气流旋笛等。它们所产生的超声波的频率、功率和声波特性各不相同，因而用途也各不相同。目前较为常用的是压电式超声波发生器。

2、压电式超声波发生器原理

压电式超声波发生器实际上是利用压电晶体的谐振来工作的。超声波发生器内部结构如图1所示，它有两个压电晶片和一个共振板。当它的两极外加脉冲信号，其频率等于压电晶片的固有振荡频率时，压电晶片将会发生共振，并带

动共振板振动，便产生超声波。反之，假如两电极间未外加电压，当共振板接收到超声波时，将压迫压电晶片作振动，将机械能转换为电信号，这时它就成为超声波接收器了。

1.3超声波测距原理

超声波发射器向某一方向发射超声波，在发射时刻的同时开始计时，超声波在空气中传播，途中碰到障碍物就立即返回来，超声波接收器收到反射波就立即停止计时。超声波在空气中的传播速度为340m/s，依照计时器记录的时刻t，就能够计算动身射点距障碍物的距离(s)，即：s=340t/2

1.3.1认识超声波

超声波是指振动频率大于20KHz以上的,其每秒的振动次数（频率）甚高，超出了人耳听觉的上限（20000Hz），人们将这种听不见的声波叫做超声波。超声和可闻声本质上是一致的，它们的共同点差不多上一种机械振动，通常以纵波的方式在弹性介质内会传播，是一种能量的传播形式，其不同点是超声频率高，波长短，在一定距离内沿直线传播具有良好的束射性和方向性，目前腹部超声成象所用的频率范围在 2∽5MHz之间，常用为3∽3.5MHz（每秒振动1次为1Hz，

1MHz=106Hz,即每秒振动100万次，可闻波的频率在16－20，

000HZ 之间）。

1.3.2 利用超声波测距

超声波测距是单片机操纵超声波传感器发射出超声波束，遇到障碍后返回，然后接收它的回波，利用发、收过程中产生的时刻差，就能够计算出前方物体离超声波传感器的实际距离。设计为了能测量汽车不同位置障碍物距离，设计成多传感器测距。经分析可知：频率为400KHZ左右的超声波在空气中传播的效率最佳，因此，为了方便处理，发射的超声波被调制成40KHZ左右、具有一定间隔的调制脉冲波信号，如图1所示。