汽车倒车雷达教学文案
雷达倒车测距课程设计

雷达倒车测距课程设计一、教学目标本课程旨在让学生了解雷达倒车测距的原理、功能及其在实际中的应用;掌握雷达传感器的安装、调试和基本操作方法;培养学生运用雷达技术解决实际问题的能力。
1.了解雷达的基本原理及其在汽车倒车辅助系统中的应用;2.掌握雷达传感器的工作原理、安装位置和调试方法;3.了解雷达测距技术的优势和局限性。
4.能够正确安装、调试雷达传感器;5.能够运用雷达技术进行倒车测距,并判断测距结果的准确性;6.能够分析实际问题,提出运用雷达技术解决方案。
情感态度价值观目标:1.培养学生对雷达技术的兴趣和好奇心,提高学生对新技术的敏感度;2.培养学生团队协作、动手操作和实践能力;3.使学生认识到雷达技术在现代社会中的重要性,提高学生对科技创新的认同感。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括雷达倒车测距的原理、雷达传感器的安装与调试、雷达测距技术的应用等方面。
1.雷达倒车测距原理:介绍雷达传感器的工作原理、测距原理及其在汽车倒车辅助系统中的应用;2.雷达传感器的安装与调试:讲解雷达传感器的安装位置、安装方法及调试技巧;3.雷达测距技术的应用:分析雷达测距技术在汽车倒车辅助系统中的实际应用,探讨其优势和局限性。
三、教学方法本课程采用讲授法、实践操作法和案例分析法相结合的教学方法。
1.讲授法:通过讲解雷达倒车测距的原理、功能及其在实际中的应用,使学生掌握相关知识;2.实践操作法:引导学生亲自动手安装、调试雷达传感器,培养学生的动手操作能力;3.案例分析法:分析实际问题,引导学生运用雷达技术提出解决方案,提高学生解决实际问题的能力。
四、教学资源1.教材:选用与雷达倒车测距相关的教材,为学生提供系统、科学的学习资料;2.参考书:提供雷达技术及相关领域的参考书籍,丰富学生的知识体系;3.多媒体资料:制作课件、视频等多媒体资料,帮助学生形象地理解雷达倒车测距原理;4.实验设备:准备雷达传感器、汽车倒车辅助系统等实验设备,为学生提供实践操作的机会。
倒车雷达电子课程设计

倒车雷达电子课程设计一、教学目标本课程旨在让学生了解倒车雷达的工作原理、结构及其在现代汽车中的应用;掌握倒车雷达的基本电路设计、传感器选用和程序编写;培养学生动手实践能力、团队协作精神和创新意识。
1.了解倒车雷达的定义、作用和分类;2.掌握倒车雷达的基本原理及其主要组成部分;3.熟悉倒车雷达电路设计、传感器选用和程序编写。
4.能够分析倒车雷达的电路图,并进行简单的电路设计;5.能够选用合适的传感器,进行倒车雷达的硬件搭建;6.能够编写简单的倒车雷达程序,实现倒车辅助功能。
情感态度价值观目标:1.培养学生对汽车电子技术的兴趣,激发创新意识;2.培养学生团队协作精神,提高沟通与协作能力;3.培养学生环保意识,关注新能源汽车和智能驾驶技术的发展。
二、教学内容本课程主要内容包括倒车雷达的原理、结构、应用;倒车雷达电路设计、传感器选用和程序编写。
1.倒车雷达原理及结构:介绍倒车雷达的定义、作用和分类,详细讲解倒车雷达的基本原理及其主要组成部分。
2.倒车雷达应用:介绍倒车雷达在现代汽车中的应用,分析倒车雷达的市场需求和发展趋势。
3.倒车雷达电路设计:讲解倒车雷达电路设计的基本步骤,引导学生掌握电路图的分析和设计方法。
4.传感器选用:介绍倒车雷达常用传感器及其特性,引导学生学会选用合适的传感器。
5.程序编写:讲解倒车雷达程序编写的基本方法,引导学生掌握编程技巧。
三、教学方法本课程采用讲授法、讨论法、案例分析法和实验法等多种教学方法,以激发学生的学习兴趣和主动性。
1.讲授法:用于讲解倒车雷达的基本原理、结构和应用,使学生掌握相关理论知识。
2.讨论法:用于分析倒车雷达的市场需求和发展趋势,培养学生关注行业动态的习惯。
