汽车倒车提示和测速 电气论文

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1、 本科毕业设计（论文）汽车倒车提示及测速学生姓名： 学生学号： 院（系）： 年级专业： 电气工程 指导教师： 二一一年五月 摘 要随着科学技术的快速发展，超声波将在传感器中的应用越来越广。但就目前技术水平来说，人们可以具体利用的传感技术还十分有限，因此，这是一个正在蓬勃发展而又有无限前景的技术及产业领域。本文介绍一种基于 AT89C51 单片机的超声波测距系统，该系统根据超声波在空气中传播的反射原理，以超声波传感器为接口部件，应用单片机技术利用超声波在空气中的时间差来测量距离，从而设计了一套超声波检测系统。该系统主要由主控制器模块、超声波发射模块、超声波接收模块和显示模块及距离计算模块等五个模

2、块构成。该仪器是由+5V 和+12V 两种稳压电源提供驱动，利用超声波在空气中传播遇障碍物反射的原理，以超声波探头为接口部件，应用单片机技术计算超声波在空气中传播的时间（超声波的速度为声速）并处理成相应的距离，然后再通过四位七段数码管显示实测的距离的数字仪表。该超声波测距仪具有集成度高、反应速度快、测量精度高、性能价格比高等特点。全文前半部分主要对系统的设计思路和不同方案之间的比较进行论述，后半部分详细介绍了系统硬件设计、软件设计及各模块的实现。实现后的作品可用于需要测量距离参数的各种应用场合，如汽车倒车等方面。关键词：测距仪；超声波；传感器；单片机 目 录摘要1第一章 绪论11.1 课题背景

3、 11.1.1 超声波及其应用 11.1.2 倒车雷达发展过程 21.2 课题意义 11.1.1 超声波及其应用 11.1.2 倒车雷达发展过程2第二章 方案设计与论证 42.1原理框图42.2方案比较 42.2.1 发射接收模块 42.2.3 显示模块52.2.4 直流电机控制及转速检测模块52.2.5 电源模块 62.3方案实施 6 第三章 系统硬件设计 773.1 系统构成及工作原理73.2 主控制器 83.2.1 AT89C51 单片机的特点83.2.2 时钟振荡器93.2.3 复位电路93.3 超声波发射电路103.3.1 555 振荡器 103.3.2 共射极放大电路 11 3.4

4、 电机及转速检测系统113.5超声波接收电路 12 3.5.1 红外遥控接收器 133.5.2 工作过程 133.6显示电路133.6.1 七段字符显示器 143.6.2 74LS244 单向驱动器或数据缓冲器 143.7 报警电路 143.8电源系统15第四章 系统程序设计164.1超声波测距仪的软件规划164.2主模块的程序设计164.2.1初始化子程序174.3超声波发射模块的设计174.3超声波接收模块的设计174.5距离计算模块的设计174.6显示模块的设计18 4.7 微动按钮功能 19第五章 结论 19参考文献20附录 A21附录 B24致 谢33攀枝花学院本科毕业设计（论文）0

5、第 1 章 绪论1.1 课题背景1.1.1 超声波及其应用超声波广泛的应用在多种技术中，人耳最高只能感觉到大约 20 000 Hz 的声波，频率更高的声波就是超声波了。 超声波有两个特点，一个是能量大，一个是沿直线传播。它的应用就是按照这两个特点展开的。 理论研究表明，在振幅相同的情况下，一个物体振动的能量跟振动频率的二次方成正比。超声波在介质中传播时，介质质点振动的频率很高，因而能量很大。在我国北方干燥的冬季，如果把超声波通入水罐中，剧烈的振动会使罐中的水破碎成许多小雾滴，再用小风扇把雾滴吹入室内，就可以增加室内空气的湿度。这就是超声波加湿器的原理。对于咽喉炎、气管炎等疾病，药力很难达到患病

