产的倒车雷达专用控制芯片为核心的电路，芯片是用纯硬件方式实现倒车雷达主机功能，将倒车雷达需要的主要元件都集成在了单芯片中，提高了集成度，并且不需要软件编程，从而降低了设计难度。在实际应用中可把该模块设置为受汽车倒车挡控制上电，使得系统更具自动化。当汽车置于倒车挡时，倒车雷达发射超声波进行测距置于其它挡，倒车雷达不工作。该模块以为周期检测车后障碍物到汽车的最小距离并输出报警信号，报警信号以数据包格式输出，每个数据包包括个字节，格式和内容如下所述。第个字节第字节高四位为起始标志，用于说明此报警数据是倒车模式下的数据还是扒车模式下的数据，倒车模式是，扒车模式是。第字节的低两位用于输出附加消息，输出数据指示或探头是否进入环境适应模式，表示探头是否进入环境适应模式，表示进入环境适应模式，表示正常倒车模式表示探头是否进入环境适应模式，表示进入环境适应模式，表示正常倒车模式。第四位和第三位表示最近障碍物的方位，表示是探头方向，表示是探头方向，表示是探头方向，表示是探头方向。如表所示。表第字节数据格式第二个字节见表，和表示号探头检测到的障碍物的危险等级，危险等级分为安全警告危险停车级，分别用表示。例如第二字节数据为，表示第个探头检测到危险状态，第二个探头检测到警告状态，第三和第四个探头为安全状态。表第二字节数据格式南华大学电气工程学院毕业设计第页，共页第三个字节输出最近障碍物的距离值，数据格式如表所示，和表示最近障碍物距离的第位数据，按编码，最大值为表示最近障碍物距离的第二位数据，按编码，最大值为表示第三位数据，表示，表示。其中最高位默认为。表第三字节数据格式上位机接收数据程序设计上位机接收数据子程序利用单片机串口中断接收雷达模块传送过来的数据，并把数据与上次发送的数据进行比较，如果数据中的距离值小于上次或两个数据都来自同个雷达模块，就判断此次数据满足发送条件，置发送就绪标志位，通知发送数据子程序可以发送数据。其中利用定时计数器的中断来计算串口的接收超时，因为雷达模块发送数据的周期为，发送数据大小为三个字节，波特率为，三个字节是连续发送，计算下来相邻字节之间接收相差，可判定没有接收完整三字节数据，定义为超时，清空接收数据缓冲区，等待接收下次数据。定时计数器的接收超时中断相对比较简单，这里不作介绍。接收数据子程序流程图如图所示。南华大学电气工程学院毕业设计第页，共页图上位机接收数据子程序流程图开始接收数据接收数据完整小于前次发送数据接收地址与前次发送地址相同置发送就绪标志地址正确帧头正确清接收缓冲区有接收中断返回开始南华大学电气工程学院毕业设计第页，共页上位机发送数据程序设计发送数据子程序利用单片机的串口向下位机发送数据，采用查询中断发送。由于系统采用两个雷达模块，对应每个模块会用个发送就绪标志位，轮流查询。下面的子程序流程图没有分别针对两个发送就绪标志位而作图，作了个通用的流程图。上位机发送数据子程序流程图如图所示。图上位机发送数据子程序流程图根据通信协议包装数据发送数据包清发送就绪标志位发送就绪标志位置位上次发送结束全部数据发送完返回开始南华大学电气工程学院毕业设计第页，共页下位机软件设计下位机程序主流程图下位机负责接收上位机传送过来的数据，进行校验处理后，用液晶显示器显示距离，蜂鸣器发出警报，扬声器发出语音提示。下位机主程序流程图如图所示。图下位机程序主流程图初始化单片机开始初始化液晶模块上位机有数据发送进来数据正确报警调用液晶显示程序调用下位机接收数据程序调用语音提示程序返回南华大学电气工程学院毕业设计第页，共页下位机接收数据程序设计下位机接收数据子程序利用控制中心单片机的串口接收中断接收上位机发送过来的数据，校验数据正确就置数据标志位，通知液晶显示子程序显示。串口接收中断的程序流程图介绍如图所示。图串口接收数据程序流程图中断标志接收计数标志帧头正确地址正确存储数据，正确存储数据，数据开始返回南华大学电气工程学院毕业设计第页，共页液晶显示程序设计模块负责显示最近障碍物距离，并动态显示辆小汽车与超声波发射波形，既形象又直观。程序设计中需要提前利用位图转换成数据工具获得小汽车与超声波波形的静态位图数据，设计中利用清华蓬远的液晶字模图形模提取工具提取得汽车与波形的图形模，然后在显示中再调用图形模来显示，其程序流程图如图所示。