3.案例分析法:通过分析实际案例,使学生了解倒车雷达电路设计、传感器选用和程序编写的具体方法。
4.实验法:让学生动手实践,搭建倒车雷达电路,选用传感器,编写程序,提高学生的动手能力和实践能力。
四、教学资源本课程所需教学资源包括教材、参考书、多媒体资料和实验设备。
倒车雷达的课程设计

倒车雷达的课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解倒车雷达的基本原理,掌握其工作流程和关键部件的功能。
2. 学生能描述倒车雷达在汽车安全系统中的作用,并了解其在生活中的应用。
3. 学生掌握超声波传感器的工作原理,了解其测量距离的数学模型。
技能目标:1. 学生能够通过实际操作,学会使用倒车雷达进行距离测量,提高动手实践能力。
2. 学生能够运用已学知识,分析倒车雷达在实际应用中的优点和局限性。
3. 学生能够通过小组合作,设计并制作一个简单的倒车雷达模型,培养团队合作和创新思维。
情感态度价值观目标:1. 学生能够认识到科技在生活中的重要性,增强对科技创新的热情。
2. 学生在小组合作中培养团队精神,学会尊重他人意见,提高沟通协作能力。
3. 学生在探索倒车雷达的过程中,体验科学研究的乐趣,培养探究精神和解决问题的能力。
分析课程性质、学生特点和教学要求:本课程为物理学科拓展课程,适用于八年级学生。
该阶段学生具有一定的物理知识和动手能力,对新鲜事物充满好奇心。
教学要求注重理论与实践相结合,提高学生的综合素养。
二、教学内容1. 理论知识:- 汽车安全系统简介:了解各种汽车安全设备的原理及作用。
- 倒车雷达原理:学习超声波传感器、控制器、显示器等组成部分及其工作流程。
- 超声波传感器:掌握超声波发射、接收、距离计算等基本原理。
2. 实践操作:- 倒车雷达操作体验:学生操作倒车雷达,观察其工作过程,了解实际应用。
- 制作简易倒车雷达模型:学生分组合作,运用所学知识,动手制作倒车雷达模型。
3. 教学大纲:- 第一课时:介绍汽车安全系统,讲解倒车雷达原理。
- 第二课时:学习超声波传感器知识,操作倒车雷达,观察现象。
- 第三课时:分析倒车雷达在实际应用中的优点和局限性,讨论改进方案。
- 第四课时:分组制作倒车雷达模型,展示成果,进行评价。
教学内容关联教材:本教学内容与教材中“声现象”章节相关,结合学生已学的声波知识,拓展至超声波应用,以倒车雷达为例,让学生了解物理知识在实际生活中的应用。
汽车电器教案 新改(倒车雷达)

一.组织学生站队、收手机、行上课礼、做好考勤、宣布课堂纪律。
课堂情况(考勤表)授课班级应到人数实到人数请假人数旷课人数课堂情况记录二.导入新课:案例:汽车他是如何在看不见的情况下能够顺利的倒车进我们的指定地点的呢答:倒车雷达是一种安装在汽车前、后保险杠上的电子侦测系统。
活动一:查找资料了解倒车雷达的功用答:采用超声波检测技术,当驾驶汽车前进或倒退在狭窄的车位泊车时,通过声音和提示可知车后是否有不明障碍物距离及远近,从而辅助驾驶员安全,轻松地倒车,避免碰撞。
国内品牌:豪迪,路标,铁将军,宝仕达,二狼神,世博,德首,天睿,黑鹰,奇真等。
活动二:查找资料了解倒车雷达的结构、分类1.组织学生认识倒车雷达:答:(1)超声波传感器(俗称探头)(2)控制器和显示器(或蜂鸣器)一、站队、交手机、行上课礼、识记课堂纪律。
二、提问,查找相关资料,总结。
三、讨论、解答下列问题:1、明确本门课程的学习任务、学习方法。
2、答问倒车雷达系统的组成、功能及电路连接特点。
3、了解倒车雷达功能?4、自学倒车雷达的结构、分类2.元件特征认识。
(1)探头:探头装在后保险杠上,根据不同价格和品牌,探头有二、三、四、六只不等,分别管前后左右。
探头以45度角辐射,上下左右搜寻目标。
