汽车倒车雷达系统的设计
汽车倒车雷达系统的设计[20200406124855]
摘要
随着汽车的普遍使用，在日常生活之中驾驶员面临的问题也越来越多。例如在一个狭小的空间、漆黑的环境、拥挤的车流、繁华的闹市等复杂的地理环境之中，仅仅依靠后视镜是无法使汽车安全的驾驶。因此需要一种可以增加汽车可视范围的仪器，为驾驶员提供良好的距离提示并躲开障碍物的仪器。
本次汽车倒车雷达设计主要是以STC89C52单片机为主体，使用超声波测距仪实现测距报警系统的制作。使用STC89C52为主控芯片，再利用超声波对距离的检测，将障碍物与参考物之间的距离检测出来，并在数码管上显示出所测量的距离数值。如果所汽车与障碍物之间到达一个设定的危险距离，则倒车雷达会发出警报，提醒驾驶员避免与障碍物碰撞，使驾驶更加安全。
*查看完整论文请 +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2
关键字:倒车雷达超声波传感器STC89C52
目录
绪论 14
第一章 项目研究背景及意义 2
1.1 倒车雷达的发展现状 3
1.2 倒车雷达的分类 3
第二章 总体设计方案 5
2.1 硬件设计方案 6
2.2 软件设计方案 7
第三章 硬件实现及单元电路设计 9
3.1 主控制模块 9
3.1.1 时钟电路的设计 9
3.1.2 复位电路的设计 10
3.2 电源设计 10
3.3 超声波测试模块 11
3.3.1 超声波发射模块 11
3.3.2 超声波接收模块 11
3.3.3 超声波信号传输电路 12
3.4 声音报警电路的设计 12
3.5 显示模块 13
3.6 按键控制模块 14
第四章 软件设计 15
4.1 系统主程序 15
4.2 主要模块设计 16
4.2.1 超声波测距与显示模块 16
4.2.2 按键控制与报警模块 18
第五章 误差分析和精度提高 21
5.1 测距分析 21
5.2 误差产生的因素 23
5.3 提高检测精度的方法 23
总结 25
参考文献 26
致谢 27
附 录 28
附件1：原理图 28
附件2：元件清单 29
附件3：实物图 30
绪论
倒车雷达是一种汽车停车的辅助工具，可以通过声音和视屏的方式告知驾驶员汽车盲区与障碍物之间的距离，帮助驾驶员提供良好的距离感，解决因为驾驶员视线无法到达的缺陷，使驾驶变得安全可靠。
就国内的汽车发展来看，汽车倒车雷达越来越多的被使用，无论是何种车型基本上都配备不同种类的倒车雷达。经过多年的发张汽车倒车雷达不断的被完善：正在高灵敏、低成本、便捷化、智能化和可视化等反面发展。所以汽车倒车雷达在现代生活中所起到的作用越来越大，地位也越来越高。
超声波测距仪是探头、显示器和控制器等构成，是一种可以对距离进行精确测量的仪器，因而得到越来越多的人重视。超声波测距仪在被启动后，控制器会控制探头发射超声波，当超声波在遇到障碍物后会反射，探头接收到超声波后会通过单片机处理，告知驾驶员障碍物所在的位置，实现倒车安全。
第一章 项目研究背景及意义
由于科技的发展和人民生活水平的日益进步，越来越多的人开始驾驶汽车。但对于汽车的驾驶者来说，在使用汽车时会出现某些盲区，从而使驾驶者无法得知汽车盲区的情况，因此无法做出明确的判断而使驾驶汽车变成一件危险的事。
所以需要一种仪器来帮助驾驶者了解汽车盲区的情况，从而是驾驶更加安全。而这种仪器可以很好的让驾驶者了解汽车与障碍物之间的距离，从而使汽车在倒车的过程中不会与障碍物发成碰撞。
因为超声波测距是一种采用非接触式检测手段，不受气候、障碍物色彩、明暗亮度等的影响，相比较其它仪器更加安全卫生，并且潮湿、粉尘、高温、侵蚀气体等恶劣情况对其影响不大，同时还具有少维修、无污染、高性能、寿命长等特点[1]。因此在各个领域得到广泛的应用与发展，当然在汽车倒车雷达研发方面也得到了广泛的应用，并且超声波倒车雷达在使用中的良好表现也得到了人们的认可和喜爱。
