【正文】 ..................................... 6 測距方式 ........................................................ 6 預(yù)警提示方式 .................................................... 8 方案確定 ............................................................ 8 測距探測器方案 .................................................. 9 超聲波發(fā)射方案 ................................................. 10 超聲波回波接收方案 ............................................. 10 溫度測量及補(bǔ)償方案 ............................................. 11 顯示及報警方案 ................................................. 11 第 3 章 系統(tǒng)硬件設(shè)計 ......................................... 12 硬件框圖 ........................................................... 12 單片機(jī)最小系統(tǒng)設(shè)計 ................................................. 12 超聲波發(fā)送電 路設(shè)計 ................................................. 13 超聲波接收電路設(shè)計 ................................................. 15 溫度測量電路設(shè)計 ................................................... 17 報警電路設(shè)計 ....................................................... 19 顯示電路設(shè)計 ....................................................... 19 電源電路設(shè)計 ....................................................... 21 V +5V 和 +12V 穩(wěn)壓電源 ............................................. 21 穩(wěn)壓電源電路 ................................................... 22 器件選型 ........................................................... 22 AT89C2051 單片機(jī) ................................................ 22 超聲波傳感器 ................................................... 23 第 4 章 系統(tǒng)軟件設(shè)計和仿真 ................................... 24 系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu) ....................................................... 24 軟件程序設(shè)計 ....................................................... 24 主程序 ......................................................... 24 三通道選擇程序 ................................................. 26 三通道數(shù)值 比較程序 ............................................. 26 距離計算子程序 ................................................. 27 報警及顯示程序 ................................................. 31 外部中斷程序 ................................................... 32 系統(tǒng)仿真 ........................................................... 33 結(jié) 論 ....................................................... 36 參考文獻(xiàn) .................................................... 