倒车雷达板检测设计方案

毕 业 设 计 成 果（产品、作品、方案）设计题目: 倒车雷达板检测设计方案 二级学院 航空电子设备维修学院 专 业 航空通信技术 班 级 通信 1401 学 号 201400011005 姓 名 王泰川 指导教师 欧阳斌 2 111111121 诚信声明本人郑重声明：所呈交的毕业设计，是本人在老师的指导下，独立完成所取得的成果。尽我所知，设计中除特别加以标注的地方外，不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果。本声明的法律结果由本人承担。学生签名： 指导教师签名： 年 月 日 年 月 日3 111111121 目录前言 .41 倒车雷达板的检测意义 .52 关于倒车雷达 .62.1 倒车雷达的功能 .62.2 倒车雷达的组成模块 .62.3 倒车雷达的工作原理 .73 倒车雷达的硬件电路 .94 设计倒车雷达电路的检测与显示方案 .144.1 电源电路的检测流程 .144.2 硬件电路检测 .15总结 .17参考文献 .184 111111121 前言倒车雷达全称叫“倒车防撞雷达” ，又叫“泊车辅助系统” ，是汽车泊车或倒车时候的安全辅助系统，一般由超声波传感器，控制器和显示器等组成。通过声音或者直观的显示障碍物距离提示驾驶者，避免了泊车或倒车过程中遇到的视野盲区，提高安全驾驶。现在市场上大多数倒车雷达都是利用超声波测距原理，当倒车或泊车的时候，倒车雷达启动，在控制器的控制下安装于车辆上的超声波发送探头发送超声波，遇到障碍物后，超声波反射，传感器接收到反射信号后由控制器处理数据，确定障碍物距离，通过显示器显示距离并发出报警信号，提醒驾驶者。经过近几年的发展，倒车雷达也经过了几代的技术改良，无论是在外形还是性价比上都有很大的特点：第一代：倒车喇叭提示。只要驾驶者挂上倒档，车辆就会发出“倒车请注意！”，提醒周围的人注意。在某种意义上，并没对驾驶者有直接帮助，该倒车雷达并不能真正意义上的称之为倒车雷达。第二代：轰鸣器提示。倒车时，只要在一定距离内存在障碍物，轰鸣器就会工作，声音越急则离障碍物越近。这是倒车雷达的真正开始。第三代：数码管波段显示。相对于第二代倒车雷达进步了许多，可以显示出车辆与障碍物之间的距离。其中包含了两种显示方法，数码直接显示距离数字和波段显示。第四代：液晶荧屏显示。动态荧屏显示系统，只要发动汽车，就可以出现汽车图案以及车辆与障碍物之间距离。由于灵敏度高，抗干扰能力弱，误报较多。第五代：魔幻镜倒车雷达。利用仿生超声雷达技术，配合高速电脑控制，可以全天候准确测量 2 米内障碍物，同时使用不同的声音提示和显示提醒驾驶者。第六代：无线倒车雷达。融合无线连接、倒车雷达、彩色液晶显示和 BP 警示音。集前几代倒车雷达优点，同时添加无线连接，再安装倒车雷达是更加容易。5 111111121 1 倒车雷达板的检测意义近年来，随着汽车产业的迅速发展和人们生活水平的不断提高，我国的汽车数量正逐年增加。同时汽车驾驶人员中非职业汽车驾驶人员的比例也逐年增加。在公路、街道、停车场、车库等拥挤、狭窄的地方倒车时，驾驶员既要前瞻，又要后顾，稍微不小心就会发生追尾事故。据相关调查统计，15的汽车碰撞事故是因倒车时汽车的后视能力不良造成的。因此。增加汽车的后视能力，研制汽车后部探测障碍物的 倒车雷达 便成为近些年来的研究热点。安全避免障碍物的前提是快速、准确地测量障碍物与汽车之间的距离。为此，设计了以 单片机 为核心，利用超声波实现无接触测距的倒车雷达系统。