图液晶显示程序流程图显示模块采用软件进行仿真，这样可以直观的看到设计目标的显示功能。通过动态显示可以很好的帮助驾驶员了解汽车后面的情况。但在开始使用时，驾驶员应下车观察实际情况与测量情况有无太大偏差。这样才能在以后的使用中更好的把握显示的测量情况。显示模块仿真图如图和图初始化显示文本显示最小距离计算显示汽车与波形的位置显示汽车显示波形数据开始返回南华大学电气工程学院毕业设计第页，共页所示。图显示模块仿真电路图图显示信息语音报警程序设计当倒车距离大于时语音提示为倒车安全当倒车距离在之间南华大学电气工程学院毕业设计第页，共页时，语音提示为倒车当倒车距离在之间时，语音提示为倒车小心当倒车距离在之间时，语音提示为倒车危险当倒车距离小于时，语音提示为非常危险，紧急停车。报警子程序流程图如图。图语音报警程序流程图发命令延时发命令放音指令录音指令放录音完否延时发命令发命令地址发命令延时发命令地址返回南华大学电气工程学院毕业设计第页，共页软件调试简介在单片机软件设计调试中般会用到编程器和仿真器，前者用于烧录程序，后者用于仿真程序，但两者价格都在几百元以上，比较昂贵。根据实际情况在系统软件调试中采用了下载程序调试具体下载见第三章所述，改正程序后直接烧录进单片机看运行结果，不正确继续修改再烧录程序。这种调试方法虽然比较麻烦，对单片机影响也比较打大，但对于学生来说是个实惠又科学的方法了。系统方案的扩展本设计不是成本最低，性价比最好的倒车雷达系统方案，例如所引用的新型总线是为了更多汽车设备的扩展而引入的，本系统还可进行很多扩展，现列举部分如下可将报警器加以改进发展，可通过加入语音芯片，向司机发出人声警告危险级别，并报告距离，同时可以在倒车时能重复发出倒车，请注意的语言警告声提醒行人注意。在本系统中所用的最突出特点之就是能连接多达个从路节点，并能够给从机通信接口提供电压，并可输出和的电源电压供给从机设备使用，可节省为从机单独提供电源的麻烦，经济又方便。使用该总线可为以后实现汽车电器网络化做好准备。本系统使用的是总线传输，但只是用在倒车雷达测距报警系统中，为了节省成本，也可考虑上位机与下位机采用无线通信，安装在车尾的上位机接收到数据，然后通过无线发送模块发送数据，安装在驾驶室的下位机通过无线接收模块接收到数据并显示出来。南华大学电气工程学院毕业设计第页，共页总结课题主要完成对基于超声波测距的倒车雷达系统的硬件电路设计软件设计和系统调试。本系统利用超声波测距的原理检测系统与障碍物之间的距离，并通过蜂鸣器报警和数码管显示距离信息。该超声波倒车雷达系统在自成系统的基础上具备总线接口可实现整车数据共享，顺应了汽车电器发展趋势，是倒车雷达设计的新概念。本课题概括地说，完成以下几项工作了解超声波的概念性质和超声波传感器的工作原理，研究了超声波测距的基本原理理解基于芯片的超声波测距倒车雷达模块的工作原理选用宏晶科技公司生产单片机作为雷达倒车系统通信的主控芯片，并能为以后的汽车电子设备扩充而使用。选用公司的单片机为从机的控制芯片，进行接收报警和显示控制。学习研究了芯片各模块的功能及使用引进了新型总线，通过硬件搭建和软件调试，学习到了该总线的新型功能，它市场前景广阔绘制系统的上位机中心通讯接口设备端通讯接口下位机下载单元的电路原理图，并制作电路编写各模块子程序，并用软件和软件进行软件调试和仿真将各子程序综合，完成系统的主程序流程设计，并调试成功利用系统进行实验，得出进步改善系统功能的想法。南华大学电气工程学院毕业设计第页，共页参考文献南建辉,熊鸣,王军茹单片机原理及应用实例清华大学出版社,李朝青,刘艳玲,沈怡麟,等单片机与机网络通信技术北京航空航天大学出版社,张洪润,马平安,张亚凡单片机原理及应用科学出版社,李广弟,朱月秀,冷祖祁单片机基础北京航空航天大学出版社,王欢基于总线的倒车雷达研究哈尔滨工业大学,,杨明发高性价比倒车雷达的研究机电技术季刊,福建省机械科学研究院,年期，,何希才集成电路及其应用实例科学出版社,丁镇生传感器及遥测技术电子工业出版社,数据手册成都国腾微电子有限公司,南京优倍电气有限公司数据手册曦阳家居智能化科技发展有限公司,南京优倍电气有限公司数据手册曦阳家居智能化科技发展有限公司,图像点阵液晶显示模块使用手册广州捷胜吉电子科技有限公司,肖炎根基于超声波的倒车雷达系统设计电子元器件