基于单片机汽车倒车测距仪的设计

基于单片机汽车倒车测距仪的设计
基于单片机汽车倒车测距仪的设计

中文摘要

目录

1绪论 (1)

2 超声波传感器的介绍 (2)

2.1超声波传感器的概述 (2)

2.2 超声波传感器的特点 (3)

2.3超声效应 (3)

2.4超声波传感器的应用 (4)

3 单片机的介绍............................................................................... ..5 3.1 单片机的定义.. (5)

3.2 单片机的特点 (5)

3.3 单片机的应用 (5)

3.4 AT89C51单片机的介绍 (6)

4 汽车倒车测距仪的硬件设计 (9)

4.1 设计的思路 (9)

4.2 设计的重点与难点........................................................................ .9 4.3硬件设计的基本原理及原理图.. (9)

5超声波汽车倒车测距仪软件设计 (14)

5.1 主程序编制及流程图 (16)

5.2 中断服务程序的流程图及编制 (16)

5.3 显示距离子程序和延时子程序 (17)

5.4信号处理程序 (18)

5.5程序中有关存储器,寄存器及标志位的内容及用途............................... .21 结论 (23)

致谢 (25)

参考文献 (26)

附录 (27)

1 绪论

汽车倒车测距仪能测量并显示车辆后部障碍物离车辆的距离,同时用间歇嘟嘟声报警,间歇时间随障碍物距离缩短而缩短。驾驶员不但可以直接观察被显示的距离,还可以用听觉判断车后障碍物距离的远近。特别适用于长车身车辆倒车。仪器共有三部分组成:监控器、接线盒与探测器。监控器由单片计算机为核心的集成电路组成,发射,并接收频率稳定的40kHz超声波,根据发射信号与回波信号之间的时间差计算障碍物与车辆后部的距离。监控器安装在驾驶室驾驶员便于观察的位置,面板上有3位LED数码管显示器,清晰悦目,小数点固定在第一位数后, 显示单位精确到厘米。

接线盒包括电器盒主体,电器盒主体内设有电器插座,所述电器插座与电器盒主体。由于本实用新型中电器插座与电器盒主体之间为拆分式结构连接,根据车型需要,当汽车的电气电路或电气连接变更时,不用重新开发电器盒模具,只需拔掉电器插座,在其空位上安装另一个不同结构的电器插座,快速便捷。探测器是用来探测汽车后障碍物离车距离及时反馈给电路,保证倒车安全性。

利用超声测距技术与单片机设计制作出超声波汽车倒车测距仪。该系统在常见的汽车倒车预警装置的基础上采用计算机控制技术和超声波测距技术,通过显示障碍物与汽车的距离并根据其距离远近实时发出报警,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,提高了驾驶安全性。

目前国内一般使用专用集成电路设计超声波测距仪,但是专用集成电路的成本很高,并且显示距离也比较困难,操作使用也不是很方便,而本设计研究的测距器成本低廉,性能优良,市场前景极为广阔,对提高我国汽车工业实际水平,具有较大的时间意义,在整个倒车过程中自动测量车尾到最近障碍物的距离,并用数字显示出来,在倒车到极限距离时会发出急促的警告声,提醒驾驶员注意刹车。本设计可有效的减少和避免那些视野不良的大型汽车如冷藏车、集装箱车、垃圾车、食品车、载货车、公共汽车等倒车交通事故,另外还特别适用于夜间辅助倒车、倒车入库以及进入停车场停车到位,甚至还能防止盗贼扒车。

近年来随着科技的飞速发展,单片机的应用正在不断深入,同时带动传统控制检测技术更新快。在自动控制的单片机应用系统中,单片机往往作为一个核心部件来使用,仅单片机方面知识是不够的,应根据具体硬件结构软硬件结合,加以完善。

2.1 超声波传感器的概述

2.1.1 超声波传感器的含义

超声波传感器是利用超声波的特性研制而成的传感器。超声波是一种振动频率高于声波的机械波,由换能晶片在电压的激励下发生振动产生的,它具有频率高、波长短、绕射现象小,特别是方向性好、能够成为射线而定向传播等特点。超声波对液体、固体的穿透本领很大,尤其是在阳光不透明的固体中,它可穿透几十米的深度。超声波碰到杂质或分界面会产生显著反射形成反射成回波,碰到活动物体能产生多普勒效应。因此超声波检测广泛应用在工业、国防、生物医学等方面。

2.1.2 超声波传感器及其测距原理

超声波是指频率高于20KHz的机械波。为了以超声波作为检测手段,必须产生超生波和接收超声波。完成这种功能的装置就是超声波传感器,习惯上称为超声波换能器或超声波探头。超声波传感器有发送器和接收器,但一个超声波传感器也可具有发送和接收声波的双重作用。超声波传感器是利用压电效应的原理将电能和超声波相互转化,即在发射超声波的时候,将电能转换,发射超声波;而在收到回波的时候,则将超声振动转换成电信号。

超声波测距的原理一般采用渡越时间法TOF。首先测出超声波从发射到遇到障碍物返回所经历的时间,再乘以超声波的速度就得到二倍的声源与障碍物之间的距离测量距离的方法有很多种,短距离的可以用尺,远距离的有激光测距等,超声波测距适用于高精度的中长距离测量。因为超声波在标准空气中的传播速度为331.45米/秒,由单片机负责计时,单片机使用12.0M晶振,所以此系统的测量精度理论上可以达到毫米级。

由于超声波指向性强,能量消耗缓慢,在介质中传播距离远,因而超声波可以用于距离的测量。利用超声波检测距离,设计比较方便,计算处理也较简单,并且在测量精度方面也能达到要求。

超声波发生器可以分为两类: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。本课题属于近距离测量,可以采用常用的压电式超声波换能器来实现。

超声波传感器实质上是一种可逆的换能器。一方面,它将电振荡的能量转变为机械振荡,形成超声波;另一方面,它又将接收的超声波能量转变为电振荡。因此超声波传感器可分为发送器及接收器。典型的产品是在空气中传播的小型超声波传感器。

2.3 超声效应

当超声波在介质中传播时,由于超声波与介质的相互作用,使介质发生物理的和化学的变化,从而产生一系列力学的、热的、电磁的和化学的超声效应,包括以下4种效应:

1.机械效应。超声波的机械作用可促成液体的乳化、凝胶的液化和固体的分散。当超声波流体介质中形成驻波时 ,悬浮在流体中的微小颗粒因受机械力的作用而凝聚在波节处,在空间形成周期性的堆积。超声波在压电材料和磁致伸缩材料中传播时,由于超声波的机械作用而引起的感生电极化和感生磁化(见电介质物理学和磁致伸缩)。

2.空化作用。超声波作用于液体时可产生大量小气泡。一个原因是液体内局部出现拉应力而形成负压,压强的降低使原来溶于液体的气体过饱和,而从液体逸出,成为小气泡。另一原因是强大的拉应力把液体“撕开”成一空洞,称为空化。空洞内为液体蒸汽或溶于液体的另一种气体,甚至可能是真空。因空化作用形成的小气泡会随周围介质的振动而不断运动、长大或突然破灭。破灭时周围液体突然冲入气泡而产生高温、高压,同时产生激波。与空化作用相伴随的内摩擦可形成电荷,并在气泡内因放电而产生发光现象。在液体中进行超声处理的技术大多与空化作用有关。

3.热效应。由于超声波频率高,能量大,被介质吸收时能产生显著的热效应。

4.化学效应。超声波的作用可促使发生或加速某些化学反应。例如纯的蒸馏水经超声处理后产生过氧化氢;溶有氮气的水经超声处理后产生亚硝酸;染料的水溶液经超声处理后会变色或退色。这些现象的发生总与空化作用相伴随。超声波还可加速许多化学物质的水解、分解和聚合过程。超声波对光化学和电化学过程也有明显影响。各种氨基酸和其他有机物质的水溶液经超声处理后,特征吸收光谱带消失而呈均匀的一般吸收,这表明空化作用使分子结构发生了改变。

