【正文】 南 京 理 工 大 學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 )前期工作材料 學(xué)生姓名 : 準(zhǔn)考證號(hào) 專 業(yè) : 電子工程 設(shè)計(jì) (論文 )題目 : 基于單片機(jī)的汽車倒車防撞系統(tǒng)的 設(shè)計(jì)與制作 指導(dǎo)教師 : (姓 名 ) (專業(yè)技術(shù)職務(wù) ) 材 料 目 錄 序號(hào) 名 稱 數(shù)量 備 注 1 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 )選題、審題表 1 2 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 )任務(wù)書 1 3 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 )開題報(bào)告〔含文獻(xiàn)綜述〕 1 4 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 )外文資料翻譯〔含原文〕 1 5 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中期檢查表 1 2020 年 1 月 南 京 理 工 大 學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 )開題報(bào)告 學(xué) 生 姓 名 ： 專 業(yè) ： 電子工程 設(shè)計(jì) (論文 )題目 ： 基于單片機(jī)的汽車倒車防撞系統(tǒng) 的設(shè)計(jì) 與制作 指 導(dǎo) 教 師 : 2020 年 2 月 20 日 開題報(bào)告填寫要求 1． 開題報(bào)告作為畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯委員會(huì)對(duì)學(xué)生答辯資格審查的依據(jù)材料之一。此報(bào)告應(yīng)在指導(dǎo)教師指導(dǎo)下，由學(xué)生在畢 業(yè)設(shè)計(jì)（論文）工作前期內(nèi)完成，經(jīng)指導(dǎo)教師簽署意見及所在專業(yè)審查后生效； 2．開題報(bào)告內(nèi)容必須用黑墨水筆工整書寫或按教務(wù)處統(tǒng)一設(shè)計(jì)的電子文檔標(biāo)準(zhǔn)格式（可從 繼續(xù)教育學(xué)院網(wǎng)站 上下載）打印，禁止打印在其它紙上后剪貼，完成后應(yīng)及時(shí)交給指導(dǎo)教師簽署意見； 3．“文獻(xiàn)綜述”應(yīng)按論文的格式成文，并直接書寫（或打?。┰诒鹃_題報(bào)告第一欄目?jī)?nèi)，學(xué)生寫文獻(xiàn)綜述的參考文獻(xiàn)應(yīng)不少于15篇（不包括辭典、手冊(cè)）； 4．有關(guān)年月日等日期的填寫，應(yīng)當(dāng)按照國(guó)標(biāo) GB/T 7408— 2020《數(shù)據(jù)元和交換格式、信息交換、日期和時(shí)間表示法》規(guī)定的要求 ，一律用阿拉伯?dāng)?shù)字書寫。如“ 2020年 3月 15日”或“ 20200315”。 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）開 題 報(bào) 告 1．結(jié)合畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題情況，根據(jù)所查閱的文獻(xiàn)資料，每人撰寫 2020字左右的文獻(xiàn)綜述： 超聲波檢測(cè)技術(shù)是我國(guó)重點(diǎn)發(fā)展和推廣的新技術(shù)，其具有高精度，無(wú)損，非接觸等優(yōu)點(diǎn)。目前，已經(jīng)廣泛地應(yīng)用在機(jī)械制造，電子冶金，航海，宇航，石油化工，交通等工業(yè)領(lǐng)域。此外，在材料科學(xué)，醫(yī)學(xué)，生物科學(xué)等領(lǐng)域中也占具重要地位。 最近在歐美又出現(xiàn)了一種電磁感應(yīng)倒車?yán)走_(dá)。在一線路套上一環(huán)型的感應(yīng) 圈 (此線圈貼在后保險(xiǎn)杠的內(nèi)側(cè)，車外表完全看不出有此裝置 )，以感應(yīng)車后物體的有無(wú)。此種裝置價(jià)格中等，并且完全隱密，算是一種好產(chǎn)品，但可惜的是，安裝困難 (必須卸下保險(xiǎn)杠貼在內(nèi)側(cè) )，而且只能探測(cè)動(dòng)態(tài)物品，當(dāng)車在后退行進(jìn)時(shí)，可探測(cè)到物體，但車一旦停止后退行進(jìn)，則任何物體都不被認(rèn)可。