【正文】 野死角和視線模糊的缺陷，提高駕駛的安全性，大量避免了由于倒車鏡死角和駕駛者目測據(jù)誤差等原因說引起的交通事故。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、倒車和啟動車輛時前后左右探視所引起的困擾，為倒車導(dǎo)向，提示方向盤該如何打。公路、街道、停車場、車庫的擁擠不堪，車輛之間、車輛與人、車輛與墻壁等障礙物之間的碰撞時有發(fā)生，針對這一情況，人們對汽車操縱的便捷提出了更高的要求，希望有種裝置能夠解決汽車倒車給人們帶來的倒車問題。一個水平中等的駕駛員花費在倒車上的時間遠遠不足他們總駕駛時間的 1%。大多數(shù)有經(jīng)驗的駕駛員對倒車的基本方法很熟悉，然而很少的人知道倒車是多么危險。中國經(jīng)濟的持續(xù)增長和汽車價格的持續(xù)下降，吸引了越來越多的家庭去購買自己的汽車。而本設(shè)計就是利用單片機知識、傳感器知識等，進行的汽車防撞裝置的設(shè)計，在汽車倒車時，這種裝置可以在駕駛員對車尾與障礙物體的距離遠近無法目測和判斷時進行報警。汽車使用數(shù)量的不斷增加，從而由此導(dǎo)致的倒車交通安全問題也非常嚴重，道路交通壓力增加，交通安全問題也是面臨嚴峻挑戰(zhàn)。關(guān)鍵詞：超聲波；測距；STC89C52；HCSR04；倒車雷達AbstractIn recent years, the number of cars in China is increasing year by year. On highways, streets, parking lot, garage and other crowded, narrow place when reversing, the driver should be forwardlooking, want to look back again, a bit not careful collision occurs. Therefore. Increase the car rear view ability, detect obstacles of developing the back of my car reversing radar has bee a hot research topic in recent years. Therefore, designed with the single chip processor as the core, the use of ultrasound to realize noncontact ranging reverse radar system. Work, ultrasonic transmitter continuously emit a series of consecutive pulse,For logic circuit provides a short pulse measurement. , the ideal measuring distance of m ~ 5 m, so mostly used in the close distance such as car reversing radar. Design according to the principle of the reflected sound waves in the air, and also introduces the ultrasonic range finder based on STC89C52 singlechip microputer. The design by the ultrasonic transmitting, LED detailed introduces the ranging system hardware position. Ultrasonic receiving circuit using HC SR04 transceiver discrete integrated ultrasonic probe, the module consists of ultrasonic emitter, receiver and control circuit.KEY WORD:Ultrasonic；Measure distance；STC89C52；HCSR04；Reversing radar 目 錄摘 要 IAbstract II目 錄 III第1章 緒論 1 項目研究背景 1 目前國內(nèi)倒車雷達的發(fā)展現(xiàn)狀 2 項目研究內(nèi)容與方法 4第2章 總體設(shè)計方案及論證 5 系統(tǒng)的總體框圖 5 各模塊的功能 6第 3 章 超聲波測距原理 7 超聲波測試分析 7 9第4章 硬件實現(xiàn)及單元電路設(shè)計 13 單片機STC89C52RC 13 主控制模塊設(shè)計 16 時鐘電路的設(shè)計 19 復(fù)位電路的設(shè)計 