基于单片机的倒车雷达系统开题报告.doc

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1、华东交通大学毕业设计论文开题报告书课题名称 基于单片机的汽车倒车系统的设计课题来源自选课题类型 DY导 师卢毓俊学生毛哲骞学 号20211310010107专 业车辆工程开题报告内容： 一、 选题的依据及意义： 随着我国经济的飞速开展，汽车的数量也在不断增增加，由此引发的交通问题越来越受到人们的关注。其中倒车事故由于发生的频率极高，已引起了人们的高度重视。引发倒车事故的原因有很多，如倒车镜有盲区，驾车者目测距离不准确，视线模糊等。倒车事故也给车主带来诸多麻烦，如剐蹭到其他车辆，伤及行人等。因此，汽车高科技产品家族中，专为汽车倒车泊位设置的“倒车雷达应运而生。倒车雷达全称叫“倒车防撞雷达，也叫“

2、泊车辅助装置，是汽车泊车或者倒车时的平安辅助装置，由超声波传感器俗称探头、控制器和显示器或蜂鸣器等局部组成。能以声音或者更为直观的显示告知驾驶员周围障碍物的情况，解除了驾驶员泊车、倒车和起动车辆时前后左右探视所引起的困扰，并帮助驾驶员扫除了视野死角和视线模糊的缺陷，提高驾驶的平安性。 二、 国内外研究现状及开展趋势含文献综述：研究现状：我国倒车雷达从2000年开始起步，从最初只是奔驰、宝马等高档车的专利，开展到现在成为许多轿车的标准配置。经过多年的开展，倒车雷达系统已经历了六代技术改进第一代：倒车时通过喇叭提醒 。第二代：采用蜂鸣器不同声音提示驾驶员。第三代：数码波段显示具体距离或者距离范围。

3、第四代：液晶屏动态显示。第五代：魔幻镜倒车雷达。第六代：专为高档轿车生产的第五代功能增加版。，不管从结构外观上还是性能价格上，这六代产品都各有特点，其中使用较多的是第三、四、五代。开展趋势：大力研发倒车雷达等主动式汽车辅助平安装置，将减少驾驶员的负担和判断错误导致的交通事故，对于交通平安起到重要作用。显然，此类产品的研发具有极大的现实意义和广阔的应用前景。三、 本课题研究内容 1、超声波发射与回波接收电路2、超声波电信号放大电路3、单片机控制电路 4、LED数码管显示电路和报警电路 四、 本课题研究方案1、根据超声波测距原理设计超声波测距电路 2、结合设计目的进行声光报警电路的设计3、软件模块

4、化编程的实现4、在单片机上编写程序5、软硬结合，进行调试 测距工作原理汽车倒车系统的原理如上图所示，当汽车挂倒车档位后，接通系统电源，系统上电复位，进入工作状态后，单片机编程产生一串矩形脉冲电压，经一模拟开关加到超声波发射与回波接收电路，经放大驱动超声波传感器发射出超声波，同时单片机开始计时。发射出的超声波碰到障碍物后形成反射波，局部反射波返回作用于超声波传感器，经超声波传感器的声电转换，变成微弱的电信号，该微弱的电信号经放大、整形产生负跳变电压，向单片机发出中断申请。单片机收到中断申请的信号后，立即响应中断，执行外部中断效劳程序，停止计时，得到超声波发送和返回的时间T，计算出发射点离障碍物的

5、距离S，即：S=(CT)2。C是超声波在空气中的传播速度，在常温25时，C约为340ms。当最小距离值小于预先设定的报警距离时，单片机接通蜂鸣器的电源，蜂鸣器发出报警声。假设无回波中断申请，那么显示“-.-，说明在平安距离内没有障碍物。系统硬件框图如下所示: 硬件框图超声波电信号放大电路采用集成电路构成。通过外部所接电阻，将其内部带通滤波电路的中心频率f0设置为指定值，就可以接收放大超声波电信号，并整形输出负脉冲电压。 系统软件采用模块化设计，方便扩展移植。采用C语言编程。主要有主程序、T0中断效劳程序、外部中断0效劳程序、超声波发生子程序。 1主程序：每一路发射超声波后的等待外部中断时间应大