37 致 謝 ....................................................... 38 附 錄 總電路圖 .............................................. 39 1 前 言 隨著社會的發(fā)展，汽車數(shù)量不斷增加，人們便對汽車操作的便捷性愈加挑剔。汽車倒車時的不便被汽車制造行業(yè)所重視。人們希望有一種裝置能夠?qū)崿F(xiàn)汽車 “ 后視 ” 功能，在倒車時能夠提示人們汽車后方是否有障礙物以及障礙物與汽車的大致距離 等。 基于以上原因 ,出現(xiàn)了 超聲波汽車倒車 雷達(dá) 。超聲波汽車倒車 雷達(dá) 是一種汽車泊車安全輔助裝置，能以聲音或者更為直觀的顯示告知駕駛員周圍障礙物的情況，幫助駕駛員掃除視野死角，提高駕駛的安全性。 本文設(shè)計了一種超聲波汽車倒車 雷達(dá) ，用超聲波傳感器發(fā)射和接收超聲波測距，DS1820芯片測溫， AT89C2051單片機(jī)做處理器，處理數(shù)據(jù)并計算聲速及距離，用 LED數(shù)碼管顯示距離，報警器及示意指示燈報警。 本課題的主要研究內(nèi)容有以下幾個方面 : (1)簡述了設(shè)計超聲波汽車倒車 雷達(dá) 的目的和意義，以及超聲波汽車倒車 雷達(dá) 的應(yīng)用及發(fā)展 狀況。 (2)簡要論述了超聲波汽車倒車 雷達(dá) 的工作原理、基本組成，以及系統(tǒng)的方案，工作流程和系統(tǒng)的性能要求。 (3)重點對超聲波汽車倒車 雷達(dá) 硬件部分進(jìn)行了分析與設(shè)計。主要是對超聲波發(fā)射、接收、溫度測量，報警及顯示電路的分析與設(shè)計。 (4)較為詳細(xì)的說明了系統(tǒng)軟件流程，關(guān)鍵部分還給出了流程圖和相關(guān)程序。 (5)最后對超聲波汽車倒車 雷達(dá)設(shè)計 過程中所做工作進(jìn)行了總結(jié)。 2 第 1 章 緒 論 選題的意義 隨著我國經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展 交通運輸車輛的不斷增多 而 由此產(chǎn)生的交通問題越來越成為人們關(guān)注 的問題。其中倒車事故由于發(fā)生的頻率極高已引起了社會和交通部門的高度重視。倒車事故發(fā)生的原因是多方面的倒車鏡有死角，駕車者目測距離有誤差視線模糊等原因造成倒車時的事故率遠(yuǎn)大于汽車前進(jìn)時的事故率 。 尤其是非職業(yè)駕駛員以及女性更為突出。而倒車事故給車主帶來的許多麻煩，由此汽車高科技產(chǎn)品家族中專為汽車倒車泊位設(shè)置的“倒車?yán)走_(dá)”應(yīng)運而生 。 倒車?yán)走_(dá)的加裝可以解決駕駛?cè)藛T后顧之憂從而大大降低倒車事故的發(fā)生。倒車?yán)走_(dá)全稱叫“ 倒車防撞雷達(dá)” 也叫“泊車輔助裝置”是汽車泊車安全輔助裝置。它能以聲音或者更為直觀的顯示告知駕駛員周圍障 礙物的情況，解除了駕駛員泊車和啟動車輛時前后左右探視所引起的困擾并幫助駕駛員掃除視野的死角和視線模糊的缺陷 ,提高駕駛的安全性。倒車?yán)走_(dá)的原理與普通雷達(dá)一樣 是根據(jù)蝙蝠在黑夜里高速飛行而不會與任何障礙物相撞的原理設(shè)計開發(fā)的。通過感應(yīng)裝置發(fā)生超聲波然后通過反射回來的超聲波判斷前方是否有障礙物以及障礙物的距離、大小、方向、形狀等。只不過由于倒車?yán)走_(dá)體積大小及實用性的限制，目前其主要功能僅為判斷障礙物與車的 距離并做出提示。 泊車輔助系統(tǒng)的應(yīng)用與發(fā)展 經(jīng)過五年的發(fā)展，倒車?yán)走_(dá)系統(tǒng)已經(jīng)過了七代的技術(shù)改良，不管從結(jié) 構(gòu)外觀上，還是從性能價格上，這六代產(chǎn)品都各有特點，使用較多的是數(shù)碼顯示、熒屏顯示、防炫目、和魔幻鏡倒車?yán)走_(dá)這四種。 第一代倒車?yán)忍嵝? “倒車請注意”！想必不少人還記得這種聲音，這就是倒車?yán)走_(dá)的第一代產(chǎn)品，現(xiàn)在只有小部分商用車還在使用。只要司機(jī)掛上倒檔，它就會響起，提醒周圍的人注意。從某種意義上說，它對司機(jī)并沒有直接的幫助，不是真正的倒車?yán)走_(dá)。 第二代轟鳴器提示 這是倒車?yán)走_(dá)系統(tǒng)的真正開始。倒車時，如果車后 ~， 轟鳴器 就會開始工作。轟鳴聲越急，表示車輛離障礙物越近。 第三代數(shù)碼波段顯示 比第二代進(jìn)步很多，可以顯示車后障礙物離車體的距離。如果是物體，在 始顯示；如果是人，在 。這一代產(chǎn)品有兩種顯示方式，數(shù)碼顯示產(chǎn)品顯示距離數(shù)字，而波段顯示產(chǎn)品由三種顏色來區(qū)別：綠色代表安全距離，表示障礙物離車體距離有 ；黃色代表警告距離，表示離障礙物的距離只有 ~米；紅色代表危險距離，表示離障礙物只有不到 ，你必須停止倒車。 3 第四代液晶 屏顯示 這一代產(chǎn)品有一個質(zhì)的飛躍，特別是熒屏顯示開始出現(xiàn)動態(tài)顯示系統(tǒng)。