換言之，如有任何物品貼在后保險(xiǎn)杠，當(dāng)車一旦停止再啟動(dòng)后，此裝置并不會(huì)告知駕駛者后方有物品貼在保險(xiǎn)杠，此車不能再后退等。因此，實(shí)用性也相當(dāng)有限。 日本、美國(guó)和歐洲等國(guó)的大汽車公司都投入了相當(dāng)?shù)娜肆?、物力，采用先進(jìn)的毫米波雷達(dá)、 CCD 攝像機(jī)、 GPS 和高檔微機(jī)等制成安全預(yù)警系統(tǒng)，使用在其所開發(fā)的高級(jí)汽車上。據(jù)海外媒體報(bào)道，戴姆勒 —— 克萊斯勒公司日前成功開發(fā)出供商用車 (尤指卡車 )使用的電子剎車系統(tǒng)，它與其他剎車系統(tǒng)的區(qū)別在于，其在卡車車頭設(shè)有雷達(dá)感應(yīng)器，感應(yīng)器在車前觀察四周環(huán)境，并將所有收集的信息交由一控制器加工處理，形成一虛擬景象。之后再借助演算法的輔助來(lái)判斷所發(fā)生狀況是否需要利用剎車。未來(lái)兩三年內(nèi)這種新型剎車系統(tǒng)即可量產(chǎn)上市，但價(jià)格昂貴，目前定為 3745 歐元，其過(guò)高的成本限制了它應(yīng)用的普遍性。在底特律國(guó)際車展上，通用公司的 Precept 概念車裝了Donnelly 公司生產(chǎn)的以攝像機(jī)為基礎(chǔ)的后視鏡系統(tǒng)。該系統(tǒng)用一個(gè)內(nèi)后視鏡和兩個(gè)外后視鏡采集汽車周圍的景象，三個(gè)景象合成一個(gè)全景圖像在中控臺(tái)的視屏上顯示出來(lái)，還用文字說(shuō)明來(lái)傳達(dá)信息。攝像機(jī)也可在倒車時(shí)使用，當(dāng)車后近處有障礙物時(shí)，就及時(shí)讓駕駛員知曉。 迄今為止，國(guó)內(nèi)外許多學(xué)者均著眼于測(cè)距傳感器的研究。 通常的倒車?yán)走_(dá)主要由感應(yīng)器、主機(jī)、顯示設(shè)備等三部分組成。感應(yīng)器發(fā)出和接受超聲波信號(hào)，并將接收到的信號(hào)傳輸?shù)街鳈C(jī)，再通過(guò)顯示設(shè)備顯示出來(lái)。感應(yīng)器裝在后保險(xiǎn)杠上，以角 45176。輻射，檢查目標(biāo)，能探索到那些低 于保險(xiǎn)杠而司機(jī)從后窗又難以看見的障礙物并報(bào)警，如花壇，蹲在車后玩耍的兒童等：顯示設(shè)備裝在儀表板上，提醒駕 駛員汽車據(jù)后面物體還有多少距離，到危險(xiǎn)距離時(shí)，蜂鳴器就開始鳴叫，提示司機(jī)停車。根據(jù)感應(yīng)器種類不同，倒車?yán)走_(dá)可分為粘貼式、鉆孔式和懸掛式等種。轉(zhuǎn)帖式感應(yīng)器后有一層膠，可直接粘在后保險(xiǎn)杠上：鉆孔式感應(yīng)器是在保險(xiǎn)杠上鉆一個(gè)洞，然后把感應(yīng)器嵌進(jìn)去：懸掛式感應(yīng)器主要用于載貨車。根據(jù)顯示設(shè)備種類不同，倒車?yán)走_(dá)又可以分為數(shù)字式、顏色式和蜂鳴式等三種。數(shù)字式顯示設(shè)備是一只如傳呼機(jī)大小的盒子，安裝在駕駛臺(tái)上，直接用數(shù)字表示 汽車與后面物體的距離，并可精確到 1厘米，讓駕駛員一目了然。 經(jīng)過(guò)幾年的發(fā)展，倒車?yán)走_(dá)系統(tǒng)已經(jīng)過(guò)了數(shù)代的技術(shù)改良，不管從結(jié)構(gòu)外觀上，還是從性能價(jià)格上，這幾代產(chǎn)品都各有特點(diǎn)，目前使用較多的是數(shù)碼顯示、熒屏顯示和魔幻鏡倒車?yán)走_(dá)這 3 種。 因?yàn)?，大力研究開發(fā)倒車?yán)走_(dá)等主動(dòng)式汽車輔助安全裝置，將減少駕駛員的負(fù)擔(dān)和判斷錯(cuò)誤，對(duì)于交通安全起到重要作用。顯然，此類產(chǎn)品的研發(fā)具有極大的現(xiàn)實(shí)意義和廣闊的應(yīng)用前景。 參考文獻(xiàn) : [1]沈紅衛(wèi) .單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)例與分析 [M].北京航空航天大學(xué)出版社， 2020. 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[19]常靜，賀煥林 .減少超聲波測(cè)距儀盲區(qū)的研究 [M].棉花加工技術(shù) ,2020. 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）開 題 報(bào) 告 ２．