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1、J I A N G S U U N I V E R S I T Y课 程 设 计 说 明 书汽车倒车雷达设计学院名称： 机 械 工 程 学 院 专业班级： 测控技术与仪器 0802 班 学生姓名： 顾 海 健 学生学号: 3070302041 指导教师姓名： 陈 进 2011 年 09 月2摘 要设计的倒车雷达预警系统主要是针对汽车倒车时人无法目测到车尾与障碍物体的距离而设计的。本系统运用微机技术、超声波测距技术和传感器技术进行设计，通过液晶屏汽车图像尾部不同条数的黑线显示障碍物与汽车的距离远近，黑线的位置表示障碍物在车后的位置，并根据其距离远近实时发出不同等级及频率的声音报警。关键词：超声波
2、传感器，微机，测距，报警Abstract It is designed to solve the problem unable to know the distance from the obstructions to the rear of car that early warning system for radar in back car. These are used that single-chip technology, ultrasonic ranging technology and sensor technology in the system. The number of
3、the black lines, which be displayed on the LED screen, expresses the distance from the rear to the obstructions the location of black lines shows the location of the obstructions near the rear of the car; and the different levels(that is different frequency) voices of alarm will be sounded according
4、 to different distances. Keywords ultrasonic sensor; measuring distance; 8086/8088; alarming3目 录一摘要.2二设计目的.4三汽车倒车雷达硬件设计.53.1 超声波测距原理53.2 系统硬件电路的设计53.3 芯片介绍.6四软件设计.114.1 设计流程图.114.2 设计源程序.124.3 发光二极管亮灯报警提示程序.164.4 电路连接图.20五. 调试.21六. 总结.22七. 参考文献.234二 设计任务书汽车倒车雷达的设计汽车倒车雷达对于躲避后方障碍物避免发生碰撞是很好的警示设备，请你设计一款
5、倒车雷达，摆放在仪表台上的显示屏随时显示车后物体的距离，根据距离远近的不同有不同的声音提示功能，一旦进入危险距离范围内，语言提示用急促的声音告诉你“停车” 。完成设计报告，报告内容包括： a.你的动机和设想；b.如何实现这个设想；c.系统的工作原理和工作过程。要求：（1） 在报告中给出选用器件的型号。（2） 在报告中画出画出汽车和传感器的安装位置。（3） 在报告中画出该“测控系统”的系统原理框图(应包括传感器、信号处理电路、显示等（以上均须写出具体名称） ） 。（4） 在报告后给出参考文献。（5） 写出一份“安装说明书”作为报告附件， （需简明扼要，约 100 字左右） 。（6） 用 LabV
6、IEW 软件设计该系统的界面，运行时，给出数据进行模拟，要求人机界面友好，美观。5三 系统硬件电路的设计3.1 超声波测距原理通 过 超 声 波 发 射 装 置 发 出 超 声 波 ， 由 微 机 测 出 从 发 射 到 接 超 声 波 时 的时 间 差 就 可 以 知 道 距 离 了 。 这 与 雷 达 测 距 原 理 相 似 。 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
7、即 停 止 计 时 。 （ 超声 波 在 空 气 中 的 传 播 速 度 为 340m/s， 根 据 计 时 器 记 录 的 时 间 t， 就 可 以 计算 出 发 射 点 距 障 碍 物 的 距 离 (s)， 即 ： s=340t/2） 3.2 系统硬件电路的设计硬件电路主要由微机、超声波发射模块、超声波接收模块、液晶显示模块、发光二极管模块共 5 个模块电路构成。其结构框图如图 1 所示。障碍物超声波换能器发射电路接收电路微机系统液晶显示发光二极管亮灯图 1 系统硬件电路原理框图63.2.1 超声波发射模块设计发射电路采用定时芯片 555 的激励震荡电路图 2 超声波发射电路3.2.2 超