1.1 倒车雷达的发展现状
在汽车倒车雷达出现之后的多年内，已经发生了实质性的改变。倒车雷达经过一代又一代的发展，已经得到了充分的完善，无论是外观、性价还是技术方面。在经过多年的时间，倒车雷达已经更新到第六代。
第一代倒车雷达主要是使用喇叭报警，也就是当汽车倒车时喇叭就会发出警告，提醒车后行注意避让。由于没有很好的帮助驾驶员，现在基本不再使用。
第二代倒车雷达使用蜂鸣器，由于蜂鸣器可以发出不同声音，所以当倒车时可以根据汽车与障碍物之间的距离改变，发出不同的报警声音。但这种雷达任然无法告知驾驶员相对准确的距离。
第三代倒车雷达使用数码波段显示技术，这种技术可以大概的检测出汽车与障碍物之间的距离，并通过不同的数字或者红、绿、蓝三种颜色来告诉驾驶员车辆在倒车过程中是否会与障碍物碰撞。所以其在实际运用中会比较方便，但安装时比较麻烦且体积大不美观。
第四代倒车雷达将液晶屏运用于其中，只需要通过液晶屏的动态显示，就可以清晰的观察汽车尾部的情况。虽然液晶屏美观灵敏，但有干扰时就会出现很大的误差。
第五代倒车雷达是利用以前雷达的优点，运用仿生超声的新型技术，可以通过计算机精确的检测障碍物，并用声音和视屏的方式直接告知驾驶员车尾情况。现在这种倒车雷达不仅仅具有辅助倒车的功能，还集成了车载电话、温湿度、污染检测等多种功能于一体，更加美观和人性化。
第六代倒车雷达是在以第五代为基础的高档雷达，它不仅使外观变得更加精致，还整合了高级的影音影像等功能。但是其价格昂贵，所以不能被大多数人使用[2]。
1.2 倒车雷达的分类
国内倒车雷达主要有：铁将军、永泰和、元润、PLC等知名品牌，由于它们运用较新的技术，并且在实际应用中具有可靠的性能和精巧的外形，可以通过驾驶者简单的操作高效的进行工作，因此的到越来越到的人认可和使用。
汽车倒车雷达可以主要分为以下几类：
液晶显示语音倒车雷达：
这种倒车雷达可以在接近障碍物进行语音提示，在不阻碍驾驶员正常驾驶的情况下向驾驶员提供倒车相关信息。它不经可以控制语音提示音量的大小，还可以通过LCD显示屏向驾驶者提供更加直观的距离信息，实现了听觉和视觉的双重提醒，增加了驾驶的安全性。
双CUP语音倒车雷达：
普通倒车雷达只采用单一的CPU进行工作，无法精准探测体积较小的障碍物。而双CPU倒车雷达可以探测到直径仅为1cm的小型障碍物和不同角度倾斜的墙体。在大多数环境中可以消除外界无关的超声波信号，提高抗干扰能力和准确度。
LCD液晶显示倒车雷达：
它通过一个LCD液晶显示屏将所测量的距离直接转变为数字显示在屏幕上，使驾驶者直观的了解车后有无障碍物，并于障碍物保持相对安全的距离。由于其具有特殊的滤波装置，可以防止无关信号的干扰，并采用优化的集成电路和优质的危机芯片。在软件方面则使用模糊逻辑控制的新型技术，同时在外壳进行镀银处理屏蔽电磁波的干扰，防止错误报警。
后视镜车载免提倒车雷达：
对于雷达的快速发展，功能单一的倒车雷达已经无法瞒住使用者的寻求。车载电话，录音器以及防眩防雾后视车镜被融合如一体，在不用打开手机的情况下完成通话，并可以不是用笔和纸的情况下通过录音装置录取重要语音信息，独特的镀膜后视镜可以很大程度的防止强烈光线和雾天的影响。
红外可视倒车雷达：
红外广角摄像装置可以在晚上清晰的观察汽车周围的情况，独特的超声波探头防水、防尘、防磁、防震的能力。经过防磁处理后的信号无闪屏和闪屏，TFT的真彩显示器在不用解码的情况之下可以接收三个视屏信号，收看电视、播放VCDDVD。雷达装置中的自动水平转换，可以通过自动开关控制在显示器上清晰的显示车后的景物，不仅使驾驶更安全而且更具有乐趣。
摘要
