【正文】 2020 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） I 畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告（論文） 題 目： 汽車倒車系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 所 屬 系： 自動(dòng)化技術(shù)系 班 級(jí)： 電子 0921 班 2020 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） II 摘 要 設(shè)計(jì)了一款基于單片機(jī)的汽車倒車系統(tǒng)。主要 闡述了 超聲波測(cè)距的工作原理、測(cè)量和控制方法、理論計(jì)算，分析了影響精度的因素 ，設(shè)計(jì)了單片機(jī)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(bào)警電路、溫度補(bǔ)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(jī) 模塊、顯示模塊、報(bào)警模塊、溫度補(bǔ)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(shí)現(xiàn)計(jì)算車距的目的，單片機(jī) 實(shí)現(xiàn)處理信號(hào)的功能，溫度補(bǔ)償模塊 是利用溫度與聲速之間的關(guān)系，來(lái)消除溫度對(duì)聲速的影響。報(bào)警模塊用于 實(shí)現(xiàn)倒車過(guò)程的報(bào)警提醒。 關(guān)鍵詞 汽車 倒車 超聲波測(cè)距 單片機(jī) 溫度補(bǔ)償 2020 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） II 目 錄 1 前言 .................................................................................................................................................. 1 2 汽車倒車的工作原理 ...................................................................................................................... 1 超聲波測(cè)距工作原理 .................................................................................................................. 1 測(cè)量與控制方法 ...................................................................................................................... 2 理論 計(jì)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(shè)計(jì) .................................................................................................................................. 4 單片機(jī)控制電路設(shè)計(jì) .................................................................................................................. 4 單片機(jī)的選擇 .......................................................................................................................... 4 單片機(jī)最小系統(tǒng)的設(shè)計(jì) .......................................................................................................... 5 超聲波接收和發(fā)射電路設(shè)計(jì) ...................................................................................................... 6 超聲波接收電路設(shè)計(jì) .............................................................................................................. 6 超聲波發(fā)射電路的設(shè)計(jì) .......................................................................................................... 9 顯示電路的設(shè)計(jì) ........................................................................................................................ 10 報(bào)警電路的設(shè)計(jì) ........................................................................................................................ 11 溫度補(bǔ)償電路的設(shè)計(jì) ................................................................................................................ 11 輔助電源電路的設(shè)計(jì) ................................................................................................................ 12 4 軟件設(shè)計(jì) ........................................................................................................................................ 13 流程圖設(shè)計(jì) ................................................................................................................................ 13 程序清單 .................................................................................................................................... 14 5 結(jié)論 ................................................................................................................................................ 24 參考文獻(xiàn) ............................................................................................................................................ 24 致謝 .................................................................................................................................................... 25 2020 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 1 1 前言 據(jù)美國(guó)的最新統(tǒng)計(jì)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(shù)的發(fā)展及應(yīng)用有助于減少汽車倒車事故的發(fā)生。因此，國(guó)內(nèi)外都在研究如何利用先進(jìn)的技術(shù)，即汽車倒車技術(shù)，輔助汽車駕駛者對(duì)影響公路交通安全的人、車、路環(huán)境進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，在危急情況下由系統(tǒng)主動(dòng)干涉駕駛操縱、輔助駕駛者進(jìn)行應(yīng)急處理、防止汽車倒車事故的發(fā)生。 隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，交通運(yùn)輸車輛的不斷增多，由此產(chǎn)生的交通問題越來(lái)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(huì)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(cè) 距離有誤差，視線模糊等原因造成倒車時(shí)的事故率遠(yuǎn)大于汽車前進(jìn)時(shí)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(lái)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(shè)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(shè)置的 “倒車?yán)走_(dá) ”應(yīng)運(yùn)而生，倒車?yán)走_(dá)的加裝可以解決駕駛?cè)藛T的后顧之憂，大大降低倒車事故的發(fā)生。 倒車?yán)走_(dá)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(dòng)車輛時(shí)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(cè)定汽車之間的安全距離一般有三種：超聲波測(cè)距 、 微波雷達(dá)測(cè)距 、 激光測(cè)距。本文著重研究超聲波測(cè)距。 超聲波測(cè)距由于其能夠進(jìn)行非接觸測(cè)量和相對(duì)較高的測(cè)量精度，越來(lái)越被人們所重視。就目前形勢(shì)來(lái)看，汽車市場(chǎng)的快速發(fā)展將帶動(dòng)倒車?yán)走_(dá)市場(chǎng)的繁榮。國(guó)內(nèi)倒車?yán)走_(dá)主流市場(chǎng)已經(jīng)開始有進(jìn)口高檔汽車向中低檔汽車發(fā)展。技術(shù)上向著單芯片功能成靈敏度更高、可視化發(fā)展，設(shè)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?yán)走_(dá)系統(tǒng)將會(huì)在人類今后的生活中扮演越來(lái)越重的角色，為人類的發(fā)展 作出重要貢獻(xiàn)。 超聲波倒車?yán)走_(dá)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(chǎng)上的倒車?yán)走_(dá)大多采用超聲波測(cè)距原理，駕駛者在倒車時(shí)，啟動(dòng)倒車?yán)走_(dá)，在控制器的控制下，由裝置于車尾保險(xiǎn)杠上的探頭發(fā)送超聲波，遇到障礙物，產(chǎn)生回波信號(hào)，傳感器接收到回波信號(hào)后經(jīng)控制器進(jìn)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(hào)，得到及時(shí)警示，從而使駕駛者倒車時(shí)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(cè)距工作原理 超聲波測(cè)距是通過(guò)不斷檢測(cè)超聲波發(fā)射后遇到障礙物所反 射的回波，從而測(cè)出發(fā)射和接收回波的時(shí)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(guān)， 列出了幾種不同溫度下的聲速。在使用時(shí)，如果溫度變化不大，則可認(rèn)為聲速是基本不變的。如果測(cè)距精度要求很高，則應(yīng)通過(guò)溫度補(bǔ)償?shù)姆椒右孕Ｕ?。聲速確定后，只要測(cè)得超聲波往返的時(shí)間，即可求得距離。這就是超聲波測(cè)距儀的原理。 2020 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 圖 1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)流程圖 測(cè)量與控制方法 聲波在其傳播介質(zhì)中被定 義為縱波。當(dāng)聲波受到尺寸大 于其波長(zhǎng)的目標(biāo)物體阻擋時(shí)就會(huì)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(dá)目標(biāo)然后返回聲源的時(shí)間可以測(cè)量得到，從聲波到目標(biāo)的距離就可以精確地計(jì)算出來(lái)。這就是本系統(tǒng)的測(cè)量原理。 由于此超聲波測(cè)距儀可以實(shí)