汽车倒车防撞报警器的设计与实现
摘要:倒车后视不良一直是困扰驾驶员，特别是新手的难题。倒车雷达能以声音或者更为直观的形式告知驾驶员周围障碍物的情况，帮助驾驶员扫除视野死角和消除视线模糊的缺陷，提高驾驶的安全性。本文详细介绍了一种基于AT89C51单片机的超声波脉冲测距的倒车防撞报警器的设计。该设计以超声波在空气中传播速度为确定条件,利用超声波的反射，测量距离。论文概述了超声测距的基本原理及超声传感器的特性，并在超声测距原理的基础上,提出了系统的总体构成，以蜂鸣器报警作为警告提醒，具有较强的实用性。
关键词：防撞超声波传感器距离方位控制系统
Reversing car collision avoidance alarm Design and Implementation Abstract: The back-draft back sight is not good always puzzles the pilot, specially novice's difficult problem.The back-draft radar can or a more direct-viewing form informs around the pilot by the sound the obstacle situation, helps the pilot to clean the field of vision dead angle and the elimination line of sight fuzzy flaw, enhances driving the security.This article introduced one kind in detail based on AT89C51 monolithic integrated circuit ultrasonic wave pulse range finder back-draft proximity warner design. This design take the ultrasonic wave in the air the propagation velocity as the determination condition, the use ultrasonic wave reflection, the survey distance.The paper has outlined the supersonic range finder basic principle and the supersonic sensor characteristic, and in the supersonic range finder principle foundation, proposed the system overall constitution, reports to the police by the buzzer took the warning reminder, has the strong usability.
Key words: Anti-collision Ultrasonic sensor Distance Position
Control system
目录
引言 (2)
1 汽车防撞技术概述 (2)
1.1 汽车倒车防撞报警器设计研究的目的及概况 (2)
1.2 倒车雷达的发展 (3)
1.2.1第1代倒车雷达 (3)
1.2.2第2代倒车雷达 (3)
1.2.3第3代倒车雷达 (4)
1.2.4第4代倒车雷达 (4)
1.2.5第5代倒车雷达 (4)
2系统方案选择 (4)
2.1测量方案的对比 (4)
2.2 超声波测距的工作原理 (5)
2.3 超声波测距的工作方式 (5)
3 系统工作原理 (5)
3.1硬件设计 (6)
3.1.1 超声波发送模块设计 (6)
3.1.2 超声波接收模块设计 (7)
3.2 语音电路设计 (8)
3.3 软件设计 (8)
4系统的调试与优化 (11)
4.1发射器探头对接收器探头的影响 (11)
4.2温度的补偿 (11)
结束语 (12)
致谢............................................................ 错误！未定义书签。参考文献 (12)
引言
当今,汽车已经成为人们生活中不可缺少的一部分,它给人们带来方便快捷的同时,也出现了许多问题。如越来越多的汽车使道路上有效的使用空间越来越小,新手也越来越多,由此引发的剐蹭事件也越来越多,因剐蹭引起的纠纷也在不断地增加。原来不是问题的倒车也逐渐变成了问题。高速行驶的汽车为人类带来突飞猛进的现代文明,但大量交通事故又威胁着人们的生命财产安全,据初步调查统计,15%的汽车交通事故是由汽车倒车"后视"不良造成的。因此,增强汽车的后视能力,尤其是增强大型、重型车辆的后视能力,对于提高行车安全,减轻司机的劳动强度和心理压力,是十分重要的。
尽管每辆车都有后视镜,但不可避免地都存在一个后视盲区,倒车雷达则可以一定程度上帮助驾驶员扫除了视野死角和视线模糊的缺陷,提高驾驶的安全性,减少剐蹭事件。本系统就是利用超声波传感器探测本车与障碍物的距离,如果不在安全距离范围内,系统将自动报警,提醒驾员注意安全,从而避开障碍物。近年来随着微电子技术发展而产生的小型价廉的微处理器(单片机)的出现,使超声波测距传感器的功能得到了提升。有了微处理器不仅使测距的精度大为提高,而且为超声波测距技术的应用开辟更大的空间。利用超声波制作汽车防撞雷达可以帮助驾驶员及时了解车周围阻碍情况,防止汽车在转弯、倒车等情况下撞伤、划伤。
1 汽车防撞技术概述
1.1 汽车倒车防撞报警器设计研究的目的及概况
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防撞预警系统势在必行，超声波测距法是最常见的一种距离测距方法，应用于汽车停车的前后左右防撞的近距离，低速状况，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，同样具有声波传输的基本物理特性——折射，反射，干涉，衍射，散射。超声波测距即是利用其反射特性，当车辆后退时，超声波距离传感器利用超声波检测车辆后方的障碍物位置，并利用指示灯及蜂鸣器把车辆到障碍物的距离及位置通知驾驶人员，起到安全的作用。
汽车倒车防撞报警器是国家重点开发的重大科研项目之一。以往的汽车倒车测距一般有四种：1嘀嘀声加闪光，2音乐声加闪光，3语音声加闪光，4倒车到危险距离时发出警报声的超声波倒车报警器，本设计将以上功能结合起来加以改进发展，使其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，如果和制动系统联系在一起也可以形成自动刹车。
本设计可望成为驾驶员特别是货车以及公共汽车驾驶员的好帮手，可有效的减少和避免那些视野不良的大型汽车的如冷藏车、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，本设计成本低廉，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。
倒车雷达目前已经成为许多车主必不可少的汽车安全装置之一，但倒车雷达并非万无一失，“盲区”、“误报”现象并不少见。何谓汽车倒车雷达的盲区？大部分倒车雷达的“管辖”范围其实非常有限。“太高、太偏、太细”的东西最容易被倒车雷达系统忽视。由于探头安装位置的关系，车后上方的障碍物一般倒车雷达是无法探测到的；此外，当车后方的障碍物过低或角度超过探头侦测的范围时，譬如台阶、石头等，倒车雷达也会“瞎眼”。对一些较细的东西，如铁丝等，倒车雷达同样无能为力。
1.2 倒车雷达的发展
随着我国汽车产业的高速发展，尤其是近两三年我国开始进入私家车时代，汽车电子产业成了新的增长点，汽车电子产品的高利润和市场广阔性倍受商家关注，音响和防盗器就是明证，近两年来，倒车防撞报警器成了商家的电子新爱，众多生产防盗器的厂家纷纷涉足倒车防撞报警器，可以这么说，几乎生产防盗器的厂家都在生产倒车防撞报警器。市场上经销的倒车防撞报警器品牌多达几十种，在全国零售市场上销售的主要有固地、铁将军、伊莱、豪迪、奇贞、铭品、全安、佐敦、永泰和、俊邦视宝等品牌，基本上国产品牌占90%，而进口产品在终端市场上零售的较少。处在我国汽车用品大行业环境的繁荣背景下倒车防撞报警器已渐渐形成一个较大的行业，而且已呈现出一派激烈竞争的态势。
