倒車雷達校園的發(fā)展過程及方案設計畢業(yè)論文(編輯修改稿)
2025-05-22 13:12 本頁面
【文章內容簡介】 說就是：角度、大小、表面材質和距離這些因素綜合起來，決定障礙物是否會被探測到。本章首先根據(jù)系統(tǒng)的設計要求，介紹了系統(tǒng)構建，然后詳細闡述了系統(tǒng)的方案設計，對系統(tǒng)的三個模塊：測距系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和顯示報警系統(tǒng)分別方案設計，確定了本系統(tǒng)以AT89S52單片機系統(tǒng)為核心，以UCMT40KI、UCMR40KI為超聲波發(fā)射、接收器的汽車倒車雷達預警系統(tǒng)的方案設計并分析影響超聲波傳感器工作的多種因素。3 系統(tǒng)硬件設計本章講述倒車雷達系統(tǒng)的各個模塊的設計和主要元器件的介紹。包括測距系統(tǒng)設計(超聲波發(fā)送接收系統(tǒng))、單片機控制系統(tǒng)設計和顯示報警系統(tǒng)設計。其中，測距系統(tǒng)由超聲波發(fā)射模塊和超聲波接收模塊構成；控制系統(tǒng)設計主要對AT89S52單片機系統(tǒng)進行設計；顯示報警系統(tǒng)設計差要對數(shù)據(jù)通訊、數(shù)據(jù)轉換、蜂鳴器和靜態(tài)顯示電路進行設計。以下就各模塊的電路圖、功能及設計思路作詳細說明。其硬件結構圖如圖31所示。單片機發(fā)射電路發(fā)射傳感器報警電路測溫電路顯示電路接收電路接受傳感器障礙物圖31 系統(tǒng)硬件結構圖，發(fā)出一系列的脈沖群，信號經過放大，再經過驅動電路，驅動超聲波發(fā)射頭，使發(fā)射換能器接收高電壓。其內部的壓電晶片開始震動，經過換能器發(fā)出40kHz的脈沖超聲波。當超聲波遇到障礙物發(fā)生反射，反射波(回波)返回到超聲波傳感器上。反射回的正弦波信號經過放大、濾波、整形后輸入單片機的INT0端，產生中斷。計數(shù)器停止計數(shù)，測出從超聲波發(fā)射脈沖群時刻到接收回波信號時刻差，超聲波在同溫同介質中的傳播速度由測溫系統(tǒng)得知，將時刻差與聲速相乘，得出距離，并顯示。測距系統(tǒng)模塊由超聲波發(fā)射與回波接收電路組成，其主要作用是提高驅動超聲波傳感器的脈沖電壓輻值，有效地進行電\聲轉換，增大超聲波的發(fā)射距離。并通過收發(fā)一體的超聲波傳感器將返回的超聲波轉變成微弱的電信號，供單片機進行處理。超聲波的傳播速度一般來說只跟介質有關，相同的介質在不同的條件下傳播速度會有一些不同，比如溫度不同它的傳播速度也不相同，由于本設計中距離障礙物的距離很近，所以必須考慮到溫度對超聲波傳播速度的影響。發(fā)射電路的實現(xiàn)目的是為超聲波發(fā)射器提供它所需要的脈沖電信號。要求蕩電路振蕩頻率可調，同時具有一定的驅動能力可以驅動超聲波傳感器發(fā)出超聲波。振蕩電路的目的是為超聲波傳感器提供40KHz脈沖。用555定時器組成的多諧振蕩器如圖所示。 圖32 震蕩電路，此振蕩電路啟振，調節(jié)到R、R、C可得到40kHz左右的振蕩頻率。聲波在空氣中的傳播速度受空氣介質影響，距離越遠，衰減越大。為能夠接收遠距離的回波，所以要增加驅動電路來增大功率。驅動電路的實現(xiàn)目的是為超聲波發(fā)射器提供足夠功率的脈沖信號。因為超聲波測距只用于近距離，當距離較遠時，衰減較為嚴重，反射回來的信號相對也比較微弱。因此接收端應先設置一個放大電路，然后通過檢波電路對其輸出信號進行解調，最后把檢波輸出的信號送入電壓比較器進行比較，電壓比較器輸出的方波信號直接輸入單片機的INT0中斷口，產生中斷，停止計時，在進行數(shù)據(jù)處理運算。為了提高抗干擾性，濾波電路要針對40 kHz信號進行高帶通濾波，并對該頻率信號進行放大增益。如圖：圖36 運放構成接收電路圖電路由集成運放AA2構成二級放大電路，R、C為無源濾波網(wǎng)絡，二極管、R9為檢波網(wǎng)絡。超聲波的傳播速度一般來說只跟介質有關，相同的介質在不同的條件下傳播速度會有一些不同，比如溫度不同它的傳播速度也不相同，由于本設計中距離障礙物的距離很近，所以必須考慮到溫度對超聲波傳播速度的影響。 研究表明，聲音的傳播速度與溫度是成正比的，溫度越高,空氣中分子密度越小,而空氣作為聲音傳播介質,那么聲音傳播速度會有所增強。反之溫度越低,空氣中分子密度越大,而空氣作為聲音傳播介質,那么聲音傳播速度會有所減小。聲波與速度的關系，如表31所示。表31 聲波與速度的關系溫度℃速度m/s溫度℃速度m/s溫度℃速度m/s01734352118352193433632037433421385223935562340724346418254293372643102744358112845122934946133047143403148153249361163350控制系統(tǒng)是整個系統(tǒng)的核心，一切命令的發(fā)出、接受、處理、數(shù)據(jù)運算都是在這部分中完成的。 AT89S52單片機最小系統(tǒng)設計AT89S52單片機最小系統(tǒng)由AT89S52單片機及其外圍電路組成，是整個超聲波測距儀的核心電路。一般包括晶振電路和復位電路。晶振電路：每個單片機系統(tǒng)里都有晶振，全程是叫晶體震蕩器，在單片機系統(tǒng)里晶振的作用非常大，他結合單片機內部的電路，產生單片機所必須的時鐘頻率，單片機的一切指令的執(zhí)行都是建立在這個基礎上的，晶振的提供的時鐘頻率越高，那單片機的運行速度也就越快。復位電路目的：在需要的時候，單片機復位，保證正常的工作循環(huán)。圖311 單片機最小系統(tǒng)電路圖AT89S52單片機在高溫環(huán)境中穩(wěn)定性好。AT89S52單片機對很多嵌入
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