2.4 超声波传感器的应用

1.超声波距离传感器技术的应用

超声波传感器包括三个部分:超声换能器、处理单元和输出级。首先处理单元对超声换能器加以电压激励,其受激后以脉冲形式发出超声波,接着超声换能器转入接受状态,处理单元对接收到的超声波脉冲进行分析,判断收到的信号是不是所发出的超声波的回声。如果是,就测量超声波的行程时间,根据测量的时间换算为行程,除以2,即为反射超声波的物体距离。把超声波传感器安装在合适的位置,对准被测物变化方向发射超声波,就可测量物体表面与传感器的距离。超声波传感器有发送器和接收器,但一个超声波传感器也可具有发送和接收声波的双重作用。超声波传感器是利用压电效应的原理将电能和超声波相互转化,即在发射超声波的时候,将电能转换,发射超声波;而在收到回波的时候,则将超声振动转换成电信号。

2.超声波传感器在医学上的应用

超声波在医学上的应用主要是诊断疾病,它已经成为了临床医学中不可缺少的诊断方法。超声波诊断的优点是:对受检者无痛苦、无损害、方法简便、显像清晰、诊断的准确率高等。

3.超声波传感器在测量液位的应用

超声波测量液位的基本原理是:由超声探头发出的超声脉冲信号,在气体中传播,遇到空气与液体的界面后被反射,接收到回波信号后计算其超声波往返的传播时间,即可换算出距离或液位高度。超声波测量方法有很多其它方法不可比拟的优点:(1)无任何机械传动部件,也不接触被测液体,属于非接触式测量,不怕电磁干扰,不怕酸碱等强腐蚀性液体等,因此性能稳定、可靠性高、寿命长;(2)其响应时间短可以方便的实现无滞后的实时测量。

4.超声波传感器在测距系统中的应用

超声测距大致有以下方法:①取输出脉冲的平均值电压,该电压 (其幅值基本固定)与距离成正比,测量电压即可测得距离;②测量输出脉冲的宽度,即发射超声波与接收超声波的时间间隔 t,故被测距离为 S=1/2vt。如果测距精度要求很高,则应通过温度补偿的方法加以校正。超声波测距适用于高精度的中长距离测量。

3 单片机的介绍

3.1单片机的定义

单片机是一种集成在电路芯片,是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计时器等功能(可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路)集成到一块硅片上构成的一个小而完善的计算机系统。3.2 单片机的特点

系统单片机主要有如下特点:

1.有优异的性能价格比。

2.集成度高、体积小、有很高的可靠性。单片机把各功能部件集成在一块芯片上,内部采用总线结构,减少了各芯片之间的连线,大大提高了单片机的可靠性和抗干扰能力。另外,其体积小,对于强磁场环境易于采取屏蔽措施,适合在恶劣环境下工作。

3.控制功能强。为了满足工业控制的要求,一般单片机的指令系统中均有极丰富的转移指令、I/O口的逻辑操作以及位处理功能。单片机的逻辑控制功能及运行速度均高于同一档次的微机。

4.低功耗、低电压,便于生产便携式产品。

5.外部总线增加了I2C(Inter-Integrated Circuit)及SPI(Serial Peripheral Interface)等串行总线方式,进一步缩小了体积,简化了结构。

6.单片机的系统扩展和系统配置较典型、规范,容易构成各种规模的应用。3.3 单片机的应用

单片机的应用范围很广,在以下各个领域有广泛的应用:

1.工业自动化。主要是过程控制技术、数据采集、测控技术和机电一体化技术(机器人)。

2.智能仪器仪表。用于提高仪器的精度和准确度。

3.消费类电子产品。主要是家电领域。像洗衣机、电冰箱、空调、电视、微波炉、手机、IC卡、汽车电子设备等。

4.通信方面。用于调制解调器、程控交换技术以及各种通信设备。

5.武器装备。飞机、军舰、坦克、导弹、鱼雷制导、智能武器装备、航天飞机导航系统等都有单片机深入其中。

6.终端机外部设备控制。计算机网络终端设备如银行终端以及计算机外部设备,如打印机、硬盘驱动器、绘图机、传真机、复印机等,在这些设备中都使用了单片机。

7.多机分布式系统。可用单片机构成分布式测控系统,它使单片机进入了一个新的水平。

3.4 AT89C51单片机的介绍

3.4.1 系统概述

AT89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器(FPEROM—Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory)的低电压,高性能CMOS8位微处理器,俗称单片机。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造,与工业标准的MCS-51 ? 指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中,ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器,为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。

3.4.2 AT89C51的特点

1.与MCS-51 兼容

2.4K字节可编程闪烁存储器

3.寿命:1000写/擦循环

4.数据保留时间:10年

5.全静态工作:0Hz-24Hz

6.三级程序存储器锁定

7.128*8位内部RAM

8.32可编程I/O线

9.两个16位定时器/计数器

10.5个中断源

11.可编程串行通道

3.4.3AT89C51单片机的优越性

内部程序存储器ROM:4K的flash程序存储器;

内部数据存储器RAM:256B(128B的RAM+21B的SFR);

寄存器区:4个寄存器区,每个区有R0-R7八个工作寄存器;

8位并行输入输出端口:P0、P1、P2和P3;

定时/计数器:2个16位的定时/计数器 T0、T1;

串型口:全双工串行端口(RXD:接收端、TXD发送端);

中断系统:设有5个中断源(T0、T1、Int0、Int1、ES);

系统扩展能力:可外接64K的 ROM 和64K的 RAM;

堆栈:设在RAM单元、位置可以浮动(通过指针SP来确定堆栈在RAM中的位置)系统复位时SP=07H;

布尔处理机:配合布尔运算的指令进行各种逻辑运算;

指令系统:111条指令。按功能可分为数据传送、算术运算、逻辑运算、控制转移和布尔操作5大类。

3.4.4 AT89C51单片机的引脚图

图3.1 AT89C51单片机的引脚图

3.4.5AT89C51单片机引脚和封装定义

表3.2为AT89C51单片机引脚和封装定义表格

4 汽车倒车测距仪的硬件设计

4.1 设计的思路

本系统的设计思想是采用以AT89C51单片机为核心,来设计一种低成本、高精度、微型化数字显示超声波测距仪。

超声波测距可测出回波和发射脉冲之间的时间间隔,利用S=Ct/2就可以算出距离,再在LED上显示出来。当然还可以设置若干个键,以用来控制电路的工作状态。限制的最大可测距离存有四个因素:超声波的幅度,反射面的质地,反射面和入射声波之间的夹角以及接收换能器的灵敏度。接收换能器对声波脉冲的直接接收能力将决定最小的可测距离。

根据设计要求并综合各方面因素,采用AT89C51单片机作为主控制器,用动态扫描法实现LED数字显示,超声波驱动信号可以用单片机的定时器和计数器来完成。

4.2 设计的重点与难点

本设计的任务是设计一个超声波测距仪,可以应用于汽车倒车位置监控,也可用于如液位、井深、管道长度的测量等场合。测量范围在0.10-4.00m,测量精度1cm,测量时与被测物体无直接接触,能够清晰稳定地显示测量结果,能够手工设定报警量值。

系统组成的设计:各部分硬件的选取很有讲究,要十分合理。

设计的难点是:

1.超声波信号的接收、发射的设计

2.显示电路设计

3.流程图及程序的设计

4.3 硬件设计的基本原理及原理图

4.3.1 超声波发生器

由于超声波指向性强,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,因此在移动机器人研制上也得到了广泛的应用。