6、的部位。利用加湿器的原理，把药液雾化，让病人吸入，能够增进疗效。利用超声波的巨大能量还可以把人体内的结石击碎。金属零件、玻璃和陶瓷制品的除垢是件麻烦事。如果在放有这些物品的清洗液中通入超声波，清洗液的剧烈振动冲击物品上的污垢，能够很快清洗干净。 俗话说“ 隔墙有耳” ，这说明声波能够绕过障碍物。但是，波长越短，这种绕射现象越不明显，因此，超声波基本上是沿直线传播的，可以定向发射。本文主要是利用超声波的特点，来研究超声波在测距方面的应用。1.1.2 倒 车 雷 达 发展过程倒车雷达全称叫“ 倒车防撞雷达 ”，也叫“泊车辅助装置”，是汽车泊车或者倒车时的安全辅助装置，由超声波传感器（俗称探头） 、

7、控制器和显示器（或蜂鸣器）等部分组成。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、倒车和起动车辆时前后左右探视所引起的困扰，并帮助驾驶员扫除了视野死角和视线模糊的缺陷，提高驾驶的安全性。经过五年的发展，倒车雷达系统已经过了六代的技术改良，不管从结构外观上，还是从性能价格上，这六代产品都各有特点，使用较多的是数码显示、荧屏显示和魔幻镜倒车雷达这三种。 攀枝花学院本科毕业设计（论文）1第 一 代 倒 车 喇 叭 提 醒 第 二 代 轰 鸣 器 提 示 第 三 代 数 码 波 段 显 示 第 四 代 液 晶 荧 屏 显 示 第 五 代 魔 幻 镜 倒 车 雷 达 第 六

8、代 无 线 倒 车 雷 达1.2 课 题 意 义1.2.1倒 车 雷 达 的 研 究 背 景 及 意 义随着汽车普及率的逐年增加，消费者在将汽车作为交通运输工具的同时，对于汽车的安全性有了更高的要求。在驾驶员最为常见的驾驶行为中，倒车引发的交通事故不在少数，由此引发的重大事故也时有发生，给交通安全埋下了重大隐患。为解决这一安全问题，倒车雷达应运而生，越来越多的商家也进入了这个市场。倒车雷达的全称是“倒车防撞雷达” ，也称“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视频显示告知驾驶员周围障碍物的情况，解除了驾驶员泊车和起动车辆时前后左右探视所引起的困扰，帮助驾驶员扫除了视野

9、死角和视线模糊的缺陷，提高了安全性。倒车雷达的主要作用是在倒车时，驾驶员无须回头便可知道车后有无障碍物，使停车和倒车更容易、更安全。目前，在国内只有部分高档车配有倒车雷达，更多的车型在这方面还是空缺。本课题就是针对市场上中低档车型设计的一种低成本、高灵活性、高可靠性、易于控制、性能优良的倒车雷达。 。因此开发一款基于单片机的倒车雷达和测速系统具有重要的的现实意义。这个项目在未来会有很大的市场。1.2.2 倒 车 雷 达 国内外研究现状随着汽车持有量的不断增加,城市交通系统的负荷日益加重,导致汽车倒车引起的交通事故也越来越多,这些事故常常给驾驶员带来很大的经济损失。因此,研究高性能的汽车倒车提示

10、与测速是非常必要的。 超声波指向性强，能量消耗缓慢，在介质中传播的距离较远，因而超声波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、易于做到实时控制，并且在测量精度方面能达到工业实用的要求，因此在移 动机器人的研制上也得到了广泛的应用。为了研究和利用超声波，人们已经设计和制成了许多超声波发生器。总体上讲，超声波发生器可以分为两大类：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；机械方式攀枝花学院本科毕业设计（论文）2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

11、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。目前，世界上汽车发达国家对汽车倒车提示和测速研究已经取得了一些成就，形成了一套汽车汽车倒车提示和测速体系。这主要表现在：具有较为完善的汽车倒车提示和测速标准和规范；具有有效的对汽车进行倒车提示和测速检测、管理和认证的机构；具有高精度的汽车倒车提示和测速测试系统；研制出了大型的汽车汽车倒车提示和测速预测、分析和设计软件。第三方测试认证机构、汽车研究机构等也都开展了汽车倒车提示和测速方面的研究，并相继建立了自己的汽车倒车提示和测速实验室。攀枝花学院本科毕业设计（论文）3第 2 章 方案设计与论证本课题要设计制作的是一个汽车倒车测距仪。距离是在不同的场合和控制中需要检测的一个参数，所以测距就成为数据采集中要解决的一个问题。尽管测距的方式有多种