经过几年的发展,倒车雷达系统已经过了数代的技术改良,不管从结构外观上,还是从性能价格上,这几代产品都各有特点,目前使用较多的是数码显示、荧屏显示和魔幻镜倒车雷达这3种。
1.2.1第1代倒车雷达
“倒车请注意”!想必不少人还记得这种声音,它只能算作最早的有关于倒车的一个产品,不能称为雷达,现在只有小部分商用车还在使用。只要驾驶员挂上倒档,它就会响起,提醒周围的人注意。从某种意义上说,它对驾驶员并没有直接的帮助, 基本属于淘汰产品。最初的倒车雷达是蜂鸣器,它标志着倒车雷达系统的真正开始。倒车时,如果距车1.5～1.8 m处有障碍物,蜂鸣器就会开始工作,蜂鸣声越急,表示车距障碍物越近。该装置既没有语音提示,也没有距离显示,虽然驾驶员知道车后有障碍物,但不能确定障碍物距离车究竟有多远。
1.2.2第2代倒车雷达
第2代产品采用数码波段显示,可以显示车后障碍物离车体的距离。如果车后是物,在1.8 m开始显示;如果是人,在0.9 m左右的距离开始显示。这一代产品有2种显示方式,数码显示产品直接显示距离数字,而波段显示产品由3种颜色来区别:绿色代表安全距离,表示障碍物离车体距离有0.8 m以上;黄色代表警告距离,表示离障碍物的距离只有0.6～0.8 m;红色代表危险距离,表示离障碍物只有不到0.6 m的距离,必须停止倒车。第2代产品把数码和波段组合在一起,比较实用,但
安装在车内不太美观。
1.2.3第3代倒车雷达
第3代产品是液晶荧屏显示,这一代产品较以前有一个质的飞跃,特别是荧屏显示开始出现动态显示系统。不用挂倒档,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。其外表美观,可以直接粘贴在仪表盘上,安装很方便,给人以舒适的感觉,显示的距离也更准确些。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。
1.2.4第4代倒车雷达
第4代产品是魔幻镜倒车雷达,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,配以高速微机控制,可全天候准确地测知2 m以内的障碍物,并以不同等级的声音和直观的显示提醒驾驶员,如图2所示。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,其外形就是一块倒车镜,所以可以不占用车内空间,直接安装在车内后视镜的位置。而且颜色款式多样,可以按照个人需求和车内装饰选配,不过价格稍高。
1.2.5第5代倒车雷达
第5代产品是整合影音系统,它是专为高档轿车生产的,在上一代产品的基础上新增了很多功能,如图3所示,它整合了高档轿车的影音系统,可以在显示器上观看DVD影像。当然其价格也相当的不菲。
2系统方案选择
汽车的倒车防撞报警系统是以测距为基础的。在各种环境条件下,准确测量汽车与障碍物的距离是系统设计的关键。目前用于汽车工业的测距方法主要有超声波法、激光法和微波雷达法。
2.1测量方案的对比
激光测量主要有脉冲和扫描两种工作方式,激光测量系统具有反应快、有效测量距离大、分辨率高、误差小等优点,近年来在汽车防撞领域越来越受到重视。由于激光镜头易受灰尘、雨雪、风沙的污蚀而影响其工作性能, 所以激光法不适宜在恶劣气候条件下工作。
微波雷达因为其工作频率高、波长短,可有效地缩小波束角度、减小天线尺寸,尤其适合在恶劣气候条件下工作。但是微波雷达测距时易受到雷达之间以及
与其他通信系统之间的电磁干扰,抗干扰能力弱。
超声波法与其他两种方式相比具有显著的优点,超声波测速测距的基本原理是利用其反射特性。超声波发生器发射40 kHz超声波遇到障碍物后产生反射波,超声波接收器接收到反射波信号,并将其转换成电信号,测量发射波与回波之间的时间间隔ΔT,并根据公式R=(ΔT·v)/2计算距离(v为超声波传播速度)。超声波的特点是对雨、雾、雪的穿透能力强,可以在恶劣气候条件下工作,系统制作简便,成本低。
2.2 超声波测距的工作原理
人能听到的声音频率为:20Hz~20kHz,即为可听声波,超出此频率范围的声音,即20Hz以下的声音称为低频声波,20kHz以上的声音称为超声波。超声波是一种只有少数生物(如蝙蝠、海豚)才能感觉的机械波,其频率在20kHz以上,波长短,绕射小、能定向传播。超声波为直线传播方式,频率越高,绕射能力越弱,但反射能力越强。为此,利用超声波的这种性能就可制成超声波传感器。超声波测距的原理就是利用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v(随温度的变化而变化)，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=v*t/2。
2.3 超声波测距的工作方式
利用超声波测距的工作,就可以根据测量发射波与反射波之间的时间间隔,从而达到测量距离的作用。其主要有三种测距方法:
(1)相位检测法,相位检测法虽然精度高,但检测范围有限;
(2)声波幅值检测法,声波幅值检测法易受反射波的影响;
(3)渡越时间检测法,渡越时间检测法的工作方式简单,直观,在硬件控制和软件设计上都非常容易实现。其原理为:检测从发射传感器发射超声波,经气体介质传播到接收传感器的时间,这个时间就是渡越时间。
本设计的超声波测距就是使用了渡越时间检测法。在移动车辆中应用的超声波传感器,是利用超声波在空气中的定向传播和固体反射特性(纵波),通过接收自身发射的超声波反射信号,根据超声波发出及回波接收的时间差和传播速度,计算传播距离,从而得到障碍物到车辆的距离。
3 系统工作原理
倒车防撞报警器只需要在汽车倒车时工作,为驾驶员提供汽车后方的信息。由于倒车时汽车的行驶速度较慢,和声速相比可以认为汽车是静止的,因此在系统中可以忽略多普勒效应的影响。在许多测距方法中,脉冲测距法只需要测量超声波在测量点与目标间的往返时间,实现简单,因此本系统采用了这种方法。
如图1所示,驾驶员将手柄转到倒车档后,系统自动启动,超声波发送模块向
后发射40kHz的超声波信号,经障碍物反射,由超声波接收模块收集,进行放大和比较,单片机AT89C51将此信号送入显示模块,同时触发语音电路,发出同步语音提示,当与障碍物距离小于2m、1.5m、1m、0.5m时,发出不同的报警声,提醒驾驶员停车。
图1 系统工作原理框图
3.1硬件设计
3.1.1 超声波发送模块设计
超声波发送器包括超声波产生电路和超声波发射控制电路两个部分,采取收发分离方式有两个好处:一是收发信号不会混叠,接收探头所接收到的纯为反射信号;二是将接收探头放置在合适位置,可以避免超声波在物体表面反射时造成的各种损失和干扰,提高系统的可靠性。根据设计要求并综合各方面因素,选择了西安立宇电子科技有限公司的超声波测距传感器TCT40-16T/R(T表示发射传感器,R表示接收传感器),最大探测距离为6m,发射扩散角为60度。超声波探头（又称“超声波换能器”）可采用软件发生法和硬件发生法产生超声波。前者利用软件产生40kHz的超声波信号,通过输出引脚输入至驱动器,经驱动器驱动后推动探头产生超声波。这种方法的特点是充分利用软件,灵活性好,但需要设计一个驱动电流在100mA以上的驱动电路。第二种方法是利用超声波专用发生电路或通用发生电路产生超声波信号,并直接驱动换能器产生超声波。这种方法的优点是无须驱动电路,但缺乏灵活性。
本设计采用第一种方法产生超声波,电路设计如图2所示。
图2 超声波发送模块电路
40kHz的超声波是利用NE555时基电路振荡产生的。其振荡频率计算式为
f=1.43/((R
9+2·R
10
)·C
5
)。将R
10
设计为可调电阻的目的是为了调节信号频
率,使之与换能器的40kHz固有频率一致。为保证NE555时基具有足够的驱动能力,宜采用+12V电源。CNT为超声波发射控制信号,由单片机进行控制。
3.1.2 超声波接收模块设计