为了使汽车能自动避障行走,就必须装备测距系统,以使其及时获取距障碍物的距离信息(距离和方向)。本文所介绍的超声波测距系统,就是为汽车了解其后方环境而提供一个运动距离信息。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。

4.3.2 压电式超声波发生器

压电式超声波发生器实际上是利用压电晶体的谐振来工作的。,它有两个压电晶片和一个共振板。当它的两极外加脉冲信号,其频率等于压电晶片的固有振荡频率时,压电晶片将会发生共振,并带动共振板振动,便产生超声波。反之,如果两电极间未外加电压,当共振板接收到超声波时,将压迫压电晶片作振动,将机械能转换为电信号,这时它就成为超声波接收器了。

4.3.3 超声波发射器基本原理

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=340*t/2 。这就是所谓的时间差测距法。超声波在空气中的传播速度与声速相当,约为340m/s.从信号放射到遇障碍物反射接收,有几毫秒至几十毫秒的时间间隔,可以根据这个时间间隔来计算出障碍物到超声波信号发射体的距离。电路框图如图4.1所示。

图4.1电路框图

4.3.4 电路原理图

电路如图4.2所示。图为汽车倒车测距仪的电原理图,其中3位数码管用来显

示所测距离,由P1口输出8段段码,P2.0-P2.2输出3位位码。P2.6控制倒车指示灯VD1,倒车指示灯VD1亮。其它外围电路分析如下。

89c51

图4.2 汽车倒车测距仪电原理图

1.40KHZ超声波发射电路

电路如图4.3所示。4011的两个“与非”门E,F组成多谐振荡器,调节RP1可调节谐振频率。P2.4口控制多谐振荡器的振荡。P2.4输出高电平时,电路振荡,发射40KHZ超声波;P2.4输出低电平时,停止发射。

下图为超声波发射电路原理图

图4.3 40KHZ超声波发射电路

2.嘟声音响电路

电路如图4.4所示。4011的另外两个“与非”门G,H组成多谐振荡器,谐振频率约为800HZ。P2.5控制多谐振荡器振荡,高电平时发出嘟声,低电平时无声。CPU 可根据距离远近控制P2.5输出方波的频率,即控制嘟声的间隙时间。LM386是集成功率放大器,作为功率放大器件,驱动扬声器发声。

下图为嘟声音响电路:

图4.4嘟声音响电路图

3.回波接收电路

电路图如图4.5所示。它接收由障碍物反射回来的超声波。其中,LM324的3个运算放大器A,B,C组成3级回波信号放大电路。其中L1,C9组成选频电路,滤除40KHZ以外的干扰信号。D2、C12组成信号整流滤波电路,将接收到的40KHZ反射波交流信号转化为直流电压信号。

LM324的第四个运放D作为电压比较器,将信号直流电压与设定的基准电压比较,当信号电压大于基准电压时,比较器输出正脉冲,V5导通,P0.0接收负脉冲信号,CPU中断,记录发射信号与接收信号之间的时间,并换算为距离。

图4.5 回波接收电路

5 超声波汽车倒车测距仪软件设计

5.1 主程序编制及流程图

5.1.1 编制要点及流程图

图5.1为主程序流程图,。开机后先显示“----”亮灯并发声约0.5s,表示开始工作。T0用于记录发射至接收的时间间隔t(单位为ms)。初始化后,程序控制发射40KHZ的超声波信号,发射开始立即启动定时器T0开始计时。发射时间为1ms。CPU接收回波信号后,立即产生INT0中断同时T0立即停止计数。定时器T0专门用于记录CPU发射脉冲信号前沿至回波脉冲信号前沿之间的距离t,由此时间可换算出障碍物的距离,并决定嘟声间隙。可设定T1的定时值,用来控制嘟声间隙时间和闪烁显示时间。考虑到汽车倒车测距精度不高,为了使计算简化,取空气中声速为340m/s,或34cm/ms,则障碍物距离为d=(t*34cm/ms)/2=t*17cm/ms.

5.1.2 主程序的编制

$ include (at89c51000.inc)

;--------------------------

ORG 000H

LJMP MAIN ;转主程序

ORG 0003H

LJMP INTO ;转外部中断0

ORG 001BH

LJMP IT1 ;转定时器1中断

;----------------------

;主程序

OGR 1000H

MAIN:

MOV SP,#60H ;堆栈指针

MOV P1,#00H ;停显示

CLR P2.4 ;不发射超声波

SETB P2.6 ;指示亮灯

SETB P2.5 ;发嘟声

MOV 40H,#02H ;显示符号“------”进显示单元 MOV 41H,#02H

MOV 42H,#02H

MOV 32H,#160 ;置显示循环数

LCALL DIR ;调用显示子程序

MOV IP,00000001B ;置INTO为高优先级中断

MOV XBR2,#40H ;配置弱上拉,交叉开关允许

MOV XBR1,#04H ;INTO连到P0.0

MOV OSCICN, # 06H ;选用内部晶振8MHZ

MOV WDTCN, # 0DEH ;禁止看门狗

MOV WDTCN,# 0ADH

MOV TM0D, #00010001B ;置T0,T1定时器方式1

MOV TH1,# 0B1H ;置T1计时常数为30ms,用于控制嘟声方波脉宽

MOV TL1,#0D2H

SETB TR1 ;启动T1

MOV IE,#10001001B ;T1,INT0开中断

MOV 22H,#01H ;11H-13H标志位置初值

MOV 44H,#0FFH ;置嘟声方波脉宽初值255*30ms

=7.65s

MOV 45H, #04H ;置闪烁间隙时间4*30ms=120ms

MOV R2, #04H ;置信号计数器初值

MOV R3, #04H ;置连续无回波计数器初值

TLOOP: MOV THO, #00H ;T0清0

MOV TLO, #00H

SETB P2.4 ;开始发射40KHZ超声波

SETB TRO ;发射后,立即启动T0开始计时 LCALL, DELAY ;延时1ms

CLR P2.4 ;停止发射超声波

MOV 32H, # 20 ;置显示循环数

LCALL DIR ;调显示距离子程序,显示20*3ms LCALL WORK ;调信号处理子程序

SJMP TLOOP ;返回循环

;---------------------------

5.2 中断服务程序的流程图及编制

外部中断服务程序的编制;

INTO: CLR TRO ;TO停止计数

SETB 01H ;置有回波标志

MOV A, 22H

RL A

MOV 22H, A

RETI

;------------------------

图5.2中断服务程序流程图 5.3 显示距离子程序和延时子程序

;显示距离子程序

DIR: SETB P2.2 ;百位停显示

MOV P1,40H ;输出个位段码

CLR P2.0 ;个位显示

LCALL DELAY ;延时1ms

DIR1: SETB P2.0 ;个位停显示

MOV P1,41H ;输出十位段码

CLR P2.1 ;十位显示

LCALL DELAY ;延时1ms

DIR2: SETB P2.1 ;十位停显示

MOV P1,42H ;输出百位段码

CLR P2.2 ;百位显示

LCALL DELAY ;延时1ms

DJNZ 32H,DIR ;循环显示未结束则继续

ORL P2,#00000111B ;到循环显示次数则停显示

RET

;-----------------------------

;延时子程序

DELAY: MOV 30H, #10

DY1: MOV 31H, #31

DY2: DJNZ 31H, DY2

DJNZ 30H, DY1

RET

;------------------------

5.4 信号处理程序

5.4.1 信号处理程序的编制要点

信号处理首先判断有无回波信号。若连续4次无回波信号,则说明车后无障碍物,或障碍物距离较远已超出最大探测距离,此时置闪烁显示“---”并发出长嘟声。

由于CPU工作速度比倒车速度快的多,所以不需要每次收到信号后立即显示,收到信号可先存起来,存满4个信号,连同原来显示的信号共五个信号,从中筛选一个正确信号。

考虑到人的视觉特性,若每取一个信号就更换一次显示,则显示过快,人眼接受不了,反而认为仪器不稳定。另外,还有一个判断是否需要更换显示值的问题。

1m之间时,当障碍物距离小于0.5m时,距离变化1m就要及时更换;当距离在0.5

~

若新值与原显示值之差大于5cm则更换,否则不予更换;当距离在1

2m之间时,

~

若新老值差大于10cm则更换;当距离在2m以上时,若新老值差大于20cm,则更换,否则不予更换。不更换则返回重测。流程图如图5.3:

