【正文】 4)較為詳細(xì)的說(shuō)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。 本課題的主要研究?jī)?nèi)容有以下幾個(gè)方面 : (1)簡(jiǎn)述了設(shè)計(jì)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。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(shí)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。s not enough to be on the driver39。單片機(jī)的可擦除只讀存儲(chǔ)器可以反復(fù)擦除 1000 次。利用 AT89C51 單片機(jī)所具備的單芯片語(yǔ)音功能，外接三個(gè)超聲波測(cè)距模組，組成一個(gè)示例的倒車?yán)走_(dá)系統(tǒng)， 語(yǔ)音提示報(bào)警（ ~）范圍內(nèi)的障礙物。 泊車輔助系統(tǒng)又稱倒車?yán)走_(dá)，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。 I （ 2020 屆） 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）資料 題 目 名 稱： 基于單片機(jī)控制的泊車輔助系統(tǒng)設(shè)計(jì) 學(xué) 院（部）： 電氣與信息工程學(xué)院 專 業(yè)： 電氣工程及其自動(dòng)化技術(shù) 學(xué) 生 姓 名： 班 級(jí)： 學(xué) 號(hào) 指導(dǎo)教師姓名： 職稱 講 師 最終評(píng)定成績(jī)： II 2020 屆 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）資料 第一部分 畢業(yè)論文 I 摘 要 現(xiàn)如今馬路上車輛的數(shù)量正在逐年增長(zhǎng)，因此車輛的停放問(wèn)題必須得到很好的解決，否則后果不堪設(shè)想。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。 其次，單片機(jī)是一種具有集成度高、運(yùn)算速度快、體積小、運(yùn)行可靠、價(jià)格低廉的芯片，因此在控制，數(shù)據(jù)采集，機(jī)電一體化，智能化儀表、家用電氣以及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等各方面得到廣泛應(yīng)用，本設(shè)計(jì)主要研究了單片機(jī)在泊車輔助系統(tǒng)中的應(yīng)用。該器件采 ATMEL高密度非易失存儲(chǔ)器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的 MCS51指令集和輸出管腳相兼容。s experience and technology, so the intelligent parking assist system (reversing radar) is born. Parking assist system is a kind of real time display barrier condition after a car reverse assist device, they are widely used in real life. Parking assistant system is also called the reversing radar, car parking auxiliary device security, more intuitive to voice or show told driver around obstacles, lifted the driver parking and starting vehicles caused by visiting around it, and help the driver to eliminate the blind spot and blurred vision defects, improve the safety. Generally by the ultrasonic sensor (monly known as probe), controller and display ponents, reversing radar in the market now is mostly USES the ultrasonic ranging principle, the driver when reversing, start reversing radar, under the control of the controller, the device on the rear bumper send ultrasonic probe, encountered obstacles, produce echo signal, the sensor receives the echo signal from the controller for data processing, determine the position of the obstacles, the display shows distance and issued a warning signal, get timely warning, so that the driver when reversing, acplish know fairly well, make the reversing has bee more relaxed. Reversing radar of LCD, language and voice prompt can be divided into three kinds。 