汽車倒車防撞報警器畢業(yè)設(shè)計

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1、本科生畢業(yè)設(shè)計報告學(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：汽車倒車防撞報警器設(shè)計學(xué)生姓名指導(dǎo)教師班級學(xué)號完成日期：2014年12月題目：汽車倒車防撞報警器物理與電子工程學(xué)院電子信息工程學(xué)號[摘要]本設(shè)計是以基于AT89S51單片機的超聲波測距，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，并在距障礙物一定警戒距離時發(fā)出警報聲。使駕駛員在泊車時能夠更加安全，減少事故的發(fā)生。該設(shè)計硬件由單片機最小系統(tǒng)、超聲波發(fā)射與接收電路、供電與報警電路、數(shù)碼顯示電路組成。軟件主要使用匯編語言進行。[關(guān)鍵詞]AT89C51超聲波數(shù)碼管測距傳感器1設(shè)計任務(wù)與要求1.1研究的背景汽

2、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安全氣囊，自動門鎖，自動空調(diào)，自動導(dǎo)航，自動車窗，控制車燈，控制座椅，倒車防撞并液晶顯示實時路況，自動診斷汽車故障等。在經(jīng)濟不斷發(fā)展的今天，汽車這種交通工具會越來越普及，這就會導(dǎo)致城市交通不斷擁擠，最重要的一點就是在停車時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、在哪里，就可以及時采取措施，這樣就可以避免很多事故的發(fā)生。于是，許多安全系統(tǒng)

3、由此誕生，其可分為主動安全系統(tǒng)與被動安全系統(tǒng)。其中主要是主動安全系統(tǒng)，而現(xiàn)階段對主動安全系統(tǒng)的研究主要放在測距上面。本設(shè)計要求設(shè)計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，并可手動設(shè)置在距障礙物多遠是發(fā)動報警，可有效的提高倒車安全性。1.2本設(shè)計的主要任務(wù)（1）設(shè)計一套汽車倒車防撞報警系統(tǒng)，要求有一臺主機，汽車與物體距離小于設(shè)定值時，利用蜂鳴器進行報警。通過按鍵選擇報警的距離并數(shù)碼顯示選擇的檔位。（2）采用51系列單片機中的簡易型產(chǎn)品AT89C2051作為中央處理器，選用專用配對的超聲波組件，進行超聲波信號與電信號的相互轉(zhuǎn)換，利用超聲波傳感器的選頻特性，對接收到的超聲波信號進行

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

5、紅外線在碰到不同距離的障礙物時反射回來的強度不同來進行測量。優(yōu)點是造價便宜，缺點是不夠精準，方向性不好。2.1.3超聲波測距超聲波測距的原理是利用超聲波在發(fā)射后碰到障礙物后會反射回來，計錄其從發(fā)射到反射回來的時間，然后以時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。超聲波測距在中長距離的精度比紅外線高，易于控制方向，能量消耗慢。造價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單片機最小系統(tǒng)，HC-SR04超聲波測距模塊，LED數(shù)碼管顯示電路，蜂鳴器報警電路和按鍵電路。數(shù)碼管顯

6、示AT89C51超聲波測距模塊蜂鳴器警報超聲波按鍵設(shè)置驅(qū)動5V直流穩(wěn)壓電源圖2.2電路基本框圖本設(shè)計對51單片機進行編程使用的是keil編程軟件，51單片機在啟動后由P0.1口產(chǎn)生脈沖信號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)射電路啟動時，單片機同時啟動中斷程序，利用中斷定時器的計數(shù)功能記錄從發(fā)射到接收超聲波所用的時間。當接收到返回的超聲波后，對單片機進行中斷申請，執(zhí)行外部中斷子程序，開始計算距離。在選用器材時，最難選用的是超聲波探頭，HC-SR04超聲波測距模塊測距的精度最高可達3MM，而測試盲區(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，所以必須要

7、求倆個探頭為同一水平線，為了減少由于測量距離和信號在空氣中傳播而引起的誤差，要求倆探頭不能靠太進，綜合各種資料，HC-SR04倆探頭間距大約為6CM，最符合本設(shè)計，故采用了HC-SR04超聲波測距模塊。其它器件分別是7*9萬用板、STC89C51單片機、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