超声波检测系统倒车雷达的设计(传感器的设计)

1、超声波检测系统倒车雷达的设计设计背景。项目来源、需要解决的问题等。随着社会的不断发展，尤其是近几年来，汽车已逐渐成为人们不可或缺的交通工具。然而，由于汽车的普及，汽车所萌生的一系列问题正渐渐凸显出来。倒车，是每位驾驶员都必须掌握的技能，如同前行一样需要小心谨慎，每年都有倒车引起事故的报道，轻则对自己的车和他人的财物造成损伤，重则可能危及人的性命，尤其是对儿童危害较大，他们体型较小，仅从后视镜来获取视野指导倒车仍有可能会对人们造成伤害。现如今后视镜已越来越不能满足人们安全倒车的需求了。因此，增加汽车的后视能力，研制汽车后部探测障碍物的倒车雷达便成为近些年来的研究热点。安全避免障碍物的前提是快速、

2、准确地测量障碍物与汽车之间的距离。为此，设计了以单片机为核心，利用超声波实现无接触测距的倒车雷达系统。本系统介绍了一种基于51单片机的超声波测距倒车系统的设计，该系统可以精确测得车尾与障碍物的距离，指导司机安全倒车。倒车雷达是汽车倒车停车时的安全辅助装置，能够以声音或者直观的显示来告知驾驶员驾驶车辆周围障碍物的情况，帮助驾驶员解决泊车倒车时前后左右探视所引起的困扰。超声波倒车雷达系统一般由超声波传感器、控制器和报警装置等部分组成。现如今市场上的倒车雷达大多采用超声波测距原理，驾驶员在倒车时，启动倒车雷达，在控制器的控制下，由超声波探头发送超声波，在遇到障碍物后产生回波信号，传感器接收到回波信号

3、后经处理器进行数据处理，判断出障碍物的位置，通过声音、数据、图像等形式为驾驶员提供信息和警示来告知驾驶员周围情况，从而使驾驶员倒车时做到心中有数，提高了驾驶的安全性。设计指标要求。()测量距离一()倒车距离大于时，报警器不响；倒车距离在一时，报警器断续的响；倒车距离在一时，报警器较急促的响倒车距离小于时，报警器连续响，并且发光二极管发光。设计过程。根据指标要求选择传感器、采集系统、处理系统、控制显示系统等，并给出具体公司、型号等。1.超声波测距原理超声波测距是通过不断检测超声波发射后遇到障碍物所反射的回波，从而测出发射和接收回波的时间差然后求出距离，式中的为超声波波速。由于超声波也是一种声波，

4、其声速与温度有关在使用时，如果温度变化不大，则可认为声速是基本不变的。如果测距精度要求很高，则应通过温度补偿的方法加以校正。声速确定后，只要测得超声波往返的时间，即可求得距离。这就是超声波测距仪的机理。2.系统设计原理整个系统由单片机控制，超声波传感器采用收发分体式，分别是一支超声波发射换能器和一支超声波接收换能器。超声波信号通过超声波发射换能器发射至空气中，遇被测物反射后回波被超声波接收换能器接收。进行相关处理后，输入单片机的脚产生中断，计算中间经历的时间，同时再根据具体的温度计算相应的声速，根据计算公式就可得出相应的距离用来显示，当然在一些场合也可根据需要，设置距离报警值。系统框图如下图1

5、所示：图1系统框图.单片机选用与设计系列单片机中典型芯片采用引脚双列直插封装形式，内部由，的，的，个的定时/计数器和，个的端：P,3一个全双工串行通信口等组成。特别是该系列单片机片内的可编程、可擦除只读存储器，使其在实际中有着十分广泛的用途，在便携式、省电及特殊信息保存的仪器和系统中更为有用。该系列单片机引脚与封装如图2所示。1PL.0AT89C51VCCPL.lPO.W(AEO)PL.2P0.1(ADl)PL.3P0.(AD2)PL.4PO.3(AD3)PL.5P0.(AD4)PL.6P0.5(AD5)PL.7P0.(AD6)RSTP0.7(AD7)P3.0(RXD)-EA/VPFP3.L(

