汽車(chē)倒車(chē)防撞報(bào)警器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)word格式(參考版)
2024-12-09 21:41本頁(yè)面
【正文】 倒車(chē)防撞報(bào)警器只能作為司機(jī)朋友的一種輔助設(shè)備，但不能過(guò)分依賴防撞報(bào)警器，必要時(shí)應(yīng)下車(chē)觀察路況及周 邊環(huán)境。倒車(chē)時(shí)當(dāng)汽車(chē)與障礙物的距離小于所設(shè)定的安全距離時(shí) ,系統(tǒng)便通過(guò)語(yǔ)音集成電路發(fā)出報(bào)警 ,提醒駕駛員 ,防止汽車(chē)的碰撞或擦傷 ,具有很強(qiáng)的實(shí)用性。 表 1 聲速與溫度關(guān)系表 溫度 (℃ ) 30 20 10 0 10 20 30 100 聲速（米 /秒） 313 319 325 323 338 344 349 386 12 結(jié)束語(yǔ) 本文所設(shè)計(jì)的汽車(chē)倒車(chē)防撞報(bào)警器是保障汽車(chē)倒車(chē)安全的輔助系統(tǒng) ,通過(guò)超聲波探頭發(fā)出超聲波 ,使用高速單片機(jī)計(jì)算距離 ,并加入了溫度補(bǔ)償電路 ,提高了距離 計(jì)算的精度。為了保障能得到高精度的測(cè)量結(jié)果本設(shè)計(jì)采用了溫 度補(bǔ)償?shù)姆椒右猿C正 ,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。此“盲區(qū)”很小 ,對(duì)本系統(tǒng)沒(méi)有影響。這一干擾問(wèn)題可通過(guò)軟件編程 ,使控制器不讀取接收器在從發(fā)射開(kāi)始到 虛假反射波 結(jié)束的時(shí)間段里的信號(hào)。 發(fā)射器探頭對(duì)接收器探頭的影響 超聲波從發(fā)射到接收的時(shí)間間隔是由控制器內(nèi)部的定時(shí)器來(lái)完成的。根據(jù)測(cè)量范圍要求不同 ,可適當(dāng)調(diào)整與接收換能器并接的濾波電容 C 的大小 ,以獲得合適的接收靈敏度和抗干擾能力。 10 定時(shí)中斷服 務(wù)子程序 外部中斷服務(wù)子程序 11 4 系統(tǒng)的調(diào)試與優(yōu)化 超聲波測(cè)距儀的制作和調(diào)試都比較簡(jiǎn)單 ,安裝時(shí)探頭時(shí)應(yīng)保持兩換能器中心軸線平行并相距 4～ 8cm,其余元件無(wú)特殊要求。由于采用的是 12 MHz 的晶振 ,計(jì)數(shù)器每計(jì)一個(gè)數(shù)就是 1 s,當(dāng)主程序檢測(cè)到接收成功的標(biāo)志位后 ,將計(jì)數(shù)器 TO 中的數(shù) (即超聲波來(lái)回所用的時(shí)間 )按式 (3)計(jì)算 ,即可得被測(cè)物體與測(cè)距儀之間的距離 ,假設(shè)當(dāng)前溫度是 20℃ , 則聲速為 344 m/S,則有 :d=(cxt)/2=172To/10000cm(3)其中 ,To 為計(jì)數(shù)器T0 的計(jì)算值。置位總中斷允許位 EA 并給顯示端口 P0 和 P2 清 0。當(dāng)測(cè)得距離小于預(yù)置距離時(shí) ,聲音報(bào)警程序被調(diào)用。根據(jù)這個(gè)時(shí)間才能計(jì)算出障礙物的距離。 (3)測(cè)出超聲波信號(hào)的往返時(shí)間 ,來(lái)計(jì)算出最近的障礙物與車(chē)的距離。小于 米大于 米時(shí)發(fā)出連續(xù)的 Bi 的聲音 。如果測(cè)量的距離小于 2 米大于或等于 米時(shí)，發(fā)出 Bi， Bi， Bi 的聲音 。 (2)根據(jù)當(dāng)前的溫度得到超聲波的速度然后計(jì)算出倒車(chē)避撞的安全距離和報(bào)警距離。根據(jù)系統(tǒng)的要求 ,系統(tǒng)軟件應(yīng)具有以下功能 : (1)控制超聲波發(fā)射、接收傳感器的工作狀態(tài)。 AT89C51單片機(jī)及其開(kāi)發(fā)應(yīng)用系統(tǒng)具有語(yǔ)言簡(jiǎn)潔、可移植性好、表達(dá)能力強(qiáng)、可進(jìn)行結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)、可以直接控制計(jì)算機(jī)硬件、生成代碼質(zhì)量高、使用方便等諸多優(yōu)點(diǎn)。4 腳 L 為閃燈輸出端 ,可直接驅(qū)動(dòng) LED 發(fā)光。