超声波接收器包括超声波接收探头、信号放大电路及波形变换电路三部分。超声波探头必须采用与发射探头对应的型号,关键是频率要一致,本设计采用TCT40-16R,否则将因无法产生共振而影响接收效果,甚至无法接收。由于经探头变换后的正弦波电信号非常弱,因此必须经放大电路放大。正弦波信号不能直接被单片机接收,必须进行波形变换。按照上面所讨论的原理,单片机需要的只是第一个回波的时刻。接收电路的设计可采用专用接收电路,也可采用通用电路来实现,如图3所示。
图3 超声波接收模块电路
超声波在空气中传播时,其能量的衰减与距离成正比,即距离越近信号越强,距离越远信号越弱,通常在1mV～1V之间。当然,不同接收探头的输出信号强度存在差异。由于输入信号的范围较大,对放大电路的增益提出了两个要求：一是放大增益要大,以适应小信号时的需要;二是放大增益要能变化,以适应信号变化范围大的需要。另外,由于输入信号为正弦波,因此必须将放大电路设计成交流放大电路。为减少负电源的使用,放大电路采用单电源供电,信号放大和变换采用了一片LM324通用运算放大器,前三级为放大器设计,后一级为比较器设计。LM324既可以双电源工作,也可以单电源工作,因此能满足使用要求。为满足交流信号的需要,每一级的放大器均采用阻容电路进行电平偏移,即图3中的C7、C21、C22和C24,容量均为10μF,实现单电源条件下交流信号的放大。对于交流信号而言,电容为短路,因此前三级放大电路的增益均为10。距离较近时,两级放大的增益已能够输出足够强度的信号了,第三级有可能出现信号饱和,但距离较远时,必须采用三级放大。合理调节电位器R27,选择比较基准电压,可使测量更加准确和稳
定。
3.2 语音电路设计
图4 语音电路
语音报警是指当倒车雷达探测到的距离小于所设定的安全值时,发出声音提醒驾驶员,语音电路设计如图4所示。M3720是单声一闪灯报警音效集成电路,芯片内存储一种报警音效,可直接驱动蜂鸣器发声或经外接功放三极管推动扬声器放音,同时还能驱动一只LED闪烁。该芯片各引脚功能为：5脚VDD;1脚VSS分别为电源输入端与负端,VDD电压3～3.5V;8脚X和1脚Y分别为芯片外接振荡电阻器;6脚TG为触发控制端,低电平触发有效;3脚BZ和2脚BB分别为报警音效输出端,可直接外接压电陶瓷蜂鸣器,如果驱动扬声器则由3脚BZ端引出;4脚L为闪灯输出端,可直接驱动LED发光。
3.3 软件设计
汽车倒车防撞系统根据超声测距原理用AT89C51单片机开发设计。AT89C51单片机及其开发应用系统具有语言简洁、可移植性好、表达能力强、可进行结构化设计、可以直接控制计算机硬件、生成代码质量高、使用方便等诸多优点。整个软件采用模块化设计,由主程序、预置子程序、发射子程序、接收子程序、显示子程序等模块组成。根据系统的要求,系统软件应具有以下功能:
(1)控制超声波发射、接收传感器的工作状态。传感器探测距离时发射传感器还要依次轮流工作,这些功能需靠软件程序来实现。
(2)根据当前的温度得到超声波的速度然后计算出倒车避撞的安全距离和报警距离。安全距离就是设计时设的2米,根据超声波测距仪测定距离与设定的值比较。如果测量的距离小于2米大于或等于1.5米时，发出Bi，Bi，Bi的声音;小于1.5大于或等于1.0米时，发出BiBiBi，BiBiBi，BiBiBi的声音;小于1.0米大于0.5米时发出连续的Bi的声音;小于等于0.5米时，发出语音“危险”提示。
(3)测出超声波信号的往返时间,来计算出最近的障碍物与车的距离。超声波从发射出去碰到障碍物返回接收传感器的时间,需要通过软件定时器来记录。根据这个时间才能计算出障碍物的距离。
软件设计的主要思路是将预置、发射、接收、显示、声音报警等功能编成独立的模块,在主程序中采用键控循环的方式,当按下控制键后,在一定周期内,依次执行各个模块,调用预置子程序、发射子程序、查询接收子程序、定时子程序,并
把测量的结果进行分析处理,根据处理结果决定显示程序的内容以及是否调用声音报警程序。当测得距离小于预置距离时,声音报警程序被调用。主程序首先是对系统环境初始化,设置定时器T0工作模式为16位定时计数器模式。置位总中断允许位EA并给显示端口P0和P2清0。然后调用超声波发生子程序送出一个超声波脉冲,为了避免超声波从发射器直接传送到接收器引起的直射波触发,需要延时约0.1 ms(这也就是超声波测距仪会有一个最小可测距离的原因)后,才打开外中断0接收返回的超声波信号。由于采用的是12 MHz的晶振,计数器每计一个数就是1 s,当主程序检测到接收成功的标志位后,将计数器TO中的数(即超声波来回所用的时间)按式(3)计算,即可得被测物体与测距仪之间的距离,假设当前温度是20℃,则声速为344 m/S,则有:d=(cxt)/2=172To/10000cm(3)其中,To为计数器T0的计算值。测出距离后结果将以十进制BCD码方式送往LED显示约0.5s,然后再发超声波脉冲重复测量过程。
定时中断服务子程序
外部中断服务子程序
4系统的调试与优化
超声波测距仪的制作和调试都比较简单,安装时探头时应保持两换能器中心轴线平行并相距4～8cm,其余元件无特殊要求。若能将超声波接收电路用金属壳屏蔽起来,则可提高抗干扰能力。根据测量范围要求不同,可适当调整与接收换能器并接的滤波电容C的大小,以获得合适的接收灵敏度和抗干扰能力。系统调试完后对测量误差和重复一致性进行多次实验分析,不断优化系统使其达到实际使用的测量要求。
4.1发射器探头对接收器探头的影响
超声波从发射到接收的时间间隔是由控制器内部的定时器来完成的。由于发射器探头与接收器探头的距离不大,有部分波未经被测物就直接绕射到接收器上,造成发送部分与接受部分的直接串扰问题。这一干扰问题可通过软件编程,使控制器不读取接收器在从发射开始到"虚假反射波"结束的时间段里的信号。这样,就有效的避免了干扰,但另一方面也形成了20cm的“盲区”。此“盲区”很小,对本系统没有影响。
4.2温度的补偿
由于超声波也是一种声波,其声速C与温度有关,表1列出了几种不同温度下的声速。为了保障能得到高精度的测量结果本设计采用了温度补偿的方法加以矫正,声速确定后,只要测得超声波往返的时间,即可求得距离。所以,在超声波探头旁边需要放置温度传感器,测出环境温度T,由单片机控制器进行软件修正。
结束语
本文所设计的汽车倒车防撞报警器是保障汽车倒车安全的辅助系统,通过超声波探头发出超声波,使用高速单片机计算距离,并加入了温度补偿电路,提高了距离计算的精度。系统安装的液晶显示器可以直观的显示温度和距离,给驾驶员提供了方便。倒车时当汽车与障碍物的距离小于所设定的安全距离时,系统便通过语音集成电路发出报警,提醒驾驶员,防止汽车的碰撞或擦伤,具有很强的实用性。由于探头安装位置的关系，车后上方的障碍物一般是无法探测到的；此外，当车后方的障碍物过低(坑洼、小水沟)或角度超过探头侦测的范围时，譬如台阶、石头等，对一些较细的东西，如铁丝等，倒车防撞报警器同样无能为力。倒车防撞报警器只能作为司机朋友的一种辅助设备，但不能过分依赖防撞报警器，必要时应下车观察路况及周边环境。
参考文献:
[1]沈进棋.移动机器人多路超声波数据采集系统的研究与实现[J].电子技术,2003,(6).
[2]马义德.汽车防撞系统的研究[J].交通管理,2004,(7).
[3]杨自栋.简易超声波测距仪的软硬件设计[J].农业装备与车辆工程,2005,(4).
[4]左震.黄芝平.骆潇.超声波测距仪与嵌入式SPT-K控制器在汽车自动刹车系统中的应用.中国半导体设备与材料网,https://www.doczj.com/doc/546106172.html, 2006,5.
[5]韩赞东.超声定位技术在汽车安全预警系统中的应用[J].测控技术,2002,(8).
[6]雷辉.基于AT89C2051的智能型汽车防撞报警器的设计[J].电子工程师.2003年2期.第11-12
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 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。
