我的毕业设计倒车雷达正式

摘要超声波汽车倒车探测器是一种能够实时显示车后障碍物状况的汽车倒车辅助装置。在现实生活中应用十分广泛。本文根据声波在空气中可定向发射和反射的原理，以超声波换能器为接口部件，应用单片机技术设计了一套超声波测距系统。文章提出了微处理器控制的超声波汽车倒车测距系统的设计方案。微处理器计算超声波从发射到接收的时间，在数据处理中采用温度补偿技术对超声波在空气中的传播速度进行修正，计算出距离，并根据障碍物与车尾的距离远近情况发出不同等级的报警声，同时显示车后障碍物与车体的距离。论文概述了超声波探测器的开展状况及根本原理。对测距系统发射、接收、检测、显示等局部的设计方案进行了分析。从系统的性能需求、实用要求出发，对系统组成、检测原理和方法作出选择并对软硬件进行了设计。文章详细表达了系统的硬件设计过程，并给出了系统软件设计程序流程图，通过误差分析，说明了系统应用的实用性。关键词：超声波距离测量单片机

AbstractTheultrasonicwaveautomobileback-draftdetectorisonekindauxiliaryunitthatcandisplaytheconditionoftheobstaclebehindthevehicleinrealtime．Itappliesextremelywidelyinthereallife．Inthispaper，accordingtothetransmissionreflectiontheoryofwaveintheair，usingsupersonictransducerasinterfaceunitandapplyingmonolithicmachinetechniquestodesignaseriesofbusultrasonicmeasuringsystem．ThispaperintroducesthedesignofultrasonicrangesysteminBackCarbasedonmicroprocessor．Themicroprocessorcontrolthetimeandtransmittingandreflectingbackofultrasonic，thedistancecanmeasurethroughcalculatingthespeedofultrasonicincar,andusethetemperaturecompensationamendmentinthedataofthespeedprocessing．Thesystemcanalertaccordingtothechangingdistance,thedistancecouldbedisplayedonrealtimeaswell．Thispapersummarizesthedevelopmentandfundamentalprincipleofultrasonicdetection.Andthenthetransmission,receiver,detection,displayschimeofthisdistancemetersystemisbroughtout.Startingfromtheperformancedemandandrequirementofutility，theopinionistochoosethesystemcomponent，testingtheoryandmethods，designboththehardandsoftware．Itdescribesthehardwaredesignofthesystemindetail，andprovidestheproceduralflowchartofsoftwaredesign．Itexplainstheappliedfunctionofthesystemthroughtheerroranalysis．Keywords:ultrasonicdistancemeasurementmicrocomputer目录前言11概述 .4中断程序设计外部中断0中断计时器T0停止读取温度值计算声速读取时间值及声速计算距离图4.3中断测距程序流程图结束开始在启动发射电路的同时启动单片机内部的定时器T0，利定时器的计数功能记录超声波发射的时间和收到反射波的时间值，当收到超声波反射波时，接收电路输出端产生一个负跳变。在INT0端产生一个中断请求信号，单片机响应外部中断请求，执行外部中断效劳子程序，提取时间及温度值根据温度补偿方法计算距离。温度补偿通常采用方法是每次按照公式：v=331.4+0.61T〔外部中断0中断计时器T0停止读取温度值计算声速读取时间值及声速计算距离图4.3中断测距程序流程图结束开始温度补偿通过软件编程由单片机实现，系统采用软件来实现补偿。其局部源程序如下：PUSHPSWPUSHACCCLRTR0；关闭定时器T0