6、TXD)ALEJPR.OG-P3JINT0)PSENP33(IFTTTJP2.7/(A15)P3.4Cra)P2.6/(A14)P3.5(T1)P2.5/(A13)P3.鼠画P2.4/(A12)P3/7C画P2.3/(A11)XTAL2P2.2/(MO)XTAL1P2.1W)GNEP2.0/(AS)4023933S4375366357348339321031113012汨132S142715261E25n24IE2319222021图单片机结构及引脚图系列单片机提供以下功能：存储器；B条线；个定时/计数器；个级中断源；个全双向的串行口以及时钟电路。空闲方式：停止工作，而让、定时/计数器、串行口

7、和中断系统继续工作。掉电方式：保存的内容，振荡器停振，禁止芯片所有的其他功能直到下一次硬件复位。.超声波传感器的选择与设计超声波传感器按收发方式一般可分为两类：一类是发送和接收是两种不同的分体式超声波传感器，此类传感器测距有效范围比较大，但不具备防尘防水功能；另一类是具有双向的发射接收功能的收发一体式超声波传感器，如0不仅用于发射超声波，也用于接收超声波，此类超声波测距范围比较小，防尘、防水性能好。根据本设计所处的环境要求，本系统选用的超声波传感器为超声波传感器选用西安新敏电子公司的工作频率为：工作温度为：-2070存储温度为：-3080（1）超声波的发射电路设计构成的超声波发射电路从的脚输出

8、的的振荡脉冲驱动工作，使之发射出的超声波信号。电路工作电压为，工作电流为。超声波发射单路的设计如下图所示：R1U12kRP4.7k（）超声波图3电路设计工作温度为：-2070存储温度为：-3080（1）超声波的发射电路设计构成的超声波发射电路从的脚输出的的振荡脉冲驱动工作，使之发射出的超声波信号。电路工作电压为，工作电流为。超声波发射单路的设计如下图所示：R1U12kRP4.7k（）超声波图3电路设计AiR2100Q上M集成电路f收的专用芯片，款红外线检波常用于视机红外遥控控常用的载波频482接近，可以利用它制作超声波检测接收电路。，声波接收电路图的设计如下图接收器。考虑到红外遥控所示：InF

9、与测距的超声波频率6较为O.OluF1CX20106AC4图接收电路图的引脚注释:C4图接收电路图的引脚注释:脚：超声波信号输入端，该脚的输入阻抗为K脚：超声波信号输入端，该脚的输入阻抗为K。脚：该脚与之间连接串联网络，它们是负反馈串联网络的一个组成部分，改变它们的数值能改变前置放大器的增益和频率特性。增大电阻或减小C将使负反馈增大，放大倍数下降，反之放大倍数增大。但的改变会影响到频率特性，一般在实际使用中不必改动，推荐选用参数为R4.7。3.3*。脚：该脚与之间连接检波电容，电容量大为平均值检波，推荐参数为3.3HF。4脚：接地端。脚：该脚与电源端接入一个电阻，用以设置贷通滤波器的中心频率，阻值越大，中心频率越低。脚：该脚与之间接入一个积分电容，标准值为，如果该电容取得太大，会使探测距离变短。7脚：遥控命令输出端。脚：电源正极，-5.报警电路的设计报警信号由单片机输出，提供声光报警信号，电路由电阻、三极管报警电路图图显示电路的设计、蜂鸣器、发光二极管组成。当汽车距离障碍物的距离不同响铃不同;当汽车距离障碍物的距离小于时，发光二极管发光，并且铃声响。当测量值高于设定的报警值时，停止发光报警声响。报警电路的设计如下图5所示：报警电路图图显