-汽车倒车测距仪

一、应用系统的一般构成 1、硬件系统 按照系统所需功能,系统硬件结构可以划分为三大主要模块:测距系统、控制系统以及显示和语音报警系统。系统总体结构框图如1所示. 图1 系统总体结构图 其中测距系统有超声波发射、接收子系统构成;控制部分以AT89S51单片机为核心,其P1.0口输出低电平控制超声波发射电路产生40KHz的超声波,利用外部中断监测超声波接收电路输出的返回信号;显示报警部分由显示系统及语音系统构成,其中显示系统采用简单实用的4位共阳8段LED数码管。 二、设计原则和要求 倒车测距仪是一个由单片机控制的汽车泊车安全辅助装置。该测距仪将单片机的实时控制及数据处理功能,与超声波的测距技术、传感器技术相结合,能够测量并显示车辆后部障碍物里车辆的距离,同时用间歇的“嘟嘟”声发出警报,“嘟嘟”声间隙随障碍物距离的缩小而缩短,驾驶员不但可以直接观察到显示的距离,还可以凭听觉判断车后障碍物离车辆的远近,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,并可以帮助驾驶员扫除视野死角和视线模糊的缺陷,提高驾驶的安全性。 三、基本设计内容和步骤 本文将在以单片机为控制核心的基础上,设计出汽车倒车测距仪的电路,并通过数码管显示及蜂鸣器报警来提示障碍物与车后的距离。

分别完成单片机控制电路设计、数码管显示电路设计、蜂鸣器报警电路设计、按键控制电路设计及超声波测距模块的安装与调试等。软件设计中,通过汇编语言编写程序,完成单片机对外围芯片的驱动与控制,从而完成整个汽车倒车测距仪的功能实现。 四、硬件和软件的具体设计 1、系统硬件的具体设计 (1)单片机控制电路设计 采用AT89S51作为系统控制器。它是美国ATMEL公司生产的低功耗、高性能CMOS 8位单片机,器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产,兼容标准8051指令系统及引脚。它集Flash程序存储器既可在线编程,也可用传统方法进行编程。AT89S51提供以下标准功能:4k字节Flash闪速存储器,128字节内部RAM,32个I/O口线,看门狗,2个数据指针,2个16位定时/计数器,一个5向量两级中断结构,一个全双工串行通信口,单片机振荡器及时钟电路。 同时AT89S51可降至0Hz的静态逻辑操作,并支持两种软件可选的节电工作模式。 空闲方式停止CPU的工作,但允许RAM,定时/计数器,串行通信口及中断系统继续工作。掉电方式保存RAM中的内容,但振荡器停止工作并禁止其它所有部件工作直到下一个硬件复位。 单片机最小系统是指能让单片机工作的最简单的电路,包括电源电路、振荡电路、复位电路,如图2

汽车倒车测距仪的设计

汽车倒车测距仪的设计

大学本科生毕业设计(论文) 目录 摘要 (2) Abstract (2) 第一章绪论 (3) 1. 1 研究背景 (3) 1. 2 发展概况和当前存在的问题 (4) 1. 2. 1 发展概况 (4) 1. 2. 2 当前存在的问题 (4) 1. 3 本设计的主要内容和目的 (5) 第二章系统方案相关理论 (6) 2. 1 汽车倒车超声波测距系统主要功能的概述 (6) 2. 2 汽车倒车超声波测距系统的原理 (7) 2. 3 超声波测距系统的主要技术指标 (9) 第三章硬件设计及调试 (10) 3. 1 系统装置的硬件组成 (10) 3. 1. 1 单片机控制系统 (10) 3. 1. 2 超声波发射电路 (11) 3. 1. 3 超声波接受电路 (11) 3. 1. 4 LED液晶显示电路 (13) 3. 2 焊接 (14) 3. 3 调试过程及方法 (14) 第四章软件设计及调试 (16) 4. 1 系统软件设计整体介绍 (16) 4. 2 系统的程序 (17) 4. 3 软件调试简介 (24) 第五章总结 (25) 致谢 (26) 参考文献 (27) - 1 -

大学本科生毕业设计(论文) 汽车倒车测距仪 摘要 随着科学技术的快速发展,超声波在传感器中的应用也越来越广。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。而本文介绍的是一种可应用于倒车测距仪的超声波测距系统。本系统采用STC89C52单片机为核心,结合发射和接受模块以及液晶显示构成整个的测距系统,该系统能够在汽车以较低的速度进行倒车的过程中,识别出车后部的障碍物,并能够测量车与障碍物之间的距离,在车辆与障碍物发生碰撞前,发出声光报警,提醒司机刹车。倒车测距仪是用来探测车身和周围的障碍物并显示其距离,以帮助驾驶员安全倒车或停车的辅助电子设备,对驾驶员倒车的安全起到了很大作用。因此本系统的设计具有广泛的运用价值和意义。 关键词:传感技术超声波测距运用价值 Abstract With the rapid development of science and technology, in the application of ultrasonic sensors is more and more widely. But so far the technical level, the specific use range finder technology is limited, so, it is a vigorous development and infinite prospect areas of technology and industry. And this paper is a kind of can be applied to reverse the ranger ultrasonic ranging system. The system uses the STC89C52 microcontroller as the core, combining the launch and accept modules and liquid crystal display constitute the whole range finder system, This system can be identify obstacles at the back of the car and able to measure the distance between the car and the obstacles,and before the car run into obstacles,it can give out sound and light alarm signal, remind the driver brakes,when the car reversing with a low speed ,.Reverse rangefinder is an assist electronic equipment what can used to detect the body and the surrounding obstacles and show the distance, to help the driver safety reversing or parking,It plays a large role when the drive reversing So the design of system has broad application value and meaning. Keyword:sensor technology ultrasonic ranging use Value 第一章绪论 - 2 -

任务书 单片机在汽车倒车测距仪中的应用设计

天津城市建设学院 课程设计任务书 2010 —2011学年第1 学期 电子与信息工程系电子信息工程专业 课程设计名称:单片机原理及接口技术 设计题目:单片机在汽车倒车测距仪中的应用设计 完成期限:自2010 年9月6日至2010 年9月10 日共1 周 设计依据、要求及主要内容: 一.程设计的目的 1.进一步熟悉和掌握单片机的结构及工作原理。 2.掌握单片机的接口技术及相关外围芯片的外特性,控制方法。 3.通过课程设计,掌握以单片机核心的电路设计的基本方法和技术。 4.通过实际程序设计和调试,逐步掌握模块化程序设计方法和调试技术。 5.通过完成一个包括电路设计和程序开发的完整过程,了解开发一单片机应用系统的全过程,为今后从事相应打下基础。 二.课程设计的基本要求 1.认真认识设计的意义,掌握设计工作程序,学会使用工具书和技术参考资料, 并培养科学的设计思想和良好的设计作风。 2.提高模型建立和设计能力,学会应用相关设计资料进行设计计算的方法。 3.提高独立分析、解决问题的能力,逐步增强实际应用训练。 4.课程设计的说明书要求简洁、通顺,计算正确,图纸表达内容完整、清楚、规 范。 5.课程设计说明书封面格式要求见《天津城市建设学院课程设计教学工作规范》 附表1。 三.课程设计具体要求 a) 要求每位同学独立完成设计任务。 b) 原理图设计。 1.原理图设计要符合项目的工作原理,连线要正确。 2.图中所使用的元器件要合理选用,电阻,电容等器件的参数要正确标明。3.原理图要完整,CPU,外围器件,扩器接口,输入/输出装置要一应俱全。 c) 程序调计 1.根据要求,将总体项能分解成若干个子功能模块,每个功能模块完成一个特定的功能。 2.根据总体要求及分解的功能模块,确定各功能模块之间的关系,设直出完整的程序流程图。 d) 设计说明书

