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1、南 京 理 工 大 学毕业设计(论文)前期工作材料学生姓名: 准考证号 专 业:电子工程设计(论文)题目:基于单片机的汽车倒车防撞系统的设计与制作指导教师: (姓 名) (专业技术职务)材 料 目 录序号名 称数量备 注1毕业设计(论文)选题、审题表12毕业设计(论文)任务书13毕业设计(论文)开题报告含文献综述14毕业设计(论文)外文资料翻译含原文15毕业设计（论文）中期检查表12013年 1 月南 京 理 工 大 学毕业设计(论文)开题报告学 生 姓 名： 专 业：电子工程设计(论文)题目：基于单片机的汽车倒车防撞系统的设计与制作指 导 教 师: 2013 年 2 月 20 日开题报告填写
2、要求1开题报告作为毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。此报告应在指导教师指导下，由学生在毕业设计（论文）工作前期内完成，经指导教师签署意见及所在专业审查后生效；2开题报告内容必须用黑墨水笔工整书写或按教务处统一设计的电子文档标准格式（可从继续教育学院网站上下载）打印，禁止打印在其它纸上后剪贴，完成后应及时交给指导教师签署意见；3“文献综述”应按论文的格式成文，并直接书写（或打印）在本开题报告第一栏目内，学生写文献综述的参考文献应不少于15篇（不包括辞典、手册）；4有关年月日等日期的填写，应当按照国标GB/T 74082005数据元和交换格式、信息交换、日期和时间表示法规
3、定的要求，一律用阿拉伯数字书写。如“2007年3月15日”或“2007-03-15”。毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告1结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，每人撰写2000字左右的文献综述： 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，非接触等优点。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。最近在欧美又出现了一种电磁感应倒车雷达。在一线路套上一环型的感应圈(此线圈贴在后保险杠的内侧，车外表完全看不出有此装置)，以感应车后物体的有无。此种装置价格中等，并且完全隐
4、密，算是一种好产品，但可惜的是，安装困难(必须卸下保险杠贴在内侧)，而且只能探测动态物品，当车在后退行进时，可探测到物体，但车一旦停止后退行进，则任何物体都不被认可。换言之，如有任何物品贴在后保险杠，当车一旦停止再启动后，此装置并不会告知驾驶者后方有物品贴在保险杠，此车不能再后退等。因此，实用性也相当有限。 日本、美国和欧洲等国的大汽车公司都投入了相当的人力、物力，采用先进的毫米波雷达、CCD摄像机、GPS和高档微机等制成安全预警系统，使用在其所开发的高级汽车上。据海外媒体报道，戴姆勒克莱斯勒公司日前成功开发出供商用车(尤指卡车)使用的电子刹车系统，它与其他刹车系统的区别在于，其在卡车车头设有
5、雷达感应器，感应器在车前观察四周环境，并将所有收集的信息交由一控制器加工处理，形成一虚拟景象。之后再借助演算法的辅助来判断所发生状况是否需要利用刹车。未来两三年内这种新型刹车系统即可量产上市，但价格昂贵，目前定为3745欧元，其过高的成本限制了它应用的普遍性。在底特律国际车展上，通用公司的Precept概念车装了Donnelly公司生产的以摄像机为基础的后视镜系统。该系统用一个内后视镜和两个外后视镜采集汽车周围的景象，三个景象合成一个全景图像在中控台的视屏上显示出来，还用文字说明来传达信息。摄像机也可在倒车时使用，当车后近处有障碍物时，就及时让驾驶员知晓。迄今为止，国内外许多学者均着眼于测距传
6、感器的研究。通常的倒车雷达主要由感应器、主机、显示设备等三部分组成。感应器发出和接受超声波信号，并将接收到的信号传输到主机，再通过显示设备显示出来。感应器装在后保险杠上，以角45辐射，检查目标，能探索到那些低于保险杠而司机从后窗又难以看见的障碍物并报警，如花坛，蹲在车后玩耍的儿童等：显示设备装在仪表板上，提醒驾驶员汽车据后面物体还有多少距离，到危险距离时，蜂鸣器就开始鸣叫，提示司机停车。根据感应器种类不同，倒车雷达可分为粘贴式、钻孔式和悬挂式等种。转帖式感应器后有一层胶，可直接粘在后保险杠上：钻孔式感应器是在保险杠上钻一个洞，然后把感应器嵌进去：悬挂式感应器主要用于载货车。根据显示设备种类不同
7、，倒车雷达又可以分为数字式、颜色式和蜂鸣式等三种。数字式显示设备是一只如传呼机大小的盒子，安装在驾驶台上，直接用数字表示汽车与后面物体的距离，并可精确到1厘米，让驾驶员一目了然。经过几年的发展，倒车雷达系统已经过了数代的技术改良，不管从结构外观上，还是从性能价格上，这几代产品都各有特点，目前使用较多的是数码显示、荧屏显示和魔幻镜倒车雷达这3种。因为，大力研究开发倒车雷达等主动式汽车辅助安全装置，将减少驾驶员的负担和判断错误，对于交通安全起到重要作用。显然，此类产品的研发具有极大的现实意义和广阔的应用前景。参考文献:1沈红卫.单片机应用系统设计实例与分析M.北京航空航天大学出版社，2001.2张
8、毅刚.单片机原理及应用M.北京：高等教育出版社，2001.3杨恢先.黄辉先.单片机原理及应用M.上海：复旦大学出版社，2002.4徐淑华,程退安,姚万生.单片机微型机原理及应用M.哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，1994.5戴佳,戴卫恒.51单片机C语言应用设计实例精讲M.北京：电子工业出版社，2007.6何立明单片机应用系统抗干扰技术M北京：北京航空航天大学出版社，2000.7涂时亮.单片微机软件设计技术M重庆：科学技术文献出版社重庆分社，2003. 8邦田.电子电路实用抗干扰技术M.北京：人民邮电出版社，1994.9童诗白,华成英.模拟电子技术基础M.北京：高等教育出版社，2001.10赵文
9、博.新型常用集成电路速查手册M.人民邮电出版社,2005.11常敏，王涵，范江波等.单片机应用程序开发与实践M.电子工业出版社，2009.12胡瑞，周锡青.基于超声波传感器的测距报警系统设计J.科技信息.2009.13李光飞,李良儿,楼然苗.单片机C程序设计实例指导M.北京航空航天大学出版社,2005.14杜树春编著.单片机C语言和汇编语言混合编程实例详解M.北京航空航天大学出版社,2006.15田立，田清等.51单片机C语言程序设计快速入门M.人民邮电出版社,2007. 16赵占林，刘洪梅.超声测距系统误差分析及修正J.科技情报开发与经济.2002. 17宋明耀.提高超声波测距精度的设计J.
