倒车雷达系统设计课件

,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,毕业设计,：,倒车雷达系统的设计,1.,设计的目的和意义,2,.,设计的主要内容,3,.,毕业设计的特色及创新点,4,.,毕业设计的成果,毕业设计：倒车雷达系统的设计1.设计,设计的目的和意义,汽车倒车雷达系统的运用可极大减轻驾驶者的体力、脑力劳动强度，降低倒车难度，避免驾驶员因方向感不强、判断和操作失误而引起的事故，同时，它将对提高汽车智能化水平和最终实现汽车无人驾驶产生积极的意义。,设计的目的和意义汽车倒车雷达系统的运用可极大减轻驾驶者的体力,设计的主要内容,超声波测距原理,整体方案设计,器件介绍,单元电路介绍,系统软件,误差分析,设计的主要内容超声波测距原理,超声波测距原理,超声波测距的原理是利用超声波在空气中的传播速度为已知，测量声波在发射后遇到障碍物反射回来的时间，根据发射和接收的时间差计算出发射点到障碍物的实际距离。由此可见，超声波测距原理与雷达原理是一样的。测距的公式表示为：,L=CT,（式中,L,为测量的距离长度；,C,为超声波在空气中的传播速度；,T,为发射到接收时间数值的一半,),。,超声波测距误差分析,根据超声波测距公式,L=CT,，可知测距的误差是由超声波的传播速度误差和测量距离传播的时间误差引起的。,时间误差,当要求测距误差小于,1mm,时，假设已知超声波速度,C=344m/s(20,室温,),，忽略声速的传播误差。测距误差,st(0.001/344)0.000002907s,即,2.907ms,。在超声波的传播速度是准确的前提下，测量距离的传播时间差值精度只要在达到微秒级，就能保证测距误差小于,1mm,的误差。使用的,12MHz,晶体作时钟基准的,89C51,单片机定时器能方便的计数到,1s,的精度，因此系统采用,89C51,定时器能保证时间误差在,1mm,的测量范围内。,超声波传播速度误差,超声波的传播速度受空气的密度所影响，而空气的密度又与温度有着密切的关系。为了简化设计本设计不采用温度补偿。,超声波测距原理超声波测距的原理是利用超声波在空气中的传播速度,整体方案设计,(1),取输出脉冲的平均值电压，该电压,(,电压的幅值基本固定,),与距离成正比，测量电压即可测得距离；,(2),测量输出脉冲的宽度，即发射超声波与接收超声波的时间间隔,t,。因此，被测距离为,S=1/2vt,。,本测量电路采用第二种方案。,由于超声波也是一种声波，其声速,C,与温度有关，在使用时，如果温度变化不大，则可认为声速是基本不变的。如果测距精度要求很高，则应通过温度补偿的方法加以校正。本系统包括超声波发射功率区配电路、接受电路、发声电路、以及显示电路，各信号线与控制线都接主控芯片,STC89C51,，并在,STC89C51,的指挥下统一协调工作，如图,1,所示,驾驶员将手柄转到倒车档后,系统自动启动,超声波发送模块向后发射,40kHz,的超声波信号,经障碍物反射,由超声波接收模块收集,进行放大和比较,单片机,STC89C51,将此信号送入显示模块,同时触发语音电路,发出同步语音提示,当与障碍物距离不同时,发出不同的报警声,提醒驾驶员停车。,整体方案设计(1)取输出脉冲的平均值电压，该电压(电压的幅,系统框图,超声波,发送模块,驱动电路,AT89C2051,显示模块,语音电路,比较,放大,倒车档,超声波,接受模块,系统框图超声波驱动电路显示模块语音电路比较放大倒车档超声波,器件介绍,STC,单片机是一款增强型,51,单片机，完全兼容,MCS-51,，还增加了新的功能，比如新增两级中断优先级，多一个外中断，内置,EEPROM,，硬件看门狗，具有掉电模式，,512B,内存等。还支持,ISP,下载，不用编程器，只要一个,MAX232,和一些廉价的元件就能写程序，可擦写,10,万次。因此是一款很好用的单片机。,选用,STC,单片机的,12,大理由：,01.,与,MCS-51,单片机完全兼容：指令兼容，引脚兼容，因此易学；,02.,高保密性：无法读出，因此无法解密，保护知识产权的首选；,03.,超强抗干扰能力：电源、,I/O,口、时钟均有抗干扰措施，是工程应用的首选：,04.,高可靠性，工程应用的首选：,05.,低电磁辐射：,06.,超低功耗：,07.,在系统可编程，无需编程器，无需仿真器，节约投资；,08.,可远程升级和随时升级，缩短产品开发周期，提升产品性能；,09.,强驱动能力：无论拉电流还是灌电流，均优于,MCS-51,单片机；,10,高速度：,0,80MHz,，最高达,90 MHz,。