它最大的好处是能探索到那些低于保险杠而司机从后窗难以看见的障碍物,并报警,如花坛、蹲在车后玩耍的小孩等。
(2)显示器:倒车雷达的显示器装在后视镜上,它不停地提醒司机车距后面物体还有多少距离,到危险距离时,5、倒车雷达的工作原理?蜂鸣器就开始鸣叫,让司机停车。
挡位杆挂入倒挡时,倒车雷达自动开始工作,测距范围达1.5米左右,故在停车时,对司机很实用。
活动三:了解倒车雷达的工作原理(1)超声波测距:超声波是指超过人的听觉范围以上(20kHz以上)的声波,它具有频率较高,沿直线传播,方向性好,绕射小,穿透力强,传播速度慢(约340m/s)等特点。
当其在阳光下不透明的固体内传播,可穿透几十米的深度。
驾驶技巧如何正确使用倒车雷达

驾驶技巧如何正确使用倒车雷达驾驶技巧:如何正确使用倒车雷达随着汽车科技的不断发展,倒车雷达已经成为许多汽车的标配装备。
倒车雷达通过声音或者图像提示驾驶员避免与后方物体碰撞,提高了倒车时的安全性。
然而,许多驾驶员并不知道如何正确使用倒车雷达,这篇文章将介绍一些使用倒车雷达的基本技巧,以便驾驶员能够更好地利用这一辅助工具。
1. 理解倒车雷达的工作原理倒车雷达一般由若干个传感器和一个控制单元组成。
传感器位于汽车后保险杠附近,控制单元负责接收传感器的信号并根据距离来进行报警。
传感器通常会发射超声波,并通过接收超声波的返回来测量与障碍物的距离。
理解这一基本原理有助于我们更好地使用倒车雷达。
2. 在倒车时关注倒车雷达的警示信息使用倒车雷达时,驾驶员需要时刻关注雷达传输的声音或者图像信息。
一般来说,当车辆靠近障碍物时,倒车雷达会发出不同频率或者不同声音的警示信号。
这些警示信号会随着距离的减小而加快。
因此,当我们听到警示声音或者看到图像上的红色或闪烁提示时,要立即停车或者减速并调整方向,以避免与障碍物碰撞。
3. 理解倒车雷达的误报问题倒车雷达有时候会出现误报问题,即在没有障碍物的情况下仍然报警。
这可能是由于传感器受到杂音的干扰,或者颜色、材质等特殊情况引起的。
驾驶员在使用倒车雷达时需要有所警惕,不仅要相信雷达的警示,还要通过观察后方环境来辅助判断是否有真实的障碍物。
4. 熟悉倒车雷达的提示声音或图像不同品牌和不同型号的汽车可能会采用不同的声音或图像提示方式。
驾驶员使用倒车雷达前应该先熟悉自己车辆所采用的提示方式,并进行必要的训练。
这样在紧急情况下,驾驶员能够更快速地反应,有效地避免碰撞。
5. 不仅依赖倒车雷达,还需借助后视镜和后视摄像头倒车雷达是一项有力的辅助工具,但并不能完全替代我们的视觉感知。
驾驶员在倒车时仍然需要使用后视镜和后视摄像头来观察后方情况。
视觉和声音的双重提示可以提高倒车时的安全性。
综上所述,正确使用倒车雷达可以大大提高倒车时的安全性。
倒车雷达电子课程设计

倒车雷达电子课程设计一、课程目标知识目标:1. 理解倒车雷达的工作原理,掌握其电路组成和功能。
2. 学会使用相关电子元件,如传感器、微控制器等,并了解其在倒车雷达中的应用。
3. 掌握倒车雷达系统的设计流程,包括需求分析、电路设计、程序编写和调试。
技能目标:1. 能够运用所学知识,设计并搭建一个简单的倒车雷达系统。
2. 培养学生的动手能力,提高电子电路的搭建和调试技巧。
3. 提高学生的问题分析和解决能力,使其能够在实际操作中找出并解决问题。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对电子技术的兴趣,激发其创新精神和探索欲望。
2. 增强学生的团队合作意识,培养其沟通协作能力。
3. 强化学生的安全意识,使其在操作过程中注意电路安全,养成良好的实验习惯。
本课程针对高中年级学生,结合电子技术课程内容,注重理论与实践相结合。
课程旨在帮助学生掌握倒车雷达的基本原理和设计方法,提高其电子技术实践能力,同时培养其情感态度和价值观,为今后的学习和工作打下坚实基础。