摘要 随着中国经济的持续发展和汽车价格的持续下降，越来越多的家庭拥有自己的汽车，汽车的安全也成为亟待解决的问题。对汽车倒车预警技术的研究，具有重要的现实意义。基于51单片机的超声波测距仪之倒车雷达装置，安装在汽车上，可以及时了解前方与后方的障碍物情况，随时做出正确的判断，保障人类的生命安全。在此基础上，本文研究了基于51单片机倒车防撞报警系统，首先简要阐述了本文的研究背景、意义、超声波测距的基本理论，并介绍了超声波测距报警系统。根据型电气设备的设计要求，在传统非超声波测距系统的基础上，设计并实现了超声波测距报警系统。整个测距系统的实现包括数字电路设计、模拟电路设计和软件的编辑。 关键词：51单片机；倒车防撞报警系统；超声波测距
ABSTRACT As China's economy continues to develop and car prices continued to decline, more and more families have their own cars, car safety has become a problem to be solved. It is of great practical significance to study the warning technology of car astern. Ultrasonic range finder based on 51 single chip microcomputer of reversing radar system, installed on the car, can timely understand the front and rear obstacles, at any time to make the right judgment, to ensure the safety of human life. On this basis, this paper studies the reverse collision warning system based on 51 single-chip processor, this paper expounds the research background, significance of this article, the basic theory of ultrasonic ranging, and introduces the ultrasonic ranging alarm system. According to the design requirement of the electric equipment, the ultrasonic range alarm system is designed and implemented on the basis of the traditional non-ultrasonic range system. The implementation of the whole range system includes digital circuit design, analog circuit design and software editing. Keywords: 51 microcontroller; Reversing alarm system Ultrasonic ranging
Based on monolithic integrated circuit automobile security alarm system design Abstract:Decodes the automobile security system using them on litchis integrated circuit interior resources realization jump code, it each time uses the remote control password all is changing, both enhanced the system security, and greatly reduced the cost. Keyword: Monolithic integrated circuit, Automobile security system , Code/decode Introduction Is unceasingly progressive along with the social economy and the high tech rapid development, in the routine work and the life, the automobile has become the people ideal transportation vehicle. But the following motor vehicle the case which robbed gradually is also in creased has created the pilot economical property loss. In order tore duce the automobile to rob the event the formation rate, for has the automobile the user to provide the safety control, simply develops one kind to be reliable, the ease of operation, can send out in the discovery normal condition to the pilot reports to the police the reminder and the security warning safety system has the practical significance. This article based on to the existing automobile security alarm system generalized analysis, develops one kind of brand-new security alarm system. This system has mainly used the jump code code/decoding principle, causes the overall system to be safer, greatly reduces password explaining rate. 1. System principle of work The automobile security alarm system the remote control which carries by the driver and installs in the automobile the controller two parts composes. The remote control and the controller all use eight CMOS which American AT-MEL Corporation produces the A VR monolithic integrated circuit, this series monolithic integrated circuit based on new simplifies instruction R the ISC structure, includes the service life most to be few is 1,000 time writes/scratches the circulation the Flash program memory, as well as the service life at least is 100,000time writes/scratches the circulation E the EPROM data-carrier storage, some 2 only have when the entire piece
