【正文】 各有特點(diǎn)，其中使用較多的是數(shù)碼顯示、熒屏顯示、防炫目、和魔幻鏡倒車?yán)走_(dá)這四種。到危險(xiǎn)距離時(shí)，蜂鳴器就開始鳴叫，提示司機(jī)停車。輻射檢查目標(biāo)，能探索到那些低于保險(xiǎn)杠而司機(jī)從后窗又難以看見的障礙物并報(bào)警，如花壇、蹲在車后玩耍的兒童等。感應(yīng)器發(fā)出和接受超聲波信號，并將接收到的信號傳輸?shù)街鳈C(jī)，再通過顯示設(shè)備顯示出來。只不過由于倒車?yán)走_(dá)體積大小及實(shí)用性的限制，目前其主要功能僅為判斷障礙物與車的距離并做出提示。倒車?yán)走_(dá)的原理與普通雷達(dá)一樣，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)開發(fā)的。汽車倒車?yán)走_(dá)的加裝可以解決駕駛?cè)藛T的后顧之憂，汽車倒車?yán)走_(dá)的設(shè)計(jì)大大降低倒車事故的發(fā)生。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(shè)想。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。對于公路交通事故的分析表明，80%以上的車禍?zhǔn)掠捎隈{駛員反應(yīng)不及所引起的，超過65%的車輛相撞屬于追尾相撞，其余則屬于側(cè)面相撞。本畢業(yè)設(shè)計(jì)的內(nèi)容是基于AT89C51單片機(jī)倒車防撞系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，主要是利用超聲波的特點(diǎn)和優(yōu)勢，將超聲波測距系統(tǒng)和AT89C51單片機(jī)結(jié)合于一體，設(shè)計(jì)出一種基于AT89C51單片機(jī)的汽車倒車?yán)走_(dá)系統(tǒng)。關(guān)鍵詞：汽車倒車?yán)走_(dá)、AT89C5超聲波、測量距離、LED數(shù)碼管Abstract As social and economic development of the transport industry booming, the number of cars in the first mate to climb. Traffic congestion has bee increasingly serious crash occurred frequently, resulting in the inevitable personal injury and economic loss, for this situation, design a fast response, high reliability and more economical car reversing collision warning system is inevitable line. The most mon design is the use of ultrasonic distance measurement method to design a microcontroller based car reversing radar system. The design is mainly based on AT89C51 microcontroller features and advantages of the use of ultrasound, ultrasonic ranging system and AT89C51 microcontroller bined in one design a car based on AT89C51 microcontroller reversing radar system. The system uses software and hardware bination of methods. The paper outlines the design of the development of ultrasonic testing and the basic principles expounded the principle and characteristics of ultrasonic sensors. In the ultrasonic ranging system functions and AT89C51 monolithic application, based on the overall position of the system proposed, each of the design elements of the system were introduced the principle and hardware circuit for each unit posed of the main ponents of a detailed description and choices. The paper also describes the design of system software architecture, and is programmed to implement system functions and requirements. Keywords: car reversing radar, AT89C51, ultrasound, measuring distance, LED digital tube目錄第一章 緒論 1 1 1 2第二章 超聲波的發(fā)展及測距原理 4 4 4 超聲波測距在汽車上的運(yùn)用 6 超聲波傳感器的介紹 7 超聲波傳感器介紹 7 超聲波傳感器的特性 8第三章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 10 系統(tǒng)設(shè)計(jì)的要求 