而现在市场上充次着各种品牌的倒车产品 而这类电子产品,不管是元件,部件,整机,设备,都要进行测试。电子产品通过生产制造后,形成了完整的产品,已经可以发挥使用价值了,但使用以后发现会有这样那样的毛病,又发现这些毛病绝大部分发生开始的几小时至几十小时之内,后来干脆就规定了电子产品的老化测试,仿照或者等效产品的使用状态,这个过程由产品制造者来完成.通过再测试,把有问题的产品留在工厂,没问题的产品给用户,以保证买给用户的产品是可靠的或者是问题较少的.这就是老化测试的意义.电子产品老化测试分为元器件老化和整机老化。电子新产品，要考核新的元器件或整机的性能，老化指标更高。老化使产品的缺陷在出厂前暴露，如焊接点的可靠性,产品在设计、材料和工艺方面的各种缺陷；老化使产品性能进入稳定区间后出厂，减少返修率。最后通过各种检测手段，及时发现产品缺陷，从而保证使用者的人身安全。6 111111121 2 关于倒车雷达2.1 倒车雷达的功能汽车倒车雷达是一种汽车上面的辅助装置，从名字也可以知道它主要就是用来帮助司机进行倒车的，对于不少的司机来说，倒车都是一件苦差事，而且我们在各种交通事故的新闻上面，也时常可以看见什么倒车撞倒了自家的宠物、甚至是小孩、亲人等等，可以说倒车这个问题，也是大家都非常重视的，而汽车倒车雷达正是基于在倒车方面的一些问题和困难，而专门研发出来的产品。在汽车当中安装了这样的倒车雷达之后，首先一个非常有用的功能，就是它会有一个专门的语音提示，所以在汽车倒车的过程当中，都会有“倒车请注意”这样的语音播放，从而使得边上的行人都能够提前注意到这一点，从而避开正在倒车中的车辆，起到很好的一个预防的效果。而且汽车倒车雷达的功能十分强大，它拥有着可以帮助司机长一双更全面的眼睛的功效，因为倒车过程当中，最大的阻碍就在于视野受阻，开车的人无法清楚地了解到车后面的情况是怎么样的，只能够摸索着去开，而有了倒车雷达之后，就会自动地测量出你的车子与最近的障碍物之间有多少的距离，从而让司机能够拥有更好的把握。特别是现在不少的汽车倒车雷达里面，都有着专门的警示功能，一旦倒车倒到了极限的距离，都会发出警告声，让驾驶员能够有效地注意到。2.2 倒车雷达的组成模块（1）超声波传感器超声波传感器是利用超声波的特性研制而成的传感器。超声波是一种振动频率高于声波的机械波，由换能晶片在电压的激励下发生振动产生的，它具有频率高、波长短、绕射现象小，特别是方向性好、能够成为射线而定向传播等特点。超声波对液体、固体的穿透本领很大，尤其是在阳光不透明的固体中，它可穿透几十米的深度。超声波碰到杂质或分界面会产生显著反射形成反射成回波，碰到活动物体能产生多普勒效应。因此超声波检测广泛应用在工业、国防、生物医学等方面。超声波传感器使得驾驶员可以安全地倒车，其原理是利用探测倒车路径上或附近存在的任何障碍物，并及时发出警告。所设计的检测系统可以同时提供声光并茂的听觉和视觉警告，其警告表示是探测到了在盲区内障碍物的距离和方向。这样，在狭窄的地方不管是泊车还是开车，借助倒车障碍报警检测系统，驾驶员心理压力就会减少，并可以游刃有余地采取必要的动作。（2）控制器 控制器（英文名称：controller）是指按照预定顺序改变主电路或控制电路的接线和改变电路中电阻值来控制电动机的启动、调速、制动和反向的主令装置。由程序计数器、指令寄存器、指令译码器、时序产生器和操作控制器组成，它是发布命令的“决策机构”，即完成协调和指挥整个计算机系统的操作。而由控制器对信号进行处理后，计算出车与障碍物之间的距离，及时提醒驾驶员注意安全。