汽车倒车防撞报警器的设计【字数：12416】
摘 要汽车作为人们日常生活中的重要交通工具,其保有量近年来不断增长,在狭小的空间里,倒车的频率也越来越高，倒车安全问题尤为突出。本文研究了超声波及测距原理进行了介绍,讨论了超声波测距的可行性。设计一种汽车倒车防撞报警器,此防撞报警器是基于超声波测距原理并以STC89C52单片机芯片为平台,控制外围电路，分析了在实际应用中影响超声波测距精度的主要因素,并提出了相应的改进措施。本文最后通过仿真与实物制作,对比实验数据,验证基于STC89C52单片机芯片的超声波传感器实际可行性。
目 录
第一章 绪论 1
1.1研究背景及目的 1
1.2本次设计的要求 1
1.3国内外发展状况 1
1.4研究主要内容 2
第二章 超声波测距 4
2.1超声波 4
2.2超声波特性 4
2.3超声波测距原理 4
2.4影响超声波测距精度的主要因素 6
2.5本章小结 6
第三章 设计需求及总体方案 7
3.1设计需求及指标 7
3.2整体设计概述 7
3.3硬件选择 7
3.4本章小结 8
第四章 硬件系统 9
4.1硬件系统概述 9
4.2单片机最小系统 9
4.3超声波测距收发电路 12
4.4显示电路的设计 14
4.5报警电路 15
4.6温度补偿电路 15
4.7本章小结 16
第五章 软件设计 17
5.1软件设计思路及原则 17
5.2主程序设计 17
5.3超声波测距子程序 18
5.4液晶显示电路 20
5.5温度测量子程序 22
5.6按键子程序 24
5.7本章小结 24
第六章 系统调试 25
6.1系统调试 25
6.2综合测试 27
6.3测量结果分析 28
6.4报警功能的验证 31
6.5本章小结 31
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
/> 总结与展望 32
结束语 33
致 谢 34
参考文献 35
附录A 程序 36
第一章 绪论
1.1研究背景及目的
进入新世纪以来，人民生活质量大大提高,国民汽车的保有量大幅增长,汽车不再是人们眼中遥不可及的奢侈品,成为了家家户户中常见的交通工具。道路、停车场变的拥挤不堪,倒车总次数成倍增长,倒车时司机的视觉盲区增大,增加了安全驾驶难度,倒车安全问题显得尤为凸出,人们亟需一种倒车辅助装置。
汽车倒车防撞报警器是解决倒车安全问题的有效手段之一,它能够辅助驾驶员在倒车时判断车尾与障碍物的距离。减少了因后视范围受限、天气影响、驾驶技术不熟练等因素造成的事故。
超声波因其具有出色的抗干扰特性；优秀的指向性；定向发射能量集中,且在介质中传播的衰减系数较小、反射能力强等特点,超声波在非接触式测距领域拥有着广泛的应用前景[1]。目前,超声波测距正变得越来越精确,各项技术也变得成熟,适用的场合丰富,随着物联网的快速发展,超声波测距技术一定会出现在更多的智能产品中,满足人们更精确,更快捷和智能的测距需求,同时也将促进社会生产的进程和提高人们的生活质量,成为一项不可或缺的技术。
随着人类活动的不断扩展及工程需求,传统的有线测量方式在各种危险、恶劣、有害的环境下显得力不从心,那是人们无法到达的地方。无线测量(非接触式测量)正逐步发展起来,小到汽车上的防撞测距,大到工业活动中对位移、距离的探测;矿井及管道的测距都有无线测量的前景[2]。
本系统的核心是基于STC系列的89C52单片机进行设计的,51单片机作为一种优秀的嵌入式解决方案,受到市场的广泛好评和应用,也是各大高校单片机教学的主要系列,以此为设计具有广泛的代表性。
1.2本次设计的要求
熟悉STC89C52单片机内部各个寄存器的参数配置以及使用方法；
完成汽车倒车防撞报警器的整体设计；
完成汽车倒车防撞报警器的硬件设计；
完成汽车倒车防撞报警器的软件设计；
完成汽车倒车防撞报警器的仿真实现；
完成汽车倒车防撞报警器的实物制作。
1.3国内外发展状况
当下,随着电子技术的不断发展与突破,采用超声波测距原理的汽车倒车防撞报警器得到了广泛应用。全球范围内,各大汽车电子厂都在研发生产新一代倒车防撞报警器。如BOSCH、DENSO、VALEO等大厂将产品整合在汽车安全系统内,更加智能、方便的满足用户对驾驶安全的要求。截至到2013年,全球倒车防撞报警的总装配量超过3880万套,同比增长24.6%;随着汽车产量和销量的不断走高,倒车防撞报警器的单价屡创新低,人们的对汽车行驶安全的配置普遍看重,这大大推动了全球范围内倒车防撞报警器的普及,很多车厂将汽车倒车防撞报警器作为某车型的全系标配。汽车防撞报警器的市场份额在5年的时间内从14.3亿美元增加到29.3亿美元。
相比而言汽车工业起步较晚的我国,在汽车倒车防撞报警器研发领域较国际标准有不小的差距,但随着业内技术的不断提高,部分企业也参与到倒车防撞报警器的设计研发当中。
国内生产汽车倒车防撞报警器的厂家有很多,但大部分产品的性能不是很好,绝大部分产品的测量死区较多,超声波波束窄,对障碍物的高度也有要求,这使得国内的汽车倒车防撞报警器使用体验较差。