10 系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)方案 10 單片機(jī)系統(tǒng)介紹 11 AT89C51單片機(jī)介紹 11 15 16 單片機(jī)的電源電路 17 超聲波發(fā)射電路 23 超聲波接收電路 25 CX20106A集成電路介紹 25 26 距離顯示電路 27 報(bào)警電路 28 音頻集成功放LM386簡介 28 報(bào)警電路的設(shè)計(jì) 30第四章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 30 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)的框圖 30 31 32 34 35 36結(jié)論 37致謝 38參考文獻(xiàn) 39附錄 40附錄一：系統(tǒng)電路圖 40附錄二：主要元器件清單 41附錄三：源程序 42第一章 緒論汽車倒車?yán)走_(dá)全稱叫“汽車倒車防撞雷達(dá)”，也叫“汽車泊車輔助裝置”，是汽車泊車或者倒車時(shí)的安全輔助裝置，由超聲波傳感器（俗稱探頭）、控制器和顯示器（或蜂鳴器）等部分組成。在超聲波測距系統(tǒng)功能和AT89C51單片運(yùn)用的基礎(chǔ)上，提出了系統(tǒng)的總體構(gòu)成，對系統(tǒng)各個(gè)設(shè)計(jì)單元的原理進(jìn)行了介紹，并且對組成各單元硬件電路的主要器件做了詳細(xì)說明和選擇。該系統(tǒng)采用軟、硬件結(jié)合的方法，具有模塊化和多用化的特點(diǎn)。本設(shè)計(jì)是利用最常見的超聲波測距法來設(shè)計(jì)的一種基于單片機(jī)的汽車倒車?yán)走_(dá)系統(tǒng)。畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)(論文)題 目：基于單片機(jī)的汽車倒車?yán)走_(dá)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 班 級： 10211 學(xué) 號： 10 姓 名： 指導(dǎo)老師： 成 都 工 業(yè) 學(xué) 院二○一三年 五 月摘 要隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展交通運(yùn)輸業(yè)日益興旺，汽車的數(shù)量在大副攀升。交通擁擠狀況也日趨嚴(yán)重，撞車事件屢屢發(fā)生，造成了不可避免的人身傷亡和經(jīng)濟(jì)損失，針對這種情況，設(shè)計(jì)一種響應(yīng)快，可靠性高且較為經(jīng)濟(jì)的汽車倒車防撞預(yù)警系統(tǒng)勢在必行。本設(shè)計(jì)的主要是基于AT89C51單片機(jī)利用超聲波的特點(diǎn)和優(yōu)勢，將超聲波測距系統(tǒng)和AT89C51單片機(jī)結(jié)合于一體，設(shè)計(jì)出一種基于AT89C51單片機(jī)的汽車倒車?yán)走_(dá)系統(tǒng)。本設(shè)計(jì)論文概述了超聲波檢測的發(fā)展及基本原理，闡述了超聲波傳感器的原理及特性。本設(shè)計(jì)論文還介紹了系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu)，并通過編程來實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能和要求。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、倒車和起動(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，提高駕駛的安全性。該系統(tǒng)采用軟、硬件結(jié)合的方法，具有模塊化和多用化的特點(diǎn)隨著經(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)生的交通問題越來越成為人們關(guān)注的問題。奔馳汽車公司對各類交通事故的研究表明：若駕駛員能夠提早1S意識到有事故危險(xiǎn)并采取相應(yīng)的正確措施，則絕大多數(shù)的交通事故都可以避免。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(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。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。汽車倒車?yán)走_(dá)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，解除駕駛員泊車和起動(dòng)車輛時(shí)因前后左右探視所引起的困擾，并幫助駕駛員克服視野死角和視線模糊的缺陷，提高駕駛的安全性。通過感應(yīng)裝置發(fā)出超聲波，然后通過反射回來的超聲波來判斷前方是否有障礙物，以及障礙物的距離、大小、方向、形狀等。通常的倒車?yán)走_(dá)主要由感應(yīng)器、主機(jī)、顯示設(shè)備等三部分組成。感應(yīng)器裝在后保險(xiǎn)杠上，以角45176。顯示設(shè)備裝在儀表板上，提醒駕駛員汽車據(jù)后面物體還有多少距離。我國倒車?yán)走_(dá)從2000年開始起步，從最初只是奔馳、寶馬等高檔車的專利，發(fā)展到現(xiàn)在成為許多轎車的標(biāo)準(zhǔn)配置。因?yàn)?，大力研究開發(fā)倒車?yán)走_(dá)等主動(dòng)式汽車輔助安全裝置，將減少駕駛員的負(fù)擔(dān)和判斷錯(cuò)誤，對于交通安全起到重要作用。測距方式對系統(tǒng)測量精度及穩(wěn)定性都有較大影響。