毕业论文
课题： 汽车倒车雷达设计
专 业 学生姓名 班 级 学 号 指导教师 完成日期
摘 要
随着社会经济的发展和交通运输业的不断兴旺，汽车的数量在不断的增加。交通拥挤状况也日益严重，撞车事件也经常发生，造成了很多不可避免的人声伤亡和经济损失，面对这种情况，设计一种响应快、可靠性高并且比较经济的汽车防撞预警系统显得非常的重要。超声波测距法是一种最常见的距离测量方法。本文介绍的就是利用超声波测距法设计一种倒车防撞报警系统。
本文的内容是基于超声波测距的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AT89S51单片机结合于一体，设计出一种基于AT89S51单片机得倒车防撞系统。本系统采用软硬结合的方法，具有模块化和多用化的特点。
论文概述了超声波检测的发展及基本原理，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。通过多种发射接收电路设计方案比较，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。
- I -
目 录
摘 要 .............................................................................................................................. I 目 录 ........................................................................................................................... II 第一章 绪论 ................................................................................................................. 1
1.1 课题设计的目的和意义 ........................................................................................................ 1 1.2 国内应用现状 ........................................................................................................................ 1
第二章 总体方案 ......................................................................................................... 3
2.1 本设计的研究方法 ................................................................................................................ 3 2.2系统整体方案的设计 ............................................................................................................. 3 2.3 系统整体方案的论证 ............................................................................................................ 3
第三章 系统硬件设计 ................................................................................................. 4
3.1 AT89S51单片机 .................................................................................................................... 4 3.2超声波测距的系统及其组成 ................................................................................................. 5
3.2.1 超声波测距单片机系统 ......................................................................................... 6 3.2.2 超声波发射、接受电路 ......................................................................................... 6 3.3.3 显示电路 ................................................................................................................. 8 3.3.4 供电电路 ................................................................................................................. 8 3.2.5 报警输出电路 ......................................................................................................... 9
第四章 系统软件设计 ............................................................................................... 10
4.1 主程序设计.......................................................................................................................... 10 4.2 超声波测距子程序及其流程图 .......................................................................................... 10 4.3 超声波测距流程图 .............................................................................................................. 13
第五章 系统调试 ....................................................................................................... 14
5.1调试步骤............................................................................................................................... 14
我的错误与纠正 ............................................................................................................. 14 调试准备 ......................................................................................................................... 14 5.2 调试现象.............................................................................................................................. 17
结论 ............................................................................................................................. 19 参考资料 ..................................................................................................................... 20 致 谢 ......................................................................................................................... 21 附录一 超声波测距原理图 ....................................................................................... 21 附录二 PCB图 .......................................................................................................... 22
- II -
附录三 实物图 ........................................................................................................... 23
- III -
第一章 绪论
1.1 课题设计的目的和意义
随着汽车的普及，越来越多的家庭拥有了汽车。交通拥挤状况也随之出现，撞车事件也是经常发生，人们在享受汽车带来的乐趣和方便的同时，更加注重的是汽车的安全性，许多“追尾”事故都与车距有着密切的关系。为了解决这个安全问题，设计一种汽车测距防撞报警系统势在必行。
由于超声波指向性强，能量消耗缓慢，在介质中传播的距离较远，因而超声经常用于距离的测量，如测距仪和物位测量仪等都可以通过超声波来实现。利用超声波检测往往比较迅速、方便、计算简单。所以超声波测距法是一种非常简单常见的方法，应用在汽车停车的前后左右防撞的近距离测量，以及在汽车倒车防撞报警系统中，超声波作为一种特殊的声波，具有声波传输的基本物理特性—折射，反射，干涉，衍射，散射。超声波测距是利用其反射特性，当车辆后退时，超声波测距传感器利用超声波检测车辆后方的障碍物位置，并利用LED显示出来，当到达一定距离时，系统能发出报警声，进而提醒驾驶人员，起到安全的左右。
通过本课题的研究，将所学到的知识用在实践中并有所创新和进步。该设计可广泛应用在生活、军事、工业等各个领域，它需要设计者有较好的数电、模电知识，并且有一定的编程能力，综合运用所学的知识实现对超声波发射与接收信号进行控制，通过单片机程序对超声波信号进行相应的分析、计算、处理最后显示在LED数码管上。 1.2 国内应用现状
近年来，由于导航系统、工业机器人的自动测距、机械加工自动化等方面的需要，自动测距变得十分重要。与同类测距方法相比，超声波测距法具有以下优势：
（1）相对于声波，超声波有定向性较好、能量集中、在传输过程中衰减较小、反射能力强等优势。
（2）和光学方法相比，超声波的波速较小，可以直接测量较近的目标，纵向分辨率高；对色彩、光照度、电磁场不敏感，被测物体处于黑暗、烟雾、电磁干扰、有毒等比较恶劣的环境有一定的适应能力。特别是在海洋勘测具有独特的优点。
（3）超声波传感器结构简单，体积小，费用低，信息处理简单可靠，便于小型化和集成化。
随着科学技术的快速发展，超声波的应用将越来越广泛。但就目前技术水平 来说，人们利用超声波的技术还十分有限，因此，这是一个正在不断发展而又有无限前景的技术。
- 1 -