模拟电动汽车控制器设计倒车雷达设计(附件)
随着越来越多的家庭拥有汽车，对汽车驾驶的安全提出了更高的要求，应运而生的智能汽车管理系统将成为未来主要的发展方向。 本设计采用了性能比较优秀的STM32单片机，其主频达72MHz。此倒车雷达采用超声波收发时间差的方法测量距离，在其基础上辅以温度补偿，在成本低廉的前提下最大限度的提高了测量精度。同时加装的声音报警模块会根据不同的测量距离发出不同频率的声音报警，而且可以将倒车距离直观显示在显示屏上，极大程度上方便了驾驶员的倒车操作。关键词 倒车雷达，STM32单片机，超声波测距目 录
1 引言 2
1．1 倒车雷达研究现状及前景 2
1．2 本设计的研究内容及目的 3
2 系统总体设计 3
2．1 设计要求 3
2．2 方案说明 3
2．3 设计原理 4
2．4 系统组成框图 5
3 系统硬件设计 5
3．1 电源电路设计 7
3．2电路板与计算机系统通信部分电路设计 9
3．3 超声波收发模块硬件设计 9
3.3.1 超声波发射电路设计 10
3.3.2超声波接收电路设计 10
3．4 声音报警电路设计 12
3．5 温度补偿电路设计 12
3．6 显示电路硬件设计 13
3.7 最终实物图及成品图 15
4 系统软件设计 16
4．1 超声波收发软件设计 18
4.1.1 超声波发射端软件设计 18
4.1.2 超声波发射端软件设计 20
4．3 带字库的LCD显示屏软件设计 22
4.3.1 LCD显示屏软件设计 22
4.3.2 字库芯片软件设计 23
4．4 蜂鸣器软件设计 24
5 系统整体统调 24
结 论 28
致 谢 29
参 考 文 献 30
1 引言
电子技术的发展向着智能化、小型化、低成本方向发展的今天，汽车控制器中倒车雷达的普及也得益于此。超声波测距在技术上容易
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件设计 22
4.3.2 字库芯片软件设计 23
4．4 蜂鸣器软件设计 24
5 系统整体统调 24
结 论 28
致 谢 29
参 考 文 献 30
1 引言
电子技术的发展向着智能化、小型化、低成本方向发展的今天，汽车控制器中倒车雷达的普及也得益于此。超声波测距在技术上容易实现，且超声波精度高、反应快、传输速度在空气中相对较慢即便于捕捉，同时对黑暗、有毒、烟雾等恶劣环境有较强的适应能力，这些特点使得超声波测距在倒车雷达中将大放异彩。
1.1 倒车雷达研究现状及前景
6O年代人们开始考虑把主要用于军事领域的雷达技术应用到商用车辆交通工具以提高汽车驾乘人员的安全性。经过多年的研究这一构想成为现实雷达传感器被认为是很值得采用的汽车安全控制装置。与其它技术如红外、激光、视频等在汽车传感器上的应用相比超声波技术的全天候和穿透黑暗的能力特别适用于汽车领域。经济实用的汽车雷达除了能有效地提高汽车驾乘人员的安全性还能显著地减轻驾驶者的工作负担使驾车既安全又不易疲劳。
现在中高档小轿车生产出来的大多数都带有倒车雷达系统,而考虑到节省成本等方面因素经济型小轿车、大客车等其他的车辆还没有配带倒车雷达系统。国内外虽有部分车辆安装了超声波倒车防撞报警装置、基于DSP的智能车辆防撞系统、图像处理技术的汽车追尾预警系统等。但是用于像装载机这种广泛用于城建、矿山、公路等工程的工程机械障碍物监测预警系统却没有出现。有市场需求的产品必然会带动产品的开发设计。随着全球汽车产业的迅猛发展，汽车电子产业成为了新的增长点，汽车电子产品所带来的高利润和市场的广阔性也倍受商家的关注。近两年来倒车雷达成为了商家的新宠众多生产厂家纷纷涉及倒车雷达。
超声波倒车雷达的主要原理是测量汽车到障碍物的距离，一般都采用波在介质中的传播速度和时间关系进行测量。常用的技术主要有激光测距、微波雷达测距和超声波测距三种。红外测距的优点是便宜，易制，安全，缺点是精度低，距离近，方向性差。激光测距的优点是精确，缺点是需要注意人体安全，且制做的难度较大，成本较高，而且光学系统需要保持干净，否则将影响测量。激光测距主要运用于军事方面，而在汽车领域，要求设备成本低，安全可靠，所以基本单片机的超声波倒车雷达将成为首选，相信将来随着科学技术的不断进步，超声波倒车雷达也会越来越完善。