通过对课程目标的分解,教师可针对性地进行教学设计和评估,确保学生达到预期学习成果。
二、教学内容1. 倒车雷达原理及电路组成- 介绍倒车雷达的工作原理,分析其电路的各个组成部分,如超声波传感器、微控制器、显示器等。
- 引导学生理解倒车雷达在实际应用中的重要性,提高学生的学习兴趣。
2. 电子元件的选用与使用- 讲解常用电子元件的原理及功能,如传感器、微控制器、电阻、电容等。
- 指导学生如何根据电路需求选择合适的电子元件。
3. 倒车雷达系统设计流程- 介绍从需求分析到电路设计、程序编写、调试等各个阶段的设计流程。
- 分析实际案例,让学生了解设计过程中的注意事项。
4. 动手实践:搭建倒车雷达系统- 按照教学大纲,指导学生分组进行电路搭建、程序编写和调试。
- 鼓励学生动手实践,培养其解决问题的能力。
5. 教学内容的安排与进度- 第一周:倒车雷达原理及电路组成介绍,电子元件选用与使用。
《倒车雷达》教学设计

《倒车雷达》教学设计学习目标科学和工程:●超声波●获取、评估和交流信息数学:●使用数学方法建模●绘制、构造和描述几何图形及这些图形之间的关系技术:●在超声波传感器的帮组下,对机器人的移动进行控制●对中型电机模块的使用一、联系此部分用时5分钟在车上,由于驾驶员视线的限制,存在很多盲区。
很多新手司机倒车技术有限,停车成了他们的一个难题。
有的车上装有倒车雷达,司机可以在没有他人帮忙的情况下通过车内的雷达提示音进行倒车。
本节课里,机器人将挑战“倒车”任务,即机器人能够检测到障碍物,并及时做出反应动作。
例如,机器人倒退行驶,检测到距后方墙壁10cm时停止。
这里我们需要为机器人增加一个“超声波传感器”。
人类耳朵能听到的声波频率为20Hz~20KHz。
当声波的振动频率小于20Hz或大于20KHz时,我们就听不见了。
因此,我们把频率高于20KHz的声波称为“超声波”。
超声波方向性好,穿透能力强,在水中传播距离远。
任务挑战1.设计装有超声波传感器的机器人。
2.读取机器人与障碍物的距离。
3.编写程序,使机器人检测到障碍物后及时停止。
二、建构此部分用时10-15分钟1.选择一个障碍物。
将书本、墙壁、乐高整理箱或者前面用到的颜色方块,作为障碍物,用于超声波识别。
2.认识超声波传感器。
3.设计一个超声波传感器并与驱动基座相连。
4.认识“等待(超声波传感器)”模块。
首先在流程控制类找到等待模块,选择“超声波传感器”,点击“更改”,选择“距离(厘米)”。
5.编写机器人检测障碍物的程序。
机器人前进,行驶至距障碍物10cm处停止。
程序概述:开始移动转向装置—开启—功率[20]等待—超声波传感器—更改距离厘米[减少,10]移动转向装置—关闭将颜色块放在3号场地图的位置7.1上,将机器人放在3号场地图的起始位置7上,然后运行程序。
描述程序的各个部分使机器人执行的动作。
我的机器人向前移动,直至它在超声波传感器前方10厘米处检测到物体。
CD倒车雷达教学课件ppt

cd倒车雷达简介
其主要功能是在倒车时通过超声波探测车后障碍物,并将探测信息显示在仪表盘上,以提醒驾驶员避免碰撞。
cd倒车雷达通常由超声波传感器、控制器和显示器等组成。
cd倒车雷达是一种基于超声波检测技术的车辆安全辅助设备。
学习目标
掌握cd倒车雷达的基本原理、组成及工作流程。
调试传感器距离
在车辆倒车时,检查倒车雷达是否能够正确发出报警提示,并检查提示音是否清晰。
检查报警提示
检查倒车雷达的显示屏幕是否正常显示,包括显示亮度、清晰度等。
检查显示屏幕
定期清洁传感器表面,去除尘土和污垢,以保证传感器的正常工作。
定期清洁传感器
检查连接线束
更换电池
定期检查连接线束是否松动或破损,如有需要应及时更换。
从超声波发射到距离信息显示在显示器上的时间。