汽车倒车测距仪设计

《微机原理》课程设计 ——汽车倒车测距仪 学院:自动化 专业:自动化 班级:09(2)班 姓名:李轶平 学号: 2(15) 设计日期:2010年1月13日

目录 一、课程设计目的及要求 (3) 1.1设计目的 (3) 1.2设计内容和要求 (3) 1.3 设计任务 (3) 二、超声波简介 (4) 2.1 超声波的含义 (4) 2.2 超声波的特点 (4) 三、设计方案分析 (4) 3.1 设计的思路 (4) 3.2 硬件部分 (4) 四、硬件部分设计 (6) 4.1整机连接图 (6) 4.2 8088最小系统 (6) 4.3 8255与数码管电路 (7) 4.4 8253及8259部分电路 (8) 五、软件部分设计 (9) 5.1设计思路及流程图 (9) 5.2程序清单 (11) 六、设计体会及总结 (16) 七、参考文献 (17)

一、课程设计目的及要求 1.1设计目的 1. 学会用汇编语言编写一个较完整的实用程序。 2. 掌握微型计算机技术应用开发的全过程:分析需求、设计原理图、选用元器 件、布线、编程、调试、撰写报告等步骤。 3、复习巩固本学期学到的相关知识,提高自身思考问题解决问题的能力,培养对本课 程的兴趣,提高动手的能力。 4、加强课程学习与生活实践的联系,运用所学知识与日常生活实践的结合。 5、学会用8086/8088解决实际问题的能力、硬件使用原理。 1.2设计内容和要求 1、设计一个微机控制的汽车倒车测距仪,能测量并显示车辆后部障碍物离车辆的距离,同 时用间歇的“嘟嘟”声发出警报,“嘟嘟”声间隙随障碍物距离缩短而缩短,驾驶员不但可以直接观察到检测的距离,还可以凭听觉判断车后障碍物离车辆距离的远近; ①开机后先显示“———”,并有开机指示灯。 ②CPU发射超声波1ms,然后显示60ms;即1ms+60ms为一个工作周期,等待回波,在次周期内完成一次探测。 ③根据距离远近发出报警声并显示距离。 ④障碍物距离小于1m,距离值变化5cm更换显示,否则不更换;距离在1m以上,新值与原显示值之差大于10cm更换,否则不更换。 ⑤用三LED位数码管显示障碍物距离 2、硬件电路原理图和软件框图; 3、编写控制程序,写出设计任务书(总结报告)。 1.3 设计任务 1、选用8088和适当的存储器及接口芯片完成相应的功能。 2、用LED显示器显示电子锁的当前状态。 3、画出详细的硬件连接原理图。 4、给出程序设计思路、画出软件流程图。 5、给出地址分配表。 6、给出所有程序清单并加上必要注释。 7、完成设计说明书(列出参考文献,所用器件型号)。

汽车倒车测距仪设计任务书

《微机原理综合训练》设计任务书 题目:汽车倒车测距仪设计 学生姓名:学号:班级: 题目类型:设计性指导教师: 一、课程设计题目 汽车倒车测距仪设计。 二、题目简介 以汽车倒车测距仪设计为背景,对汽车倒车测距仪进行分析和设计。 通过该题目的分析和设计,学习微机软、硬件系统设计开发过程,加深微机原理及应用课程基础知识的理解和综合运用能力,熟悉集成电路芯片的使用方法,熟悉微机编程及接口电路,学习体会工程实际设计的过程,培养学生独立解决实际工程问题的综合能力。学生初步得到用汇编语言书写程序的训练,全面培养程序设计过程中的分析、设计、编码、测试及文档规范书写的能力,得到运用汇编语言的综合训练,提高解决实际问题的能力。 三、设计任务 学生通过该题目的设计过程,可以初步掌握汇编语言的运用、软件开发方法并提高解决实际问题的能力。 设计一个微机控制的汽车倒车测距仪,能测量并显示车辆后部障碍物离车辆的距离,同时用间歇的“嘟嘟”声发出警报,“嘟嘟”声间隙随障碍物距离缩短而缩短,驾驶员不但可以直接观察到检测的距离,还可以凭听觉判断车后障碍物离车辆距离的远近; 1. 开机后先显示“———”,并有开机指示灯。 2.CPU 发射超声波 1ms,然后显示 60ms;即 1ms+60ms 为一个工作周期,等待回波,在次周期内完成一次探测。 3. 根据距离远近发出报警声并显示距离。障碍物距离小于 1m,距离值变化 5cm 更换显示,否则不更换;距离在 1m 以上,新值与原显示值之差大于10cm 更换,否则不更换。 4.用三 LED 位数码管显示障碍物距离。 5.程序采用汇编语言在PC机上完成。

6.同时完成符合学校要求的设计计算说明书。 7. 提倡创新。 四、设计要求 1.利用Intel 8086 CPU及其相应的外围扩展电路及接口电路,设计系统硬件原理图,并绘制于2号工程图纸。 2.给出程序的设计思路,设计系统软件流程框图,并绘制于2号工程图纸。 3.完成设计计算说明书。 五、提交的成果 1. 设计计算说明书一份,包括以下内容: (1) 封面; (2) 设计任务书 (3) 课题摘要; (4) 目录; (5) 正文: ①简要说明本设计的基本内容、用途及特点; ②方案比较及论证; ③硬件系统说明(硬件设计思路、系统构成框图、芯片选择、存储空间与I/O地址分配); ④画出完整的硬件电路图,并说明电路的工作原理; ⑤软件系统说明(软件设计思路、源程序清单及必要的注释); ⑥主要单元电路的设计及参数计算; ⑦列出所用元器件及集成芯片型号; ⑧指出所设计电路的特点和方案的优缺点; ⑨总结体会; ⑩参考文献。 备注:设计计算说明书要求用黑色字迹手写。 2. 系统硬件原理图纸。 3. 系统软件流程框图纸。 六、主要参考文献

基于单片机汽车倒车测距仪设计

- - - 机电职业技术院 毕业设计(论文)作者:真学号:40831450 系部:电气工程系 专业:应用电子技术 题目:基于单片机的汽车倒车测距仪的设计 指导者:平王建青 评阅者: 2011 年05 月

- - - 毕业设计(论文)中文摘要

毕业设计(论文)外文摘要

目录 1绪论 (1) 2 超声波传感器的介绍 (2) 2.1超声波传感器的概述 (2) 2.2 超声波传感器的特点 (3) 2.3超声效应 (3) 2.4超声波传感器的应用 (4) 3 单片机的介绍............................................................................... ..5 3.1 单片机的定义.. (5) 3.2 单片机的特点 (5) 3.3 单片机的应用 (5) 3.4 AT89C51单片机的介绍 (6) 4 汽车倒车测距仪的硬件设计 (9) 4.1 设计的思路 (9) 4.2 设计的重点与难点........................................................................ .9 4.3硬件设计的基本原理及原理图.. (9) 5超声波汽车倒车测距仪软件设计 (14) 5.1 主程序编制及流程图 (16) 5.2 中断服务程序的流程图及编制 (16) 5.3 显示距离子程序和延时子程序 (17) 5.4信号处理程序 (18) 5.5程序中有关存储器,寄存器及标志位的容及用途…………………………. .21 结论……………………………………………………………………….................. 23 致 (25) 参考文献 (26)