不用掛倒檔，只要發(fā)動汽車，顯示器上就會出現(xiàn)汽車圖案以及車輛周圍障礙物的距離。 第五代魔幻鏡倒車?yán)走_(dá) 結(jié)合了前幾代產(chǎn)品的優(yōu)點，采用了最新仿生超聲雷達(dá)技術(shù)，配以高速電腦控制，可全天候準(zhǔn)確地測知 2米以內(nèi)的障礙物，并以不同等級的聲音提示和直觀的顯示提醒 駕駛員 。魔幻鏡倒車?yán)走_(dá)把 后視鏡 、倒車?yán)走_(dá)、 免提電話 、溫度顯示和 車內(nèi)空氣污染 顯示等多項功能整合在一起，并設(shè)計了語音功能，是目前市面上最先進(jìn)的 倒車 雷達(dá)系統(tǒng)。 第六代無線倒車?yán)走_(dá) 全 新無線液晶 倒車?yán)走_(dá) ，融無線連接、 倒車?yán)走_(dá)、彩色液晶顯示、 BP 警示音、于一體。由于普通倒車?yán)走_(dá)安裝時，從車后雷達(dá)主機(jī)到車前儀表臺上顯示器要布一條線，這樣要拆裝車內(nèi)的裝飾板、膠條等，非常不方便?，F(xiàn)在最新推出的第六代無線液晶倒車?yán)走_(dá)，一舉解決此問題，車后主機(jī)和顯示器之間無線連接，方便快捷。更可在大巴、卡車等車身長的車上使用，使安裝更容易。 第七代 MP3倒車?yán)走_(dá) 這一代倒車?yán)走_(dá)實現(xiàn)了行業(yè)的創(chuàng)新。倒車?yán)走_(dá)與車載 MP3完美結(jié)合 ,在倒車?yán)走_(dá)的基礎(chǔ)上增加了 MP3調(diào)頻發(fā)射功能；具備了倒車?yán)走_(dá)功能同時融合了車載 MP3的功能。當(dāng)進(jìn)入 MP3播放時兩邊的色條停止顯示，數(shù)字屏顯示當(dāng)前 MP3發(fā)射頻率；當(dāng)車進(jìn)入倒車狀態(tài)時， MP3播放自動停止，色條指示開啟，數(shù)字屏顯示障礙物距離，屏幕進(jìn)入倒車指示狀態(tài)。 泊車輔助系統(tǒng)的發(fā)展方向與趨勢 隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人們的收入穩(wěn)步提高，對中高檔汽車的需求量將快速上升，并將成為主流，而中高檔汽車在電子產(chǎn)品的配置方面不僅全面，而且越來越向智能化、系統(tǒng)化、多功能方向發(fā)展，倒車?yán)走_(dá)將成為整個系統(tǒng)中的 一部分功能，而不再是一個單個的產(chǎn)品或零配件，倒車?yán)走_(dá)與多媒體、 GPS、各種傳感器的、電腦等電子產(chǎn)品、軟件系統(tǒng)的結(jié)合或集成已成為中高端市場的趨勢，而這些高端汽車電子產(chǎn)品正是國內(nèi)企業(yè)的弱勢。 隨著汽車整車廠商進(jìn)入中國，目前國際上知名的汽車電子配套廠商也都在中國安營，除了摩托羅拉外，還有西門子、德爾福等，同時一些汽車企業(yè)還在大量從國外進(jìn)口汽車電子產(chǎn)品。目前，國內(nèi)市場 70%以上的汽車電子市場份額被國外企業(yè)占領(lǐng)，而算上合資企業(yè)，國內(nèi)企業(yè)在汽車電子領(lǐng)域的市場份額也不過 30%。另一方面，由于汽車電子產(chǎn)品的集成化 、系統(tǒng)化，大部分實力較弱的電子產(chǎn)品，包括乘用車倒車?yán)走_(dá)生產(chǎn)企業(yè)的銷售將由原來的汽車銷售、服務(wù)環(huán)節(jié)轉(zhuǎn)為直接為汽車生產(chǎn)企業(yè)及相關(guān)系統(tǒng)集成商配套服務(wù)。因此未來幾年內(nèi)，包括乘用車倒車?yán)走_(dá)產(chǎn)品的后裝市場會逐漸萎縮，市場將逐漸朝 4 向前方向發(fā)展。 在此趨勢下，前裝或者出口市場將成為后裝企業(yè)的出路選擇。倒車?yán)走_(dá)企業(yè)只有企業(yè)憑借著成本等優(yōu)勢走出國門，將業(yè)務(wù)拓展到了海外市場，才有望打開局面。 系統(tǒng)工作原理 倒車?yán)走_(dá)是根據(jù) 蝙蝠 在黑夜里高速飛行而不會與任何障礙物相撞的原理設(shè)計開發(fā)的。探頭裝在后 保險杠 上，根據(jù)不同價格和品牌，探頭有二、三、四、六、八、十、十二只不等，主要安裝于前后保險杠上。探頭能夠以最大水平 120度垂直 70度范圍輻射，上下左右搜尋目標(biāo)。它最大的好處是能探索到那些低于 保險杠 而司機(jī)從后窗難以看見的障礙物，并報警，如花壇、路肩、蹲在車后玩耍的小孩等。 倒車?yán)走_(dá)的顯示器裝在后視鏡上，它不停地提醒司機(jī)車距后面物體還有多少距離，到距離危險時， 蜂鳴器 就開始鳴叫，以鳴叫的間斷 /連續(xù)急促程度，提醒司機(jī)對障礙物的靠近，及時停車。 擋位桿掛入倒擋時，倒車?yán)走_(dá)自動開始工作，測距范圍達(dá) ，故在停車時，對司機(jī)很實用。 倒車?yán)走_(dá)就相當(dāng)于超聲波探頭，從整體上來說超聲波探頭可以分為兩大類：一是用電氣方式產(chǎn)生 超聲波，其二是用機(jī)械方式產(chǎn)生超聲波，鑒于較為常用的是壓電式 超聲波發(fā)生器 ，它有兩個電晶片和一個共振板，當(dāng)兩極外加脈沖信號，它的頻率等于