汽车倒车测距仪原理及电路分析
汽车倒车测距仪
题目：汽车倒车测距仪目录1、课程设计目的及内容要求----------------32、设计思路及原理----------------------------33、电路设计原理图----------------------------44、程序清单及流程图-------------------------95、问题分析及解决方法----------------------146、心得体会-------------------------------------15一、设计内容及要求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。
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）。
4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。
（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）。
二、设计原理超声波测距原理：利用发射超声波的装置向着某一方向发射一束超声波，再利用计时器计算超声波发出以及遇到障碍物反射回来的时间差来测量距离。
由声音在空气中的传播速度v=340m/s及匀速运动位移关系式：s=vt可计得声音往返距离s，则s/2就是单程距离。
-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。
汽车测速及倒车提示产品介绍及电路原理
汽车测速及倒车提示产品介绍及电路原理一、微动按钮功能K5，复位键：按一下，电路复位，电路处于待机状态。
K4，正转键：按一下，电机MG1正转。
K3，加速键：正转时，按一下，电机MG1加速。
K2，减速键：正转时，按一下，电机MG1减速。
K1，倒车键：按一下，电机MG1反转。
二、产品功能介绍1．电路正确连接后，接通电源，按一下微动按钮K5，数码显示管DS1显示0000。
2．按一下微动按钮K4，电机MG1转动并带动转盘（遮断器）转动，数码显示管DS1显示数字，再按一下K4，电机MG1停转，电路复位。
3．在按一下微动按钮K4后，按一下微动按钮K3，电机MG1转动加快并带动转盘（遮断器）转动，数码显示管DS1显示数字，此时显示的数字增大。
可按微动按钮K3三次（三档），第四次按动K3时，电机MG1停转，电路复位。
4．在按一下微动按钮K4后，按一下微动按钮K2，电机MG1转速减慢并带动转盘（遮断器）转动减慢，数码显示管DS1显示数字减少。
再按一下微动按钮K2，电机MG1停转，电路复位。
5．按一下微动按钮K1，电机MG1倒转并带动转盘（遮断器）转动，此时为汽车倒车。
用障碍物放在离开超声接收器LS1和超声发生器LS2一定距离的位置上，数码显示管DS1显示数字，此时显示的数字为障碍物与LS1和LS2的距离（相当于汽车与障碍物的距离，单位为厘米），如果障碍物距离变动，数码显示管DS1显示数字也随之变化。
当距离等于20厘米时，电机MG1自动停转。
或在大于20厘米时再按一下微动按钮K1，电机MG1停转，电路复位。
三、电路原理该产品是由下面几部分电路组成：超声波发射电路、超声波接收电路、提示音发生器、直流电机控制电路、转速检测电路、单片机电路、显示电路和电源电路。
汽车测速及倒车提示功能及电路原理第 3 页共 3 页。
(0601)基于单片机汽车倒车测距仪的设计2
本科毕业设计（论文）题目基于单片机的汽车倒车测距仪院（系部）机械与动力工程系专业名称测控技术与精密仪器年级班级08测控一班学生姓名张乐乐指导教师张明军2012年06月01日摘要本文利用超声波传输中距离与时间的关系，采用C8051F单片机进行控制及数据处理，设计出了能精确测量点间距离的超声波测距仪，利用所设计出的汽车倒车测距仪，能比较精确测量车后障碍物距离。
在分析国内外单片机汽车倒车测距仪相关技术的基础上，结合最新研究成果，对基于超声波测距的倒车测距系统的研制进行了深入探讨和研究。
该系统分为测距模块、系统控制模块和显示报警模块，并分别对其进行方案分析，构建了单片机汽车倒车测距仪构架和设计方案,在硬件电路中，详细阐述了运用单片机技术实现的可视倒车预警系统的测距实现原理，分析了以单片机为主控单元的系统硬件和软件设计，并对该系统进行了试验和误差分析，给出了本系统的稳定性指标。
关键词：C8051F单片机，超声波，LED,收发电路AbstractIn this paper, using the relation of the ultrasonic transmission distance and time by C8051F MCU controlling and data processing design capacity points that can accurately measure the distance between the ultrasonic range finder, using the design of car parking ranger, can more accurately measure the distance between the