21 顯示電路的設(shè)計 22 23 鍵盤模塊設(shè)計 24 電源設(shè)計 24第5章 系統(tǒng)的軟件設(shè)計 25 系統(tǒng)的主程序設(shè)計 25 中斷處理程序 28 顯示子程序 28 距離計算子程序 29第6章 總結(jié)和展望 29 總結(jié) 29 展望 30致 謝 31參考文獻 32附件1： 33 PCB圖、代碼及實物圖 36附件2 43中英文翻譯 43IV 第1章 緒論倒車雷達又稱泊車輔助系統(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車輛時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，提高了駕駛的安全性。設(shè)計根據(jù)聲波在空氣中傳播反射原理，并且也介紹了基于STC89C52單片機的超聲波測距器。最后由信號處理裝置對接收的信號依據(jù)時間差進行處理，自動計算出車與障礙物之間的距離。為此，設(shè)計了以單片機為核心，利用超聲波實現(xiàn)無接觸測距的倒車雷達系統(tǒng)。山東科技大學畢業(yè)設(shè)計（論文）摘 要近年來，我國的汽車數(shù)量正逐年增加，在公路、街道、停車場、車庫等擁擠、狹窄的地方倒車時，駕駛員既要前瞻，又要后顧，稍微不小心就會發(fā)生追尾事故。因此，增加汽車的后視能力，研制汽車后部探測障礙物的倒車雷達便成為近些年來的研究熱點。工作時，超聲波發(fā)射器不斷發(fā)射出一系列連續(xù)脈沖，給測量邏輯電路提供一個短脈沖。目前，國內(nèi)外一般的超聲波測距儀，～5m，因此大都用于汽車倒車雷達等近距離測距中。該設(shè)計由超聲波模塊HCSR0LED顯示電路、鍵盤控制電路以及報警模塊等部分組成，在探測范圍內(nèi)數(shù)碼管顯示出汽車與障礙物的距離，當距離小于所設(shè)計的安全距離時，蜂鳴報警器發(fā)出報警聲，輔助駕駛?cè)藛T能夠安全倒車駕駛。當前社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展和工業(yè)科學技術(shù)的不斷提高，汽車已逐漸進入不少百姓家。在面臨如此嚴峻的交通安全問題，許多涉及安全問題的汽車輔助系統(tǒng)也紛紛現(xiàn)世。 項目研究背景在現(xiàn)如今伴隨著世界經(jīng)濟的不斷發(fā)展，汽車工業(yè)作為推動經(jīng)濟發(fā)展的龍頭產(chǎn)業(yè)，其規(guī)模也在不斷擴大。隨著汽車擁有量的增加，在享受汽車給我們帶來的便利的同時，由于汽車而產(chǎn)生的問題也日益突出。許多車隊的管理者坦言，在他們所有的機動車事故中，30%～60%是倒車事故。這意味著相比較而言，當你向后移動車輛時發(fā)生事故的可能性相當高，在2002年汽車事故的發(fā)生比例中，倒車引起的事故占21%，倒車成為令人們頭痛的一項任務(wù)，即使是經(jīng)驗豐富的司機也在抱怨倒車是件費力費神的事。有鑒于此，專門為汽車倒車所設(shè)計的“倒車雷達”應(yīng)運而生， 倒車雷達（Car Reversing Aid System）全稱“倒車防撞雷達”，又稱“泊車輔助裝置”，它是汽車泊車或者倒車時的安全輔助裝置，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。駕駛者可根據(jù)操作指示完成倒車工作。同時在它的研制基礎(chǔ)上，如果完善動力執(zhí)行機構(gòu)和地圖導(dǎo)航功能，可實現(xiàn)倒車的自動控制，所以本課題的研究也將對最終實現(xiàn)汽車無人駕駛產(chǎn)生積極的意義。經(jīng)過這幾年的發(fā)展，倒車雷達系統(tǒng)已經(jīng)經(jīng)過了五代技術(shù)改良，不管從結(jié)構(gòu)外觀上，還是從性能價格上，這五代產(chǎn)品都各有特點，使用較多的是數(shù)碼顯示、熒屏顯示和魔幻鏡倒車雷達這三種。”倒車請注意！”想必不少人還記得這種聲音，這就是倒車雷達的第一代產(chǎn)品，現(xiàn)在只有少部分商用車還在使用。 第二代：采用蜂鳴器不同聲音提示駕駛員。倒車時，～，蜂鳴器就會開始工作。但沒有語音提示，也沒有距離顯示，雖然司機知道有障礙物，但不能確定障礙物離車有多遠，對駕駛員幫助不大。這代產(chǎn)品比第二代進步很多，可以顯示車后障礙物離車體的距離。這一代產(chǎn)品有兩種顯示方式，數(shù)碼顯示產(chǎn)品顯示距離數(shù)字，而波段顯示產(chǎn)品由3種顏色來區(qū)別：綠色代表安全距離，；黃色代表警告距離，~；紅色代表危險距離，必須停止倒車。 第四代：液晶屏動態(tài)顯示。不用掛倒檔，只要發(fā)動汽車，顯示器上就會出現(xiàn)汽車圖案以及車輛周圍障礙物的距離，色彩清晰漂亮，外表美觀，可以直接粘貼在儀表盤上，安裝很方便。 第五代：魔幻鏡倒車雷達。