随着汽车的普遍使用，在日常生活之中驾驶员面临的问题也越来越多。例如在一个狭小的空间、漆黑的环境、拥挤的车流、繁华的闹市等复杂的地理环境之中，仅仅依靠后视镜是无法使汽车安全的驾驶。因此需要一种可以增加汽车可视范围的仪器，为驾驶员提供良好的距离提示并躲开障碍物的仪器。
本次汽车倒车雷达设计主要是以STC89C52单片机为主体，使用超声波测距仪实现测距报警系统的制作。使用STC89C52为主控芯片，再利用超声波对距离的检测，将障碍物与参考物之间的距离检测出来，并在数码管上显示出所测量的距离数值。如果所汽车与障碍物之间到达一个设定的危险距离，则倒车雷达会发出警报，提醒驾驶员避免与障碍物碰撞，使驾驶更加安全。
*查看完整论文请 +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2
关键字:倒车雷达超声波传感器STC89C52
目录
绪论 14
第一章 项目研究背景及意义 2
1.1 倒车雷达的发展现状 3
1.2 倒车雷达的分类 3
第二章 总体设计方案 5
2.1 硬件设计方案 6
2.2 软件设计方案 7
第三章 硬件实现及单元电路设计 9
3.1 主控制模块 9
3.1.1 时钟电路的设计 9
3.1.2 复位电路的设计 10
3.2 电源设计 10
3.3 超声波测试模块 11
3.3.1 超声波发射模块 11
3.3.2 超声波接收模块 11
3.3.3 超声波信号传输电路 12
3.4 声音报警电路的设计 12
3.5 显示模块 13
3.6 按键控制模块 14
第四章 软件设计 15
4.1 系统主程序 15
4.2 主要模块设计 16
4.2.1 超声波测距与显示模块 16
4.2.2 按键控制与报警模块 18
第五章 误差分析和精度提高 21
5.1 测距分析 21
5.2 误差产生的因素 23
5.3 提高检测精度的方法 23
总结 25
参考文献 26
致谢 27
附 录 28
附件1：原理图 28
附件2：元件清单 29
附件3：实物图 30
绪论
倒车雷达是一种汽车停车的辅助工具，可以通过声音和视屏的方式告知驾驶员汽车盲区与障碍物之间的距离，帮助驾驶员提供良好的距离感，解决因为驾驶员视线无法到达的缺陷，使驾驶变得安全可靠。
就国内的汽车发展来看，汽车倒车雷达越来越多的被使用，无论是何种车型基本上都配备不同种类的倒车雷达。经过多年的发张汽车倒车雷达不断的被完善：正在高灵敏、低成本、便捷化、智能化和可视化等反面发展。所以汽车倒车雷达在现代生活中所起到的作用越来越大，地位也越来越高。
超声波测距仪是探头、显示器和控制器等构成，是一种可以对距离进行精确测量的仪器，因而得到越来越多的人重视。超声波测距仪在被启动后，控制器会控制探头发射超声波，当超声波在遇到障碍物后会反射，探头接收到超声波后会通过单片机处理，告知驾驶员障碍物所在的位置，实现倒车安全。
第一章 项目研究背景及意义
由于科技的发展和人民生活水平的日益进步，越来越多的人开始驾驶汽车。但对于汽车的驾驶者来说，在使用汽车时会出现某些盲区，从而使驾驶者无法得知汽车盲区的情况，因此无法做出明确的判断而使驾驶汽车变成一件危险的事。
所以需要一种仪器来帮助驾驶者了解汽车盲区的情况，从而是驾驶更加安全。而这种仪器可以很好的让驾驶者了解汽车与障碍物之间的距离，从而使汽车在倒车的过程中不会与障碍物发成碰撞。
因为超声波测距是一种采用非接触式检测手段，不受气候、障碍物色彩、明暗亮度等的影响，相比较其它仪器更加安全卫生，并且潮湿、粉尘、高温、侵蚀气体等恶劣情况对其影响不大，同时还具有少维修、无污染、高性能、寿命长等特点[1]。因此在各个领域得到广泛的应用与发展，当然在汽车倒车雷达研发方面也得到了广泛的应用，并且超声波倒车雷达在使用中的良好表现也得到了人们的认可和喜爱。
