《基于AT89C51单片机的倒车防撞系统毕业》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基于AT89C51单片机的倒车防撞系统毕业（43页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、. . . . XX学院毕业设计题目基于AT89C51单片机的倒车防撞系统学生 系部专业 指导老师 20XX年X月X日摘 要随着社会经济的发展交通业日益兴旺，汽车的数量在大幅攀升。交通拥挤状态业日趋严重，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，超声波测距法是最常见的一种测距方法，本文就是利用超声波测距法设计的一种倒车防撞报警系统。基于AT89C51单片机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AT89C51单片机结合于一体，设计出一种基于AT89C51单片机的倒车防撞报警系统。
2、该系统采用软、硬件结合的方法，具有模块化和多用化的特点。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，并阐述其工作原理。介绍了系统的软件构成，通过编程来实现系统功能。最后，通过对系统的误差分析，给出了系统的改进方案。关键字：单片机 超声波 AT89C51目 录1 绪论12 超声波测距原理22.1 超声波传感器介绍22.1.1 超声波传感器特性42.2 超声波
3、检测概述52.2.1 超声探伤52.3 超声测距原理及实现63 单片机超声波测距系统构想73.1 超声波测距系统总体方案73.2 系统主要参数考虑83.2.1 传感器指向角83.2.2 测距仪的工作频率83.2.3 声速93.2.4 发射脉冲宽度93.2.5 测量盲区94 倒车防撞系统各组成单元设计104.1 发射接收电路方案设计104.2 显示报警单元方案设计194.2.1 系统显示电路设计194.2.2 系统报警电路设计204.3 单片机复位电路214.4 时钟电路224.5 稳压电源235 系统硬件及软件实现245.1 单片机硬件介绍245.1.1 单片机AT89C51介绍245.1.2
4、 8155芯片介绍 265.1.3 74LS244芯片介绍 275.1.4 74LS06芯片介绍275.2 运算放大器285.3 LM567芯片介绍 295.4 探头UCM介绍305.5 系统软件结构315.5.1 主程序325.5.2 显示子程序和奉命报警子程序356 系统误差分析及改进366.1 误差产生原因分析376.1.1 温度对超声声速的影响376.1.2 回波检测对时间测量的影响376.1.3 超声传感器所加脉冲电压对测量围和精度的影响376.2 针对误差产生原因的系统改进方案38参考文献39致401 绪论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
5、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，超声波测距法是最常见的一种测距方法，应用于汽车的前后左右防撞的近距离，低速状况，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，同样具有声波传播的基本物理特性折射、反射、衍射、干涉、散射。超声波测距即是利用其反射特性，当车辆后退时，超声波距离传感器利用超声波检测车辆后方的障碍物位置，并利用指示灯及蜂鸣器把车辆到障碍物的距离及位置通知驾驶员，起到警示作用。高速度，高效率是现代工业的标志，而这是建立在高质量的基础之上的。设计和工艺人员理应了解；非均一的
6、组织结构，随机出现的微观，宏观缺陷，常常可以有时甚至是只能依靠无损检测技术的应用方可予以发现，评价。当然，这与数十年来多方的重视和广大从业人员的艰辛努力，使无伤检测技术在这方面已具有一定的能力有关。现在，在工业发达国家，无损检测在产品生产的设计，研制，使用部门已被卓有成效的应用，在美国前总统里根给美国无损检测学会成立40周年大会的贺信中就说过：“你们能够给飞机和空间飞行器，发电厂，船舶，汽车和建筑物等带来更大程度的可靠性，没有无损检测，我们就不可能享有目前在这些领域和其他领域的领先地位。”无损检测正在以迅猛之势向纵深发展，客观的需要毕竟是一种专业可以发展的最大动力。我国无损检测技术是从无到有，