obstacle and vehicle.SCM car parking on the analysis on the basis of rangefinders related technologies, combined with the latest research results, Based on Ultrasonic Ranging System reversing conducted in-depth study and research. The system is divided into distance module, alarm system control module and display module, with respect to their program analysis, construction of the single chip architecture and design of car parking ranger program; in the hardware circuit, described in detail the use of microcomputer technology to achieve Distance visual reversing warning system implementation principle, analysis based on single chip main control unit of the system hardware and software design, and tested the system and error analysis, Given the stability of the system indicators.Key words:C8051F MCU Ultrasound, LED, Transceiver Circuit目录摘要 (1)Abstract (2)第一章绪论 (5)第二章超声波的介绍 (7)2.1超声波的发展史 (7)2.1.1超声波的含义 (7)2.1.2国际方面 (7)2.1.3国内方面 (7)2.2超声波的特点 (8)2.3超声效应 (8)2.4超声波的应用 (10)第三章单片机的介绍 (12)3.1单片机的定义 (12)3.2单片机的发展过程 (12)3.3单片机的特点 (13)3.4单片机的应用 (13)3.5 C8051F单片机的介绍 (14)3.5.1系统概述 (14)3.5.2C8051F的特点 (15)3.5.3C8051F单片机增加的功能 (15)3.5.4C8051F单片机的引脚图 (17)3.5.5C8051F单片机引脚和封装定义 (18)第四章汽车倒车测距仪的硬件设计 (20)4.1设计的思路 (20)4.2设计的重点与难点 (20)4.3硬件设计的基本原理及原理图 (21)4.3.1超声波发生器 (21)4.3.2压电式超声波发生器 (21)4.3.3超声波发射器基本原理 (22)4.3.4电路原理图 (23)第五章超声波汽车倒车测距仪软件设计 (27)5.1主程序编制及流程图 (27)5.1.1编制要点及流程图 (27)5.1.2主程序的编制 (29)5.2中断服务程序的流程图及编制 (31)5.3显示距离子程序和延时子程序 (32)5.4信号处理程序 (33)5.4.1信号处理程序的编制要点 (33)5.4.2信号处理程序流程图 (35)5.4.3信号处理程序 (35)5.5程序中有关存储器，寄存器及标志位的内容及用途 (37)总结 (38)致谢 (39)参考文献 (40)附录 (40)整体设计框图 (41)硬件连接图 (41)第一章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。
汽车倒车雷达探测器的工作原理
汽车倒车雷达探测器的工作原理汽车倒车雷达探测器是一种常见的汽车安全辅助设备，它可以有效地帮助驾驶员在倒车时避免发生碰撞事故。
本文将详细介绍汽车倒车雷达探测器的工作原理。
一、工作原理概述汽车倒车雷达探测器通过使用超声波来实现对周围环境的探测。
它通常由多个传感器、控制模块和报警装置组成。
当车辆倒车时，传感器会发射超声波信号，并接收回波。
通过分析回波信号的时间和强度，控制模块可以准确计算车辆与障碍物之间的距离，并及时向驾驶员发出警报。
二、传感器汽车倒车雷达探测器的传感器通常安装在车辆的后保险杠上。
它们使用超声波传感器来发射和接收声波。
波束从传感器发送出去并与周围物体相交。
当声波遇到障碍物时会发生反射，返回传感器并被接收。
传感器测量声波离开和返回之间的时间差，并将这个时间差转换成距离。
三、控制模块控制模块负责接收传感器发送的信号和计算车辆与障碍物之间的距离。
当传感器接收到回波信号后，它们会将信号发送给控制模块。
控制模块使用声波的时间差来计算距离，并将结果显示在车辆内部的相关显示屏上。
四、报警装置报警装置是汽车倒车雷达探测器的重要组成部分。
当控制模块检测到距离障碍物过近时，它会向报警装置发送指令，以触发声音或光线等警报。
这样可以提醒驾驶员注意周围情况，避免发生碰撞事故。
五、工作原理详解汽车倒车雷达探测器的工作原理是基于声波的传播速度和回波时间的计算。