汽车倒车防撞雷达系统设计 摘要：本文在查阅分析了现有的几种不同测距原理后，确定了使用超声波测距，并对基于超声波测距的倒车雷达报警系统的设计进行了深入分析和研究。该系统分为系统控制模块、超声波发射模块、超声波接受模块、温度采集模块和液晶显示及声光报警模块。在硬件电路中，详细阐述了运用单片机技术实现的倒车雷达报警系统的测距实现原理，分析了以ATMEGA16单片机为主控单元的硬件系统和软件设计，并分别对每个模块进行了分析，使我们对该系统由较好的认识和理解。 关键词：倒车雷达超声波测距 1 概述 在现代社会中，随着汽车的增多和停车位日趋紧张，泊车成为很多车主头痛的问题，这时汽车倒车防撞报警系统就成了汽车的好助手。 汽车倒车防撞报警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，提高了倒车的安全性。 本系统以ATMEGA16作为核心处理器，采用超声波原理测量出障碍物距车尾的垂直距离。系统硬件原理图如图1.1： 图1.1 倒车雷达报警系统框图
该系统整体设计思路如下： 警报系统装于汽车尾部，与汽车倒车闸相连，当汽车倒车时，该报警系统开始工作。 ATMEGA16单片机为主控模块，将各个子模块联系起来共同工作，当超声波模块发出脉冲信号时，主控模块内部计数器开始工作。超声波接收模块接到障碍物反射回来的声波后将信号传递给主控模块，主控模块内部的计数器计数停止，从而得到声波往返所用时间。 温度采集模块不断测试环境温度，并将此信息传递给主控模块。主控模块根据温度得出此时超声波速度，进而计算出此时汽车尾部与障碍物的距离。 主控模块距离信息传递给液晶显示模块和声光报警模块，使液晶显示屏显示当前车尾与障碍物的距离，同时控制声光报警模块，当距离小于设定值时发出声光警报，从而提醒司机注意，防止倒撞。 2 系统硬件电路设计 系统电路主要由三大部分组成：（1）超声波发射接收模块；（2）ATMEGA16单片机主控模块；（3）距离显示模块和声光报警模块。细分为六个小模块，各模块分析如下。2.1 主控和接口模块 主控和接口模块如图2.1所示。 Atmega16是基于AVRRISC结构的高性能、低功耗、高集成化的8位CMOS微控制器。由于其先进的指令集以及单时钟周期指令执行时间，加上片内32 个通用工作寄存器都直接与算术逻辑单元(ALU) 相连接，使得一条指令可以在一个时钟周期内同时访问两个独立的寄存器，大大提高了代码效率，运行速度比AT89C51高出10倍。 Atmega16的端口PC与JTAG接口相连。JTAG接口用于边界扫描，可以对片上16 KB 闪存Flash在线编程和调试，非常方便软件的升级，内部集成了较大容量的存储器和丰富强大的硬件接口电路，如定时/计数器、实时时钟、快速PWM通道、A/D转换器、I2C 的串行接口、可编程的串行USART接口、SPI串行接口和带片内晶振的可编程看门狗定时器以及片内的模拟比较器等，除传感器外几乎可以不需要其他任何元件即可构成系统，从而为本设计提供了灵活而低成本的解决方案。 Atmega16的管脚19和管脚16分别与超声波发射模块和超声波接收模块0
开题报告 电气工程及其自动化 倒车防撞系统的设计 一、综述本课题国内外研究动态，说明选题的依据和意义 （一）国内外研究现状和发展趋势 随着社会经济的不断发展，特别是中国加入WTO以来，中国的生产总值不断上升，国际地位不断提高。特别是在2009时的世界金融危机时，世界大部分国家的汽车产业都走下坡路。然而中国的汽车行业还是在不断增长，在当年一举超过了美国成为世界第一大汽车消费国。与此同时，汽车的数量的不断增加，势必会加大交通压力，撞车事故也越来越多，停车时也越来越困难。随之而来的是倒车和停车的问题成为困扰光大驾驶员的一大难题，并且由倒车时发生的刮擦事故尤为突出。然而现在的车子还有很多汽车没有安装倒车雷达系统，归其原因就是成本较高，像倒车雷达这种产品的使用性，市场是认可的，必然会带动产品的开发与研究。倒车雷达的种类较为繁多，有红外测距的，有超声波测距的等等。如果你去百度或谷歌上去搜索，你会发现有各种各样的倒车雷达系统，其报价不一，有较为便宜的只有两三百的，但其功能非常简单只有一个报警语音提示。但是贵的就要上千，但却增加了很多功能，有的还直接带有摄像头可以看见倒车时的车尾实况，还附有倒车轨迹，并且还带有最近障碍物的距离数码显示，由于其价格偏贵，就没有推广与使用，只有些高档车上才会出现。所以经济的停车辅助功能的研制就显得尤为重要，针对这种情况，设计一种可靠性强，反应快较为经济的的汽车倒车防撞系统势在必行，而超声波是一种常见的测距方式，其有很多特点，首先可测范围较广，其次是超声波的产生较为方便并且可靠性好。出于这种原因，市面上的倒车防撞系统等一系列产品都是以超声波测距方式为主。而对超声波技术的研究是非常成熟的，接收与发射都可以非常熟练地运用。综上所述，以后的倒车防撞系统在现有的前提下会不断的改进，在加工成本上会不断的降低，技术运用会不断创新。以此来满足消费者对此类产品的需求。 （二）选题的依据和意义 微机的出现使电子数字计算机在人们的日常工作和生活中得到广泛的运用。在我们
2009届本科毕业设计 汽车倒车防撞报警器 姓名： 系别： 专业： 学号： 指导教师： 2009年4月10日
商丘师范学院学士学位毕业设计 目录 摘要 (3) 关键词 (3) 0引言 (4) 1工作原理 (4) 1.1At89C2051单片机性能及特点 (4) 1.1.1 89122051主要特点 (4) 1.1.2硬件结构 (4) 1.2霍尔传感器的测速原理 (4) 1.2.1霍尔效应 (5) 1.2.2工作原理 (5) 1.2.3 测量磁场及工作设置 (5) 1.2.4霍尔电路设计 (6) 2 总体结构设计 (6) 2.2 单片机系统电路设计 (7) 2.2.1 超声波发射电路设计和超声波接收电路 (7) 2.2.2 测速电路 (8) 2.2.3 报警电路 (8) 2.2.4LED显示电路 (9) 2.2.5报警器外围接口电路如图五 (10) 2.3软件设计 (10) 2.4 程序设计 (10) 3结束语 (12) 参考文献： (12) 致谢 (12) 2
商丘师范学院学士学位毕业设计 汽车倒车防撞报警器 摘要 设计了一种汽车倒车防撞系统。该系统以AT89C2051单片机为控制核心，工作时，超声波传感器采集的教据，由控制核心快速计算出汽车车尾与障碍物的距离，并通过LED 显示提醒信息，该系统主要利用单片机的实时控制和数据处理功能，完成系统的控制。最后阐述了报警器的硬件电路原理及软件设计。 关键词 AT89C2051 ;超声波;传感器 Develop and research a system which based on AT89C2051 microchip and alarm avoid cars crashing when back-off Abstract For purpose of develop a system which avoid cars crashing when back-off ,the system based on AT89C2051 microchip .First,the ultrasound sensor collect data .Then,the microchip process the Date to get the distance between rear end of car and obstacle.When the distance beyond safe distance.The LED display alarm to alert drivers. The system make use of microchip a rear-time control and processing function.At last ,the paper also state the hardware circuit principle of alarm and software design. Keyword AT89C2051;ultrasonic;sensor 3
