毕业设计-汽车倒车防撞报警系统-论文

毕业设计任务书专业电子工艺与管理

超声波倒车雷达

摘要

倒车雷达又称泊车辅助系统，是汽车泊车安全辅助装置，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，解除了驾驶员泊车和起动车辆时前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，提高了安全性。一般由超声波传感器（俗称探头）、控制器和显示器等部分组成，现在市场上的倒车雷达大多采用超声波测距原理，驾驶者在倒车时，启动倒车雷达，在控制器的控制下，由装置于车尾保险杠上的探头发送超声波，遇到障碍物，产生回波信号，传感器接收到回波信号后经控制器进行数据处理，判断出障碍物的位置，由显示器显示距离并发出警示信号，得到及时警示，从而使驾驶者倒车时做到心中有数，使倒车变得更轻松。倒车雷达的提示方式可分为液晶、语言和声音三种；接收方式有无线传输和有线传输等。本方案采用语音提示的方式，本文介绍了以SPCE061A单片机为核心的一种低成本、高精度、微型化，并有数字显示和声光报警功能的倒车雷达系统。利用SPCE061A 单片机所具备的单芯片语音功能，外接三个超声波测距模组，组成一个示例的倒车雷达系统，语音提示报警（0.35m~1.5m）范围内的障碍物。

关键词：倒车雷达超声波单片机SPCE061A

目录

第1章前言 (1)

第2章实现功能 (2)

第3章核心器件简介 (3)

3.1 SPCE061A (3)

3.1.1 SPCE061A简介 (4)

3.1.2 芯片特性 (4)

3.2 SPCE061A精简开发板 (4)

3.3 超声波测距模组 (5)

3.4 转接板 (9)

第4章系统总体方案 (11)

第5章系统硬件设计 (12)

5.1 SPCE061A精简开发板电路原理 (12)

5.1.1 SPCE061最小系统 (12)

5.1.2 电源模板 (12)

5.1.3 放音模板 (13)

5.2 超声波测距模组电路原理 (13)

5.2.1 超声波谐振频率发生电路、调理电路 (13)

5.2.2 超声波回波接受处理电路 (14)

5.2.3 超声波测距模组电源接口 (14)

5.2.4 超声波测距模式选择跳线 (15)

5.2.5 超声波测距模组接口 (15)

5.3 转接板电路 (15)

5.4 显示电路 (16)

第6章系统软件设计 (17)

6.1 超声波测距原理 (17)

6.2 软件结构 (18)

6.3 各模块程序说明 (18)

6.3.1 超声波测距程序 (18)

6.3.2 语音播放程序 (22)

6.3.3 显示刷新程序 (23)

6.3.4 主程序 (25)

第7章连接与操作说明 (26)

参考文献 (29)

致谢 (30)

第一章前言

倒车雷达又称泊车辅助系统，是汽车泊车安全辅助装置，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，解除了驾驶员泊车和起动车辆时前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，提高了安全性。

一般由超声波传感器（俗称探头）、控制器和显示器等部分组成，现在市场上的倒车雷达大多采用超声波测距原理，驾驶者在倒车时，启动倒车雷达，在控制器的控制下，由装置于车尾保险杠上的探头发送超声波，遇到障碍物，产生回波信号，传感器接收到回波信号后经控制器进行数据处理，判断出障碍物的位置，由显示器显示距离并发出警示信号，得到及时警示，从而使驾驶者倒车时做到心中有数，使倒车变得更轻松。

倒车雷达的提示方式可分为液晶、语言和声音三种；接收方式有无线传输和有线传输等。本方案采用语音提示的方式，利用SPCE061A 单片机所具备的单芯片语音功能，外接三个超声波测距模组，组成一个示例的倒车雷达系统，语音提示报警（0.35m~1.5m）范围内的障碍物。

第二章实现功能

利用SPCE061A单片机、三个超声波测距模组实现超声波倒车雷达，要求具有下述功能：

1.可以语音提示模组探测范围内（0.35m~1.5m）的障碍物；

2.语音提示可指明哪一个方向（或区域）有障碍物在探测范围内；

3.利用三个LED发光二极管表示三个传感器探测范围内是否有障碍物，当在探测范围内有障碍物时，发光二极管以一定频率闪烁，闪烁的频率以距离定，距离越近频率越高。

本方案要求所有的语音资源、程序代码都存放在一颗SPCE061A片内Flash当中；当语音播报时，如检测到左后方有障碍物，则用语音播放：“左后方”，如右后方有障碍物，则语音播方“右后方”；当检查到中间的传感器探测范围内有障碍特时，语音播放：“后方”。而连续播放提示的间隔，要大于或等于3秒，以免过于频繁的播报语音。

第三章核心器件简介

本系统采用SPCE061A单片机作为主控制器，传感器模块采用凌阳大学计划的“超声波测距模组”。另外，为了使这三个传感器模块能够组合在一起，并且可靠的工作，还需要一个转接板，可以利用4052模拟开关器件制作；需要外接三个发光二极管。下面分别介绍这些模块的特性。

3.1 SPCE061芯片特性

3.1.1 SPCE061简介

SPCE061A是凌阳科技研发生产的性价比很高的一款十六位单片机，具有易学易用、效率较高的一套指令系统和集成开发环境。在此环境中，支持标准C语言，可以实现C语言与凌阳汇编语言的互相调用，并且，提供了语音录放和语音识别的库函数，只要了解库函数的使用，就会很容易完成语音录放，这些都为软件开发提供了方便的条件：

SPCE061A片内还集成了一个ICE（在线仿真电路）接口，使得对该芯片的编程、仿真都变得非常方便，而ICE接口不占用芯片上的硬件资源，结合凌阳科技提供的集成开发环境（unSP IDE），用户可以利用它对芯片进行真实的仿真；而程序的下载（烧写）也是通过该接口实现。

下图为SPCE061A单片机的内部结构框图

图3.1 SPCE061内部结构图