主要距離測量方式有激光測距、紅外線測距、CCD攝象機(jī)和超聲波測距這幾種，它們各有優(yōu)缺點(diǎn)，下面對它們各自的特點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)分析和比較。具有測量時(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。(2) 紅外線測距紅外線傳播時(shí)的具有不易擴(kuò)散的特點(diǎn)，顯著的熱效應(yīng)和較強(qiáng)的穿透云霧的能力，在穿越其它物質(zhì)時(shí)折射率很小，所以長距離的測距儀都會(huì)考慮紅外線。但是它比較容易受到光源和熱源影響。它具有尺寸小、質(zhì)量輕、功耗小、噪聲低、動(dòng)態(tài)范圍大、光計(jì)量準(zhǔn)確等優(yōu)良特性。(4) 超聲波測距超聲波一般是指頻率在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)，超聲波測距儀器一般由發(fā)射器、接收器和信號處理裝置三部分組成。超聲波測距系統(tǒng)成本低、性能穩(wěn)定可靠，同時(shí)超聲波具有聚束、定向及反射、透射等特性，應(yīng)用前景好。因此本設(shè)計(jì)采用超聲波測距方式。由于當(dāng)時(shí)電子技術(shù)發(fā)展緩慢，對超聲波的研究造成了一定程度的影響，在之后的三十年中，超聲波仍然是一個(gè)鮮為人知的東西。40年代末期超聲波治療在歐美興起，直到1949年召開的第一次國際醫(yī)學(xué)超聲波學(xué)術(shù)會(huì)議上，才有了超聲治療方面的論文交流，為超聲治療學(xué)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。1956年第二屆國際超聲醫(yī)學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議上已有許多論文發(fā)表，超聲治療進(jìn)入了實(shí)用成熟階段。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(shí)間差t,然后求出距離，式中的C為超聲波波速。氣溫(℃)05101520聲速（m/s）331334337340343表21 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。聲速確定后，只要測得超聲波往返的時(shí)間，即可求得距離。本設(shè)計(jì)采用渡越時(shí)間檢測法，其主要原理是當(dāng)超聲波發(fā)射器向某一方向發(fā)射超聲波，在發(fā)射的同時(shí)開始計(jì)時(shí)，超聲波在空氣中傳播，途中碰到障礙物就立即返回來，超聲波接收器收到發(fā)射波就立即停止計(jì)時(shí)。將式（24）帶入式（23）可得： (25)當(dāng)被測距離H遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于M時(shí)，式（25）變?yōu)椋? (26)本設(shè)計(jì)由單片機(jī)負(fù)責(zé)計(jì)時(shí)，采用12MHZ的晶振，所以此系統(tǒng)的測量精度理論上可以達(dá)到毫米級。其較早的產(chǎn)品是用蜂鳴器報(bào)警 ,蜂鳴聲越急 ,表示車輛離障礙物越近，后繼的產(chǎn)品可以顯示車后障礙物離車體的距離。汽車倒車?yán)走_(dá)的探頭主要安裝于前后保險(xiǎn)杠上，根據(jù)汽車的不同價(jià)格和品牌，探頭有二、三、四、六、八、十、十二只不等。一般的汽車擋位桿掛入倒擋時(shí)，倒車?yán)走_(dá)自動(dòng)開始工作，超聲波這把無形尺子能夠測量到那些低于保險(xiǎn)杠而司機(jī)從后窗難以看見的障礙物（如花壇、路肩、蹲在車后玩耍的小孩等），并顯示距離與報(bào)警?！? 當(dāng)距離小于2米時(shí)發(fā)出一定的聲響, 起到提示和警戒的作用。 超聲波傳感器的介紹 超聲波傳感器介紹超聲傳感器是一種將其他形式的能轉(zhuǎn)變?yōu)樗桀l率的超聲能或是把超聲能轉(zhuǎn)變?yōu)橥l率的其他形式的能的器件。電聲型主要有：壓電傳感器、 磁致伸縮傳感器、靜電傳感器。壓電傳感器是超聲檢測中最常用的實(shí)現(xiàn)電能和聲能相互轉(zhuǎn)換的一種傳感器件，是超聲波檢測裝置的重要組成部分，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)（如圖23）由壓電陶瓷晶片、錐形輻射喇叭、底座、引線、金屬殼及金屬網(wǎng)構(gòu)成。當(dāng)在壓電晶片上加有大小和方向不斷變化的交流電壓（或者脈沖）時(shí)，根據(jù)壓電效應(yīng)，就會(huì)使壓電晶片產(chǎn)生機(jī)械變形，這種機(jī)械變形的大小和方向在一定范圍內(nèi)是與外加電壓的大小和方向成正比的。錐形輻射喇叭使發(fā)射和接收超聲波能量集中，并使傳感器有一定的指向角，金屬殼可防止外界力量對壓電陶瓷晶片及錐形輻射喇叭的損壞。圖23壓電式超聲波傳感器結(jié)構(gòu)圖壓電陶瓷晶片有一個(gè)固定的諧振頻率，即中心頻率 f0。這樣，超聲傳感器才有較高的靈敏度。用這一特性可制成各種頻率的超聲傳感器。如圖（a）所示40KHz處為超聲波發(fā)射傳感器的中心頻率，在40KHz處，超聲發(fā)射傳感器所產(chǎn)生的超聲機(jī)械波最強(qiáng)，也就是說在40KHz處所產(chǎn)生的超聲聲壓能級最高,而在40KHz兩側(cè)，聲壓能級迅速衰減。因此，超聲波發(fā)射傳感器一定要使用非常接近中心頻率40KHz的電壓（或者脈沖）來激勵(lì)。曲線在40KHz（波長λ = ）處最尖銳，輸出電信號的振幅最大，即在40KHz處接收靈敏度最高。超聲接收傳感器的頻率特性曲線和輸出端外接電阻R也有很大關(guān)系，如果R很大，頻率特性