摘要 随着科学技术的进步，为对付不断升级的盗车的段，人们研制开发了不同方式结构的防盗器。 本设计以单片机AT89S52作为控制核心，从单片机最小系统设计、防人接近热释电检测电路的设计、玻璃防震、车身防击的振动检测电路的设计、防车门开启检测电路的设计、防接近驾驶座电路、汽车点火闭锁电路的设计、无线遥控电路及无线报警电路的设计等几个方面出发，详细研究和设计了汽车防盗报警器的各个部分内容，设计了单片机及其外围电路，并结合一套经典的程序算法。给出了一套合理的汽车防盗报警器软硬件解决方案。 关键词单片机热释电多普勒效应振动无线报警遥控
Abstract With the scientific and technological progress, to combat the escalating car theft in the section, people developed different ways to structure the anti-theft device. The design MCU AT89S52 as thcontrol, from the microcomputer system design, anti-people close to the pyroelectric detection circuit design, glass vibration, the vibration of the body against attack detection circuit design, anti-detection circuit to open the door, anti-nearly driving Block circuit, car ignition locking circuit design, wireless remote control circuit and the design of wireless alarm circuit aspects of starting a detailed study and design of the vehicle anti-theft alarm in all parts of the design of the microcontroller and its peripheral circuits, combined with a set of the classic program algorithm. Given a reasonable car burglar alarm Wireless Alarm Remote control
课程设计说明书 汽车倒车雷达设计 学生姓名XXX 班级机制1001班 学号201021xxxx16 日期2013.07.01—2013.07.12
随着社会经济的发展交通运输业日益兴旺，汽车的数量大幅增长，随着汽车的增多和停车位日趋紧张，泊车成为很多车主头痛的问题，这时倒车雷达就成了汽车的好助手。倒车雷达是汽车泊车安全辅助装置，能以比较直观的显示告知驾驶员后方障碍物的情况，解除了驾驶员泊车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，提高了倒车的安全性。超声波测距法是常见的一种距离测距方法，本文介绍的就是利用超声波测距法设计的一种倒车防撞报警系统。控制系统核心部分就是超声波测距仪的研制。 设计通过多种发射接收电路设计方案比较，得出了最佳设计方案，并对系统各个单元的原理进行了介绍，对组成系统电路的芯片进行了介绍，并阐述了它们的工作原理，对超声波传感器的选用经过了仔细的思考，并详细的说明其功能和作用原理。文章介绍了系统系统的软件结构，通过编程来实现系统功能。 关键词：单片机；超声波；测距；传感器
1引言 (2) 1.1背景 (2) 1.2设计的要求和难点 (2) 2总体方案设计 (3) 2.1 系统构成图 (3) 2.2 工作原理 (3) 3硬件设计 (5) 3.1 超声波发射与接收电路 (5) 3.1.1 发射电路 (5) 3.1.2 接收电路 (7) 3.2 ADC0832转换器特点与接线图 (9) 3.3 传感器型号及说明 (12) 4软件设计 (13) 4.1 系统流程图 (13) 4.2 编程程序 (15) 5设计小结 (17) 参考文献 (18)
题目: 基于单片机的汽车倒车防撞系统的 设计与制作 毕业设计说明书（论文）中文摘要
随着社会经济的发展和交通运输业的不断兴旺，汽车的数量在不断的增加。交通拥挤状况也日益严重，撞车事件也经常发生，造成了很多不可避免的人声伤亡和经济损失，面对这种情况，设计一种响应快、可靠性高并且比较经济的汽车防撞预警系统显得非常的重要。超声波测距法是一种最常见的距离测量方法。本文介绍的就是利用超声波测距法设计一种倒车防撞报警系统。 本文的内容是基于超声波测距的倒车防撞系统的设计，主要是利用超声波的特点和优势，将超声波测距系统和51单片机结合于一体，设计出一种基于51单片机的倒车防撞系统。本系统采用软硬结合的方法，具有模块化和多用化的特点。 关键词防撞超声波测距单片机
毕业设计说明书（论文）外文摘要 Title Automobile back-draft collision avoidance system based on single chip design and production Abstract With the social and economic development and transportation continues to boom, the automobile quantity climbs in the first mate. Traffic congestion condition also day by day serous, the collision event occurred repeatedly, has caused the inevitable person casualties and the economic loss, in view of this kind of situation, designed one kind to respond quickly, the reliability was high also a more economical automobile guards against hits the early warning system imperative, the ultrasonic wave range finding was the most common one distance range finder method, this article introduces is guards against using the ultrasonic wave range finding design one kind of reversing collision avoidance system. The paper is based on the ultrasonic distance reversing collision avoidance system design, mainly using ultrasound features and advantages, ultrasound ranging system and the integration with the integration AT89S51 monolithic integrated circuit, AT89S51 monolithic integrated circuit based on the design of a reverse collision avoidance warning systems. The system used software and hardware integrated approach of modular and multi-use characteristics. Keywords Impact-proof Ultrasonic ranging Microcontroller
