1、 毕业设计文献综述 电气工程及其自动化 倒车防撞系统的设计 引言 随着社会的不断进步与发展，人们的生活水平不断提高。在现在人们的眼里，车子已经是必备的代步工具了。相比以前的代步工具，车子有很多的优势与特点，速度快同时有较高的安全性，能防风挡雨。这是其他私人的日常交通工具所无法具有的。就此而言，车子的不断增多时在所难免的，这样势必会造成城市交通拥挤，撞车事故也越来越多，停车时也越来越困难。随之而来的是倒车和停车的问题成为困扰光大驾驶员的一大难题，并且由倒车时发生的刮擦事故尤为突出。然而现在的车子还有很多汽车没有 安装倒车雷达系统，归其原因就是成本较高，像倒车雷达这种产品的使用性，市场是认可的，必
2、然会带动产品的开发与研究。但是现在在市面上流行的倒车雷达种类繁多，基本上价格也不便宜，少则几百多则上千。所以研究与设计一种实惠经济的，可靠性强的倒车防撞雷达系统显得非常有市场前景。 正文 车在我们日常生活中可以说是非常常见的，它的应用范围很广，但在汽车的附件当中有一种系统非常重要。那就是倒车防撞雷达系统，这种系统可以很有效地加强你的后视能力，并且能很容易的让你完成倒车动作。知道有这么一种系统我们就要知道其工作原理。现 在倒车防撞雷达系统有很多种。 基于 AT89C51单片机的超声波测距倒车防撞系统最为常见。以下是系统的主要部件的： （ 1） AT89C51 单片机 整个系统的控制部分的核心是
3、ATMEL 公司生产的 AT89C51 单片机。其作用就是控制超声波的发射与接收电路。接收后对计时器的记数结果进行计算，吧结果输入显示屏，还有蜂鸣器来控制整个报警电路的工作。芯片内集成了通用 8为中央处理器和 ISP Flash 存储单元， AT89C51 还具有如下特点： 40 个引脚，128bytes 的随机存取数据存储器， 32 个外部双向输入与输 出接口， 2 个 16 位可编程定时计数器， 4k bytes flash 片内程序存储器， 2 层中断嵌套中断 5 个中断优先级，看门狗电路， 2 个双串行通信口，片内置时钟振荡器，基本上可以满足系统的设计要求。 （ 2）超声波的工作原理
4、倒车雷达的测距方法有很多种。有红外的，有相位差测距的。但是超声波测距的应用最为广泛，超声波是一种震荡频率高的机械波，其频率一般都是40KHZ，换能晶片在电压的激发下发生震动产生超声波。超声波测距的原理为：单片机给超声波电路输入频率为 40KHZ 的 PWM 波，与此同时启动计时器计时为 T0， 40KHZ 的 PWM 波经过超声波内部震荡电路，震荡出机械波，机械波在通过空气为媒介传播到被测物体上，在被测物体上超声波进行反射后再被超声波接收电路接收，在接收电路接收到超声波时，计时器 T0 停止计时，超声波其实就是一种声波，而我们能听到的声音频率在 2KHZ20KHZ 之间，所以没法听到超声波。但
5、是超声波的在空气中的传播速度还是和一般的声音是基本上一样的，也就是说超声波的速度约等于 340m/s,然后利用公式 S=CT/2 得到距离，其中 C 为超声波在空气中的传播速度，可以直接用 340m/s 代进去计算， T 为计时器所计算的 T0，这样 超声波传感器到物体之间的距离就可以计算出来了。 2 5 (3)LM356 芯片 工作原理：芯片的 5 号和 6 号脚接的是定时电阻和电容。这个决定了锁相环内部的压控振荡器中心频率。 2 号管脚接地，在之间接一个电容 C2。 2 号管脚外接的电容 C2 是对锁相环捕捉的带宽 Bw 是有一定影响的。 1 号脚接地，之间接一电容 C1，是正交相位检波器
6、所输出的滤波，它的电容值和 2 号管脚的 C2 相比要大很多，至少应该是 C2 的两倍大小。 3 号管脚是信号的输入端，输入的信号的幅度要求应该大于 25mV，其最适合的值为 200mV 左右。当 LM567 输入的信 号的频率和内部的振荡中心频率出不多时，那么芯片的逻辑输出端，即 8 号管脚将会从高电平跳为低电平，从而输出一个反向的脉冲。 8 号管脚不但可以用来选频，还可以用来形成反向脉冲。改变这边电阻 Rp 值的大小可以改变选频的频率。因为 8 号管脚是集电极开路时输出，所以在实际应用中，芯片的 8 号管脚上就要接一个上拉电阻到正极 VCC 处。 （ 4）温度补偿电路 超声波在空气中的速度
7、受到温度变化的影响。温度补偿电路采用美国的半导体公司生产的数字温度传感器。这种传感器在与单片机连接时只要一条接口线就可以实现单片机和传感器的双向通道。 DS18B20 传感器的测温范围较广，基本上不可能会超过我们平常的天气温度。固有测温分辨率为 0.5 摄氏度。这样这种传感器就是完全符合条件的。与此同时温度测温有在一定程度上可以弥补由温度带来的超声波的测距误差。 1 8 小结 经过文献的搜索与整理使我受益匪浅。倒车防撞系统的设计可以用很多种方式实现，但是经过我对这么多的文献的理解，我觉得还是用超声波测距的可靠性最强。而超声波的发射与接收传感器由集成芯片电路来完成。但是声波会受到温度的影响在空气
8、中的传播速度会有些变化，所以测出的距离有可能会有点误差，从而加入一个温度补偿电路来减少整个系统的误差来达到设计的目的。 参考文献 1段永霞，徐杰，徐杓 .基于 AT89C51 单片机倒车防撞预警系统设计 J.解放军坦克学院，安徽 233050 2王红云 .基于超声波测距的倒车雷达系统设计 J.军械工程学院，河北石家庄0500003 3冯诺 .超声手册 M 南京 ,南京大学出版社， 2002 4肖质红 .超声波测距仪在汽车安全系统中的应用 J.浙江万里学院学报， 2007，（ 5）； 43-46 5徐国华 .超声波测距系统的设计与实现 J.电子技术应用， 1995，（ 12）： 6-7 6田胜军，秦宣云，何永强 .基于超声波测距系统的温度补偿电路设计 J.微计算机信息， 2007， 7官国仕，陈劲松 .基于单片机的倒车防撞报警系统设计 J.宜宾学院实验中心，四川宜宾 6440000 8陈双全 ,基于 .AT89C51 单片机倒车雷达的研制 J.武汉船舶职业技术学院 武汉 430050