6、于超声波在最大有效探测距离内往返时间。所以按最大有效探测距离可以估算出最短的循环间隔时间。因为超声波在空气中传播能量会不断衰减，所以超声波测距存在最大有效探测距离。这最大有效探测距离与多种因数有关：与超声波传感器性能的好坏、与驱动超声波传感器的脉冲电压幅值(功率)的大小、障碍物大小和形状、障碍物吸波特性以及反射波与入射波之间的夹角、与超声波放大和整形电路的灵敏度等有关。设定最大有效探测距离为8 m(收发一体封闭型超声波传感器比拟难到达，实际上也没有必要探测很远的障碍物，只是设计留有裕量。由于显示位数有限，也必须对最大探测距离做限制)，那么循环工作的间隔时间Time=2SC=28340 =47m

7、s，加上防止接收超声波传感器余振的延时和程序执行时间，留足裕量，设定Tm=56 ms。流程图如下图： 主程序2T0中断效劳程序：调用超声波发生子程序，送出超声波脉冲电压，定时器T1开始计时，定时器T0开始定时56 ms，使每路工作56 ms。为了防止接收到超声波传感器余振的直射波产生的中断申请，延时一定时间28 ms后，才允许外部中断0中断，等待接收返回的超声波信号。所以，最小探测距离(盲区)Smin=Ct2=3400002 82=048 m。假设在探测中有些路在有效探测范围内发射的超声波未遇障碍物，无返回波，外部中断0不产生中断申请信号，或者是进入探测盲区，外部中断0产生的中断申请不被受理，

8、那么定时器T1计时到定时器T0产生中断，在T0中断效劳程序中，用三位BCD码999(三位十进制数最大值999 cm)置位数据。假设显示缓冲区的数据是999时，那么对应字形段码显示“-。倒车伊始，LED数码显示器就显示“-，说明在平安距离内没有障碍物；假设发出报警声后，又显示“-，说明进入了探测盲区。流程图如下图 T0中断效劳3外部中断0效劳程序：单片机一旦接收到返回超声波信号，立即进入外部中断0效劳程序。首先停止定时器T1计时，禁止外部中断0中断。然后将定时器T1中的数N，也即将超声波往返所用的时间N(单位：s)，按式S=CT2=(340* N/1000000)2=173N10000计算，即得

9、被测物的距离(单位：cm)，将计算结果以百位、十位、个位BCD码方式送入显示缓冲区，以备显示使用。然后等待定时器T0定时56 ms中断的产生，继续下一路的探测处理。流程图如下图 外部中断0效劳子程序4） 超声波发生子程序：发送周期矩形脉冲电压。脉冲串个数在1020个比拟适宜。脉冲个数太少，发射强度小，探测距离短；脉冲个数太多，发射持续时间长，在离障碍物距离近时，脉冲串尚未发射完毕，先发射出去的脉冲产生的回波就到达接收端，影响测距结果，造成测距盲区增大五、 预期目标、主要特色及工作进度：采用MCS-51单片机为控制核心，在最小系统的根底上，利用超声波测距技术和显示器，设计单片机控制的汽车倒车系统

10、。（1） 能显示车后障碍物距离；（2） 当障碍物距离小于最大探测距离5m时，根据不同距离发出4级不同的警报声(距离越近，报警声越急促)；（3） 倒车时，有指示灯表示。进度安排：1、查阅文献，撰写开题报告，资料翻译 3周2、学习了解单片机，传感器等的相关知识， 相关的资料 2周3、设计硬件电路 3周4、程序设计 3周5、调试运行程序 3周6、设计计算说明书编写初、终稿 3周 7、辩论 2周六、参考文献：百度文献 倒车雷达 :/baike.baidu /link?url=Fr1I44lAiOHOEkDwZFyKPfanI7SumJd456lNLNypLEpFbV3jij4rcnaOdmUbo1yl百度文档 国内汽车倒车雷达技术和产业开展状况浅析 :/wenku.baidu /link?url=VqbFYdsMO2ozTVAfo6qWPS6mKNvtTA0kspYV4xVoFWcUPhqm49jHM-Y06-Pdy-Kd8j0DEraeW9_B_LEYMsPQyzDVeIGjqnUp5EmPLWxBM0e道客巴巴 超声波测距仪原理与制作 :/ doc88 /p-389770572026.html指导教师签名： 日期：课题类型：1A工程设计；B技术开发；C软件工程；D理论研究； 2X真实课题；Y模拟课题；Z虚拟课题 1、2均要填，如AY、BX等仅供学习参考