8、声波接收电路采用比较器 LM393 的接收电路图 3 超声波接收电路3.3 芯片介绍本系统采用 8086/8088 为控制核心，外围电路由超声波发射电路，接受电路，报警电路，接口电路，电源电路等组成。GND 接地线7TEST：测试信号，输入低电平有效BHE：为 0 时，总线高字节允许传送；为 1 时，总线高字节禁止传送DT/R：数据驱动器数据流向控制信号。当 DT/R#1 时，数据驱动器进行数据发送；DT/R# 0 时，数据驱动器进行数据接收DEN：数据使能信号，输出，三态，低电平有效。 用于数据总线驱动器的控制信号。为 0 时，数据输出有效，与 DT/R#配合，用于控制双向数据总线收发器的开
9、与关ALE：地址锁存使能信号，输出，高电平有效。是用来作为地址锁存器的锁存控制信号D7D0（bidirectional data bus）：双向、三态数据线，与 CPU 系统总线连接。 （read）：读信号，输入，低电平有效。当 有效时 CPU 对8259A 进行读操作。 （write）：写信号，输入，低电平有效。当 有效时 CPU 对 8259A 进行写操作。A0（address line）：端口地址选择信号，输入，由 8259A 片码选择内部寄存器。 （chip select ）：片选信号，输入，低电平有效。当 有效时 8259A 被选中图 48（Slave program/enable
10、buffer）：双向信号线，用于从片选择或总线驱动器的控制信号。当 8259A 工作于非缓冲方式时， 作为输入信号线，用于从片选择。级联中的从片 接低电平，主片 接高电平。当8259A 工作于缓冲方式时， 作为输出信号线，用做 8259A 与系统总线驱动器的控制信号。 INT（interrupt request）：中断请求信号，与 CPU 的中断请求信号相连。（interrupt acknowledge ）：中断响应信号，与 CPU 的中断应答信号相连。 图 图 5 图 6 CAS2CAS0（cascade lines）：级联信号线，作为主片与从片的连接线，主片为输出，从片为输入，主片通过 C
11、AS2CAS0 的编码选择和管理从片。IR7IR0（interrupt requests）：中断请求输入信号，由外设输入。VCC：5V 电源输入信号。 GND：电源地93.4 8253 由以下几个部分组成： (1) 数据总线缓冲器(8 位、三态、双向)； (2) 读/写控制逻辑； CS：片选信号，低电平有效； RD：读信号，低电平有效； WR：写信号，低电平有效 A1A0：端口选择信号 (3) 三个通道( 0 2)； (4) 一个控制寄存器； 当 A1A0 分别为 00 01 10 11 时分别选中三个通道和控制字寄存器在 8088 系统中，8088 的 A1A0 分别与 8253 的 A1A
12、0 相连在 8086 系统中，通常将 8253的 8 位数据线与 8086 的低 8 位相连，即使用偶地址，所以 8086 的 A2A1 分别与 8253 的 A1A0 相连 D7162534CLKOUTGAENSRW+V图 7在中规模集成电路中译码器有几种型号，最广的通常 通常是 74ls138 译码器，其是一个 3 到 8 的三八译码器，下图 是该 38 译码器原理逻辑符号及管脚排布，下表中列出了 74ls138 译码器器件的逻辑功能，从表中看出其输出为低电平有效，使能端 G1 为高电平有效，G4/G 2,/G3 为低电平有效，当其中一个为低电平，输出端为 1。但须注意两点：1.74ls1
13、38 译码器的输出是低电平有效，故实现逻辑功能时，输出端不可接或门及或非门（每次仅一个为低电平，其余皆为高电平） ；2.74ls138 译码器有使能端，故使能端加以，否则无法实现逻辑功能。下图 给出了其最终的 38 译码器的输出输入10表 1图 8 11四 系统软件设计1.设计流程图开 始微控制器初始化发送脉冲等待回波接收脉冲计算距离读取时间距离=1m1m距离=3m四盏红灯亮3m距离=5m四盏黄灯亮5m距离四盏绿灯亮122 设计源程序QU 10001001B ; 8255 的控制字 MODE EPORTA EQU 0FFD8H ; 8255 的 A 口PORTB EQU 0FFD9H ; 82
14、55 的 B 口PORTC EQU 0FFDAH ; 8255 的 C 口CADDR EQU 0FFDBHCONTROL EQU 0FFE4H ; 8253 ,cs 接 y1COUNT0 EQU 0FFE5HCOUNT1 EQU 0FFE6HCOUNT2 EQU 0FFE7HOUTBIT EQU 0FFDCH ; 位控制OUTSEG EQU 0FFDDH ; 段控制ICW1 EQU 00010011B ;8259a 初始化命令字单片使用需要 ICW4,边沿上升沿触发ICW2 EQU 60H ;中断类型码位 60h,61h,62h,63h,64h,65h,66h,67h0001B ;用 8086/8088 系统,一般的嵌套，无缓冲，普通 EOIOCW1 EQU 01111111B ;只开 IR7CS8259A EQU 0FFE0H ;8259A 的偶地址,cs 接 y0CS8259B EQU 0FFE1H ;8259A 的奇地址;DATA SEGMENT;DATA ENDSORG 1400HCODE SEGMENTASSUME CS:CODE,DS:CODE;=