03
cd倒车雷达的使用和维护
确定安装位置
准备工具和材料
粘贴吸盘
连接传感器线束
固定传感器
调试传感器距离
cd倒车雷达的安装步骤
ห้องสมุดไป่ตู้
cd倒车雷达的调试方法
确认倒车雷达已接通电源,并检查电源是否正常。
检查电源
调整传感器的距离,使其能够正确检测到车辆后方的障碍物。
深入学习倒车雷达的高级功能和特点
提高自己的驾驶技能和安全意识
了解倒车雷达与其他车载设备的集成应用
学习更多关于安全驾驶的技能和知识
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《cd倒车雷达教学课件ppt》
2023-10-30
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目录
引言cd倒车雷达基础知识cd倒车雷达的使用和维护cd倒车雷达的发展趋势和展望总结与展望
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前言随着汽车的普及,越来越多的家庭拥有了汽车。
汽车的数量逐渐增加,造成公路、街道、停车场、车库等越来越拥挤。
汽车驾驶员越来越担心车的安全了,其中倒车就是一个典型。
我们所设计的汽车倒车雷达主要是针对汽车倒车时人无法目测到车尾与障碍物的距离而设计开发的。
该设计将51单片机技术与超声波的测距技术、传感器技术等相结合,可检测汽车倒车,其障碍物与汽车的距离,通过发光二极管闪烁的频率来显示距离,障碍物越近,闪烁的频率越高,并根据障碍物与车尾的距离远近实时发出报警。
虽然我们设计的倒车雷达和轿车上的倒车雷达有很大的差别。
但这个设计把我们平时学到的理论运用到实践里去了,同时教会了我们怎么样使用实验室的仪器,提高了我们动手实践的能力和文字表达能力。
1. 汽车倒车雷达的初步认识1.1 汽车倒车雷达的原理倒车雷达是根据蝙蝠在黑夜里高速飞行而不会与任何障碍物相撞的原理设计开发的。
探头装在后保险杠上,主要于前后保险杠上安装。
探头能够以最大水平120度垂直70度范围辐射,上下左右搜寻目标。
它最大的好处是能探索到那些低于保险杠而司机从后窗难以看见的障碍物,并报警,如花坛、路肩、蹲在车后玩耍的小孩等。
倒车雷达的显示器装在后视镜上,它不停地提醒司机车距后面物体还有多少距离,到危险距离时,蜂鸣器就开始鸣叫,以鸣叫的间断/连续急促程度,提醒司机对障碍物的靠近,及时停车。
倒车雷达就相当于超声波探头,从整体上来说超声波探头可以分为两大类:一是用电气方式产生超声波,其二是用机械方式产生超声波,鉴于目前较为常用的是压电式超声波发生器,它有两个电晶片和一个共振板,当两极外加脉冲信号,它的频率等于压电晶片的固有震荡频率时,压力晶片将会发生共振,并带动共振板振动,将机械的能转为电信号的这一过程,这就成了超声波探头的工作原理。
为了更好地研究超声波和利用起来,人们已经设计和制造出很多超声波发声器,超声波探头加以运用在使用汽车倒车雷达上。
这种原理用在一种非接触检测技术上,用于测距来说其计算简单,方便迅速,易于做到实时控制,距离准确度达到工业实用的要求。
倒车雷达用于测距上,在某一时刻发出超声波信号,在遇到被测物体后的射回信号波,被倒车雷达接收到,得用在超声波信号从发射到接收回波信号这一个时间而计算出在介质中的传播速度,这就可以计算出探头与被探测到的物体的距离。
1.2 汽车倒车雷达的组成倒车雷达有这几部分构成:★超声波传感器:用于发射及接收超声波信号,通过超声波传感器可以测量距离。
★主机:发射正弦波脉冲给超声波传感器,并处理其接收到的信号,换算出距离值后,将数据与显示器通讯。
★显示器或蜂鸣器:接收主机距离数据,并根据距离远近显示距离值和提供不同级别的距离报警音。
