汽車倒車防撞報(bào)警器畢業(yè)設(shè)計(jì).doc

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1、本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告學(xué)院物理與電子工程學(xué)院專業(yè)電子信息工程論文題目：汽車倒車防撞報(bào)警器設(shè)計(jì)學(xué)生姓名指導(dǎo)教師班級(jí)學(xué)號(hào)完成日期：2014年12月題目：汽車倒車防撞報(bào)警器物理與電子工程學(xué)院電子信息工程學(xué)號(hào)[摘要]本設(shè)計(jì)是以基于AT89S51單片機(jī)的超聲波測(cè)距，可用作汽車泊車安全輔助裝置，該裝置可以數(shù)碼管顯示駕駛員距障礙物多遠(yuǎn)，并在距障礙物一定警戒距離時(shí)發(fā)出警報(bào)聲。使駕駛員在泊車時(shí)能夠更加安全，減少事故的發(fā)生。該設(shè)計(jì)硬件由單片機(jī)最小系統(tǒng)、超聲波發(fā)射與接收電路、供電與報(bào)警電路、數(shù)碼顯示電路組成。軟件主要使用匯編語(yǔ)言進(jìn)行。[關(guān)鍵詞]AT89C51超聲波數(shù)碼管測(cè)距傳感器1設(shè)計(jì)任務(wù)與要求1.1研究的背景

2、汽車業(yè)與電子業(yè)的不斷發(fā)展壯大，使得這倆者之間變得越來越緊密，倆者的相結(jié)合，導(dǎo)致了電氣一體化這一系統(tǒng)的產(chǎn)生。在交通嚴(yán)重的今天,電子控制系統(tǒng)技術(shù)可以使汽車的安全性得到很大的提升。廣泛的來看其中主要有自動(dòng)安全氣囊，自動(dòng)門鎖，自動(dòng)空調(diào)，自動(dòng)導(dǎo)航，自動(dòng)車窗，控制車燈，控制座椅，倒車防撞并液晶顯示實(shí)時(shí)路況，自動(dòng)診斷汽車故障等。在經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展的今天，汽車這種交通工具會(huì)越來越普及，這就會(huì)導(dǎo)致城市交通不斷擁擠，最重要的一點(diǎn)就是在停車時(shí)有一些駕駛員不夠小心或?qū)φ系K物的預(yù)判距離不足導(dǎo)致發(fā)生摩擦與碰撞。如果駕駛能夠提前知道障礙物距離多遠(yuǎn)、在哪里，就可以及時(shí)采取措施，這樣就可以避免很多事故的發(fā)生。于是，許多安全

3、系統(tǒng)由此誕生，其可分為主動(dòng)安全系統(tǒng)與被動(dòng)安全系統(tǒng)。其中主要是主動(dòng)安全系統(tǒng)，而現(xiàn)階段對(duì)主動(dòng)安全系統(tǒng)的研究主要放在測(cè)距上面。本設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)的汽車倒車防撞系統(tǒng)能夠有效的提醒駕駛員距障礙物多遠(yuǎn)，并可手動(dòng)設(shè)置在距障礙物多遠(yuǎn)是發(fā)動(dòng)報(bào)警，可有效的提高倒車安全性。1.2本設(shè)計(jì)的主要任務(wù)（1）設(shè)計(jì)一套汽車倒車防撞報(bào)警系統(tǒng)，要求有一臺(tái)主機(jī)，汽車與物體距離小于設(shè)定值時(shí)，利用蜂鳴器進(jìn)行報(bào)警。通過按鍵選擇報(bào)警的距離并數(shù)碼顯示選擇的檔位。（2）采用51系列單片機(jī)中的簡(jiǎn)易型產(chǎn)品AT89C2051作為中央處理器，選用專用配對(duì)的超聲波組件，進(jìn)行超聲波信號(hào)與電信號(hào)的相互轉(zhuǎn)換，利用超聲波傳感器的選頻特性，對(duì)接收到的超聲波信