1.2 本设计的研究内容及目的
本设计旨在制作一个成本较低、精度较高、实用方便的倒车雷达，基本思路为：由单片机通过某种方法驱动超声波发射探头，发出超声波同时单片机计时开始，超声波遭遇障碍物后返回，由超声波接收探头接收到同时计时停止。令通过温度补偿电路后得到的声速为V修，从计时开始到结束的时间为t，则汽车至障碍物的距离为V修t/2。
且当测量距离不同时通过蜂鸣器发出不同频率报警声。
2 系统总体设计
2．1 设计要求
①熟悉汽车倒车雷达的运行特点，了解实际汽车倒车雷达的工作原理；
②设计倒车雷达的硬件及软件；
③倒车雷达的探测距离为1.5m，尽量提高探测精度；
④能够实现根据障碍物的远近，发出不同的声音提醒；
⑤能够在显示器上实时显示障碍物距离。
2．2 方案说明
倒车雷达系统又称为泊车辅助系统，是汽车安全泊车辅助装置。其在声音提醒的同时将具体距离数值直观显示出来，减小视野死角，提升了驾车的安全性，使驾驶员进行车辆起停操作更为方便。
现代汽车绝大多数装有利用超声波探测距离的倒车雷达。为提高精度和探测范围，在车的后保险杠一般装有3组以上的超声波收发系统。示意图如下:
其超声波收发测距的工作原理为：由MCU产生40KHz的信号，经由驱动电路送至超声波发射探头。在超声波探头开始发出超声波的同时，MCU内的计时器开启。超声波碰到障碍物后反射回来被超声波接收探头接收到，信号经调理电路处理后传入MCU，MCU内定时器随即停止计时，记录时间。之后通过算法可得测距数据。其工作原理示意图如下：
图2.1超声波测距原理示意图
考虑到成本问题和技术实现困难度，本设计仅采用一组超声波收发探头来模拟倒车雷达的工作流程。
2．3 设计原理
由于超声波的定向性好，能量比较集中，传输过程中衰减小，反射能力强，而且传播距离较远，因此在倒车雷达中的使用最为广泛。超声波测距是一种非接触式测量方法，采用渡越时间法测量时间，再通过算法得到距离。超声发射探头发出超声波后，超声波遇到障碍物被反射回来，被超声接收探头接收。通
1 引言 2
1．1 倒车雷达研究现状及前景 2
1．2 本设计的研究内容及目的 3
2 系统总体设计 3
2．1 设计要求 3
2．2 方案说明 3
2．3 设计原理 4
2．4 系统组成框图 5
3 系统硬件设计 5
3．1 电源电路设计 7
3．2电路板与计算机系统通信部分电路设计 9
3．3 超声波收发模块硬件设计 9
3.3.1 超声波发射电路设计 10
3.3.2超声波接收电路设计 10
3．4 声音报警电路设计 12
3．5 温度补偿电路设计 12
3．6 显示电路硬件设计 13
3.7 最终实物图及成品图 15
4 系统软件设计 16
4．1 超声波收发软件设计 18
4.1.1 超声波发射端软件设计 18
4.1.2 超声波发射端软件设计 20
4．3 带字库的LCD显示屏软件设计 22
4.3.1 LCD显示屏软件设计 22
4.3.2 字库芯片软件设计 23
4．4 蜂鸣器软件设计 24
5 系统整体统调 24
结 论 28
致 谢 29
参 考 文 献 30
1 引言
电子技术的发展向着智能化、小型化、低成本方向发展的今天，汽车控制器中倒车雷达的普及也得益于此。超声波测距在技术上容易
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥3^5`1^9`1^6^0`7^2$
件设计 22
4.3.2 字库芯片软件设计 23
4．4 蜂鸣器软件设计 24
5 系统整体统调 24
结 论 28
致 谢 29
参 考 文 献 30
1 引言
电子技术的发展向着智能化、小型化、低成本方向发展的今天，汽车控制器中倒车雷达的普及也得益于此。超声波测距在技术上容易实现，且超声波精度高、反应快、传输速度在空气中相对较慢即便于捕捉，同时对黑暗、有毒、烟雾等恶劣环境有较强的适应能力，这些特点使得超声波测距在倒车雷达中将大放异彩。