汽车倒车测距仪毕业设计开题报告

本科生毕业设计(论文)开题报告毕业设计题目:汽车倒车测距仪的研究 学院:信息科学与工程学院 专业班级:电子信息工程XX班 学生姓名:XXX 指导教师:XXX 2012年3月20日

汽车倒车测距仪的研究 一、课题研究的目的和意义 随着我国经济的飞速发展,交通运输车辆的不断增多,由此产生的交通问题越来越为人们所关注。由于倒车后视镜有死角,驾车者目测距离有误差,视线模糊等原因,倒车事故发生的频率远大于汽车前进时的事故率。倒车事故不仅会对自己的车和他人财物造成损伤如果伤及儿童更是不堪设想。有鉴于此,汽车产品家族中,专为倒车泊车而设计的“倒车测距仪”应运而生。经过调查,绝大部分非职业汽车驾驶员都希望有一种能发现汽车尾部障碍物的“后视眼”。倒车测距仪的加装可以解决驾驶人员的后顾之忧,大大降低倒车事故的发生。 倒车测距仪是一个由单片机控制的汽车泊车安全辅助装置。该测距仪讲单片机的实时控制及数据处理功能,与超声波的测距技术、传感器技术相结合,能够测量并显示车辆后部障碍物里车辆的距离,同时用间歇的“嘟嘟”声发出警报,“嘟嘟”声间隙随障碍物距离的缩小而缩短,驾驶员不但可以直接观察到显示的距离,还可以凭听觉判断车后障碍物离车辆的远近,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,并可以帮助驾驶员扫除视野死角和视线模糊的缺陷,提高驾驶的安全性。 本文介绍了一种基于单片机的超声波测距倒车辅助系统,该系统可以精确测得车尾与障碍物的距离,指导司机安全倒车。 二、课题研究的主要任务和预期目标 1.主要任务及要求 设计一个微机控制的汽车倒车测距仪,能测量并显示车辆后部障碍物离车辆的距离,同时用间歇的“嘟嘟”声发出警报,“嘟嘟”声间隙随障碍物距

汽车倒车测距仪原理及电路分析

汽车倒车测距仪原理及电路分析 汽车倒车测距仪能测量并显示车辆后部的障碍物离车辆的距离,同时可根据报警“嘟嘟”声的间隙来判断距离的远近。主要技术指标:最大探测距离5m;测距相对误差〈士5%;工作环境:-10~55C。雨、雪、雾及黑夜均不受影响。 汽车倒车测距仪电路图a为汽车倒车测距仪电路原理图。IC1、IC2、IC3组成单片机的最小系统。IC3为CPU芯片,IC1为接口电路,IC2为EPROM,内存汽车倒车测距工作程序。仪器有3位LED数码管显示距离,小数点固定在第一位数字后.显示单位为米。IC3的P1 口输出7段显示信号,低电平有效。IC3第10~12脚为数显控制端,低电平有效。数显系统采用扫描显示。IC3第14脚为发射电路控制端,卨电平有效。 汽车倒车测距仪电路图b为40kHz超声波发射电路,IC4为2输人端4与非门,其中两个门组成多谐振荡器.调冇RP1可调节其振荡频率。IC3第13脚为接收信号输人端,低电平有效。汽车倒车测距仪电路图c为音频报警电路。 汽车倒车测距仪电路图d为反射信号接收电路,第二级放大器反馈回路采用LC并联谐振,以提高整机抗干扰性能.U采用收录机陷波线圈,调谐在40kHZ频率上。放大后的反射信号,经VD2、C12整流滤波后输入IC6第4只运放进行电压比较.调节R17,即能调节整机接收距离。当信号有效时,VT5管输出一个低电平脉冲。系统软件根据发射信号和接收信号之间的时间差计算并转换成距离信号予以显示报警。IC3第15脚为报警信号控制端,髙电平有效。图3-10(c)为音频报警电路,IC4另两个门组成音频振荡器,振荡频率约800HZ,由C3耦合至IC5 (LM386)音频放大后驱动扬声器发出“嘟嘟”间隙报警声。当探测到车后有障碍物时,即IC3第13脚有低电平信号输入时,系统软件根据障碍物距离远近输出不同频率的控制方波,距离远方波频率低,嘟声间隙时间长;距离近,方波频率髙,嘟声间隙时间短。因此,驾驶员可以不看数显也能判断出距离障碍物的远近。1C3第16脚输出STOP报警灯信号,当距离障碍物在30cm以内时,输出高电平. VT4导通,发光二极管VD1导通发光,表示应迅速停止倒车。此高电平信号也可用于控制自动刹车。

微机原理课程设计--汽车倒车测距仪

微机原理与接口技术课程设计 ——汽车倒车测距仪 题目:汽车倒车测距仪 指导老师: 日期:2013年1月13日

目录 一、设计目的 (4) 二、设计内容 (4) 三、设计任务 (4) 四、问题分析及方案选择 (5) 1.总体思路 (5) 2.超声的波发射 (5) 3.测距原理 (5) 4.显示原理 (6) 5.报警原理 (6) 五、所需元件 (6) 1.8086介绍 (6) 2.8259A介绍 (7) 3.8255介绍 (8) 4.8253介绍 (8) 5.地址锁存器74LS138介绍 (9) 六、硬件接线图 (11) 1.总电路图 (11) 2.超声波发射电路: (11) 3.超声波接收电路 (12) 4.数码管显示电路 (14) 5.蜂鸣报警电路 (14) 七、主程序流程图 (15) 1.中断子程序 (17) 2. 延时子程序 (17) 3. 距离计算子程序 (18) 4. 十六进制转10进制数子程序 (18) 5. LED显示子程序 (19) 八、程序代码 (19) 九、设计难点 (25) 十、心得体会 (25)

十一、参考文献 (27) 汽车倒车测距仪设计

一设计目的 1、运用微机原理及接口技术理论课中学习的8086、8255等芯片,以及数码管等元件进行课程设计,做到学以致用。 2、通过课程设计提高自己的动手能力,分析问题的能力、解决问题的能力。 3、提高自己运用汇编语言的能力,使自己的思维更加发散,提高创新能力。 4、通过整个课程设计,提高综合运用能力,及提高对硬件的认识和布线能力。 二、设计内容 1、设计一个微机控制的汽车倒车测距仪,能测量并显示车辆后部障碍物离车辆的距离,同时用间歇的“嘟嘟”声发出警报,“嘟嘟”声间隙随障碍物距离缩短而缩短,驾驶员不但可以直接观察到检测的距离,还可以凭听觉判断车后障碍物离车辆距离的远近; ①开机后先显示“———”,并有开机指示灯。 ② CPU发射超声波1ms,然后显示60ms;即1ms+60ms为一个工作周期, 等待回波,在次周期内完成一次探测。 ③根据距离远近发出报警声并显示距离。障碍物距离小于1m,距离值 变化5cm更换显示,否则不更换;距离在1m以上,新值与原显示值 之差大于10cm更换,否则不更换。 ④用三LED位数码管显示障碍物距离 2、硬件电路原理图和软件框图; 3 编写控制程序,写出设计任务书(总结报告)。 三、设计任务 1、选用8088和适当的存储器及接口芯片完成相应的功能。 2、用LED显示器显示电子锁的当前状态。 3、画出详细的硬件连接图。 4、给出程序设计思路、画出软件流程图。 5、给出地址分配表。