2. 系统硬件设计按照系统设计的功能的要求,初步确定设计系统由单片机主控模块、显示模块、超声波发射模块、接收模块共四个模块组成系统设计框图如图1所示。
单片机主控芯片使用51系列AT89S51单片机,该单片机工作性能稳定,同时也是在单片机课程设计中经常使用到的控制芯片。
发射电路由单片机输出端直接驱动超声波发送。
接收电路使用三极管组成的放大电路,该电路简单,调试工作小较小。
系统设计框图如图1所示。
路、报警输出电路、供电电路等几部分。
单片机采用AT89S51,系统晶振采用12MHz高精度的晶振,以获得较稳定时钟频率,减小测量误差。
单片机用P2.7端口输出超声波换能器所需的40kHz的方波信号,P3.5端口监测超声波接收电路输出的返回信号。
显示电路采用简单实用的3位共阳LED数码管,段码输出端口为单片机的P2口,位码输出端口分别为单片机的P3.4、P3.2、P3.3口,数码管位驱运用PNP三极管S9012三极管驱动。
2.1 AT89S51单片机AT89S51是美国ATMEL公司生产的低功耗,高性能CMOS8位单片机,片内含4k bytes 的可系统编程的Flash只读程序存储器,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。
AT89S51集Flash程序存储器既可在线编程(ISP)也可用传统方法进行编程及通用8位微处理器于单片芯片中,ATMEL公司的功能强大,低价位AT89S51单片机可为您提供许多高性价比的应用场合,可灵活应用于各种控制领域。
主要性能参数:★全双工串行UART通道★低功耗空闲和掉电模式★中断可从空闲模唤醒系统★看门狗(WDT)及双数据指针★掉电标识和快速编程特性★与MCS-51产品指令系统完全兼容★ 4k字节在系统编程(ISP)Flash闪速存储器★灵活的在系统编程(ISP字节或页写模式)★ 4.0-5.5V的工作电压范围★ 2个16位定时/计数器★全静态工作模式:0Hz-33MHz★ 32个可编程I/O口线★ 1000次擦写周期★ 6个中断源★三级程序加密锁★ 128×8字节内部RAM除此以外AT89S51还提供一个5 向量两级中断结构,片内振荡器及时钟电路。
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。
AT89C51引脚图如图2所示。
图2 AT89C51引脚图2.2 超声波测距的系统及其组成本系统由单片机AT89S51控制,包括单片机系统、发射电路与接收放大电路和显示电路几部分组成。
硬件电路的设计主要包括单片机系统及显示电路、超声波发射电路和超声波接收电路三部分。
单片机采用AT89S51。
采用12MHz高精度的晶振,以获得较稳定时钟频率,减小测量误差。
单片机用P2.7端口输出超声波换能器所需的40kHz的方波信号,P3.5端口监测超声波接收电路输出的返回信号。
显示电路采用简单实用的3位共阳LED数码管,段码输出端口为单片机的P2口,位码输出端口分别为单片机的P3.4、P3.2、P3.3口,数码管位驱运用PNP三极管S9012三极管驱动。
超声波接收头接收到反射的回波后,经过接收电路处理后,向单片机P3.5输入一个低电平脉冲。
单片机控制着超声波的发送,超声波发送完毕后,立即启动内部计时器T0计时,当检测到P3.5由高电平变为低电平后,立即停止内部计时器计时。
单片机将测得的时间与声速相乘再除以2即可得到测量值,最后经3位数码管将测得的结果显示出来。
2.2.1 超声波测距单片机系统超声波测距单片机系统主要由:AT89S51单片机、晶振、复位电路、电源滤波部份构成。
由K1,K2组成测距系统的按键电路。
用于设定超声波测距报警值。
超声波测距单片机系统如图3所示。
