专业综合设计报告超声波倒车雷达

专业综合设计报告设计课题：超声波倒车雷达专业班级:学生姓名：学号:指导老师:设计时间:目录TOC\o"1-5"\h\z一、设计要求3二、方案设计与论证3超声波测距原理4四、倒车雷达系统总体方案设计41、定时器部分程序设计：52、数据计算部分：63、指示灯/声音报警显示部分：6五、程序流程图：6六、仿真10七、结论与心得10七、参考资料10一、设计要求本题目要求制作出的倒车雷达可实现如下功能：1、有效测距范围不小于1.5m,最大误差不超过0.01m;2、支持多路输入；3、有声光报警。二、方案设计与论证本次设计的倒车雷达预警系统主要是针对汽车倒车时人无法目测到车尾与障碍物体的距离而设计开发的。该系统将计算机技术与超声波的测距技术、传感器技术等相结合，可检测到汽车倒车中，其障碍物与汽车的距离，通过相应的指示灯和声音报警体现距离。目前的测量方法有很多，按照工作方式分主要有激光、超声波、红外、毫米波等一些测量方法，它们的工作原理虽然不完全一样，但最终作用都是通过不同的探测方法判断车后方障碍物与本车的相对距离，并根据程序中定义好的危险等级做出相应的预防措施。但较于其他的方式，超声波具有以下优点：超声波方式：超声波是频率大于20kHz的声波，具有方向性强、能量衰减缓慢、在介质中转播距离远等特点，用于测距计算方法简单，常用于非接触式距离测量，其传感器种类较多，由于超声波指向性强，在传输过程中能量损耗缓慢，反射能力强，经常被用于距离的测量。由于超声波测距的探测距离较短，主要用于倒车雷达等近距离测距。故本次设计采用超声波测距。下面简述超声波测距原理。超声波测距原理：单片机发出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t,然后求出距离：S=ct/2(1-1)式(1-1)中的c为超声波在空气中传播的速度，C=340m/s只要计算出发射和接收的时间差即可计算出车与障碍物的距离。图1-1超声波测距系统框图四、倒车雷达系统总体方案设计发射的信号———1rmn/WU接收的信号nnn处理后的信号―►L一时序电路超声波发射器件与单片机P3.4口连接，接收器件与外部中断0P3.2口连接，当器件发射超声波时，启动单片机内部定时计数器TO开始计时，当接收器件接收到回波时，经过外部整形放大电路对接收信号进行处理，单片机外部中断0接收到信号后，即时启动中断子程序停止计时，即可得到时间T,通过相应的数据处理即可得到距离。由公式S=ct/2可算出距离，其中C=340m/s,转换成C=34000cm/1000ms即34cm/ms,所以S=34t/2(cm/ms)=17cm/ms.公式(1-2)1、定时器部分程序设计：采用定时器/计数器T0,使其工作在方式1,定时为1ms,经过计算得T0的初值为TH0=0FFH,TLO=0CHR要P3.2没有接收至必言号，那么定时就一直循环，直到P3.2接收到信号为止。只要计算其循环次数即可知道时间。2、数据计算部分：在P3.2接收到信号后，停止定时器计数，提取其循环次数，即为t,将其代入公式（1-2）,运用乘法指令即可计算出距离。3、指示灯/声音报警显示部分：将设计要求中有效距离分为三个区间：150cm-100cm,100-50cm,小于50cm）用三个不用颜色的LDE丁分别与单片机连接，其中P2.0接绿灯（150cm-100cm,P2.1接黄灯（100-50cm）,P2.2接红灯（小于50cn）。将测得的距离与这三个区间比较，即可得到车距范围，当车距小于150cm寸，通过单片机启动声音报警部分电路。五、程序流程图：程序如下：ORG0000HAJMPMAINORG000BHAJMPIT0PORG0013HAJMPINTORG0100HMAIN:MOVSP,#60HMOVTMOD,#01HMOV40H,#0AHCLRAMOV42H,AMOVTH0,#0CHMOVTL0,#0FEHSETBET0SETBEASETBEX0SETBTR0HERE:ACALLHEREIT0P:PUSHPSWPUSHAccMOVTH0,#0CHMOVTL0,#0FEHMOVA,#01ADDA,42HMOV42H,ADJNZ40H,RETURNCLRAMOV42H,ARETIPOPPSWRETIINT:CLRTR0MOVA,#17MOVB,42HMULABMOV20H,ASUBBA,#96HJCDI0RETDI0:MOVA,20HSUBBA,#64HJCDI1CLRP2.0RETDI1:MOVA,20HSUBBA,#32HJCDI2CLRP2.1RETDI2:CLRP2.2六、仿真由于非常的短，通过按键模拟进行仿真时，人的反应时间远远大于超声波发射与接收的时间，故仿真不能直接实现，只能通过在程序上直接修改时间数据，才能实现功能仿真。七、结论与心得在这次课程设计中让我学到了很多。在这个过程并不像想象中的那么一帆风顺，我在设计中遇到过很多难题，甚至有些是自己从不曾遇到过的，一开始时就觉得很迷茫。在老师的指导和通过自己多方查找资料之后，就对这个课题有了进一步的了解。也不再觉得那么力不从心了。我认真总结了这次课程设计中遇到的难题和从中获得的经验，也认识到自己碰钉子多了，认真去寻找解决办法之后，发现自己懂的也多了。虽然这一次做设计多少有些困难，可能尽力了也没有能把这次的设计做的很成功。但是我会汲取这次的经验，认真把相关的知识学好。为以后的设计做好准备。人总是在挫折中成长。七、参考资料[1]何立民.单片机高级教程.北京航空航天大学出版社,2004.7[2]江世明、刘湘涛,单片机原理与应用.电子工业出版社,2006.8[3]何立民,单片机中级教程,北京航空航天大学出版社,1999.12[4]李华,MCU-51系列单片机实用接口技术,北京：北京航空航天大学出版社，1993.6[5]陈光