基于51单片机的汽车倒车雷达设计

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课题：汽车倒车雷达设计

目 录

第一章 绪论

1.1 课题设计的目的和意义 ......................................... 1 1.2 国内应用现状 ................................................ 1

第二章 总体方案................................................ 2

2.1 本设计的研究方法 ............................................. 2 2.2系统整体方案的设计 ........................................... 2 2.3 系统整体方案的论证 ........................................... 2 2.4 超声测距原理 ................................................ 2

2.4.1 超声波测距概述 ............................................. 2

2.4.2 超声波传感器介绍 ........................................... 3 2.4.3 超声波测距的原理 .............................................................................. 4

第三章 系统硬件设计

3.1 AT89S51单片机 ............................................... 6 3.2超声波测距的系统及其组成 ...................................... 8

3.2.1 超声波测距单片机系统 ....................................... 8 3.2.2 超声波发射、接受电路 ....................................... 9 3.3.3 显示电路 .................................................. 11

3.3.4 供电电路 .................................................. 12 3.2.5 报警输出电路 .............................................. 12

第四章 系统软件设计

4.1 主程序设计 ................................................. 13 4.2 超声波测距子程序及其流程图 ................................... 14

4.3 超声波测距流程图 ............................................ 16

第五章 系统调试与误差分析

5.1调试步骤 ........................................................... 17 5.2 误差分析 .......................................................... 18

结论

参考资料....................................................... 20 附录一 超声波测距原理图........................................ 21 附录二 PCB图 .................................................. 22 附录三 实物图.................................................. 23

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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LED数码管上。 1.2 国内应用现状

近年来，由于导航系统、工业机器人的自动测距、机械加工自动化等方面的需要，自动测距变得十分重要。与同类测距方法相比，超声波测距法具有以下优势：

（1）相对于声波，超声波有定向性较好、能量集中、在传输过程中衰减较小、反射能力强等优势。

（2）和光学方法相比，超声波的波速较小，可以直接测量较近的目标，纵向分辨率高；对色彩、光照度、电磁场不敏感，被测物体处于黑暗、烟雾、电磁干扰、有毒等比较恶劣的环境有一定的适应能力。特别是在海洋勘测具有独特的优点。

（3）超声波传感器结构简单，体积小，费用低，信息处理简单可靠，便于小型化和集成化。

随着科学技术的快速发展，超声波的应用将越来越广泛。但就目前技术水平 来说，人们利用超声波的技术还十分有限，因此，这是一个正在不断发展而又有无限前景的技术。

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超声波测距技术在社会生活中已有广泛的应用，目前对超声波的精度要求越来越大。超声波作为一种新型的工具在各方面都有很大的发展空间，它将朝着更加高定位高精度的方向发展，以满足日益发展的社会需求。未来超声波测距技术将朝着更高精度，更大应用范围，更稳定方向发展。

第二章 总体方案

2.1 本设计的研究方法

本设计选用TCT40-16T/R超声波传感器。了解超声波测距的原理的，只有对理论知识有一定的学习才能运用到实际操作中。根据原理设计超声波测距仪的硬件结构电路。对设计的电路进行分析能够产生超声波，实现超声波的发送和接收，从而实现利用超声波测距的方法测量物体之间的距离。具体设计一个基于单片机的超声波测距器，包括单片机控制电路，发射电路，接收电路，LED显示电路。

2.2系统整体方案的设计

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。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农业生产等自动化的使用要求。

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、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。目前在近距离测量方面常用的是压电式超声波换能器。根据设计要求并综合各方面因素，本文采用AT89S51单片机作为控制器，用动态扫描法实现LED数字显示，超声波驱动信号用单片机的定时器。 2.3 系统整体方案的论证

超声波测距的原理是利用超声波的发射和接受，根据超声波传播的时间来计算出传播距离。实用的测距方法有两种，一种是在被测距离的两端，一端发射，另一端接收的直接波方式，适用于身高计；一种是发射波被物体反射回来后接收的反射波方式，适用于测距仪。此次设计采用反射波方式。

测距仪的分辨率取决于对超声波传感器的选择。超声波传感器是一种采用压电效应的传感器，常用的材料是压电陶瓷。由于超声波在空气中传播时会有相当的衰减，衰减的程度与频率的高低成正比；而频率高分辨率也高，故短距离测量时应选择频率高的传感器，而长距离的测量时应用低频率的传感器。 2.4 超声测 …… 此处隐藏：3946字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……