魔幻鏡倒車雷達可以把后視鏡、倒車雷達、免提電話、溫度顯示和車內(nèi)空氣污染顯示等多項功能整合在一起，并設(shè)計了語音功能，是目前市面上最先進的倒車雷達系統(tǒng)。而且顏色款式多樣，可以按照個人需求和車內(nèi)裝飾選配。本系統(tǒng)采用超聲波測距原理，包括超聲波傳感器（俗稱探頭）、控制器和顯示器等幾個部分。本課題的現(xiàn)實應(yīng)用的意義在于（1）將倒車自動化從被動防撞引向智能控制方向發(fā)展；（2）體現(xiàn)了“以人為本”的駕駛理念，倒車時駕駛者的視線可集中在前方，不需顧及車后狀況，增加倒車的安全性和可靠性，并且它的應(yīng)用可減輕司機體力和腦力勞動的強度；（3）它取代了傳統(tǒng)倒車對人的駕車經(jīng)驗和技術(shù)的依賴，使初學者不需要旁人指導(dǎo)也能根據(jù)提示完成復(fù)雜的倒車任務(wù)；（4）安全可靠的防碰撞預(yù)警，使駕駛者無論是白天還是夜晚都能實現(xiàn)安全倒車；（5）這一方案建立在安裝小組件的基礎(chǔ)上，避免對汽車整車的影響，為應(yīng)用和普及創(chuàng)造了條件，經(jīng)濟性較好，易于普及。 第2章 總體設(shè)計方案及論證 系統(tǒng)的總體框圖本設(shè)計包括硬件和軟件設(shè)計兩個部分。電路結(jié)構(gòu)可劃分為：超聲波傳感器、蜂鳴器、單片機控制電路等。單片機應(yīng)用系統(tǒng)也是有硬件和軟件組成。系統(tǒng)采用STC89C52單片機作為核心控制單元，當測得的距離小于設(shè)定距離時，主控芯片將測得的數(shù)值與設(shè)定值進行比較處理。電源STC89C52主控制器模塊 按鍵控制超聲波傳感器模塊 4位數(shù)碼管顯示模塊蜂鳴器報警模塊 系統(tǒng)總體的設(shè)計方框圖 各模塊的功能 電源啟動后，單片機通過發(fā)送高電平對超聲波模塊進行觸發(fā)。由單片機內(nèi)部進行計算出波源和障礙物的距離。 按鍵1：復(fù)位鍵； 按鍵2：報警距離設(shè)定按鍵 按鍵3：自定義報警距離增加1cm 按鍵4：自定義報警距離減少1cm3. 超聲波模塊 超聲波模塊采用現(xiàn)成HCSR04超聲波集成模塊，該模塊可提供 2cm400cm的非接觸式距離感測功能，測距精度可達高到3mm。（1）采用IO口TRIG觸發(fā)測距，給至少10us的高電平信號；（2）模塊自動發(fā)送8個40khz的方波，自動檢測是否有信號返回；（3）有信號返回，通過IO口ECHO輸出一個高電平，高電平持續(xù)的時間就是超聲波從發(fā)射到返回的時間。 在本系統(tǒng)工作過程中，若測得的距離小于設(shè)定距離，蜂鳴器會進行報警。超聲波在空氣中的傳播速度為340m/s，根據(jù)計時器記錄的時間t，就可以計算出發(fā)射點距障礙物面的距離s，即：s=340t/2。在使用時，如果傳播介質(zhì)溫度變化不大，則可近似認為超聲波速度在傳播的過程中是基本不變的。聲速確定后，只要測得超聲波往返的時間，即可求得距離。 超聲波的測距原理 （31） （32）式中:L兩探頭之間中心距離的一半.又知道超聲波傳播的距離為: ( 33)式中:v—超聲波在介質(zhì)中的傳播速度。當需要測量的距離H遠遠大于L時,則(34)變?yōu)? ( 35) 而超聲波在空氣中的傳播速度是340m/s,所以,只要需要測量出超聲波傳播的時間t,就可以得出測量的距離H。從結(jié)構(gòu)上可以將收發(fā)設(shè)備分為收發(fā)一體換能器和收發(fā)分立換能器，這兩種形式各自有優(yōu)缺點。但是也由于收發(fā)共用端口的原因，導(dǎo)致了在發(fā)射完成脈沖序列之前不能夠開始接收，這就導(dǎo)致了盲區(qū)的存在，這在原理是是不能消除的。而在電路上，由于收發(fā)一體的超聲波換能器的發(fā)射驅(qū)動電路和接收極的接收檢測電路彼此相連，導(dǎo)致了電路的相互干擾，增加了抗干擾設(shè)計工作。從總體上來說，收發(fā)分立在應(yīng)用上更加簡單、可靠，本次設(shè)計采用收發(fā)分立形式換能器。模塊包括超聲波發(fā)射器、接收器與控制電路。模塊自動發(fā)送8個40khz的方波，自動檢測是否有信號返回；有信號返回，通過IO口ECHO輸出一個高電平，高電平持續(xù)的時間就是超聲波從發(fā)射到返回的時間。其中VCC供5V電源，GND為地線，TRIG觸發(fā)控制信號輸入，ECHO 回響信號輸出等四支線。程序中測試功能主要由兩個函數(shù)完成。 超聲波探測模塊HCSR04原理圖根據(jù)HCSR04的原理圖，HCSR04測距模塊時一個相對獨立的系統(tǒng)。它采用了單片機EM78P135作為控制器，完成了對外部觸發(fā)信號的檢測、產(chǎn)生脈沖信號、檢測回波首波信號等工作。對于本次設(shè)計，選用這種測距模塊將極大減少設(shè)計的工作，降低設(shè)計的成本。 HCSR04的電氣參數(shù) HC