,11,产品封装形式多样,12,内部资源更丰富,器件介绍 STC 单片机是一款增强型51单片机，完全兼容M,单元电路,超声波发送模块设计,超声波接收模块设计,报警电路设计,显示电路,单片机系统,单元电路超声波发送模块设计,超声波发送模块设计,利用超声波专用发生电路或通用发生电路产生超声波信号,并直接驱动换能器产生超声波。这种方法的优点是无须驱动电路,但缺乏灵活性。,本设计采用第二种方法产生超声波,电路设计如图,8,所示。,40kHz,的超声波是利用单片机产生的。调节信号频率,使之与换能器的,40kHz,固有频率一致。为保证,LM386,具有足够的驱动能力,宜采用,+12V,电源。,CNT,为超声波发射控制信号,由单片机进行控制。图,8,超声波发送模块电路,超声波发送模块设计利用超声波专用发生电路或通用发生电路产生超,超声波接受模块设计,超声波在空气中传播时,其能量的衰减与距离成正比,即距离越近信号越强,距离越远信号越弱,通常在,1mV,1V,之间。当然,不同接收探头的输出信号强度存在差异。由于输入信号的范围较大,对放大电路的增益提出了两个要求：一是放大增益要大,以适应小信号时的需要,;,二是放大增益要能变化,以适应信号变化范围大的需要。另外,由于输入信号为正弦波,因此必须将放大电路设计成交流放大电路。为减少负电源的使用,放大电路采用单电源供电,信号放大和变换采用了一片,LM324,通用运算放大器,前三级为放大器设计,后一级为比较器设计。距离较近时,两级放大的增益已能够输出足够强度的信号了,第三级有可能出现信号饱和,但距离较远时,必须采用三级放大。合理调节电位器,R27,选择比较基准电压,可使测量更加准确和稳定。,超声波接受模块设计超声波在空气中传播时,其能量的衰减与距离成,报警电路设计,报警是指当倒车雷达探测到的距离小于所设定的安全值时,发出声音提醒驾驶员,语音电路设计如图,9,所示。,SP,端高电平发声。,报警电路设计报警是指当倒车雷达探测到的距离小于所设定的安全值,显示电路,用三位,LED,显示，动态扫描显示。,P0,口显示数字，,P2,口位选。电路如图,10,所示：,显示电路用三位LED 显示，动态扫描显示。P0口显示数字，P,单片机系统,本系统采用,STC89C51,来实现对,CSB40,系列传感器及其他模块的控制。单片机通过,P1.1,口控制超声波的发送，然后单片机不停的检测,CSBI,引脚，当,CSBI,引脚的电平由低电平变为高电平时就认为超声波已经返回。计数器所计的数据就是超声波所经历的时间，通过换算就可以得到传感器与障碍物之间的距离。超声波测距的硬件示意图如图,11,所示：,单片机系统本系统采用 STC89C51 来实现对 CSB40,误差分析,声波传输速度与媒介的弹性模量和密度相关,因此,利用声速测量距离,就要考虑这些因素对声速影响。在气体中,压强、温度、湿度等因素会引起密度变化,气体中声速主要受密度影响,液体的深度、温度等因素会引起密度变化,固体中弹性模量对声速影响较密度影响更大,一般超声波在固体中传播速度最快,液体次之,在气体中的传播速度最慢。气体中声速受温度的影响最大。声波扰动是机械的,声波在传播中带有机械能量,声能传播的途中逐渐转变成热,从而出现随距离而逐渐衰减的现象,称为声吸收。声波的频率越高衰减得越厉害,传播距离也越短,在给定的频率下,衰减是湿度的函数。在室温下,空气中的声速是,345 m/s,考虑反射式测量有,2,倍路程,采用,1 MHz,的计数频率测时,对应最小分辨力为,0.172mm,。这种分辨力可以满足大多数工业测量场合。,误差分析声波传输速度与媒介的弹性模量和密度相关,因此,利用声,谢辞,经过几个月的查资料、整理材料、写作论文，今天论文终于写到了最后。求学期间的点点滴滴历历涌上心头，时光匆匆飞逝，两年多的努力与付出，随着论文的完成，终于让我在大学的生活，得以划下了完美的句号。,倒车雷达系统的设计,课题得以完成，有太多的人给予我帮助,在此我要感谢此次给予我支持和帮助的老师、同学和朋友们，我从他们身上学到了书本上学不到的许多东西。我要特别感谢我的毕业设计指导教师韩老师，感谢她在我做毕业设计期间耐心的指导与帮助。同时，论文的顺利完成，离不开其它各位老师、同学和朋友的关心和帮助。另外，要感谢在大学期间所有传授我知识的老师，是你们的悉心教导使我有了良好的专业课知识，这也是论文得以完成的基础。感谢所有给我帮助的老师和同学，谢谢你们！总之，此次论文的写作过程，我收获了很多，即为大学三年划上了一个完美的句号，也为将来的人生之路做好了一个很好的铺垫。再次感谢我的大学和所有帮助过我并给我鼓励的老师，同学和朋友，谢谢你们,谢辞经过几个月的查资料、整理材料、写作论文，今天论文终于写到,谢谢,敬请各位专家、评委批评指正！,谢谢敬请各位专家、评委批评指正！,