基于单片机汽车倒车测距仪的设计——开题报告

毕业设计(论文)开题报告 系部电子信息 专业计算机控制 姓名 学号 题目基于单片机汽车倒车测距仪的设计指导教师

一、毕业设计论文开题报告 论文题目基于单片机汽车倒车测距仪的设计 课题来源 1、选题背景和意义 随着我国经济的飞速发展,交通运输车辆的不断增多,由此产生的交通问题越来越为人们所关注。由于倒车后视镜有死角,驾车者目测距离有误差,视线模糊等原因,倒车事故发生的频率远大于汽车前进时的事故率。倒车事故不仅会对自己的车和他人财物造成损伤如果伤及儿童更是不堪设想。有鉴于此,汽车产品家族中,专为倒车泊车而设计的“倒车测距仪”应运而生。经过调查,绝大部分非职业汽车驾驶员都希望有一种能发现汽车尾部障碍物的“后视眼”。倒车测距仪的加装可以解决驾驶人员的后顾之忧,大大降低倒车事故的发生。 倒车测距仪是一个由单片机控制的汽车泊车安全辅助装置。该测距仪将单片机的实时控制及数据处理功能,与超声波的测距技术、传感器技术相结合,能够测量并显示车辆后部障碍物里车辆的距离,同时用间歇的“嘟嘟”声发出警报,“嘟嘟”声间隙随障碍物距离的缩小而缩短,驾驶员不但可以直接观察到显示的距离,还可以凭听觉判断车后障碍物离车辆的远近,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,并可以帮助驾驶员扫除视野死角和视线模糊的缺陷,提高驾驶的安全性[1]。 2、主要工作思路 本文将在以单片机为控制核心的基础上,设计出汽车倒车测距仪的电路,并通过数码管显示及蜂鸣器报警来提示障碍物与车后的距离。分别完成单片机控制电路设计、数码管显示电路设计、蜂鸣器报警电路设计、按键控制电路设计及超声波测距模块的安装与调试等。软件设计中,通过C语言编写程序,完成单片机对外围芯片的驱动与控制,从而完成整个汽车倒车测距仪的功能实现。 论文构成主要由以下部分组成: 第 1 章为绪论。包括研究背景、意义以及相关技术在国内外的研究现状。 第2章为系统总体设计思想及方案论证。首先介绍汽车倒车测距仪的设计要求,详细介绍测距系统传感器的选择、显示报警系统的方案设计,然后提出本系统总的方案设计。为其后的硬件设计奠定了基础。 第3章为系统硬件设计。首先分析超声波传感器的工作原理,然后具体讨论测距模块中超声波发射电路和接收电路等的设计,最后介绍了系统显示电路及报警电路的设计。 第4章为系统软件设计。在软件设计中采用模块化设计思想,分别对系统的主程序模块、测距模块、报警模块和显示模块的程序进行了软件设计。 第5章为硬件组装及调试。对汽车倒车测距仪的硬件进行了组装与调试,并进行了实地测量,对产生误差的可能原因进行了分析,给出减小误差的方法。 第6章为结论。对全文进行了总结。 3、文献综述

汽车倒车测距仪word版

密级:公开 汽车倒车测距仪的研究Design for the Car Parking Sensor 学院:信息科学与工程学院 专业班级:电子信息工程XXXX班 学号:XXXX 学生姓名:XXX 指导教师:XXX (副教授) 2012 年 6 月 / 1

摘要 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。 本文介绍了一种基于80C51单片机控制的汽车倒车测距仪。采用超声波测距技术与单片机技术相结合,利用超声波传输中距离和时间的关系运算,80C51单片机计算出车后的障碍物与汽车尾部的距离,并通过数码显示车后的障碍物与汽车尾部的距离远近,实时发出报警信号,使驾驶员能时刻了解倒车时车后的环境并采取积极有效措施,从而大大提高了驾驶的安全性。 文章对总体设计思想进行了论述,分析了系统主要功能并以系统硬件设计框图的形式体现,进行了方案选择与方案论证。完成了硬件电路的设计,描述了各模块电路的组成,其中包括超声波发射电路、超声波接收电路、显示电路、蜂鸣器报警电路等,分析了电路中所用芯片的主要功能及各部分电路的工作原理。 本设计通过对各模块的硬件和软件的设计,基本能够达到设计要求,满足汽车倒车安全指标。 关键词:超声波;单片机;测距

Abstract With the development of social economy, transportation industry is booming. The number of cars climbed sharply, traffic congestion has become more and more serious. Crash ongoing caused the inevitable personal casualty and economic loss. In this kind of situation, design a kind of fast response, high reliability and more economical car crash warning system is imperative. This paper introduces a kind of Car Parking Sensor based on 80C51 single chip microcomputer. Using ultrasonic transmission distance and time relationship operations, along with the ultrasonic ranging technology and single chip microcomputer combined, 80C51 single chip computer calculate the distance between the obstacles and the rear of the car, showing the distance with Digital tube and sending real-time warning signal. This made the driver can always know the environment reverse of the car and take positive and effective measures, which greatly improve the driving safety. It discusses the overall design thought, analyses the main function and show the hardware design of the system with a diagram, and give the plan selection and scheme comparison. Completed the design of the hardware circuit, described the module of the circuit component, which include the ultrasonic transmitter circuit, ultrasonic receiver circuit, display circuit, the buzzer warning circuit. Analysis of the main function of the chip used in the circuit and the works for various parts of the circuit. Through the design for the software and hardware of each module, it can basically meet the design requirements and the reversing safety indicators. Keywords: ultrasonic; single chip microcomputer; ranging

基于单片机的汽车倒车雷达系统设计含程序

基于单片机的汽车倒车雷达系统设计 摘要 随着社会经济的发展交通运输业日益兴旺,汽车的数量在大副攀升。交通拥挤状况也日趋严重,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倒车防撞预警系统势在必行。本设计是利用最常见的超声波测距法来设计的一种基于单片机的汽车倒车雷达系统。 本设计的主要是基于STC89C52单片机利用超声波的特点和优势,将超声波测距系统和STC89C52单片机结合于一体,设计出一种基于STC89C52单片机的汽车倒车雷达系统。该系统采用软、硬件结合的方法,实现了汽车与障碍物之间距离的显示以及危险距离的声光报警等功能。 本设计论文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。在超声波测距系统功能和STC89C52单片运用的基础上,提出了系统的总体构成,对系统各个设计单元的原理进行了介绍,并且对组成各单元硬件电路的主要器件做了详细说明和选择。本设计论文还介绍了系统的软件结构,并通过编程来实现系统功能和要求。 关键词:汽车倒车雷达、STC89C52、超声波、测量距离、显示距离、声光报警

第一章绪论 1.1 课题设计的目的和意义 随着汽车的普及,越来越多的家庭拥有了汽车。交通拥挤状况也随之出现,撞车事件也是经常发生,人们在享受汽车带来的乐趣和方便的同时,更加注重的是汽车的安全性,许多“追尾”事故都与车距有着密切的关系。为了解决这个安全问题,设计一种汽车测距防撞报警系统势在必行。 由于超声波指向性强,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。所以超声波测距法是一种非常简单常见的方法,应用在汽车停车的前后左右防撞的近距离测量,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,具有声波传输的基本物理特性—折射,反射,干涉,衍射,散射。超声波测距是利用其反射特性,当车辆后退时,超声波测距传感器利用超声波检测车辆后方的障碍物位置,并利用LED 显示出来,当到达一定距离时,系统能发出报警声,进而提醒驾驶人员,起到安全的左右。 通过本课题的研究,将所学到的知识用在实践中并有所创新和进步。该设计可广泛应用在生活、军事、工业等各个领域,它需要设计者有较好的数电、模电知识,并且有一定的编程能力,综合运用所学的知识实现对超声波发射与接收信号进行控制,通过单片机程序对超声波信号进行相应的分析、计算、处理最后显示在液晶显示屏上。

