毕业论文：基于AT89C51单片机倒车防撞预警系统设计.doc文档27页优秀范文

在空气中衰减较快，而在液体及固体中传播，衰减较小，传播较远。

为了以超声波作为检测手段，必须产生超生波和接收超声波。

完成这种功能的装置就是超声波传感器，习惯上称为超声波换能器或超声波探头。

超声波传感器有发送器和接收器，但个超声波传感器也可具有发送和接收声波的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。

统具有如下特性小天线孔径具有较高的天线增益高跟踪精度和制导精度不易受电子干扰低角跟踪时多径效应和地杂波干扰小多目标鉴别性能好雷达分辨率高大气衰减谐振点可作保密传输。

但其价格昂贵，结构复杂。

超声波方式超声波是频率大于的声波，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。

超声波方式超声波是频率大于的声波，谐振点可作保密传输。

但其价格昂贵，结构复杂。

部分内容简介满足要求。

毫米波方式毫米波是微波的个波段，频率在，相应波长为。

毫米波电子系统具有如下特性小天线孔径具有较高的天线增益高跟踪精度和制导精度不易受电子干扰低角跟踪时多径效应和地杂波干扰小多目标鉴别性能好雷达分辨率高大气衰减谐振点可作保密传输。

但其价格昂贵，结构复杂。

超声波方式超声波是频率大于的声波，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。

汽车雷达按照其测距的方向可分为倒车雷达和前置雷达。

倒车雷达主要针对当前在拥挤的街道停车场以及人群当中倒车时时有发生的倒车碰撞事故而设计的。

它是在汽车以较低速度倒车行驶时，周期内不停检测车后障碍物到车的距离，当达到定危险距离时即时给予司机以声与光的形式的警告。

由于倒车雷达检测距离比较短，可选择红外线和超声波，而本文就是对超声波倒车雷达的具体分析研究。

目前，很高汽车生产商已经开始在生产的汽车当中加入超声波倒车雷达，些汽车维护部门已引进了这方的修理维护技术。

超声波介绍什么是超声波人们能听到声音是由于物体振动产生的，它的频率在范围内，而超声波是指频率高于的机械波。

超声波是种在弹性介质中的机械振荡，有两种形式横向振荡横波及纵和振荡纵波。

在工业中应用主要采用纵向振荡。

超声波可以在气体液体及固体中传播，其传播速度不同。

另外，它也有折射和反射现象，并且在传播过程中有衰减。

在空气中传播超声波，其频率较低，般为几十，而在固体液体中则频率可用得较高。

在空气中衰减较快，而在液体及固体中传播，衰减较小，传播较远。

为了以超声波作为检测手段，必须产生超生波和接收超声波。

完成这种功能的装置就是超声波传感器，习惯上称为超声波换能器或超声波探头。

超声波传感器有发送器和接收器，但个超声波传感器也可具有发送和接收声波的双重作用。

常用的超声波传感器可以分为二大类，是用电气方式产生超声波，如压电式磁致伸缩式超声波发生器二是用机械方式产生超声波，有加尔统笛液哨和气流旋笛等。

超声波传感器的应用超声在许多领域内比可听声的用途更加广泛，是基于以下凡个原因具有方向性，超声波的频率越高，则方向性越强。

在无损探伤水下声纳系统超声测距系统中方向性是个重要的考虑因素。

超声波的频率越高，则波长越越短，波长可以小到与超声传播媒介材料尺寸相比更小的程度。

在高分辨率探伤微小厚度测量高精度测距中，这点相当重要。

超声是不可听声，这样就避免产生噪声，因而超声具有绿色特性。

当超声发射器与接收器分别置于被测物两侧时，这种类型称为透射型。

适用于在空气中传播，工作频率般为及。

这类传感器适用于测距遥控防盗等用途。

透射型可用于遥控器防盗报警器接近开关等。

超声发射器与接收器置于同侧的属于反射型，分离式反射型可用于接近开关测距测液位或物位金属探伤以及测厚等。

超声波测距的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，然后求出距离式中的为超声波在空气中传播的速度。

