【《基于单片机的汽车倒车雷达系统设计（论文）》5600字】.docx

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1、基于单片机的汽车倒车雷达系统设计目录摘要错误!未定义书签。目录I第一章绪论11.1 选题背景11.2 选题意义1第二章总体方案22.1 研究方法22.2 系统设计整体方案2第三章系统硬件设计33.1 单片机的选用33.2 单片机系统33.3 外接采集节点模块电路53.4 超声波测速模块63.5 系统总电路图8第四章系统软件设计104.1 单片机编程语言的选择104.2 主流程图设计104.3 倒车雷达报警器其他子程序设计H4.4 超声波测距软件设计13第五章结论15参考文献15第一章绪论1.1 选题背景自从数字计算机在上世纪中叶诞生以来，电子信息技术的发展历经了很多次的重大变革，人类社会随着工

2、业化及电子信息化技术的高速发展而迈入了新知识经济时代，数字计算机技术和英特网技术的广泛应用，进一步推动了办公自动化技术的繁荣发展。进入21实际以后，自动化技术逐渐的迈向人工智能的技术方向，人工智能技术已经已经在日常生活的方方面面中被广泛应用，特别是在汽车领域，人们对汽车智能化的需求会不断，汽车工业为了实现智能化而使用了嵌入式的系统嵌入式的特点就是它能与整个系统相互呼应在一起，而不是单独存在的，这就是它与计算机的不同之处，它被应用的地方非常广泛，比如系统和设备里面，它与它们共同构成一个有机的组成部分。最近这些年以来，我们国家各个城市之间的交通通行压力日益严重。而导致的交通事故逐渐递增，这样成为了

3、人们日常出现所要面对的重要问题，在车辆的日常使用当中，不可避免会出现各类事故情况，其中事故概率发生最高的是在车辆进行倒车操作的时候。在倒车时，由于倒车镜存在视线死角，因为各种不同的因素引起的实现模糊等，都是引起在驾驶员倒车过程中出现事故的主要原因。为了解决这种问题，避免在倒车中发出碰撞的交通事故，设计了一款基于微型处理器的倒车报警系统。微处理器倒车报警系统，即为日常所说的倒车雷达，其作用是通过声音或者显示屏等方式辅助驾驶员进行倒车操作，帮助驾驶员避开车辆后方及停车地点附近的障碍物。倒车雷达算是汽车一直辅助的安全设备，它可以解决我们在驾驶汽车中的一大痛点，就是倒车的问题，以往驾驶员都是通过探头的

4、方式观察后方的情况，特别是在恶劣天气的情况下是及其的不方便，并且容易发生危险，有了倒车雷达，这些问题都可以解决，及时汽车行业的进步也为司机提高了方便安全的驾驶体验。1.2 选题意义本次设计是结合市场前景与市场需求和相关的技术，进行设计价格不贵，使用方便的倒车雷达。它在整个倒车过程中充分发挥着它的价值，它可以非常准确的检测和非常完美的呈现出来具体的数值，同时，在倒车时低于设定的安全距离会发出语音报警，提醒驾驶人员及时刹车。本设计投入实际应用后对于各类公共汽车、载货运输汽车等视野存在严重盲区的大型汽车具有非常好的辅助驾驶功能，减少其因为不良的驾驶视野所可能发生的驾驶事故。第二章总体方案2.1 研究

5、方法2.1.1 文献研究法本文结合所搜集到的单单片机汽车雷达的文献资料，进行仔细的归纳总结和分析，为本文的设计方案提供支撑和依据。2.1.2 理论与实践相结合的方法经过规范的理论分析得出观点，然后通过实践来对理论分析的观点进行检验从而在此基础上得出本文的结论和设计方案。2.2 系统设计整体方案本课题主要进行的是基于单片机的倒车雷达系统的设计，在对倒车雷达系统进行了全面的了解在掌握它实现原理的基础上完成硬件和软件的设计，以AT89C51单片机作为最主要的控制器，运用超声波传感器功能模块对障碍物进行检验和采集数据，AT89C51单片机处理后的数据通过液晶显示屏实时显示距离，当小于安全距离语音报警。