4、號(hào)進(jìn)行幅值判斷，從而達(dá)到不同距離的選擇與報(bào)警的目的。1.3應(yīng)解決的關(guān)鍵問題1、對(duì)整體電路的設(shè)計(jì)。2、超聲波測(cè)距的計(jì)算。3、超聲波測(cè)距的死區(qū)解決。4、按鍵對(duì)報(bào)警值的設(shè)置。2設(shè)計(jì)方案2．1方案比較2.1.1激光測(cè)距激光測(cè)距主要采用脈沖法和相位法。脈沖法就是測(cè)距儀發(fā)出激光后被測(cè)量物體反射后再次被測(cè)距儀接受，測(cè)距儀記錄激光往返時(shí)間，以光速的大小乘以時(shí)間的一半來計(jì)算距離。相位法是采用無線電波的頻率并對(duì)激光束進(jìn)行幅度調(diào)制，以此來測(cè)量調(diào)制光往返以此產(chǎn)生的相位延遲，用調(diào)制光的波長(zhǎng)算此相位延遲代表的距離。其優(yōu)點(diǎn)是激光的測(cè)量距離很遠(yuǎn)、速度很快，測(cè)量精準(zhǔn)。缺點(diǎn)是造價(jià)比較高。2.1.2紅外線測(cè)距紅外線測(cè)距的原

5、理是利用紅外線在碰到不同距離的障礙物時(shí)反射回來的強(qiáng)度不同來進(jìn)行測(cè)量。優(yōu)點(diǎn)是造價(jià)便宜，缺點(diǎn)是不夠精準(zhǔn)，方向性不好。2.1.3超聲波測(cè)距超聲波測(cè)距的原理是利用超聲波在發(fā)射后碰到障礙物后會(huì)反射回來，計(jì)錄其從發(fā)射到反射回來的時(shí)間，然后以時(shí)間的一半乘以超聲波在空氣中傳播的速度就可得出與障礙物間的距離。超聲波測(cè)距在中長(zhǎng)距離的精度比紅外線高，易于控制方向，能量消耗慢。造價(jià)比紅外線高但少于激光，安全比較高。綜合以上方案可以得出，方案三總體較優(yōu)，故采用方案三。2.2電路總體方案圖2.2是電路總體結(jié)構(gòu)框圖，包括51單片機(jī)最小系統(tǒng)，HC-SR04超聲波測(cè)距模塊，LED數(shù)碼管顯示電路，蜂鳴器報(bào)警電路和按鍵電路

6、。數(shù)碼管顯示AT89C51超聲波測(cè)距模塊蜂鳴器警報(bào)超聲波按鍵設(shè)置驅(qū)動(dòng)5V直流穩(wěn)壓電源圖2.2電路基本框圖本設(shè)計(jì)對(duì)51單片機(jī)進(jìn)行編程使用的是keil編程軟件，51單片機(jī)在啟動(dòng)后由P0.1口產(chǎn)生脈沖信號(hào)通過放大電路后傳送到超聲波發(fā)射探頭，產(chǎn)生超聲波，在發(fā)射電路啟動(dòng)時(shí)，單片機(jī)同時(shí)啟動(dòng)中斷程序，利用中斷定時(shí)器的計(jì)數(shù)功能記錄從發(fā)射到接收超聲波所用的時(shí)間。當(dāng)接收到返回的超聲波后，對(duì)單片機(jī)進(jìn)行中斷申請(qǐng)，執(zhí)行外部中斷子程序，開始計(jì)算距離。在選用器材時(shí)，最難選用的是超聲波探頭，HC-SR04超聲波測(cè)距模塊測(cè)距的精度最高可達(dá)3MM，而測(cè)試盲區(qū)僅為2CM，且內(nèi)含超聲波發(fā)射與接收器。超聲波的發(fā)射與接收是分開的

7、，所以必須要求倆個(gè)探頭為同一水平線，為了減少由于測(cè)量距離和信號(hào)在空氣中傳播而引起的誤差，要求倆探頭不能靠太進(jìn)，綜合各種資料，HC-SR04倆探頭間距大約為6CM，最符合本設(shè)計(jì)，故采用了HC-SR04超聲波測(cè)距模塊。其它器件分別是7*9萬用板、STC89C51單片機(jī)、74hc573、40PIC座、20PIC座、4p母座、四位一體共陰數(shù)碼管、9012三極管*5、2.2k電阻*5、220Ω電阻*8、10k電阻、5V有源蜂鳴器、103排阻、10uf電解