6腳 TG 為觸發(fā)控制端 ,低電平觸發(fā)有效 。1 腳 VSS 分別為電源輸入端與負(fù)端 ,VDD電壓 3～ 。 M3720 是單聲一閃燈報(bào)警音效集成電路 ,芯片內(nèi)存儲(chǔ)一種報(bào)警音效 ,可直接驅(qū)動(dòng)蜂鳴器發(fā)聲或經(jīng)外接功放三極管推動(dòng)揚(yáng)聲器放音 ,同時(shí)還能驅(qū)動(dòng)一只 LED 閃爍。合理調(diào)節(jié)電位器 R27,選擇比較基準(zhǔn)電壓 ,可使測(cè)量更加準(zhǔn)確和穩(wěn) 8 定。對(duì)于交流信號(hào)而言 ,電容為短路 ,因此前三級(jí)放大電路的增益均為 10。 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。另外 ,由于輸入信號(hào)為正弦波 ,因此必須將放大電路設(shè)計(jì)成交流放大電路。由于輸入信號(hào)的范圍較大 ,對(duì)放大電路的增益提出了兩個(gè)要求：一是放大增益要大 ,以適應(yīng)小信號(hào)時(shí)的需要 。 圖 3 超聲波接收模塊電路 超聲波在空氣中傳播時(shí) ,其能量的衰減與距離成正比 ,即距離越近信號(hào)越強(qiáng) ,距離越遠(yuǎn)信號(hào)越弱 ,通常在 1mV～ 1V之間。按照上面所討論的原理 ,單片機(jī)需要的只是第一個(gè)回波的時(shí)刻。由于經(jīng)探頭變換后的正弦波電信號(hào)非常弱 ,因此必須經(jīng)放大電路放大。 超聲波接收模塊設(shè)計(jì) 超聲波接收器包括超聲波接收探頭、信號(hào)放大電路及波形變換電路三部分。為保證 NE555 時(shí)基具有足夠的驅(qū)動(dòng)能力 ,宜采用 +12V電源。 C 5)。其振蕩頻率計(jì)算式為f=((R 9+2 本設(shè)計(jì)采用第一種方法 產(chǎn)生超聲波 ,電路設(shè)計(jì)如圖 2 所示。第二種方法是利用超聲波專用發(fā)生電路或通用發(fā)生電路產(chǎn)生超聲波信號(hào) ,并直接驅(qū)動(dòng)換能器產(chǎn)生超聲波。前者利用軟件產(chǎn)生 40kHz 的超聲波信號(hào) ,通過(guò)輸出引腳輸入至驅(qū)動(dòng)器 ,經(jīng)驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)后推動(dòng)探頭產(chǎn)生超聲波。根據(jù)設(shè)計(jì)要求并綜合各方面因素 ,選擇了西安立宇電子科技有限公司的超聲波測(cè)距傳感器 TCT4016T/R(T 表示發(fā)射傳感器 ,R 表示接收傳感器 ),最大探測(cè)距離為 6m,發(fā)射擴(kuò)散角為 60 度。 圖 1 系統(tǒng)工作原理框圖 硬件設(shè)計(jì) 超聲波發(fā)送模塊設(shè)計(jì) 超聲波發(fā)送器包括超聲波產(chǎn)生電路和超聲波發(fā)射控制電路兩個(gè)部分 , 采取收發(fā)分離方式有兩個(gè)好處 :一是收發(fā)信號(hào)不會(huì)混疊 ,接收探頭所接收到的純?yōu)榉瓷湫盘?hào) 。在許多測(cè)距方法中 ,脈沖測(cè)距法只需要測(cè)量超聲波在測(cè)量點(diǎn)與目標(biāo)間的往返時(shí)間 ,實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單 ,因此本系統(tǒng)采用了這種方法。 3 系統(tǒng)工作原理 倒車(chē)防撞報(bào)警器只需要在汽車(chē)倒車(chē)時(shí)工作 ,為駕駛員提供汽車(chē)后方的信息。 本設(shè)計(jì)的超聲波測(cè)距就是使用了渡越時(shí)間檢測(cè)法。 (3)渡越時(shí)間檢測(cè)法 ,渡越時(shí)間檢測(cè)法的工作方式簡(jiǎn)單 ,直觀 ,在硬件控制和軟件設(shè)計(jì)上都非常容易實(shí)現(xiàn)。其主要有三種測(cè)距方法 : (1)相位檢測(cè)法 ,相位檢測(cè)法雖然精度高 ,但檢測(cè)范圍 有限 。超聲波在空氣中的傳播速度為 v(隨溫度的變化而變化 )，根據(jù)計(jì)時(shí)器記錄的時(shí)間 t,就可以計(jì)算出發(fā)射點(diǎn)距障礙物的距離 (s),即 :s=v*t/2。為此 ,利用超聲波的這種性能就可制成超聲波 傳感器。超聲波是一種只有少數(shù)生物 (如蝙蝠、海豚 )才
研究報(bào)告相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號(hào)-1