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基于单片机毕业设计的倒车防撞系统

时间:2017-03-30 22:01来源:毕业设计网 作者:友好论文中心 点击:
摘 要 随着社会经济的发展交通运输业日益兴旺,汽车的数量在大副攀升。交通拥挤状况也日趋严重,撞车事件屡屡发生,造成了不可避免的人身伤亡和经济损失,针对这种情况,设计一种响应快,可靠性高且较为经济的汽车防撞预警系统势在必行,超声波测距法是最常见
摘   要
 
 
随着社会经济的发展交通运输业日益兴旺,汽车的数量在大副攀升。交通拥挤状况也日趋严重,撞车事件屡屡发生,造成了不可避免的人身伤亡和经济损失,针对这种情况,设计一种响应快,可靠性高且较为经济的汽车防撞预警系统势在必行,超声波测距法是最常见的一种距离测距方法,本文介绍的就是利用超声波测距法设计的一种倒车防撞报警系统。
论文的内容是基于AT89C51单片机倒车防撞系统的设计,主要是利用超声波的特点和优势,将超声波测距系统和AT89C51单片机结合于一体,设计出一种基于AT89C51单片机的倒车防撞报警系统。该系统采用软、硬件结合的方法,具有模块化和多用化的特点。
论文概述了超声波检测的发展及基本原理,阐述了超声波传感器的原理及特性。对于系统的一些主要参数进行了讨论,并且在介绍超声波测距系统功能的基础上,提出了系统的总体构成。通过多种发射接收电路设计方案比较,得出了最佳设计方案,并对系统各个设计单元的原理进行了介绍。对组成各系统电路的芯片进行了介绍,并阐述了它们的工作原理。论文介绍了系统的软件结构,通过编程来实现系统功能。最后,通过对系统的误差分析,给出了系统的改进方案。
 
关键字:单片机  超声波  AT89C51
1.1         本论文的主要内容,章节安排
 
本论文第一章绪论部分主要介绍了超声波的发展状况,以及目前的现状和前景。第二章超声波测距原理主要介绍了超声波传感器,超声波传感器的特性,传感器的检测概述和超声波测距的原理及实现第三章单片机倒车防撞报警系统总体构想主要介绍了超声测距系统的总体方案,系统主要参数考虑和超声测距系统的总体构成。第四章超声波测距系统各组成单元方案设计(包括发射接收电路设计、显示电路设计、报警电路设计、晶振电路设计、复位电路设计等)。并详细介绍了最终确定的各单元设计方案以及最终方案的设计原理。第五章系统硬件软件实现部分主要介绍了各模块中的硬件部分以及软件的实现。第六章给出系统的误差分析和系统改进。
2.3 超声波测距的原理及实现
 
超声测距从原理上可分为共振式、脉冲反射式两种。由于应用要求限定,在这里使用脉冲反射式,即利用超声的反射特性。超声波测距原理是通过超声波发射传感器向某一方向发射超声波,在发射时刻的同时开始计时,超声波在空气中传播,途中碰到障碍物就立即返回来,超声波接收器收到反射波就停止计时。常温下超声波在空气中的传播速度为 C=340m/s,根据计时器记录的时间 t,就可以计算出发射点距障碍物的距离(S),即:
S=C*t/2=C*t0                              (2-1)
其中,t0就是所谓的渡越时间。
可以看出主要部分有:
(1) 供应电能的脉冲发生器(发射电路);
(2) 使接收和发射隔离的开关部分;
(3) 转换电能为声能,且将声能透射到介质中的发射传感器;
(4) 接收反射声能(回波)和转换声能为电信号的接收传感器;
(5) 接收放大器,可以使微弱的回声放大到一定幅度,并使回声激发记录设备;
(6) 记录/控制设备,通常控制发射到传感器中的电能,并控制声能脉冲发射到记录回波的时间,存储所要求的数据,并将时间间隔转换成距离。
在超声波测量系统中,频率取得太低,外界的杂音干扰较多;频率取得太高,在传播的过程中衰减较大。故在超声波测量中,常使用 40KHz 的超声波。目前超声波测量的距离一般为几米到几十米,是一种适合室内测量的方式。由于超声波发射与接收器件具有固有的频率特性,具有很高的抗干扰性能。
距离测量系统常用的频率范围为 25KHz~300KHz 的脉冲压力波,发射和接收的传感器有时共用一个,或者两个是分开使用的。发射电路一般由振荡和功放两部分组成,负责向传感器输出一个有一定宽度的高压脉冲串,并由传感器转换成声能发射出去;接收放大器用于放大回声信号以便记录,同时为了使它能接收具有一定频带宽度的短脉冲信号,接收放大器要有足够的频带宽度;收/发隔离则使接收装置避开强大的发射信号;记录/控制部分启动或关闭发射电路并记录发射的瞬时及接收的瞬时,并将时差换算成距离读数并加以显示或记录。
3.2系统主要参数考虑
 
系统的主要参数有传感器的指向角、测距的工作频率、声速、脉冲宽度、测量盲区等,下面做介绍并阐述。
 
3.2.1 传感器的指向角θ
传感器的指向角是声束半功率点的夹角,是影响测距的一个重要技术参数,它直接影响测量的分辨率。对圆片传感器来说,它的大小与工作波长λ,传感器半径 r 有关。
由(2π/λ)*r*sin(θ/2)=1.615              (3-1) (责任编辑:admin)
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