PIC+AT89S52单片机超声波倒车雷达的设计(2)
2.1 超声波技术 3
2.2 超声波传感器 6
2.3 超声波测距基本原理 7
2.4 本章小结 8
3 系统总体方案 9
3.1 系统主要技术指标 9
3.2 系统总体结构 9
3.3 系统总体设计方案 10
3.4 本章小结 11
4 系统硬件设计 12
4.1 AT89S52 单片机主控系统电路设计 12
4.2 超声波发射电路 16
4.3 超声波接收电路 18
4.4 温度补偿电路 20
4.5 LCD 显示电路 22
4.6 语音报警电路 24
4.7 本章小结 27
5 系统软件设计 28
5.1 单片机编程语言的选择 28
5.2 系统的软件规划 29
5.3 测温模块程序设计 30
5.4 超声波测距模块程序设计 33
5.5 LCD 显示模块程序设计 36
5.6 语音报警模块程序设计 39
5.7 系统主程序设计 41
5.8 本章小结 41
结 论 42
致 谢 44
参 考 文 献 45
1 绪论
1.1 课题的研究背景
随着中国经济的持续增长和汽车工业的发展及价格的不断下降，人们生活水平的日益提高，汽车作为代步工具进入了千家万户。然而汽车数量的不断增加，给我们带来便利的同时，与之产生的倒车难、倒车引发的交通事故增加等问题也日益突显。在当今这个迅速发展的时代，交通日益拥堵，行驶中的车辆之间、车与行人及障碍物之间的擦撞等交通事故频繁发生，倒车成为了汽车驾驶员最烦恼的事情之一。有数据统计指出，如果在危险状况即将发生前能够给驾驶员多半秒钟的预反应时间的话，那么汽车相互追尾事故可减少30%，路面交通事故可减少50%，车辆迎面相撞事故可减少60%等等。因此针对这个棘手的问题，改善驾驶员倒车时遇到的困难被更多的人所关注，人们对汽车的操纵便捷性提出了更高的要求，非常渴望有一种装置能够解决倒车时给驾驶员和行人造成的不便，减少驾驶中的诸多不安全因素，最终能够将车辆准确方便快速的停放到规定的停车位，降低交通事故的发生率。鉴于此，专为汽车倒车泊位设置的“倒车雷达”应运而生。
倒车雷达是汽车泊车或者倒车时的安全辅助装置，一般由超声波传感器、控制器、显示器和蜂鸣器等部分组成。倒车雷达能够在驾驶员视野的死角处，通过声音、数据、图像等形式为驾驶员提供信息和警示来告知驾驶员周围障碍物的情况，使驾驶员能够更清楚的了解周围障碍物的情况，对驾驶员的起步、泊车、倒车等环节有很大帮助，提高了驾驶的安全性。随着单片机价格的不断下降以及性能的不断提高，现阶段大部分的倒车雷达都是以单片机作为主控制单元的智能测距和显示报警系统。要求系统能够对汽车后方进行不间断探测，显示车体与障碍物的间距，并采用语音提示或者不同频率的鸣叫声进行报警，让驾驶员可以全神贯注的进行倒车操作，使得驾驶员的视觉感观不受占用。
1.2 倒车雷达的发展
在较早的时候，许多系统利用红外线发射接收的原理来进行距离的测量。由于红外线不是无线电波，因此其不属于雷达产品。这种系统存在许多明显的缺点:报警提示音经常产生不稳定的乱鸣，对表面粗糙且颜色较深的物体很难有所反应；最为严重的是，若冰雪或者泥土遮盖住探头，其系统的测距功能就会失效。发展到中期的时候，欧美等发达国家又研发出一种利用电磁感应的倒车装置。这种装置的价格不高，将一感应线圈贴在汽车的保险杠内侧，从车体外观上完全看不出来，因此不影响汽车外观，可以算是一种相对较好的产品。但是，在它的实际应用中必须拆下汽车保险杠进行安装。另外，它只能够探测运动的物体。也就是说，若汽车的后保险杠已经紧贴障碍物，那么当车子再次启动时，这种电磁感应装置不能警示驾驶员车辆后方有物体不能后退，可以说它的实用性也就大打折扣了。现阶段市场上大多数倒车辅助产品主要采用的是基于超声波测距原理的倒车雷达，辅以显示和语音报警等其他功能。例如著名的德国大众汽车公司就已经把这一技术应用到汽车倒车雷达上，可以对车辆前后都进行探测，其通过独有的自举升压方式来驱动8路超声波探头。然而，在我国当前的进口车型中，此种技术还不能实现国产化，还必须进口原装产品进行安装。