6、具体内容如下：(1)通过查阅倒车雷达系统的相关资料，确定系统方案(2)进行具体的AT89C51单片机控制电路的设计，实现所要求的功能。(3)进行超声波模块电路的设计，实现距离的测量。(4)迸行系统程序的编写。第三章系统硬件设计基于单片机的测距报警器是一种单片机系统。它的数字显示屏可让在运行过程中通过车速表电路了解汽车当前的退出距离。当达到自调节倒车极限时，驾驶员将通过离开报警电路知道车辆当前处于倒车危险中。司机看到警报后,会及时做出反应,做出调整，确保人身安全。单片机将微机的默认值与实际值进行比较。如果超过系统输入设定的最大值，则可以估计汽车的安全倒车距离并发出报警信号。图3-1倒车雷达报警器

7、原理图3.1 单片机的选用对于低压处理器，AT89C51单片机始终是一些大型控制电路的首选。单片机存储256字节的RAM。该设备使用高密度和不稳定的内存技术。它还具有一个4K字节CMOS单片机和一个高性能16位计数器，可以从程序中读取数据。如果单片机将进入复位循环模式，则复位电路必须设置为高电平。复位单片机时，程序将从第一条指令重新开始。图3-2单片机最小系统3.2 单片机系统3.2.1 时钟模块硬件电路DS1302上的数据从最低有效位0开始。执行8位控制命令后，在脉冲的下一个边沿读取数据值。S1302是一款低功耗、高性能的实时芯片。只需要三根线就可以连接到单片机。它采用三线SP1接口同时连接

8、CPU,传输多个字节的RAM数据或时序信号。本系统的定时电路常用于芯片最小的微机系统中，因此所设计的电路是非常可行和稳定的。图3-3模块电路时神硬件图3.2.2 复位电路复位信号高电平有效。单片机可以通过在9脚上加2us以上的电平来实现复位功能。当在RST引脚产生准确的脉冲时，可以有效地执行手动复位和自动调谐。来自T89C51的返回信号应通过RST引脚用于单片机IC上的施密特触发器。电容器两端的电压逐渐升高，RST引脚两端的电压下降。当电平下降时，单片机恢复正常。这称为上电复位。在12MHZ时，C7通常接受22F,R2可以处理IkC,执行复位功能需要2S以上。图3-4晶振电路与复位电路3.2.

9、3 振荡电路XTA12端子是放大器输出。如果外接晶振接在两个电容上，XTA11和XTA12必须经过它。周期机械信号由系统时钟信号中的变频电路脉冲产生，A1E信号由前两个频率根据电路图，系统可分为键盘、屏幕和声音四部分。所有组件协同工作，实现倒车报警控制功能。3.1.1 显示电路设计1CDI602采用液晶显示，控制系统无需电脑即可正常运行，直观。显示电路主要是手动调整小车的运行和当前参数。图3-61CD显示原理图与具有相同图形网络的晶体单元相比，液晶单元的结构远小于硬件或显示电路的结构，单位成本略低于图形单元，与液晶单元相同网络，该系统允许通过键盘设置和良好的人机交互来交换信息。3.1.2 蜂鸣

10、报警器传声器的声音检测模块作为探测器的内部阻力大幅下降电话筒的方向流过水平转换电路改变晶体管实现声音的目的来确定是否健康。三极管采用8050NPN型晶体管它的基础连接到端口P2.6。如图3-7所示，当它是高的三极管是开的，当它是低的三极管是关的，如果速度读数太高，提示蜂鸣器报警。图3-7蜂鸣器与单片机的接口电路图报警电路如图3-7所示。P2MCU、端口P2.3到P2.6和四个1ED端口控制P2和信令。3.1.3 WSB接口电路用于从系统拍照的相机有USB接口，所以相机必须有USB接口。3C2440A有两个USB主机控制器和一个USB设备控制器。需要一个USB接口来连接外部USB摄像头。因此，必