基于以上原因 ,出現(xiàn)了 超聲波汽車倒車 雷達(dá) 。 (2)簡(jiǎn)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。 (5)最后對(duì)超聲波汽車倒車 雷達(dá)設(shè)計(jì) 過(guò)程中所做工作進(jìn)行了總結(jié)。 尤其是非職業(yè)駕駛員以及女性更為突出。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(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視野的死角和視線模糊的缺陷 ,提高駕駛的安全性。 泊車輔助系統(tǒng)的應(yīng)用與發(fā)展 經(jīng)過(guò)五年的發(fā)展，倒車?yán)走_(dá)系統(tǒng)已經(jīng)過(guò)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(jià)格上，這六代產(chǎn)品都各有特點(diǎn)，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。 第二代轟鳴器提示 這是倒車?yán)走_(dá)系統(tǒng)的真正開(kāi)始。如果是物體，在 始顯示；如果是人，在 。 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(diǎn)，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(cè)知 2米以內(nèi)的障礙物，并以不同等級(jí)的聲音提示和直觀的顯示提醒 駕駛員 ?，F(xiàn)在最新推出的第六代無(wú)線液晶倒車?yán)走_(dá)，一舉解決此問(wèn)題，車后主機(jī)和顯示器之間無(wú)線連接，方便快捷。當(dāng)進(jìn)入 MP3播放時(shí)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(shí)， MP3播放自動(dòng)停止，色條指示開(kāi)啟，數(shù)字屏顯示障礙物距離，屏幕進(jìn)入倒車指示狀態(tài)。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(shí)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(lái)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)。 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(huì)與任何障礙物相撞的原理設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的。 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(xiǎn)時(shí)， 蜂鳴器 就開(kāi)始鳴叫，以鳴叫的間斷 /連續(xù)急促程度，提醒司機(jī)對(duì)障礙物的靠近，及時(shí)停車。 這種原理用在一種非接觸檢測(cè)技術(shù)上 ，用于測(cè)距來(lái)說(shuō)其計(jì)算簡(jiǎn)單 ,方便迅速 ,易于做到實(shí)時(shí)控制，距離準(zhǔn)確度達(dá)到工業(yè)實(shí)用的要求。 溝坎 雷達(dá)是用來(lái)探測(cè)障礙物的，車后有著溝坎，那么雷達(dá)是絕對(duì)不會(huì)做出反應(yīng)的。 一、 激光測(cè)距 激光測(cè)距裝置是一種光子雷達(dá)系統(tǒng)，它具有測(cè)量時(shí)間短、量程大、精度高等優(yōu)點(diǎn)，在許多領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。利用掃描鏡系統(tǒng)中的位置探測(cè)器測(cè)定反射鏡的角度即可測(cè)出目標(biāo)的方位。由于非掃描成像激光雷達(dá)測(cè)點(diǎn)數(shù)目大大減少，從而提高了系統(tǒng)三維成像速度。目前，在汽車上，上述各種激光雷達(dá)測(cè)距儀均有應(yīng)用，但成像式激光雷達(dá)還在進(jìn)一步研究之中。車載傳感器通過(guò)發(fā)射并接收前方物體反射回的紅外線，依據(jù)信號(hào)的強(qiáng)弱及波長(zhǎng)的不同，同時(shí)分析時(shí)間差，可分析出前方物體的性質(zhì)及與汽車的距離。 三、 CCD 攝像機(jī) CCD ( Charge Coupled Device)攝像機(jī)即電荷耦合器攝像機(jī)，它是一種用來(lái)模擬人眼的光電探測(cè)器。為獲得目標(biāo)三維信息，模擬人的雙目視覺(jué)原理，利用間隔固定的兩臺(tái)攝像機(jī)同時(shí)對(duì)同一景物成像，通過(guò)對(duì)這兩幅圖像進(jìn)行計(jì)算機(jī)分析處理，即可確定視野中每個(gè)物體的三維坐標(biāo)，這一系統(tǒng)稱為雙目攝像系統(tǒng)。 