基于基于单片机超声波倒车雷达毕业论文.doc-资料库

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本科毕业论文超声波倒车雷达系统设计院(系)别（小二号宋体居中）专班姓学业级名号指导教师

摘要随着超声波技术的发展，其在各行各业的应用也越来越广泛。超声波倒车雷达作为一种新型技术正在汽车工业中逐步应用，为汽车的安全性提供保障。超声波汽车倒车探测器是一种能够实时显示车后障碍物状况的汽车倒车辅助装置，在现实生活中应用十分广泛。本文根据声波在空气中可定向发射和反射的原理，以超声波换能器为接口部件，应用单片机技术设计了一套超声波测距系统。文章提出了微处理器控制的超声波汽车倒车测距系统的设计方案。微处理器计算超声波从发射到接收的时间，计算出距离并根据障碍物与车尾的距离远近情况发出不同等级的报警声，同时显示车后障碍物与车体的距离。本设计是基于超声波的倒车雷达，采用 STC 89C52RC 单片机作为核心控制芯片，超声波发射频率采用 40KHz，接收传感器以及 CX20106A 构成超声波的接收电路。倒车雷达测量的距离在 4 位数码管上显示，若小于设定的安全距离，则蜂鸣器发出报警声。关键字：超声波；雷达；单片机；CX20106A

Abstract With the development of ultrasound technology, its application is becoming more and more widely in all walks of life. Ultrasonic reversing radar as a new technology is gradually applied in automobile industry, for the safety of the car. Ultrasonic motor reversing detector is a kind of barrier condition after a can real-time display car auto reverse assist device, they are widely used in real life. In this paper, based on sound waves in air can be directed the principle of the transmission and reflection, based on ultrasonic transducer interface components, application of single chip microcomputer technology to design a set of ultrasonic ranging system. Microprocessor control is proposed in this paper the ultrasonic auto reverse ranging system design scheme. Microprocessor ultrasonic from transmitting to receiving time calculation, in data processing adopts the temperature compensation technology for correction of ultrasonic transmission speed in the air, and calculate the distance according to the obstacles and the distance from the rear of the case from different levels of alarm, also showed obstruction after car and car body. This design is based on the ultrasonic reversing radar, using the 89 c52rc on STC microcontroller as the core control chip, using 40 KHZ ultrasonic emission frequency, receives the sensor and CX20106A ultrasonic receiving circuit. Reversing radar measuring the distance on the four digital tube display, if more than setting safe distance, the buzzer alarm. Keywords: ultrasonic; radar; MCU; CX20106A

目录摘要 Abstract 目录 ....................................................................................................................5 第 1 章绪论 .......................................................................................................... 1 1.1 课题背景与意义............................................................................................ 1 1.2 超声波测距仪的设计思路............................................................................ 1 第 2 章系统硬件设计 ........................................................................................... 2 2.1 系统整体设计................................................................................................ 2 2.2 系统供电电路设计........................................................................................ 3 2.3 单片机最小系统设计.................................................................................... 4 2.4 倒车预警发射电路设计................................................................................ 5 2.4.1 超声波工作原理........................................................................................ 5 2.4.2 超声波传感器............................................................................................ 6 2.4.3 发射电路.................................................................................................... 6 2.5 倒车预警接收电路设计................................................................................ 7 2.6 显示电路设计................................................................................................ 9 2.7 报警电路设计.............................................................................................. 11 第 3 章软件设计 .................................................................................................11 3.1 系统软件设计思路...................................................................................... 11 3.2 软件设计环境.............................................................................................. 12 3.3 功能子程序设计.......................................................................................... 13 第 4 章系统调试与仿真 ..................................................................................... 15 4.1 硬件调试...................................................................................................... 15 4.2 软件调试...................................................................................................... 16 4.3 误差原因及分析.......................................................................................... 16 第 5 章总结与展望.............................................................................................18

参考文献 ..............................................................................................................19 致谢 ..................................................................................................................... 20 附录：..................................................................................................................21

浙江理工大学本科毕业设计（论文）第 1 章绪论 1.1 课题背景与意义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成为人们关注的问题。其中倒车事故由于发生的频率极高，已引起了社会和交通部门的高度重视。倒车事故发生的原因是多方面的，倒车镜有死角，驾车者目测距离有误差，视线模糊等原因造成倒车时的事故率远大于汽车前进时的事故率，尤其是非职业驾驶员以及女性更为突出。而倒车事故给车主带来许多麻烦，例如撞上别人的车、消防水笼头，如果伤及儿童更是不堪设想，有鉴于此，汽车高科技产品家族中，专为汽车倒车泊位设置的“倒车雷达”应运而生，倒车雷达的加装可以解决驾驶人员的后顾之忧，大大降低倒车事故的发生[1]。汽车倒车雷达全称为“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，解除驾驶员泊车和起动车辆时因前后左右探视所引起的困扰，并帮助驾驶员克服视野死角和视线模糊的缺陷，提高驾驶的安全性。倒车雷达的原理与普通雷达一样，是根据蝙蝠在黑夜里高速飞行而不会与任何障碍物相撞的原理设计开发的[21]。通过感应装置发出超声波，然后通过反射回来的超声波来判断前方是否有障碍物，以及障碍物的距离、大小、方向、形状等。只不过由于倒车雷达体积大小及实用性的限制，目前其主要功能仅为判断障碍物与车的距离，并做出提示。 1.2 超声波测距仪的设计思路超声波测距原理：发射器发出的超声波以速度 v 在空气中传播，在到达被测物体时被反射返回，由接收器接收，其往返时间为 t，由 s=vt/2 即可算出被测物体的距离[31]。由于超声波也是一种声波，其声速 v 与温度有关，下表列出了几种不同温度下的声速。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。 1

浙江理工大学本科毕业设计（论文）表 1-1 超声波波速与温度的关系表温度（℃） -30 -20 -10 0 10 20 30 100 声速（m/s） 313 319 325 323 338 344 349 386 超声波发生器原理：超声波发生器内部结构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，如果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，就成为超声波接收器[4]。在超声探测电路中，发射端得到输出脉冲为一系列方波，其宽度为发射超声与接收超声的时间间隔，被测物距离越大，脉冲宽度越大，输出脉冲个数与被测距离成正比。超声测距大致有以下方法：① 取输出脉冲的平均值电压，该电压（其幅值基本固定）与距离成正比，测量电压即可测得距离；② 测量输出脉冲的宽度，即发射超声波与接收超声波的时间间隔 t，故被测距离为 s＝1/2vt。本测量电路采用第二种方案。由于超声波的声速与温度有关，如果温度变化不大，则可认为声速基本不变。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。第 2 章系统硬件设计 2.1 系统整体设计倒车雷达信倒车雷达信号接收器号发射器蜂鸣器报警单片机按键数码管显示 2

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