截至到2013年我国机动车保有量超过1.38亿辆,汽车倒车防撞报警器保有量超过4300万套,倒车防撞报警器普及率较高, 合资车中大部分车型汽车防撞报警器的普及率并不高，存在较大死区。
目 录
第一章 绪论 1
1.1研究背景及目的 1
1.2本次设计的要求 1
1.3国内外发展状况 1
1.4研究主要内容 2
第二章 超声波测距 4
2.1超声波 4
2.2超声波特性 4
2.3超声波测距原理 4
2.4影响超声波测距精度的主要因素 6
2.5本章小结 6
第三章 设计需求及总体方案 7
3.1设计需求及指标 7
3.2整体设计概述 7
3.3硬件选择 7
3.4本章小结 8
第四章 硬件系统 9
4.1硬件系统概述 9
4.2单片机最小系统 9
4.3超声波测距收发电路 12
4.4显示电路的设计 14
4.5报警电路 15
4.6温度补偿电路 15
4.7本章小结 16
第五章 软件设计 17
5.1软件设计思路及原则 17
5.2主程序设计 17
5.3超声波测距子程序 18
5.4液晶显示电路 20
5.5温度测量子程序 22
5.6按键子程序 24
5.7本章小结 24
第六章 系统调试 25
6.1系统调试 25
6.2综合测试 27
6.3测量结果分析 28
6.4报警功能的验证 31
6.5本章小结 31
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
/> 总结与展望 32
结束语 33
致 谢 34
参考文献 35
附录A 程序 36
第一章 绪论
1.1研究背景及目的
进入新世纪以来，人民生活质量大大提高,国民汽车的保有量大幅增长,汽车不再是人们眼中遥不可及的奢侈品,成为了家家户户中常见的交通工具。道路、停车场变的拥挤不堪,倒车总次数成倍增长,倒车时司机的视觉盲区增大,增加了安全驾驶难度,倒车安全问题显得尤为凸出,人们亟需一种倒车辅助装置。
汽车倒车防撞报警器是解决倒车安全问题的有效手段之一,它能够辅助驾驶员在倒车时判断车尾与障碍物的距离。减少了因后视范围受限、天气影响、驾驶技术不熟练等因素造成的事故。
超声波因其具有出色的抗干扰特性；优秀的指向性；定向发射能量集中,且在介质中传播的衰减系数较小、反射能力强等特点,超声波在非接触式测距领域拥有着广泛的应用前景[1]。目前,超声波测距正变得越来越精确,各项技术也变得成熟,适用的场合丰富,随着物联网的快速发展,超声波测距技术一定会出现在更多的智能产品中,满足人们更精确,更快捷和智能的测距需求,同时也将促进社会生产的进程和提高人们的生活质量,成为一项不可或缺的技术。
随着人类活动的不断扩展及工程需求,传统的有线测量方式在各种危险、恶劣、有害的环境下显得力不从心,那是人们无法到达的地方。无线测量(非接触式测量)正逐步发展起来,小到汽车上的防撞测距,大到工业活动中对位移、距离的探测;矿井及管道的测距都有无线测量的前景[2]。
本系统的核心是基于STC系列的89C52单片机进行设计的,51单片机作为一种优秀的嵌入式解决方案,受到市场的广泛好评和应用,也是各大高校单片机教学的主要系列,以此为设计具有广泛的代表性。
1.2本次设计的要求
熟悉STC89C52单片机内部各个寄存器的参数配置以及使用方法；
完成汽车倒车防撞报警器的整体设计；
完成汽车倒车防撞报警器的硬件设计；
完成汽车倒车防撞报警器的软件设计；
完成汽车倒车防撞报警器的仿真实现；
完成汽车倒车防撞报警器的实物制作。
1.3国内外发展状况
当下,随着电子技术的不断发展与突破,采用超声波测距原理的汽车倒车防撞报警器得到了广泛应用。全球范围内,各大汽车电子厂都在研发生产新一代倒车防撞报警器。如BOSCH、DENSO、VALEO等大厂将产品整合在汽车安全系统内,更加智能、方便的满足用户对驾驶安全的要求。截至到2013年,全球倒车防撞报警的总装配量超过3880万套,同比增长24.6%;随着汽车产量和销量的不断走高,倒车防撞报警器的单价屡创新低,人们的对汽车行驶安全的配置普遍看重,这大大推动了全球范围内倒车防撞报警器的普及,很多车厂将汽车倒车防撞报警器作为某车型的全系标配。汽车防撞报警器的市场份额在5年的时间内从14.3亿美元增加到29.3亿美元。
相比而言汽车工业起步较晚的我国,在汽车倒车防撞报警器研发领域较国际标准有不小的差距,但随着业内技术的不断提高,部分企业也参与到倒车防撞报警器的设计研发当中。
国内生产汽车倒车防撞报警器的厂家有很多,但大部分产品的性能不是很好,绝大部分产品的测量死区较多,超声波波束窄,对障碍物的高度也有要求,这使得国内的汽车倒车防撞报警器使用体验较差。
截至到2013年我国机动车保有量超过1.38亿辆,汽车倒车防撞报警器保有量超过4300万套,倒车防撞报警器普及率较高, 合资车中大部分车型汽车防撞报警器的普及率并不高，存在较大死区。
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