10、测试测量.2004. 18李茂山.超声测距原理及实践技术J.实用测试技术.1994.19常静，贺焕林.减少超声波测距仪盲区的研究M.棉花加工技术,2005.毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段（途径）：主要研究内容：1、超声波发射与回波接收电路2、单片机控制电路 3、LED数码管显示电路和报警电路关键问题：1、根据超声波测距原理设计超声波测距电路2、结合设计目的进行声音报警电路和显示电路的设计3、软件模块化编程的实现4、在单片机上编写程序5、软硬件结合，进行调试解题思路：超声波发射与回波接收电路的主要作用是提高驱动超声波传感器的脉冲电压幅值，有效地进
11、行电声转换，增大超声波的发射距离，并通过收发一体的超声波传感器将返回的超声波转变成微弱的电信号。超声波电信号放大电路采用集成电路构成。通过外部所接电阻，将其内部带通滤波电路的中心频率f0设置为指定值，就可以接收放大超声波电信号，并整形输出负脉冲电压。系统硬件框图如下所示：障碍物单片机控制系统报警电路显示电路超声波发射超声波返回 图1 系统组成框图系统软件采用模块化设计，方便扩展移植。采用C语言编程。主要有主程序、T0中断服务程序、蜂鸣器报警程序、超声波发生子程序等。1）主程序：整个系统的设计的关键是对距离进行测量的，然后通过单片机来处理测量数据是比较容易实现的，能精确的实现测距。在测距中，各种
12、信号对声速的影响都将干扰到测距的准确性，其中超声波的余波信号对整个设计中测距的精确度的干扰的影响比较大。超声波接收回路中的超声波信号一共有两种波信号：第一种波信号为余波信号就是当发射探头发射出信号之后，超声波接收探头马上就接收到的超声波信号，实际就是超声波的发射信号；另一种波信号就是有效信号，即经过障碍物表面反射回来的超声波回波信号，也是所需要测量的距离数值。 在进行超声波测距时，实际上测距就是记录从超声波发射电路发射超声波信号开始到接收到信号的声波的往返时间差，然后通过数据计算出距离，对于回波信号需要进行检测的有效信号是反射物体反射的回波信号，所以要尽量避免在检测时候检测到余波信号。余波就是
13、在发射超声波时超声波信号直接到达接受探头的波信号，同时余波信号也是超声波测量时存在测量盲区的最主要的原因。 超声波接收电路在接收到超声波回波后，向单片机发出有效信号，单片机通过外部中断的改变记录回波信号的到达时间，中断发生之后就是表示已经接收到了回波信号，这个时候停止计时，并且读取计数器中的数值，这个数值就是需要进行测量的时间差的数据。程序中对测距距离的计算方法是按公式L=0.017*N (cm)进行计算的，其中，N为计数器的值，声速的值取为340 m/s。 综合以上的分析可以得到系统主程序的流程图，系统主程序流程图如图2所示。开始单片机初始化超声波模块复位发射并接收超声波记录输出高电平时间计
14、算测量距离显示距离同时蜂鸣器报警延时 图2 主程序流程图2）T0中断服务程序：负责计算车尾与障碍物之间的距离是INT0的中断程序。根据前面的对超声接收电路的分析，在超声波集成模块接收到超声波回波信号后，超声波接收电路就会产生一个低电平送至单片机的P3.2引脚，使系统中断，则系统转入中断处理程序。进入中断处理后，定时器T0和外部中断0就立即被关闭，同时读取时间值，并给回波接收标志位清零即成功接收到回波信号。中断处理程序的程序流程图如图3所示开始计时停止关闭中断距离计算处理显示距离并判断是否报警NY指定的报警声开启返回图3 T0中断服务3）蜂鸣器报警程序：主程序根据距离计算公式计算数据即距离结果的远近，通过数码管显示，并且同时控制蜂鸣器的鸣叫的频率。在本设计中，利用的是单片机P3.5引脚来产生不同频率的方波来控制蜂鸣器产生不同频率的“滴滴”声，且是在离障碍物距离越近鸣叫频率越低。蜂鸣器报警程序的程序流程图如图4所示开始返回蜂鸣