四、 超聲波測(cè)距 超聲波一般指頻率在 40KHz 以上的機(jī)械波，具有穿透性較強(qiáng) 、衰減小、反射能力強(qiáng)等特點(diǎn)，超聲波測(cè)距儀器一般由發(fā)射器、接收器和信號(hào)處理裝置三部分組成。 超聲波在空氣中傳播的速度會(huì)受到溫度、濕度、大氣壓力等因素的影響，在這些因素中，溫度對(duì)其速度的影響更大一些，而且環(huán)境溫度的變化更為經(jīng)常。 超聲波測(cè)距儀原理簡(jiǎn)單，在自身特性諧振點(diǎn) 40KHz 附近可獲得較高的靈敏度；諧振帶寬、波束角可以通過(guò)制作工藝控制得很窄，有利于抗聲波干擾設(shè)計(jì)；不受無(wú)線電頻譜資源限制，易于抗電磁干擾 設(shè)計(jì)；超聲波測(cè)距系統(tǒng)成本低、性能穩(wěn)定可靠，應(yīng)用前景好。因此本設(shè)計(jì)采用超聲波測(cè)距方式。此方式?jīng)]有語(yǔ)音提示，也沒(méi)有距離顯示，雖然司機(jī)知道有障礙物，但不能確定障礙物離車有多遠(yuǎn)，對(duì)司機(jī)幫助不大。不過(guò)液晶顯示器外觀雖精巧，但靈敏度較高，抗干擾能力不強(qiáng)，所以誤報(bào)也較多。此方案造價(jià)較高，比較適合高檔汽車，可以按照個(gè)人需求和車內(nèi)裝飾選配。 倒車時(shí)倒檔啟動(dòng) 探測(cè)器系統(tǒng)，單片機(jī) AT89C2051作為主控器，控制 DS1820芯片并處理所測(cè)得的溫度數(shù)據(jù)。再把定時(shí)器中的數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)換算結(jié)合由所測(cè)溫度值換算出的聲速值就可以得出車體與障礙物之間的距離。因此選擇利用超聲波傳感器來(lái)作為探測(cè)器。 工作頻率的確定主要基于以下幾點(diǎn)考慮 : (1)如果測(cè)距的能力要求很大，聲波傳播損 失就相對(duì)增加，由于介質(zhì)對(duì)聲波的吸收與聲波頻率的平方成正比，為減小聲波的傳播損失，就必須降低工作頻率。這樣傳感器方向性尖銳，且 避開(kāi)了噪聲，提高了信噪比；雖然傳播損失相對(duì)低頻有所增加，但不會(huì)給發(fā)射和接收帶來(lái)困難。發(fā)射出的超聲脈沖頻帶較窄。為了將一定頻率、幅度的交流電壓加到發(fā)射傳感器的兩端，使其振動(dòng)發(fā)出超聲波，電路頻率的選擇應(yīng)該滿足發(fā)射傳 感器的固有頻率 40KHz。因此，工作電壓不能超過(guò)這個(gè)極限值。 超聲波回波接收方案 在超聲波發(fā)射完畢后，再延遲一小段時(shí)間才能進(jìn)行接收，目的是為了避免單片機(jī)對(duì)發(fā)射頭直接傳送到接收頭的信號(hào)進(jìn)行響應(yīng)而不能正常工作。本設(shè)計(jì)采用 DS1820芯片進(jìn)行測(cè)溫。同時(shí)數(shù)碼管顯示相應(yīng)距離。 C段： 50cm以內(nèi)對(duì)應(yīng)方位指示燈長(zhǎng)亮，擴(kuò)音器長(zhǎng)鳴。 XTAL1和 XTAL2接12MHZ晶振構(gòu)成的時(shí)鐘電路。 LED報(bào)警電路。單片機(jī)復(fù)位的條件是：必須使 RST引腳加上持續(xù)兩個(gè)機(jī)器周期 (即 24個(gè)振蕩周期 )的高電平。 復(fù)位電路由電容串聯(lián)電阻構(gòu)成，由圖并結(jié)合 電容電壓不能突變 的性質(zhì)，可以知道，當(dāng)系統(tǒng)一上電， RST 腳將會(huì)出現(xiàn) 高電平，并且，這個(gè)高電平持續(xù)的時(shí)間由電路的 RC值來(lái)決定。單片機(jī)內(nèi)部有一個(gè)用于構(gòu)成震蕩器的高增益反相放大器，此放大器的輸入和輸出端分別是 XTAL1和 XTAL2，在 XTAL1和 XTAL2上 外接時(shí)鐘源即可構(gòu)成時(shí)鐘電路。其發(fā)出脈沖直接送入片內(nèi)定時(shí)控制部件。 由 555 定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器 （如圖所示）。脈沖寬度 LT ≈ 2R 1C ，由電容 1C 放電時(shí)間決定； HT =( 1R + 2R ) 1C ，由電容 1C 充電時(shí)間決定，脈沖周期 T≈ HT +LT 。 555 定時(shí)器的 4腳是復(fù)位端，利用它來(lái)控制超聲波脈沖的發(fā)射。 4腳為超聲波發(fā)射控制信號(hào)輸 入端，由單片機(jī)進(jìn)行控制。正弦波信號(hào)不能直接被單片機(jī)接收，必須進(jìn)行波形變換。不同接收探頭的輸出信號(hào)強(qiáng)度存在差異。 LM324既可以雙電源工作，也可以單電源工作，因此能滿足使用要求。 這里的第四片 LM324 作反相電位比較器，電路如圖 所示， 有一個(gè)閥值電壓 NU ，IU 為反相電壓比較器輸入電壓。反之 ，則輸出為低電平信號(hào)到 PC的數(shù)據(jù)采集端。因?yàn)榉糯蠛蟮幕夭ㄐ盘?hào)幅值已經(jīng)較大，這樣再通過(guò)設(shè)置合適的閥值就可以穩(wěn)定的得到有效信號(hào)。 圖 電位比較器電路圖 17 圖 超聲波接收電路圖 溫度測(cè)量電路設(shè)計(jì) 溫度對(duì)超聲波波速影響非常大，超聲波波度 c與環(huán)境溫度 ? 的關(guān)系有如下經(jīng)驗(yàn)公式：