限制该系统的最大可测距离存在四个因素超声波的幅度反射物的质地反射和入射声波之间的夹角以及接收换能器的灵敏度。

接收换能器对声波脉冲的直接接收能力将决定最小可测距离。

为了增加所测量的覆盖范围，减少测量误差，可采用多个超声波换能器分别作为多路超声波发射接收的设计方法。

由于超声波发球声波范围，其波速与温度有关，表列出了几种不同温度下的波速。

表声速与温度的关系温度声速波速确定后，只要测得超声波往返的时间，即可求得距离。

其系统原理框图如图所示。

图超声波测距系统框图单片机发出短暂的信号，经放大后通过超声波换能器输出反射后的超声波经超声波换能器作为系统的输入，锁相环对此信号锁定，产生锁定信号启动单片机中断程序，读出时间，再由系统软件对其进行计算判别后，相应的计算结果被送至数码管进行显示。

倒车雷达系统总体方案设计由单片机编程产生的方波，由口输出，再经过放大电路，驱动超声波发射探头发射超声波。

发射出去的超声波经障碍物反射回来后，由超声波接收头接收到信号，通过接收电路的检波放大积分整形及系列处理，送至单片机。

单片机利用声波的传播速度和发射脉冲到接收反射脉冲的时间间隔计算出障碍物的距离，并由单片机控制显示出来。

该测距装置是由超声波传感器单片机发射接收电路和显示器组成。

传感器输入端与发射接收电路相连，接收电路输出端与单片机相连接，单片机的输出端与显示电路输入端相连接。

其时序图如图所示。

图时序图单片机在时刻发射方波，同时启动定时器开始计时，当收到回波后，产生负跳变到单片机中断口，单片机响应中断程序，定时器停止计数。

计算时间差，即可得到超声波在媒介中传播的时间，由此便可计算出距离。

系统的硬件设计本系统硬件电路主要由单片机核心电路超声波发射电路超声波接受放大电路等组成。

单片机由于本课题所设计的超声波测距系统是以公司的位单片机为核心的，所以先简单的介绍下的些特性。

系列单片机中典型芯片采用引脚双列直插封装形显示初始化写指令写数据程序检查忙状态为时，忙，等待。

为时，闲，可写指令与数据。

液晶写指令函数选择写指令模式设置液晶为写模式使能端置低电平将要写的命令字送到数据总线上稍作延时是为了是数据稳定给使能端个高脉冲，初始化中已将使能端至低稍作延时将使能端置是为了完成高脉冲液晶写数据函数选择读指令模式设置液晶为写模式使能端置低电平将要写的命令字送到数据总线上稍作延时是为了是数据稳定给使能端个高脉冲，初始化中已将使能端至低稍作延时将使能端置是为了完成高脉冲液晶显示函数显示第二行首地址显示清屏第二次写入显示显示开定时器初始化函数清除的显示内容显示，点阵，位数据设置显示，点阵，位数据口设置开显示，不显示光标设置写入个字符后指针自动加第行数据首地址设定初值开总中断开定时器中断设定显示位置数据指针地址变量蜂鸣报警子程序系统的软硬件调试超声波测距仪的制作和调试都比较简单，其中超声波发射和接收采用的超声波换能器发射和接收，中心频率为，安装时候超声波探头应保持亮换能中心轴平行到，其余的没什么特殊要求。

调试过程中有时候波形会有些失真，应为信号受到干扰的缘故。

最后将超声波的接受电路用金属壳屏蔽起来或者将发射和接受电路焊接在两个电路板上。

最后使它的抗干扰能力会大大提高。

根据接收区范围不同，可以通过适当调整滤波电容的大小的办法，以此来得到合适的接受灵敏度和抗干扰能力。

超声波从发射到接受的时间间隔是由定时器来完成的。

就是由于两个探头的距离不是很远，有部分波不定直接射到接收器上，有可能部分超声波会从发射端直接传到接收端上，造成发送部分和接收部分的直接串扰问题。

这个过程可以通过编程的方法。

可以在启动超声波发射后，并不马上开启接收中断，而是调用延时程序，在延时结束后才开启接收中断使控制器不读取接受器在从发射开始到虚假发射波结束的时间段里的信号。

这样就可以有效避免干扰。

结论通过这次的毕业设计，在其制作过程的中我学到了很多知识，从中受益匪浅。

了解了倒车雷达的些发展现状及超声波测距的基本原理，理解了单片机的些特性，懂得了其各模块的功能。

学会了各种放大电路的分析设计，也掌握了单片机的开发过程和利用单片机设计电路的方法。

对块电路板的设计焊板调试改进等整个过程，有了更深入的理解和掌握。

但由于经验不足，电路硬件软件部分都有不够完善的地方，在今后的学习中会进步改进。