声波在空气中传播的速度大约为343米/秒，当声波遇到障碍物时会发生反射，返回传感器。
通过测量声波离开和返回之间的时间差，可以计算出障碍物与车辆之间的距离。
汽车倒车雷达探测器通常使用多个传感器进行环形布置，以实现360度的全方位探测。
每个传感器依次发射声波，并接收返回的回波。
控制模块通过比较不同传感器之间的时间差，可以计算出障碍物与车辆之间的具体位置和距离。
当控制模块计算出距离后，它会将结果显示在与控制模块连接的显示屏上。
驾驶员可以根据显示屏上的信息来判断障碍物的距离，从而采取相应的措施。
红外倒车雷达电路的工作原理
红外倒车雷达电路的工作原理一、红外倒车雷达的概述红外倒车雷达是一种借助红外线探测距离的安全辅助装置，常用于汽车倒车时的安全提示。
其主要工作原理是通过探测器发射红外线，当红外线遇到障碍物时，会被反射回来，被接收器接收并进行处理，最终将结果反馈给驾驶员。
二、红外线的物理特性1. 红外线的波长和频率红外线是指波长在0.76微米至1000微米之间的电磁辐射。
其频率范围为300GHz至400THz。
2. 红外线与物体的相互作用当红外线照射到物体上时，部分能量会被吸收、反射或透过物体。
不同材料对于不同波长和频率的红外线有着不同的吸收和反射特性。
3. 红外光源和探测器为了产生和接收红外线信号，需要使用专门的光源和探测器。
常用的光源包括发光二极管（LED）、激光二极管等；常用的探测器包括红外线接收二极管（IRD）、热电偶等。
三、红外倒车雷达电路的组成1. 发射电路发射电路是红外倒车雷达的核心部分，其主要作用是产生红外线信号。
发射电路一般由振荡器、放大器和发光二极管组成。
振荡器产生高频信号，经过放大器放大后，驱动发光二极管产生红外线信号。
2. 接收电路接收电路主要负责接收反射回来的红外线信号，并进行放大和处理。
接收电路一般由接收二极管、前置放大器、滤波器和比较器等组成。
接收二极管负责将反射回来的红外线转化为电信号，经过前置放大器和滤波器后，将信号输入比较器进行比较处理。
3. 控制电路控制电路主要负责控制发射和接收电路的工作状态，并对比较结果进行逻辑判断。
控制电路一般由微控制器、时钟、存储器等组成。
微控制器负责整个系统的协调和管理，时钟提供精确的时间基准，存储器存储程序和数据。
四、红外倒车雷达电路的工作原理1. 发射信号当驾驶员倒车时，控制电路会向发射电路发出指令，使其产生红外线信号。
发射电路将信号通过发光二极管发送出去。
2. 接收信号当红外线遇到障碍物时，会被反射回来，并被接收二极管转化为电信号。
接收电路对反射回来的信号进行放大和滤波处理，然后将处理后的信号输入比较器。
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。
汽车倒车测距仪
石家庄铁道大学毕业设计汽车倒车测距仪的设计与实现The Design of Auto Reverse Rangefinder完成日期 2012 年 05 月 25 日毕业设计成绩单毕业设计任务书题目汽车倒车测距仪设计和实现一、主要内容单片机STC89系列利用超声波测距模块对障碍物距离检测,对超过阈值的距离报警动作。
二、基本要求1．单片机完成超声波测距。
2．实现根据不同的距离信息进行不同样式的报警。
3．使用Keil C编程,实现相关逻辑控制。
4．电路原理图设计，Protel印刷电路图设计。
5．提出系统设计框图，提出相应的解决方案。
三、主要技术指标（或研究方法）1．电压直流5V，工作电流小于500mA。
2．完成主要功能。
3．电路原理图。
4．使用说明书撰写。
四、应收集的资料及参考文献C语言开发。
关于STC89系列相关单片机开发文档。
相关传感和显示器件使用手册和接口电路。
五、进度计划第1周：开题，并完成开题报告。
第2-8 周：资料收集，文献阅读，系统设计，电路实现，程序仿真。
第9-14周：系统综合调试完成，撰写设计说明书。
第15-16周：准备参加答辩。
教研室主任签字时间年月日毕业设计开题报告题目汽车倒车测距仪设计和实现一、背景和意义安全是围绕汽车的永恒主题。
随着公路交通特别是高速公路交通的飞速发展，交通事故特别是恶性交通事故呈不断上升趋势，交通安全越来越受到广泛关注，因此世界各国在研究只能车辆自主导航技术的同时，投入大量的人力物力，致力于提高汽车行驶安全性。
随着我国经济飞速发展，越来越多的人拥有了自己的汽车，同时由泊车和倒车所引发的事故也越来越多。
因此，有助于驾驶员泊车和倒车的倒车倒车测距仪应运而生。
二、课题研究内容单片机STC89系列利用超声波测距模块对障碍物距离检测。
对超过阈值的距离报警动作。
三、课题预期目的本研究包括超声波发射和接受、液晶显示和语音播报等模块，在倒车时，汽车在智能控制器的控制下，由车尾部的超声波发生器探头发送超声波信号，当遇到障碍物时，产生回波信号，探头接受到回波信号后井控制器进行数据处理并计算出车体与障碍物之间的实际距离，然后通过显示或语音设备提示给驾驶员。
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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。