图3 超声波测距单片机系统2.2.2 超声波发射、接受电路超声波发射电路由电阻R1、三极管BG1、超声波脉冲变压器B及超声波发送头T40构成,超声波脉冲变压器,在这里的作用是提高加载到超声波发送头两产端的电压,以提高超声波的发射功率,从而提高测量距离。
接收电路由BG1、BG2组成的两组三级管放大电路构成;超声波的检波电路、比较整形电路由C7、D1、D2及BG3组成。
40kHz 的方波由AT89S51单片机的P2.7输出,经BG1推动超声波脉冲变压器,在脉冲变压器次级形成60VPP的电压,加载到超声波发送头上,驱动超声波发射头发射超声波。
发送出的超声波,遇到障碍物后,产生回波,反射回来的回波由超声波接收头接收到。
由于声波在空气中传播时衰减,所以接收到的波形幅值较低,经接收电路放大,整形,最后输出一负跳变,输入单片机的P3脚。
超声波发射如图4所示,接收电路如图5所示。
图4 超声波测距发送单元图图5 超声波测距接收单元该测距电路的40kHz方波信号由单片机AT89S51的P2.7发出。
方波的周期为1/40ms,即25µs,半周期为12.5µs。
每隔半周期时间,让方波输出脚的电平取反,便可产生40kHz方波。
由于单片机系统的晶振为12M晶振,因而单片机的时间分辨率是1µs,所以只能产生半周期为12µs或13µs的方波信号,频率分别为41.67kHz和38.46kHz。
本系统在编程时选用了后者,让单片机产生约38.46kHz的方波。
由于反射回来的超声波信号非常微弱,所以接收电路需要将其进行放大。
接收到的信号加到BG1、BG2组成的两级放大器上进行放大。
每级放大器的放大倍数为70倍。
放大的信号通过检波电路得到解调后的信号,即把多个脉冲波解调成多个大脉冲波。
这里使用的是I N 4148检波二极管,输出的直流信号即两二极管之间电容电压。
该接收电路结构简单,性能较好,制作难度小。
2.2.3显示电路本系统采用三位一体L E D 数码管显示所测距离值。
数码管采用动态扫描显示,段码输出端口为单片机的P2口,位码输出端口分别为单片机的P3.4、P3.2、P3.3口,数码管位驱运用PNP三极管S9012三极管驱动。
系统显示电路如图6所示。
图6 系统显示电路2.2.4 供电电路本测距系统由于采用的是LED数码管用为显示方式,正常工作时,系统工作电流约为30-45mA,为保证系统统计的可靠正常工作,系统的供电方式主要交流AC6-9伏,同时为调试系统方便,供电方式考虑了第二种方式,即由USB口供电,调试时直接由电脑USB口供电。
6伏交流是经过整流二极管D1-D4整流成脉动直流后,经虑波电容C1虑波后形成直流电,为保证单片机系统的可电,供电路中由5伏的三端称压集成电路进行稳压后输出5伏的真流电供整个系统用电,为进一步提高电源质量,5伏的直流电再次经过C3、C4滤波。
系统供电电路如图7所示。
图7 系统供电电路2.2.5 报警输出电路为提高测测距系统的实用性,测距系统的报警输出提供开关量有两种方式。
方式一:报警信号由单片机P3.1端口输出,继电器输出,可驱动较大的负载,电路由电阻R6、三极管BG9、继电器JDQ组成,当测量值低于事先设定的报警值时,继电器吸合,测量值高于设定的报警值时,继电器断开。
方式二:报警信号由单片机P0.2口输出,提供声响报警信号,电路由电阻R7、三极管BG8、蜂鸣器BY组成,当测量值低于事先设定的报警值时,蜂鸣器发出“滴、滴、滴……”报警声响信号,测量值高于设定的报警值时,停止发出报警声响。
报警输出电路如图8所示。
图8 报警输出电路3. 系统软件设计3.1 软件设计的总体结构框图本系统是基于超声波测距的倒车雷达。
系统由系统初始化模块、数码管显示模块、发射接收控制模块、运算结果处理模块、声光报警模块。
总体框架图如图9所示。
图9 总体框架图3.2主程序设计主程序先对系统环境初始化,设定时器0为计数,设定时器1定时。