片机在汽车倒车测距仪中的应用设计word文档

目录 第一章绪论 (1) 1.1 研究背景及意义 (1) 1.2 国内外研究现状 (1) 1.3 研究内容及论文构成 (2) 第二章系统总体设计 (3) 2.1 方案设计与论证 (3) 2.1.1 控制器的选择 (3) 2.1.2 测距传感器选择 (3) 2.1.3 显示子系统设计 (4) 2.1.4 声音报警设计 (4) 2.2 系统总体结构 (4) 第三章系统硬件设计 (5) 3.1 单片机控制电路设计 (5) 3.2 超声波发射及接收电路设计 (6) 3.2.1 超声波发射电路的设计 (6) 3.2.2 超声波接收器 (7) 3.3 LED显示及报警电路设计 (8) 3.4 本章小节 (10) 第四章系统软件设计 (11) 4.1 主程序的设计 (11) 4.2中断处理程序 (12) 4.3 测距模块设计 (13) 4.4 显示及报警模块设计 (14) 第五章结论及展望 (15) 参考文献 (16)

第一章绪论 1.1 研究背景及意义 随着现代生活节奏的加快,交通事故发生的频率也在增加,汽车倒车提示系统也就应运而生。经过调查,绝大部分非职业汽车驾驶员都希望有一种能发现汽车尾部障碍物的“后视眼”。因此我们需设计一种经济实惠的汽车倒车测距仪,以解决驾驶员的“后顾之忧”。 一个由单片机控制的汽车倒车测距仪就能满足这种需求。该测距仪将单片机的实时控制及数据处理功能,与超声波的测距技术、传感器技术相结合,能测量并显示车辆后部障碍物离车辆的距离,同时用间歇“嘟嘟”声发出警报,“嘟嘟”声间隙随障碍物距离缩小而缩短,驾驶员不但可以直接观察到显示的距离,还可以凭听觉判断车后障碍物离车辆的远近,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,并可以帮助驾驶员扫除视野死角和视线模糊的缺陷,提高驾驶的安全性。 1.2 国内外研究现状 汽车倒车测距仪应该包含有总控制器、测距传感器、语音提示及图像显示部件等。各部件有机地结合起来,实现测距及提示功能。 轰鸣器提示是倒车测距仪系统的真正开始。蜂鸣声越急,表示车辆离障碍物越近。虽然司机知道有障碍物,但不能确定障碍物离车有多远,对驾驶员帮助不大。之后液晶荧屏显示的出现是一个质的飞跃,特别是荧屏显示开始出现动态显示系统。不用挂倒挡,只要发动汽车,显示器上就会出现汽车图案以及车辆周围障碍物的距离。动态显示,色彩清晰漂亮,外表美观,可以直接粘贴在仪表盘上,安装很方便。不过液晶显示器外观虽精巧,但灵敏度较高,抗干扰能力不强,所以误报也较多。 现在比较先进的倒车测距仪应该算是魔幻镜倒车测距仪了,它结合了前几代产品的优点,采用了最新仿生超声雷达技术,配以高速电脑控制,可全天候准确地测知2米以内的障碍物,并以不同等级的声音提示和直观的显示提醒驾驶员。魔幻镜倒车雷达把后视镜、倒车雷达、免提电话、温度显示和车内空气污染显示等多项功能整合在一起,并设计了语音功能。因为其外形就是一块倒车镜,所以可以不占用车内空间,直接安装在车内倒视镜的位置。而且它颜色款式多样,可以按照个人需求和车内装饰选配。 近年来由于电子技术的飞跃发展,使得相关技术日新月异,尤其是汽车电子产业的迅速发展,使得高度信息化、电子化的车辆研制有了基础。目前主流的汽车倒车测距仪都是以单片机为核心的智能测距传感系统。这种测距仪能够连续测距和显示障碍物距离,并采用间歇不同的鸣叫声进行报警和提示距离,以尽量不占用驾驶员的视觉。此外,汽车电子系统网络化发展还要求作为驾驶辅助系统子系统的测距仪具有通信功能,能够把数据发送到汽车总线上去。 此外,从成品来讲,目前的汽车倒车测距仪主要是以数码管或者液晶屏的精确显示和精确的语音播报为主。这个时期主要是采用以单片机为核心的智能测距传感系统,能够使得汽车驾驶辅助系统更加简便易用,而且达到了汽车电子系统网络化的发展需求。

基于8051单片机的超声波汽车倒车测距仪控制系统的设计

摘要 随着社会经济的提高,交通运输业日益发展,汽车的数量不断增加,汽车的普及极大方便了人们的出行、学习和工作。但与此同时,交通拥挤状况也日趋严重,汽车也给人们带来了很大的安全隐患,比如倒车时不能有效看清车身后的障碍物或存在视线模糊等情况,这往往会造成行车事故的频繁发生,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尤为重要。 汽车倒车测距仪是汽车泊车或倒车时的安全辅助装置,由超声波传感器、控制器、显示器和报警器组成。它能以声音和具体的数据来告诉驾驶员后方障碍物的情况,就可以扫除视野死角和视线模糊的缺陷,减小了驾驶员泊车和倒车难度,提高了驾驶的安全性。 关键词:单片机;倒车;测距仪

ABSTRACT With the improvement of social economy, transportation industry growing, increasing the number of vehicles, the popularity of cars greatly facilitates people's travel, study and work. But at the same time, traffic congestion is serious, the car also brings a lot of potential safety problems, such as when reversing cannot effectively see body after obstacles or blurred vision, and so on and so forth, which often causes traffic accidents frequently occur, taking place repeatedly crash, caused the inevitable personal casualty and economic losses, for this kind of situation, design a kind of fast response, high reliability and more economical car crash warning system is particularly important. Reverse range finder is when the car parking or reversing safety auxiliary device, composed of ultrasonic sensor, controller, display and alarm. It can sound and specific data to tell drivers behind obstacles, can eliminate the blind spot and the defects of blurred vision, reduced the driver parking and reversing difficult, improve the driving safety. Key words: single chip microcomputer; Astern. Range finder

基于单片机汽车倒车测距仪的设计1毕业论文

常州机电职业技术院 毕业设计(论文)作者:郑真学号: 系部:电气工程系 专业:应用电子技术 题目:基于单片机的汽车倒车测距仪的设计 指导者:刘平王建青 评阅者: 2011 年 05 月

毕业设计(论文)中文摘要

毕业设计(论文)外文摘要

目录 1绪论 (1) 2 超声波传感器的介绍 (2) 2.1超声波传感器的概述 (2) 2.2 超声波传感器的特点 (3) 2.3超声效应 (3) 2.4超声波传感器的应用 (4) 3 单片机的介绍............................................................................... ..5 3.1 单片机的定义.. (5) 3.2 单片机的特点 (5) 3.3 单片机的应用 (5) 3.4 AT89C51单片机的介绍 (6) 4 汽车倒车测距仪的硬件设计 (9) 4.1 设计的思路 (9) 4.2 设计的重点与难点........................................................................ .9 4.3硬件设计的基本原理及原理图.. (9) 5超声波汽车倒车测距仪软件设计 (14) 5.1 主程序编制及流程图 (16) 5.2 中断服务程序的流程图及编制 (16) 5.3 显示距离子程序和延时子程序 (17) 5.4信号处理程序 (18) 5.5程序中有关存储器,寄存器及标志位的内容及用途............................... .21 结论 (23) 致谢 (25) 参考文献 (26)

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