汽车倒车防撞报警器 一、任务与要求： 1）设计一套汽车倒车防撞报警系统， ◆ 要求有一台主机 ◆ 汽车与物体距离小于设定值时，利用蜂鸣器进行报警 ◆ 通过按键选择报警的距离 ◆ 数码显示选择的档位 2）已知条件：。。。。 3）主要技术指标： 1、输入电源：车用直流电源，DC12V 2、发射频率： 40kHz 3、接收频率： 40kHz（中心频率） 4、报警音量：≥。。分贝 5、探测距离：三档可调 二、实物设计所能达到的功能及操作说明： 硬件设计： 采用51系列单片机中的简易型产品AT89C2051作为中央处理器，选用专用配对的超声波组件，进行超声波信号与电信号的相互转换，利用
超声波传感器的选频特性，对接收到的超声波信号进行幅值判断，从而达到不同距离的选择与报警的目的。 操作说明： 1、接上电源，红色电源指示灯点亮，同时数码管显示"0"，此时系统不发送超声波信号。 2、按动距离选择按键，蜂鸣器鸣叫，同时数码管显示0到3这几个数字，当显示1、2、3档时，设计与调试时设定的距离分别表示60厘米、50厘米、40厘米，只要有物体靠近探测器，就会发出"嘟、嘟、嘟"的报警声。 三、方案与论证： 1）汽车倒车防撞报警器的组成： 汽车倒车防撞报警器主要由超声波发生器、超声波发射电路、超声波接收电路、信号放大电路、直流控制电路、中央处理单元、数字显示电路、报警电路和距离选择电路等部分组成。发射电路发送超声波信号，当的射的信号被物体挡住时，反射回来的信号经接收器接收，进行两级放大后，再经倍压整流，形成一个直流控制电压，当这个电压值大于设定值时，表示物体离汽车的距离已小于设定距离，比较器输出低电平信号，系统据此判断出达到报警距离，驱动蜂鸣器进行报警，其框图如下：
课程论文 题 目：汽车倒车报警系统分析 学生姓名： 学 院：能源与动力工程学院 班 级：交通运输10-2班 指导教师： 2014年 1 月 3 日 学校代码： 学 号：
内蒙古工业大学课程设计（论文）任务书课程名称：汽车电子控制技术学院：能源与动力工程学院班级： 学生姓名：学号： _ 指导教师：陈永艳 一、题目 汽车倒车报警系统分析 二、目的与意义 根据《汽车电子控制技术》课程学习的知识，系统分析汽车倒车报警系统结构组成及基本的工作原理，掌握汽车电子控制系统的基本结构与原理。 三、要求（包括原始数据、技术参数、设计要求、图纸量、工作量要求等） 根据参考文献，系统学习并分析汽车倒车报警系统结构组成及基本的工作原理；按照《内蒙古工业大学课程设计说明书（论文）书写规范》撰写课程论文。 四、工作内容、进度安排 18周周末：根据任务书要求，查阅、学习相关参考文献； 19周周一：提交论文提纲； 19周周二—周四：根据指导教师修改后的论文提纲撰写论文初稿； 19周周四—周五：根据指导教师对论文的修改意见修改论文； 19周周五：提交论文。 五、主要参考文献 [1] 刘修文.实用电子电路设计制作[M]. 北京：中国电力出版社，2011 [2] 胡萍. 超声波测距仪的研制[J]. 计算机与现代化，2010(10):54-56. [3] 陈有卿, 谢刚,新颖电子模块应用手册[M]. 北京：机械工业出版社，2010 [4] 电子报社．电子报2010年合订本下[J] ．成都：四川科学技术出版社．2010 [5] 刘福太，梁发麦，魏书田，林红文.黄版电子电路[M].北京：科学出版社，2011 审核意见 同意。 系（教研室）主任（签字）赵明智 指导教师下达时间2013 年12 月27 日 指导教师签字：_______________
汽车倒车防撞报警器设计 摘要 本设计从实验研究分析的角度，分析了汽车倒车防撞系统的基本设计原理以及目前国内外此类防撞系统存在的问题。较详细的介绍一种超声波测距系统以及根据该系统设计，研制的汽车倒车防撞报警器，它能自动检测车尾障碍物的距离。当达到极限位置的时候，它能发出声光报警，提醒司机刹车。设计采用国内生产厂家的通用元件，成本低，性能可靠，有利于推广。超声波距离传感器采用压电元件锆钛化铅，一般称为RZT，这种传感器的特点在于具有方向性，汽车所用的倒车声纳系统利用超声波距离传感器的“回声”现象制成的，倒车时向车辆后方发射超声波，测定超声波遇到障碍物后返回的时间，就可以得到车到障碍物的距离。关键字:汽车倒车，防撞，报警器
DESIGN OF CAR REVERSING ANTI-COLLISION ALALM ABSTRACT The basic designing principle of the automobile anticollisionsystem and the problems existed in the domestic and internationalare analyzed. In this paper, Not only ultrasonic range meteringsystem also principle ,methods and procedures of the designaccording to the design were introduced. The car reversing upanticollision alarm is studied. When the distance reaches the limitpoint, the alarm can give out sound and Light alarm,reminding drivers to design includes sending,receiving and is sent and received by ultrasonic transducer,which isequipped with directivity. piezoelectric element is used ,generallycalled RZT. In anticollision circuit, acousto-optic anticollisionis applied for voice alarm. This designing adopts the commoncomponent of domestic manufacturers,
单位代码：005 分类号：IN 大学创新学院 本科毕业论文（设计） 题目：汽车倒车防撞系统设计专业：电子信息工程 姓名：楠楠
学号：0903024119 指导教师：延宁 职称：教授 毕业时间：二零一三年六月
汽车倒车防撞系统设计 摘要：本次设计主要是以AT89S52单片机作为主体设计的汽车倒车防撞系统，这种智能的系统给汽车在倒车时提供较高的安全性。该系统利用了超声波不用接触就能进行测量距离的特点，系统主要包括超声波发射电路模块,超声波接受电路模块，液晶显示模块以及声光报警电路模块。超声波探头主要是进行超声波的发射和接受部分，液晶显示主要是显示障碍物与车之间的距离，在超出所设定的距离时，蜂鸣器报警，同时发光二极管亮，提醒驾驶员采相应的措施。提高汽车在倒车过程中的安全性，能很有效的减少交通事故。 关键词：AT89S52；超声波；测量距离；防撞