CLREX0；关外部中断0

MOVR7，TH0；读取时间值

MOVR6，TL0

CLRC

MOVA，R6

SUBBA，#0BBH；计算时间差

MOV31H，A；存储结果

MOVA，R7

SUBBA，#3CH

MOV30H，AM3：提取温度值，计算声速M4：提取声速，计算距离

SETBEX0；开外部中断0MOVTH0，#00HMOVTL0，#00H

POPACC

POPPSW

RETI4.5报警及显示驱动程序判断距离发光二极管快闪报警器间歇鸣LED显示距离发光二极管慢闪发光二极管长亮报警器长鸣报警器间歇鸣LED显示距离LED显示距离100-50cm开始结束小于50cm150-100cm图4.4报警及显示流程图MC14499每一次可接收20位串行输入数据，前4位用于控制数码管的小数点显示，后16位是4个数码管的判断距离发光二极管快闪报警器间歇鸣LED显示距离发光二极管慢闪发光二极管长亮报警器长鸣报警器间歇鸣LED显示距离LED显示距离100-50cm开始结束小于50cm150-100cm图4.4报警及显示流程图主单片机对MC14499的串行通讯的标准发送程序如下：START：MOVR0，#33HCLRP1.0M0VR1，#03HLOPI：MOVA，@R0LCALLRSUBINCR0DJNZR1，L0PlSETBP1.0RSUB：M0VR2，#08HL0P2：SETBP1.1RLCAMOVP1.2，CCLRP1.1DJNZR2，L0P2RETRET显示程序如下：DISP：CLRP1.0；清CLKCLRP1.2；清ENMOVR2，#04；置传送位数MOVA，#00LCALLW14499；调送数显示MOVA，@R1；读要显T的数MOVR2，#08；置传送位数LCALLW14499INCR1MOVA，@R1MOVR2，#08；置传送位数LCALLW14499SETSP1.2；置EN位RETW14499：SETSP1.0；清CLKRLCA；准各逐位送数显TMOVP1.1，C；将数移入DACLRP1.0；清CLKDJNZR2，W14499RET5效能分析所侧结果在环境温度为20℃时，通过皮卷尺和倒车测距仪对照测量，测得数据如下表所示：表5-1效能分析实际距离〔cm〕测量距离〔cm〕相对误差〔%〕1010.772021.36.53031.13.74041.43.56059.1-1.5100100.40.4140142.31.6200194.2-2.9300295.7-1.4从表中分析，可以看出在距离60cm-300cm范围内，测量误差根本满足要求，小于3cm误差较大。产生误差的原因主要来自温度，以及超声波发射器和接收器间小距离间隔，导致信号直接传递或屡次反射。结论超声波测距是一种非接触测距，在很多应用场合有其它方式不可比较的优越性。本文在研究超声波测距原理的根底上，设计了一套基于AT89C2051单片机的低本钱、高精度超声波汽车倒车探测器，具体完成了以下一些工作：(1)对超声波汽车倒车探测器产生背景，开展历程及应用现状进行深刻认识根据使用现场环境及实际需求，提出了几种测量方案，并且详尽地分析了每种方案的误差及优劣。(2)分析了造成超声波测距误差的温度因素，并给出了误差修正公式，推导出了超声波在空气中传播速度的线性化公式。(3)硬件中采用温度采集电路来补偿声速。进一步提高了测量精度。(4)硬件中采用声光报警及数码距离显示，直观详细的把测量结果显示给驾驶人员。(5)基于模块化程序设计思想，开发了软件程序模块，并进行了软硬件仿真调试。通过设置单片机内部计数器的计数频率，提高了测量的分辨率和精度，且通过有效延时，避开了发射到接收串扰的“敏感时间”。本设计虽然做了很多改良和创新,但是还是存在一些问题。比方很难消除恶劣天气及复杂路况的影响。解决这样的问题就需要采用多传感器融合技术。通过老师的帮助和借鉴经验人士的思想和电路以及自己的创新顺利设计出能够满足设计要求的超声波汽车倒车探测器。实验证明，本探测器的性能比较稳定，硬件设计中充分考虑回波信号的复杂性和不稳定性，对其进行放大、滤波与检波处理，并增加了温度补偿装置修正了声速因温度变化带来的偏差。而且能够实时显示距离和声光报警。软件设计中采用结构化程序设计方法，结构简洁。较好的完成此次设计任务。致谢在我进行毕业设计的学习和论文的撰写过程中，有许多老师和同学给予我大量的支持和帮助，在此我对他们表示衷心的感谢，在我即将完成学业之际，我要向我的导师阎有运老师致以祟高的敬意和深深的谢意。我能顺利的完成课题和论文与老师们的精心指导和辛勤劳动是分不开的。老师以他们踏实肯干、孜孜不倦的工作精神影响着我，使我在学习上不断提高进步，在我在今后也将受益无穷。在此我还要感谢同宿舍舍友在学习、生活上的帮助。还有网上很多专业的人士，总在我最需要的时候，给我无私、耐心的帮助，解决各种各样的问题。最后，衷心的感谢家人的关心，理解和支持!参考文献[1]康光华.电子技术根底〔模拟局部〕.北京：高等教育出版社，1999[2]康光华.电子技术根底〔数字局部〕.北京：高等教育出版，2004[3]余发山.单片机原理及应用技术.北京：中国矿业大学出版社，2003[4]何立民.单片机应用技术选编.北京：北京航空航天大学出版社，2000[5]徐爱华.单片机应用技术教程.北京：机械工业出版社，2003[6]王元庆.新型传感器原理及应用.北京：机械工业出版社,2002[7]孟立凡,郑宾.传感器原理及技术.北京：国防工业出版社,2005[8]郝芸传.感器原理与应用.北京：电子工业出版社,2002[9]何道清.传感器与传感器技术.北京：科学出版社,2004[10]宋文绪,杨帆.传感器与检测技术.北京：高等教育出版社,2004[11]张谦琳.超声波检测原理和方法.北京：中国科技大学出版社，1993[12]张胜全.D18B20数字温度计在微机温度采集系统中的序编制.南京：南京大学出版社，1998[13]锻九州.放大电路实用设计手册.沈阳：辽宁科学技术出版社，2002[14]牛余朋.基于单片机的高精度超声波测距电路.电子世界2005年5期[15]苏伟、巩壁建，潘笑.超声