7、从低级阶段逐渐发展到应用普及的现阶段。超声波检测仪器的研制生产，也大致按此规律发展变化。五十年代，我国开始从国外引进超声波仪器，多是笨重的电子管仪器，如英国的UCT-2超声波监测仪，重达24kg。六十年代初，国科研单位进口了波兰产超声仪，并进行仿制生产。随后，同济大学研制出CTS-10型非金属超声检测仪，也是电子管式，仪器重约20kg。该仪器性能稳定，波形清晰。但当时这种仪器只在个别科研单位使用。直至七十年代中期，因无损检测技术仍处于实验阶段，并未普及，所以仪器没有多大发展，仍使用电子管式的。1976年，在全国建筑工程检测技术交流会后，无损检测技术才开始进入有计划，有目的的研究阶段。随着电子工
8、业的飞速发展，半导体元件逐渐替代了电子管器件，更有利于无损检测技术的推广普及。如罗马尼亚N2701型超声波测试仪，是由晶体管分立元件组成，具有波形和数码显示，仪器重量10kg。七十年代，英国C.N.S公司推出仅有3.5kg重的PUNDIT便携式超声仪。1978年10月，中国建筑科学院研制出JC-2型便携式超声波检测仪。该仪器采用TTL线路，数码显示，仪器重量约5kg。同期研制出的超声检测仪器还有SC-2型，CTS-25型，SYC-2型超声波检测仪。从此，我国有了自己生产上网超声波仪器，为推广应用无损检测技术奠定了良好的基础。超声波检测技术是我国重点发展和推广的新技术，其具有高精度，无损，非接触
9、等特点。目前，已经广泛地应用在机械制造，电子冶金，航海，宇航，石油化工，交通等工业领域。此外，在材料科学，医学，生物科学等领域中也占具重要地位。国外在提高超声波检测距方面做了大量研究，国一些学者也做了相关研究。对超声波测距精度主要取决于所测的超声波传播时间和超声波在介质中传播速度，二者中以传播时间的精度影响较大，所以大部分采用降低传播时间的不确定度提高测距精度。目前，相位探测法和声谱轮廓分析法或二者结合起来的方法是主要的降低探测传输不确定度的方法。超声波检测技术作为无损检测技术的重要手段之一，在其发展过程中起着重要的作用，它提供了评价固体材料的微观组织及相关力学性能、检测其微观和宏观不连续性的
10、有效通用方法。由于其信号的高频特性，超声波检测早期仅使用模拟量信号的分析，大部分检测设备仅有A扫描形式，需要通过有经验的无损检测人员对新好进行人工分析才能得出正确的结论，对检测和分析人员的要求较高，因此，人为因素对检测的结果影响较大，波形也不易记录和保存，不适宜完成自动化检测。八十年代后期，由于计算机技术和高速器件的不断发展，使超声波信号的数字化采集和分析成为可能。目前国也相继出现了各类数字化超声波检测设备，并已成为超声波检测的发展方向。大学的某位学者研究了一种回波轮廓分析法。该方法在测距过两次探测求取回波包络曲线来得到回波的起点，通过这样处理后超声波传播时间的精度得到了很大的提高。意大利科学
11、家介绍了一种自适应系统，采用特殊的发射波形来获得好的回波包络，同时采用对环境噪声进行估测，设置一定的回波开平电路，且采用自动增益的控制放大器，通过这些措施来提高超声波的探测精度。另外，也有大量资料研究采用数字信号处理技术和小波变换理论来提高传输时间的精度。这些处理方法都取得了较好的效果。目前国外在超声波检测领域都向着数字化方向发展，数字式超声波检测仪器的发展速度很快。国近几年也相继出现了许多数字式超声波仪器和分析系统，国际上对超声波检测数字化技术的研究非常重视，国外生产类似产品和研究的公司有美国的泛美（PANAMETRICS）公司，法国的SOFRATEST公司等。上述这些公司生产的超声波检测采
12、集、分析、成像处理系统的技术水平较高，在世界上处于领先水平。随着检测技术研究的不断深入，对超声检测仪器的功能要求越来越高，单数码显示的超声检测仪测读会带来较大的测试误差。进一步要求以后生产的超声仪能够具有双显及带有单板机的微处理功能。随后具有检测，记录，存储，数据处理与分析等多项功能的智能化检测分析仪相继研制成功。超声仪研制呈现一派繁荣景象。其中，煤炭科学研究的2000A型超声分析检测仪，是一种带微处理器的智能化测量仪器，全部操作都处于微处理器的控制管理之下，所有测量值，处理结果，状态信息都在显像管上显示出来，并可接微型打印机打印。其数字和波形都比较清晰稳定，操作简单，可靠性高，具有断电存储功能，其串口可以方便用户对仪器的测试数据进行后处理及有关程序的开发。与国同类产品相比，设计新颖合理，功能齐全，在仪器设计上有重大突破，达到了国际先进水平。目前，计算机价格大幅下降，采用非一体化超声波检测仪器，计算机可发挥其强大功能，实际上是最大的节约。过去那种全功能的仪器设置，还不如单独的超声仪，计算机可充分发挥各自特点。高智能化检测仪器只能满足检测条件，使用环境，重复性测试容等基本情况一样，才可充分发挥其特有功能。仪器设计也应从实际情况出发，
