【正文】 2020 屆畢業(yè)設計（論文） I 畢業(yè)設計報告（論文） 題 目： 汽車倒車系統(tǒng)的設計 所 屬 系： 自動化技術系 班 級： 電子 0921 班 2020 屆畢業(yè)設計（論文） II 摘 要 設計了一款基于單片機的汽車倒車系統(tǒng)。主要 闡述了 超聲波測距的工作原理、測量和控制方法、理論計算，分析了影響精度的因素 ，設計了單片機最小系統(tǒng)電路，超聲波接收以及超聲波發(fā)射電路、顯示電路、報警電路、溫度補償電路等 。倒車系統(tǒng) 主要由超聲波發(fā)射模塊、超聲波接收模塊、單片機 模塊、顯示模塊、報警模塊、溫度補償模塊 組成 。 超聲波接收模塊和超聲波發(fā)射模塊主要是 實現(xiàn)計算車距的目的，單片機 實現(xiàn)處理信號的功能，溫度補償模塊 是利用溫度與聲速之間的關系，來消除溫度對聲速的影響。報警模塊用于 實現(xiàn)倒車過程的報警提醒。 關鍵詞 汽車 倒車 超聲波測距 單片機 溫度補償 2020 屆畢業(yè)設計（論文） II 目 錄 1 前言 .................................................................................................................................................. 1 2 汽車倒車的工作原理 ...................................................................................................................... 1 超聲波測距工作原理 .................................................................................................................. 1 測量與控制方法 ...................................................................................................................... 2 理論 計算 .................................................................................................................................. 2 影響精度的因素分析 .............................................................................................................. 3 系統(tǒng)工作原理 .............................................................................................................................. 4 3 單元電路設計 .................................................................................................................................. 4 單片機控制電路設計 .................................................................................................................. 4 單片機的選擇 .......................................................................................................................... 4 單片機最小系統(tǒng)的設計 .......................................................................................................... 5 超聲波接收和發(fā)射電路設計 ...................................................................................................... 6 超聲波接收電路設計 .............................................................................................................. 6 超聲波發(fā)射電路的設計 .......................................................................................................... 9 顯示電路的設計 ........................................................................................................................ 10 報警電路的設計 ........................................................................................................................ 11 溫度補償電路的設計 ................................................................................................................ 11 輔助電源電路的設計 ................................................................................................................ 12 4 軟件設計 ........................................................................................................................................ 13 流程圖設計 ................................................................................................................................ 13 程序清單 .................................................................................................................................... 14 5 結論 ................................................................................................................................................ 24 參考文獻 ............................................................................................................................................ 24 致謝 .................................................................................................................................................... 25 2020 屆畢業(yè)設計（論文） 1 1 前言 據(jù)美國的最新統(tǒng)計表明，因各種原因造成的車輛倒車事故占公路交通事故總量的 90%左右。因此，要降低 公路交通事故，必須大力降低車輛倒車事故，而汽車倒車技術的發(fā)展及應用有助于減少汽車倒車事故的發(fā)生。因此，國內(nèi)外都在研究如何利用先進的技術，即汽車倒車技術，輔助汽車駕駛者對影響公路交通安全的人、車、路環(huán)境進行實時監(jiān)控，在危急情況下由系統(tǒng)主動干涉駕駛操縱、輔助駕駛者進行應急處理、防止汽車倒車事故的發(fā)生。 隨著我國經(jīng)濟的飛速發(fā)展，交通運輸車輛的不斷增多，由此產(chǎn)生的交通問題越來越成為人們關注的問題。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大于汽車前進時的事故率，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許多麻煩，例如撞上別人的車、消防水籠頭，如果傷及兒童更是不堪設想，有鑒于此，汽車高科技產(chǎn)品家族中，專為汽車倒車泊位設置的 “倒車雷達 ”應運而生，倒車雷達的加裝可以解決駕駛人員的后顧之憂，大大降低倒車事故的發(fā)生。 倒車雷達又稱泊車輔助系統(tǒng)，是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，解除了駕駛員泊車和起動車輛時前后左右探視所引起的困擾，并幫助駕駛員掃除了 視野死角和視線模糊的缺陷，提高了安全性。 目前測定汽車之間的安全距離一般有三種：超聲波測距 、 微波雷達測距 、 激光測距。本文著重研究超聲波測距。 超聲波測距由于其能夠進行非接觸測量和相對較高的測量精度，越來越被人們所重視。就目前形勢來看，汽車市場的快速發(fā)展將帶動倒車雷達市場的繁榮。國內(nèi)倒車雷達主流市場已經(jīng)開始有進口高檔汽車向中低檔汽車發(fā)展。技術上向著單芯片功能成靈敏度更高、可視化發(fā)展，設備趨于小型化、人性化、智能化等方向發(fā)展。由此可見，超聲波汽車倒車雷達系統(tǒng)將會在人類今后的生活中扮演越來越重的角色，為人類的發(fā)展 作出重要貢獻。 超聲波倒車雷達系統(tǒng)一般由超聲波傳感器（俗稱探頭）、控制器和顯示器等部分組成，現(xiàn)在市場上的倒車雷達大多采用超聲波測距原理，駕駛者在倒車時，啟動倒車雷達，在控制器的控制下，由裝置于車尾保險杠上的探頭發(fā)送超聲波，遇到障礙物，產(chǎn)生回波信號，傳感器接收到回波信號后經(jīng)控制器進行數(shù)據(jù)處理，判斷出障礙物的位置，由顯示器顯示距離并發(fā)出警示信號，得到及時警示，從而使駕駛者倒車時做到心中有數(shù)，使倒車變得更輕松。 2 汽車倒車的工作原理 超聲波測距工作原理 超聲波測距是通過不斷檢測超聲波發(fā)射后遇到障礙物所反 射的回波，從而測出發(fā)射和接收回波的時間差 t,然后求出距離 S=Ct/2，式中的 C 為超聲波波速。由于超聲波也是一種聲波，其聲速 C 與溫度有關， 列出了幾種不同溫度下的聲速。在使用時，如果溫度變化不大，則可認為聲速是基本不變的。如果測距精度要求很高，則應通過溫度補償?shù)姆椒右孕Ｕ?。聲速確定后，只要測得超聲波往返的時間，即可求得距離。這就是超聲波測距儀的原理。 2020 屆畢業(yè)設計（論文） 2 圖 1 系統(tǒng)總體設計流程圖 測量與控制方法 聲波在其傳播介質(zhì)中被定 義為縱波。當聲波受到尺寸大 于其波長的目標物體阻擋時就會發(fā)生反射 ， 反射波稱為回聲。假如聲波在介質(zhì)中傳播的速度是已知的，而且聲波從聲源到達目標然后返回聲源的時間可以測量得到，從聲波到目標的距離就可以精確地計算出來。這就是本系統(tǒng)的測量原理。 由于此超聲波測距儀可以實