The Design about Collision Avoidance System of Revering Abstract：This design is mainly based on AT89S52 single chip microcomputer as the main design of the automobile back-draft anti-collision system, this system of intelligent car provides high security in reverse. The system uses ultrasonic without contact can characteristics of distance measurement, system mainly consists of ultrasonic transmitting circuit module, ultrasonic receiving circuit module, liquid crystal display module and an acousto-optic alarm circuit module. The ultrasonic probe is mainly the ultrasonic transmitting and receiving part, LCD display between the obstacle and the vehicle distance, beyond the set distance, the buzzer alarm, at the same time the bright light emitting diodes, to remind the driver to adopt the corresponding measures. Improve the safety car in reversing the process, can be very effective to reduce traffic accidents. KEY WORDS: AT89S52, ultrasonic, measuring the distance,collision avoidance
设计任务书 1、设计题目 汽车倒车报警器的设计 2、设计参数 设计要求： 自动实时分段显示距离并进行声音提示。 3、设计要求及工作量 三周内在设计教室中按要求完成各阶段任务及相应工作量。 设计工作量： 1)查阅资料，选择合适的设计方案。 2)设计完整硬件电路图，给出设计说明及相关电路参数的计算公式。 3)针对设计方案及硬件电路图，进行适当的误差分析。 4)根据以上内容撰写完整的课程设计报告。 设计进度安排: 1)查阅资料，优选方案(2天) 2)进入实验室，完成总体设计(4天) 3)完成硬件电路图，进行误差分析(5天) 4)撰写说明书，准备答辩(2天) 5)答辩(2天) 4、主要参考文献 [1]王雪文，张志勇．传感器原理及应用．北京：北京航空航天大学出版社，2004 [2] 王化祥，张淑英．传感器原理及应用(修订版).天津：天津大学出版社，1999 [3] 赵继文，何玉彬. 传感器与应用电路设计. 北京：科学出版社，2002 [4] 丁镇生. 传感器及传感技术应用.北京：电子工业出版社，2001 [5] 何希才. 传感器及应用电路.北京：电子工业出版社，2001
汽车倒车报警器的设计 摘要 本设计采用超声波测距，可用作汽车泊车安全辅助装置，能以声音和更为直观的LED 显示告知驾驶员汽车周围障碍物的情况，帮助驾驶员扫除了视野死角和视线模糊的缺陷，提高了泊车安全性。 本设计硬件部分主要由单片机控制电路、超声波发射电路、超声波接收电路、数码管显示电路、电源电路和报警电路组成。本设计由AT89C2051单片机控制时间计数，计算超声波自发射至接收的往返时间，利用超声波在空气中的传输速度，从而得到实测距离。该设计的电路设计合理简单、工作稳定、性能良好、检测速度快、计算简单、易于做到实时控制，并且在测量误差方面能够达到简单实用的要求。 关键词：传感器 AT89C2051 超声波汽车倒车报警 目录
1.绪论 二十世纪跨越了三个“电”的时代，即电气时代、电子时代和现已进入的电脑时代。不过，这种电脑，通常是指个人计算机，简称PC机。它由主机、键盘、显示器等组成。还有一类计算机，大多数人却不怎么熟悉。这种计算机就是把智能赋予各种机械的单片机（亦称微控制器）。顾名思义，这种计算机的最小系统只用了一片集成电路，即可进行简单运算和控制。它的出现是近代计算机技术发展史上的一个重要里程碑，因为它体积小，通常都藏在被控机械的“肚子”里。它在这个装置中，起着有如人类头脑的作用，它出了毛病，整个装置就瘫痪了。 单片机具有体积小、功能强、应用面广等优点，目前正以前所未见的速度取代着传统电子线路构成的经典系统，蚕食着传统数字电路与模拟电路固有的领地。它的体积小、质量轻、价格便宜、为学习、应用和开发提供了便利条件。同时，学习使用单片机了解计算机原理与结构的最佳选择。现在，这种单片机的使用领域已十分广泛。彩电、冰箱、空调、录像机、VCD、遥控器、游戏机、电饭煲等无处不见单片机的影子，单片机早已深深地融入我们每个人的生活之中。 单片机能大大地提高这些产品的智能性，易用性及节能性等主要性能指标，给我们的生活带来舒适和方便的同时，在工农业生产上也极大地提高了生产效率和产品质量。单片机按用途大体上可分为两类，一种是通用型单片机，另一种是专用型单片机。 1.1 单片机基础知识 单片机又称单片微控制器，它不是完成某一个逻辑功能的芯片，而是把一个计算机系统集成到一个芯片上。概括的讲，一块芯片就成了一台计算机。 MCS-51单片机是美国INTEL公司于1980年推出的产品，与MCS- 48单片机相比，它的结构更先进，功能更强，在原来的基础上增加了更多的电路单元和指令，指令数达111条，MCS-51单片机可以算是相当成功的产品，一直到现在，MCS-51系列或其兼容的单片机仍是应用的主流产品，各高校及专业学校的培训教材仍与MSC-51单片机作为代表进行理论基础学习。 MCS-51系列单片机主要包括8031、8051和8751等通用产品。 DP-51S单片机仿真实验仪是由广州致远电子有限公司设计的DP系列单片机仿真实验仪之一，是一种功能强大的单片机应用技术学习、调试。 1.2 单片机的应用领域 单片机广泛应用于仪器仪表、家用电器、医用设备、航空航天、专用设备的智能化管理及过程控制等领域，大致可分为如下几个范畴： 一、在智能仪器仪表的应用 单片机具有体积小、功耗低、控制功能强、扩展灵活、微型化和使用方便等优点如精密的测量设备（功率计，示波器，各种分析仪）。
摘要 分析了汽车倒车防撞系统的基本设计原理以及目前国内外此类防撞系统存在的问题，较详细的介绍超声波测距系统以及根据该系统设计的原理、方法和步骤，研制的汽车倒车防撞报警器。这种报警器在汽车倒车过程中达到极限位置的时候，能自动检测车尾障碍物的距离并发出声光报警，提醒司机刹车。本设计利用超声波传感器进行信号的发射和接收，包括发射、接收以及报警电路三个部分。超声传感器的主要元件是采用压电元件锆钛化铅（一般称为RZT），具有很强的方向性。报警电路部分是利用声光报警器，将信号传递之后，可实现语音报警。本设计采用国内生产厂家的通用元件，成本低，性能可靠，有利于推广。 关键字：超声波；汽车倒车；防撞；报警器；传感器
1.系统方案设计 1.1 概述 随着社会经济的发展交通运输业日益兴旺，汽车的数量也在大幅攀升。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。 汽车倒车防撞测距报警器一般有四种：1嘀嘀声加闪光，2音乐声加闪光，3语音声加闪光，4倒车到危险距离时发出警报声的超声波倒车报警器，由于很多研究都采用的是特殊难购的专用元件，使其难以推广，本设计采用国内生产的通用元件，成本较低廉，本设计使其在整个倒车过程中自动测量车尾到最近障碍物的距离，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，如果和制动系统联系在一起也可以形成自动刹车。 (1) 预警时间不足 最大有效探测距离的问题，大多数倒车雷达的最大有效探测距离：墙面小于2.5m,行人0.6-1.2 m。实验知道一些驾驶员的习惯初始倒车速度3-12km/月，即0.83-3.3 m/s, 。现以平均1.5 m/s计算，倒车雷达发现目标仅有1.67 s，对行人只有0.4-0. 8 s。如此以来，等报警器报警后汽车再减速就很紧张，明显感到预警时间不足。 (2) 反映速度迟钝 多数成品倒车雷达的显示速度因为考虑到抗干扰等因素，显示更新的速度约0.2-0.4s，即在0.2-0.4s显示一次距离，根据以上的推断，从倒车雷达发现目标到发出警报如果需要3s秒，这时车已经行使了0.45s，这显然感到反应迟钝。 (3) 探测盲区问题 多数倒车雷达的超声波传感器为2-3个，单个传感器的水平探测角度约60-70 °，这样势必造成2-3个盲区，如图1，而增加传感器的个数不但增加成本，而且提高报警器的故障率。另外，由于等同与水平探测角度的垂直探测角 1