长春大学超声波倒车雷达系统的设计.docVIP

目录 第1章 绪论 1 第2章 总体方案及原理 2 2.1总体设计方案 2 2.2超声波测距 3 2.2.1 超声波测距原理 3 2.2.2 温度对超声波影响 3 2.2.3 超声波测距计算方法 4 第3章 硬件设计 5 3.1 STC89C52 5 3.1.1 芯片简介 5 3.1.2 主要功能 5 3.1.2 引脚介绍 6 3.1.3 单片机控制模块 8 3.2 LED数码管 9 3.2.1 LED数码管概述 9 3.2.2 LED数码管显示 9 3.3 蜂鸣器电路 10 3.4 超声波电路 11 第4章 软件设计 12 4.1 程序整体思路 12 4.2 主程序流程设计 13 4.2 超声波测距的算法设计 13 4.4 超声波发送及接收中断程序 14 4.5 显示子程序和蜂鸣报警子程序 16 4.6 系统的软硬件调试 17 第5章 设计总结 18 参考文献 19 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。 超声波测距由于其能够进行非接触测量和相对较高的测量精度，越来越被人们所重视。就目前形势来看，汽车市场的快速发展将带动倒车雷达市场的繁荣。国内倒车雷达主流市场已经开始有进口高档汽车向中低档汽车发展。技术上向着单芯片功能成灵敏度更高、可视化发展，设备趋于小型化、人性化、智能化等方向发展。由此可见，超声波汽车倒车雷达系统将会在人类今后的生活中扮演越来越重的角色，为人类的发展作出重要贡献。 超声波倒车雷达系统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。 超声波是指频率在 20kHz～106kHz的机械波,波速一般为 1500m/s,波长为 0.01cm～10cm。超声波的波长远大于分子尺寸 ,说明超声波本身不能直接对分子起作用 ,而是通过周围环境的物理作用影响分子 ,所以超声波的作用与其作用的环境密切相关。超声波既是一种波动形式 ,又是一种能量形式 ,在传播过程中与媒介相互作用产生超声效应。超声波与媒介相互作用可分为机械作用、空化作用和热作用。随着科学技术的发展 ,相关技术领域相互渗透 ,使超声波技术广泛应用于工业、化工、医学、石油化工等许多领域。超声波作为一种特殊的能量输入方式 ,所具有的高效能在材料化学中起到光、电、热方法所无法达到的作用 。仅从超声波在液体中释放的巨大能量来说就是其他方法所望尘莫及的 ,更不用说超声波定量控制的效果了。近年来 ,随着超声波技术的日益发展与成熟 ,其在新材料合成、化学反应、传递过程的强化以及废水处理等领域都得到了广泛的应用 。在材料合成中 ,尤其是纳米材料的制备中 ,超声波技术有着极大的潜力。通过超声波方法制备纳米材料 ,达到了目前我们采用激光、紫外线照射和热电作用所无法实现的目标 ,具有很好的前景。 第2章 总体方案及原理 2.1总体设计方案 该系统设计由超声波发射电路、超声波接收电路、电源电路、温度补偿电路、声报警电路、键盘控制电路、单片机硬件接口电路及显示报警电路组成，该系统的核心部分采用性能较好的AT89C52单片机，下面分步介绍各硬件部分的具体设计分析。该设计的应用背景是基于AT89C52的超声信号检测的。单片机AT89C52发出短暂的40KHz信号，反射后的超声波经超声波接收器作为系统的输入，锁相环对此型号进行技术判断后，把相应的计算结果送到LED显示电路显示，并进行声光报警。 其发射电路通常分为调谐式和非调谐式。在调谐式电路中有调谐线圈（有时装在探头内），谐振频率由调谐电路的电感、电容决定，发射的超声脉冲频带较窄。在非调谐式电路中没有调谐元件，发射出的超声频率主要由压电晶片的固定参数决定，频带较宽。将一定频率、隔度的交流电压加到发射传感器的固有频率40KHz，使其工作在谐振频率，达到最优的特性。发射电压从理论上说是越高越好，因为对同一支发射传感器而言，电压越高，发射的超声功率就越大，这样能够在接受传感器上接受的回波功率就比较大，对于接受电路的设计就相对简单一些。但是每一支实际的发生传感器有其工作电压的极限值，同时发射电路中的阻尼电阻决定了电路的阻尼情况。发射部件的点脉冲电压很高，但是由于障碍物回波引起的压电晶片产生的射频电压不过几十毫伏，要对这样小的信号进行处理就必须放大到一