7 111111121 （3）显示器和蜂鸣器显示器（display）通常也被称为监视器。显示器是属于电脑的 I/O 设备，即输入输出设备。它是一种将一定的电子文件通过特定的传输设备显示到屏幕上再反射到人眼的显示工具。根据制造材料的不同，可分为：阴极射线管显示器（CRT），等离子显示器 PDP，液晶显示器 LCD 等等。蜂鸣器是一种一体化结构的电子讯响器，采用直流电压供电，广泛应用于计算机、打印机、复印机、报警器、电子玩具、汽车电子设备、电话机、定时器等电子产品中作发声器件。蜂鸣器主要分为压电式蜂鸣器和电磁式蜂鸣器两种类型。蜂鸣器在电路中用字母“H”或“HA”（旧标准用“FM”、“ZZG”、“LB”、“JD”等）表示。显示器或蜂鸣器：接收主机距离数据，并根据距离远近显示距离值和提供不同级别的距离报警音。2.3 倒车雷达的工作原理倒车雷达系统的工作原理是利用超声波原理、由装置于车尾保险杆上的几个探头和倒车雷达模块组成，在倒车雷达的控制下，探头向外发送超声波撞击障碍物后，反射此声波回探头，探头将接收到的反射波信号送回控制模块，控制模块将信号进行处理，计算出车体与障碍物之间的最近障碍物的数据和方位，并用之控制输出指示，以提示驾驶员不至于撞上障碍物。 倒车雷达是汽车泊车安全辅助装置，由超声波传感器（俗称探头）、控制器和显示器、报警器（喇叭或蜂鸣器）等部分组成，如图 1-1。超声波传感器是整个倒车系统最核心的部件，其作用是发出与接收超声波。目前，常用探头的工作频率有 40kHz, 48kHz 和 58kHz 三种。一般来说，频率越高，灵敏度越高，但水平与垂直方向的探测角度就越小，故一般采用 40kHz 的探头。图 1-1 倒车雷达主要装置8 111111121 倒车雷达采用超声波测距原理如图 2-2 所示。当车辆挂进倒车挡倒车时，倒车雷达自动进人工作状态，在控制器的控制下，由安装在车尾保险杠上的探头发送超声波，遇到障碍物产生回波信号，传感器接收到回波信号后，经控制器进行数据处理，从而计算出车体与障碍物之间的距离，判断出障碍物的位置。图 2-2 超声波测距原理某型倒车雷达的电路组成框图如图 2-3 所示，通过预定的程序设计，控制相应电子模拟开关驱动发射电路，使超声波传感器工作。超声波回波信号通过专用的接收、滤波、放大电路进行处理后，对其进行检测。当接收完全部传感器的信号后，由系统通过特定的算法得出最近的距离，并驱动蜂鸣器或显示电路工作，来9 111111121 提醒驾驶者最近的障碍物距离及方位。图 2-3 倒车雷达原理方框图10 111111121 3 倒车雷达的硬件电路硬件主要含有单片机最小系统、测量电路、显示与报警电路、辅助电路。在倒车过程中，单片机给超声波模块一个高电平信号，超声波模块开始工作发送和接收超声波，并反馈给单片机一个高电平，单片机启动定时器，记下高电平持续时间就是超声波发送和接受到的时间差，由于超声波在空气中传播收到温度影响，则利用温度补偿电路实现测量传播速度的计算，就可以实现超声波测距，经过单片机处理把距离和温度传递给 LCD 显示出来，同时判断是否报警。超声波检测的倒车雷达的系统框图如图 3-1图 3-1 系统框图（1）主控控制芯片本设计控制芯片选用 AT89C52，该芯片使用方便、电路简单、性价比高，可以完全适用于本次设计要求。AT89C52 原理图如图 3-2。图 3-2 最小系统原理图（2）复位电路单片机 AT89C52 的 32 个 I/O 口在设计中的应用有：P0