11、须使用USB主机控制器。USB接口有四个DATA+和DATA信号通道，VCC和GND电源线，两条电源线和两个信号通道。数据传输方式为串行传输。最新的高速USB和USB2.0转480MbPS接口可以满足不同行业和人群的需求。USB输出电压和电流：+5V,500mAo事实上是有区别的。最大值不应超过+/-02V或4.8至5.2V。请勿使用USB接口，而是上下移动。USB设备或主机芯片在使用时会烧坏。USB接口需要保护电路，以防止USB接口因过流、过压ESD对USB接口瞬变而损坏。3.4超声波测速模块3.4.1 超声波发射模块该软件生成系统中使用的测量单位的超声波信号。因此，超声波换能器在揩超声波电

12、信号转换为机械波之前，通过将超声波电信号转换成合适的驱动电路来产生超声波换能器。图3-8显示了此过程的超声波换能器配置。变压器是改变线电压的装置，当交流电施加到主绕组时，磁芯产生交流电，次级绕组可以产生感应电压。磁通量的密度由磁芯的材料决定。对于此模型中使用的变压器,磁通密度理论上可以为正值或负值。图39升压发射电路图3.4.3 超声波接收电路处理模块(1)精密放大电路接收电路接收到超声波信号后，对其进行处理，产生包含流量信息的模拟信号，馈入数字信号处理电路进行进一步处理。为此，接收器必须通过二极管上的二路限流连接器安装在一个盒子中，然后才能准确地放大信号放大器的输入电压，以保护下一个放大电路

13、。如图3-10所示：图3-10前置放大电路(2)带通滤波电路如图3-11所示,在带宽滤波器中使用内置的实用放大器来构建受控次级电压传输滤波器电路。3.5系统总电路图型幅电路图3-12系统总电路图第四章系统软件设计4.1 单片机编程语言的选择51系列单片机支持BAS1C、P1/M、汇编和C语言。C语言是一种典型的UN1X操作系统语言，C语言被称为结构语言。与语法语言相比，C语言具有以下优点：首先，C语言不需要理解MCU的指令集，这是对MCU的基本理解。该存储结构为C语言编程提供了丰富的数据和操作库，不仅可以加快计算速度，而且可以提供更高的转换效率和直接控制。其次，C语言被称为结构化编程语言。自顶

14、向下的C语言编程技术是一种模块化结构。用户可以使用模块化编程技术开发C语言软件。系统开发通常非常有用。它可以显著地优化程序，缩短、优化和延长嵌入式系统的开发周期，深入理解MCU的接口结构。本部分揩选择用C语言制作51系列微机，使程序员能够设计更复杂的应用软件，而不必在分配内存、浪费时间等这些低级任务上花费大量精力。那么非常大在某些方面软件开发的速度更快。因此，本文本系统采用C51语言开发系统软件。具有汇编语言功能，灵活易读，更适合移植芯片微机软件。4.2 主流程图设计下图4-1中的软件包括两个主程序和一个终端维护程序。主程序检查超声接收/发射序列，完成开机，中断编辑程序，读取时间值。当执行操作

15、并在三个方向上发射超声波信号以计算距离时，在程序结束的点上，发射被计时器中断。图4-1超声波防撞系统的软件设计实际测量距离的结果以十进制代码的形式传输到1ED显示屏，持续约05秒，之后用超声波脉冲重复前面的测量步骤。主程序采用C语言编写，简化了距离计算和程序结构。4.3 倒车雷达报警器其他子程序设计4.3.1 数据采集处理子程序图4-2A/D转换子程序流程输出多路复用器通过单片机接收多路复用器的位移日志地址。上述扩展过程可以将数据从模拟转换为数字。数据处理主要包括数值过滤、十进制转换和表格搜索。对数据进行过滤、十进制转换等处理后，找到表格数据显示字体大小。程序方案如图4-2所示。中继子程序图4-3安全距离的中继子流程图系统显示例程必须显示测量数据以确定速度测量数据是否正确。此型号专为50厘米以下的安全测量而设计，并在屏幕上显示两位小数。也就是说，它使用3位数字显ZJXO使用软件消除和控制振动,这称为延迟子程序。这允许芯片更好地处理振动问题。这是因为在模数转换单元的帮助下，芯片的微数据可以以十六进制格式存储，1ED显示要求可以转换为BCD码，如图4-4所示。W21I15n1ED闪烁1ED显示“1ED闪烁“图4-4