1.1 倒车雷达研究现状及前景
6O年代人们开始考虑把主要用于军事领域的雷达技术应用到商用车辆交通工具以提高汽车驾乘人员的安全性。经过多年的研究这一构想成为现实雷达传感器被认为是很值得采用的汽车安全控制装置。与其它技术如红外、激光、视频等在汽车传感器上的应用相比超声波技术的全天候和穿透黑暗的能力特别适用于汽车领域。经济实用的汽车雷达除了能有效地提高汽车驾乘人员的安全性还能显著地减轻驾驶者的工作负担使驾车既安全又不易疲劳。
现在中高档小轿车生产出来的大多数都带有倒车雷达系统,而考虑到节省成本等方面因素经济型小轿车、大客车等其他的车辆还没有配带倒车雷达系统。国内外虽有部分车辆安装了超声波倒车防撞报警装置、基于DSP的智能车辆防撞系统、图像处理技术的汽车追尾预警系统等。但是用于像装载机这种广泛用于城建、矿山、公路等工程的工程机械障碍物监测预警系统却没有出现。有市场需求的产品必然会带动产品的开发设计。随着全球汽车产业的迅猛发展，汽车电子产业成为了新的增长点，汽车电子产品所带来的高利润和市场的广阔性也倍受商家的关注。近两年来倒车雷达成为了商家的新宠众多生产厂家纷纷涉及倒车雷达。
超声波倒车雷达的主要原理是测量汽车到障碍物的距离，一般都采用波在介质中的传播速度和时间关系进行测量。常用的技术主要有激光测距、微波雷达测距和超声波测距三种。红外测距的优点是便宜，易制，安全，缺点是精度低，距离近，方向性差。激光测距的优点是精确，缺点是需要注意人体安全，且制做的难度较大，成本较高，而且光学系统需要保持干净，否则将影响测量。激光测距主要运用于军事方面，而在汽车领域，要求设备成本低，安全可靠，所以基本单片机的超声波倒车雷达将成为首选，相信将来随着科学技术的不断进步，超声波倒车雷达也会越来越完善。
1.2 本设计的研究内容及目的
本设计旨在制作一个成本较低、精度较高、实用方便的倒车雷达，基本思路为：由单片机通过某种方法驱动超声波发射探头，发出超声波同时单片机计时开始，超声波遭遇障碍物后返回，由超声波接收探头接收到同时计时停止。令通过温度补偿电路后得到的声速为V修，从计时开始到结束的时间为t，则汽车至障碍物的距离为V修t/2。
且当测量距离不同时通过蜂鸣器发出不同频率报警声。
2 系统总体设计
2．1 设计要求
①熟悉汽车倒车雷达的运行特点，了解实际汽车倒车雷达的工作原理；
②设计倒车雷达的硬件及软件；
③倒车雷达的探测距离为1.5m，尽量提高探测精度；
④能够实现根据障碍物的远近，发出不同的声音提醒；
⑤能够在显示器上实时显示障碍物距离。
2．2 方案说明
倒车雷达系统又称为泊车辅助系统，是汽车安全泊车辅助装置。其在声音提醒的同时将具体距离数值直观显示出来，减小视野死角，提升了驾车的安全性，使驾驶员进行车辆起停操作更为方便。
现代汽车绝大多数装有利用超声波探测距离的倒车雷达。为提高精度和探测范围，在车的后保险杠一般装有3组以上的超声波收发系统。示意图如下:
其超声波收发测距的工作原理为：由MCU产生40KHz的信号，经由驱动电路送至超声波发射探头。在超声波探头开始发出超声波的同时，MCU内的计时器开启。超声波碰到障碍物后反射回来被超声波接收探头接收到，信号经调理电路处理后传入MCU，MCU内定时器随即停止计时，记录时间。之后通过算法可得测距数据。其工作原理示意图如下：
图2.1超声波测距原理示意图
考虑到成本问题和技术实现困难度，本设计仅采用一组超声波收发探头来模拟倒车雷达的工作流程。
2．3 设计原理
由于超声波的定向性好，能量比较集中，传输过程中衰减小，反射能力强，而且传播距离较远，因此在倒车雷达中的使用最为广泛。超声波测距是一种非接触式测量方法，采用渡越时间法测量时间，再通过算法得到距离。超声发射探头发出超声波后，超声波遇到障碍物被反射回来，被超声接收探头接收。通
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