本課題要研究或解決的問(wèn)題和擬采用的研究手段（途徑）： 主要研究?jī)?nèi)容： 超聲波發(fā)射與回波接收 電路 單片機(jī)控制電路 LED數(shù)碼管顯示電路和報(bào)警電路 關(guān)鍵問(wèn)題： 根據(jù) 超聲波測(cè)距原理 設(shè)計(jì) 超聲波測(cè)距電路 結(jié)合設(shè)計(jì)目的進(jìn)行 聲音 報(bào)警電路 和顯示電路 的設(shè)計(jì) 軟件 模塊化編程 的實(shí)現(xiàn) 在單片機(jī)上編寫程序 軟硬 件 結(jié)合，進(jìn)行調(diào)試 解題思路： 超聲波發(fā)射與回波接收電路的主要作用是提高驅(qū)動(dòng)超聲波傳感器的脈沖電壓幅值，有效地進(jìn)行電／聲轉(zhuǎn)換，增大超聲波的發(fā)射距離，并 通過(guò)收發(fā)一體的超聲波傳感器將返回的超聲波轉(zhuǎn)變成微弱的電信號(hào)。 超聲波電信號(hào)放大電路采用集成電路構(gòu)成。通過(guò)外部所接電阻，將其內(nèi)部帶通濾波電路的中心頻率 f0 設(shè)置為指定值，就可以接收放大超聲波電信號(hào)，并整形輸出負(fù)脈沖電壓。 系統(tǒng)硬件框圖如下所示 ： 圖 1 系統(tǒng)組成框圖 系統(tǒng)軟件采用模塊化設(shè)計(jì)，方便擴(kuò)展移植。采用 C語(yǔ)言編程。主要有主程序、 T0中斷服務(wù)程序、 蜂鳴器報(bào)警程序 、超聲波發(fā)生子程序 等 。 1）主程序： 整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)的關(guān)鍵是對(duì)距離進(jìn)行測(cè)量的，然后通過(guò)單片機(jī)來(lái)處理測(cè)量數(shù) 據(jù)是比較容易實(shí)現(xiàn)的，能精確的實(shí)現(xiàn)測(cè)距。在測(cè)距中，各種信號(hào)對(duì)聲速的影響都將干擾到測(cè)距的準(zhǔn)確性，其中超聲波的余波信號(hào)對(duì)整個(gè)設(shè)計(jì)中測(cè)距的精確度的干超聲波返回 超聲波發(fā)射 顯示電路 報(bào)警電路 單片機(jī)控制系統(tǒng) 障礙物 擾的影響比較大。超聲波接收回路中的超聲波信號(hào)一共有兩種波信號(hào)：第一種波信號(hào)為余波信號(hào)就是當(dāng)發(fā)射探頭發(fā)射出信號(hào)之后，超聲波接收探頭馬上就接收到的超聲波信號(hào)，實(shí)際就是超聲波的發(fā)射信號(hào)；另一種波信號(hào)就是有效信號(hào)，即經(jīng)過(guò)障礙物表面反射回來(lái)的超聲波回波信號(hào)，也是所需要測(cè)量的距離數(shù)值。 在進(jìn)行超聲波測(cè)距時(shí)，實(shí)際上測(cè)距就是記錄從超聲波發(fā)射電路發(fā)射超聲波信號(hào)開始到接收到信號(hào)的聲波的往 返時(shí)間差，然后通過(guò)數(shù)據(jù)計(jì)算出距離，對(duì)于回波信號(hào)需要進(jìn)行檢測(cè)的有效信號(hào)是反射物體反射的回波信號(hào)，所以要盡量避免在檢測(cè)時(shí)候檢測(cè)到余波信號(hào)。余波就是在發(fā)射超聲波時(shí)超聲波信號(hào)直接到達(dá)接受探頭的波信號(hào)，同時(shí)余波信號(hào)也是超聲波測(cè)量時(shí)存在測(cè)量盲區(qū)的最主要的原因。 超聲波接收電路在接收到超聲波回波后，向單片機(jī)發(fā)出有效信號(hào)，單片機(jī)通過(guò)外部中斷的改變記錄回波信號(hào)的到達(dá)時(shí)間，中斷發(fā)生之后就是表示已經(jīng)接收到了回波信號(hào)，這個(gè)時(shí)候停止計(jì)時(shí)，并且讀取計(jì)數(shù)器中的數(shù)值，這個(gè)數(shù)值就是需要進(jìn)行測(cè)量的時(shí)間差的數(shù)據(jù)。 程序中對(duì)測(cè)距距離的計(jì)算方法是 按公式 L=*N (cm)進(jìn)行計(jì)算的，其中， N為計(jì)數(shù)器的值，聲速的值取為 340 m/s。 綜合以上的分析可以得到系統(tǒng)主程序的流程圖，系統(tǒng)主程序流程圖如圖 2所示。 圖 2 主程序 流程圖 2） T0 中斷服務(wù)程序： 負(fù)責(zé)計(jì)算車尾與障礙物之間的距離是 INT0 的中斷程序。根據(jù)前面的對(duì)超聲接 收電路的分析，在超聲波集成模塊接收到超聲波回波信號(hào)后，超聲波接收電路就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)低電平送至單片機(jī)的 引腳，使系統(tǒng)中斷，則系統(tǒng)轉(zhuǎn)入中斷處理程序。進(jìn)入中斷處理后，定時(shí)器 T0和外部中斷 0 就立即被關(guān)閉，同時(shí)讀取時(shí)間值，并給回波接收標(biāo)志位清零即成