1.1 倒车雷达的发展现状
在汽车倒车雷达出现之后的多年内，已经发生了实质性的改变。倒车雷达经过一代又一代的发展，已经得到了充分的完善，无论是外观、性价还是技术方面。在经过多年的时间，倒车雷达已经更新到第六代。
第一代倒车雷达主要是使用喇叭报警，也就是当汽车倒车时喇叭就会发出警告，提醒车后行注意避让。由于没有很好的帮助驾驶员，现在基本不再使用。
第二代倒车雷达使用蜂鸣器，由于蜂鸣器可以发出不同声音，所以当倒车时可以根据汽车与障碍物之间的距离改变，发出不同的报警声音。但这种雷达任然无法告知驾驶员相对准确的距离。
第三代倒车雷达使用数码波段显示技术，这种技术可以大概的检测出汽车与障碍物之间的距离，并通过不同的数字或者红、绿、蓝三种颜色来告诉驾驶员车辆在倒车过程中是否会与障碍物碰撞。所以其在实际运用中会比较方便，但安装时比较麻烦且体积大不美观。
第四代倒车雷达将液晶屏运用于其中，只需要通过液晶屏的动态显示，就可以清晰的观察汽车尾部的情况。虽然液晶屏美观灵敏，但有干扰时就会出现很大的误差。
第五代倒车雷达是利用以前雷达的优点，运用仿生超声的新型技术，可以通过计算机精确的检测障碍物，并用声音和视屏的方式直接告知驾驶员车尾情况。现在这种倒车雷达不仅仅具有辅助倒车的功能，还集成了车载电话、温湿度、污染检测等多种功能于一体，更加美观和人性化。
第六代倒车雷达是在以第五代为基础的高档雷达，它不仅使外观变得更加精致，还整合了高级的影音影像等功能。但是其价格昂贵，所以不能被大多数人使用[2]。
1.2 倒车雷达的分类
国内倒车雷达主要有：铁将军、永泰和、元润、PLC等知名品牌，由于它们运用较新的技术，并且在实际应用中具有可靠的性能和精巧的外形，可以通过驾驶者简单的操作高效的进行工作，因此的到越来越到的人认可和使用。
汽车倒车雷达可以主要分为以下几类：
液晶显示语音倒车雷达：
这种倒车雷达可以在接近障碍物进行语音提示，在不阻碍驾驶员正常驾驶的情况下向驾驶员提供倒车相关信息。它不经可以控制语音提示音量的大小，还可以通过LCD显示屏向驾驶者提供更加直观的距离信息，实现了听觉和视觉的双重提醒，增加了驾驶的安全性。
双CUP语音倒车雷达：
普通倒车雷达只采用单一的CPU进行工作，无法精准探测体积较小的障碍物。而双CPU倒车雷达可以探测到直径仅为1cm的小型障碍物和不同角度倾斜的墙体。在大多数环境中可以消除外界无关的超声波信号，提高抗干扰能力和准确度。
LCD液晶显示倒车雷达：
它通过一个LCD液晶显示屏将所测量的距离直接转变为数字显示在屏幕上，使驾驶者直观的了解车后有无障碍物，并于障碍物保持相对安全的距离。由于其具有特殊的滤波装置，可以防止无关信号的干扰，并采用优化的集成电路和优质的危机芯片。在软件方面则使用模糊逻辑控制的新型技术，同时在外壳进行镀银处理屏蔽电磁波的干扰，防止错误报警。
后视镜车载免提倒车雷达：
对于雷达的快速发展，功能单一的倒车雷达已经无法瞒住使用者的寻求。车载电话，录音器以及防眩防雾后视车镜被融合如一体，在不用打开手机的情况下完成通话，并可以不是用笔和纸的情况下通过录音装置录取重要语音信息，独特的镀膜后视镜可以很大程度的防止强烈光线和雾天的影响。
红外可视倒车雷达：
红外广角摄像装置可以在晚上清晰的观察汽车周围的情况，独特的超声波探头防水、防尘、防磁、防震的能力。经过防磁处理后的信号无闪屏和闪屏，TFT的真彩显示器在不用解码的情况之下可以接收三个视屏信号，收看电视、播放VCDDVD。雷达装置中的自动水平转换，可以通过自动开关控制在显示器上清晰的显示车后的景物，不仅使驾驶更安全而且更具有乐趣。
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