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1、分 类 号：TN98 学校代码：13605学 号：112100221 密 级： 公开长春建筑学院学士学位毕业设计基于单片机的倒车防撞系统设计Design of reverse collision avoidance system based on SCM 作者姓名：专 业：研究方向：指导教师：培养单位：电气信息学院2015年6月毕业设计基于单片机的倒车防撞系统设计 学 生： 指导教师： 专 业： 所在单位：电气信息学院 答辩日期：2015年6月10日 摘 要倒车防撞系统是汽车驻车或者倒车时的安全辅助装置，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，解除了驾驶员驻车、倒车和起动车辆时前
2、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。 随着汽车产业的发展，出于社会对安全驾驶的需求日益增大，倒车防撞这项技术在汽车行业正在不断的发展革新。与此同时，安全倒车技术已经成为汽车产业的重要研究方向。其及时的反馈性，以及对恶劣环境条件的多适用性，已经成为普通汽车出厂前必备的一道技术工序。本设计以单片机为核心控制器件，外围组成电路有信号处理模块、测距模块、显示模块，报警模块、语音模块及供电模块等。主要介绍倒车防撞系统的基本实现原理、系统组成框图以及软硬件的实现方式。针对倒车防撞系统所需的技术条件，选用STC89C52型号单片机作为主控制器的制定了相应的硬件架构及软件设计，
3、并将整体设计做成实物，寻找其在实际应用中的不足之处。本次设计利用超声波测距技术，实时测量障碍距离并迅速反馈给司机，当距离超过预警值系统立刻进行报警，便于司机迅速采取防范措施。另外，本系统也可通过按键对距离进行实时语音播报。 关键词 倒车防撞；单片机；超声波测距AbstractReversing collision avoidance system is a car parking or reversing the safety auxiliary device, using sound or a more intuitive way to inform the driver of the ba
4、rrier around, lifting the distress of the driver when they parking, reversing, starting the vehicle and visiting around, and helping the driver to remove the dead and blurred vision deficiencies.With the development of the automobile industry, the demand for safety driving is increasing, and the tec
5、hnology of reverse collision avoidance is continuously developing in the automotive industry. At the same time, the safety reverse technology has become an important research direction of the automobile industry. Its timely feedback, as well as the applicability of the severe environment, has become
6、 a technical process of the common vehicle before leaving the factory. In this paper, with the single chip processor as the core control device, peripheral components of the circuit signal processing module, ranging module, display module, alarm module, voice module and power supply module.This desi
7、gn mainly introduces the basic Implementation Rationale of reverse collision avoidance system, the block diagram system and the realization way of the hardware and software. According to technical conditions of reverse collision avoidance system, the writer selects the types of STC89C52 microcontrol
8、ler as the main controller to formulate suitable hardware architecture and software design. Furthermore the author overalls the whole design to real object, finds its shortcomings in practical application. The design makes use of the ultrasonic measuring distance technology, real-time measurement of
9、 obstacle distance and rapid feedback to the driver, when the distance exceeds the warning value system it immediately alarm, Its easy to prompt drivers to take preventive measures. In addition, this system also can broadcast the distance in real-time voice through the keypad.Keywords: Reverse crash
10、; SCM; Ultrasonic rangingII目 录摘 要IAbstractII第一章 绪论11.1 目的和意义11.2 研究内容11.3 可行性分析与技术要求2第二章 系统的总体设计32.1 超声波测距原理32.2 超声波传感器的选择32.3 温度补偿计算32.4 主要元器件介绍42.4.1 主控制器42.4.2 显示模块LCD160252.4.3 集成芯片CX20106A72.4.4 语音芯片NY3P0358第三章 系统的硬件设计113.1 单片机最小系统的设计113.1.1 时钟电路设计113.1.2 复位电路设计123.1.3 供电电路设计123.2 测距模块设计133.2.1
11、 超声波发射电路133.2.2 超声波接收电路133.2.3 温度补偿电路143.3 语音模块设计153.4 显示模块153.5 报警模块15第四章 系统的软件设计174.1 超声波测距算法设计174.2 语音播报程序设计184.2.1 语音播报函数设计184.2.2 播报调用算法设计19第五章 调试结果与改进方案205.1 测量结果与分析205.2 设计结论215.3 改进方案21心得体会22参考文献23附录1 总体算法流程图24附录2 系统程序代码25长春建筑学院电气信息学院自动化专业本科毕业设计第一章 绪论随着汽车行业的不断升级，人们对机动车安全驾驶方面的要求越来越高。一些针对倒车安全、
12、自动入库、以及事故隐患报警的系统被不断提出，其市场需求量日渐上升。此次设计以单片机为核心控制器设计了一个简单实用的倒车防撞系统。该系统的核心模块是测距模块，采用超声波传感器进行信号采集，准确地采集车身与障碍之间的距离，并迅速反馈给主控部分，进行数据的显示，距离达到危险值时进行警示。1.1 目的和意义为了解决个人驾驶中的安全问题，实时、精准的指示倒车时本车车身与后方障碍物的距离，方便司机在倒车时保持与后车的安全距离，以保证行车驾驶过程中的安全，出于上述原因，倒车防撞系统成为汽车行业的重要研究方向。由于行车驾驶时周围的环境较为复杂，采用单路传感进行距离检测时，对传感器的性能要求较高，并且对外界条件
13、的可抗力较弱。故本次系统采用环境补偿设计，对测距的结果进行环境补偿、综合分析及判断，为驾驶中所遇到的问题提供最精准的解决方案。本系统是通过超声测距技术检测车身与后方的距离，对车体的位置信息处理，从而使驾驶员了解自己驾驶的车辆相对周围环境的位置信息，判断自身车辆需要作出的反应，充分发挥人的能动性，使驾驶车辆和驾驶员本身最大程度上规避潜在的风险。目前，市场上许多汽车品牌纷纷推出自己的自动泊车系统，如奥迪新款的R8，福特的翼虎，宝马的i3。先进的自动泊车系统十分吸引高端客户群的眼球，但是他们都是基于最简单的测距原理，判断自身所处的环境位置，针对自身位置制定最合理的入库路线。相信随着技术的不断革新，越
14、来越多的关于倒车安全的系统会不断产生，给驾驶安全带来更好的保障。1.2 研究内容倒车防撞系统在实际使用过程中的缺陷和超声波测距时声速的环境补偿，本次设计主要针对环境补偿中的温度补偿部分进行了算法设计。在加深对软硬件学习的基础之上，设计制作可在实际生活中应用的倒车防撞系统，实现防止汽车发生碰撞的功能。具体内容如下：(1)学习倒车防撞系统的基础架构； (2)选择主要的控制器件和传感器；(3)设计硬件电路；(4)设计算法，实现预期功能；(5)联调，编写设计报告。1.3 可行性分析与技术要求倒车防撞系统的设计初衷是为了解决机动车倒车过程中的安全性问题。由于倒车时驾驶人的视角范围有限，对车辆与障碍物之间的实际距离难以掌握。想要做到防止车辆撞击其他物体，将车辆与其他物体间的距离实时、精准的反馈给驾驶人是最有效的办法。该系统设计如下: （1）对系统基础架构进行设计，选定测距模块的传感方式。（2）对测距传感芯片的选型及安装底盘，设计系统整机结构安装框架。（3）系统包括主控制器，信号处理模块和测距模块，显示模块，报警模块及语音模块。系统整体设计如图1-1。主控制器测距模块信号处理模块显示模块报警模块语音模块图1-1 系统组成
