汽车泊车辅助系统设计【1张电路图】【优秀】

汽车泊车辅助系统设计

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摘    要

随着我国经济的快速发展，交通运输车辆及私家用车的不断增加，不可避免的交通问题瞬时成为人们关注的问题。其中由于泊车事故发生的频率高，已引起了社会和交通部门的高度重视。泊车事故发生的原因是多方面的，造成泊车时的事故率远大于汽车正常行驶时的事故率，尤其是非职业驾驶员以及女性更为突出。而泊车事故给车主带来许多麻烦，不仅经济上，更有人身伤害，例如撞上别人的车，如果伤及儿童更是不堪设想，基于此基础，汽车高科技产品中，专为汽车泊位设置的“汽车泊车辅助系统”应运而生，汽车泊车辅助系统的加装可以解决司机的不少麻烦，大大降低了泊车事故的频率。

由于超声波指向性强，能量消耗缓慢，在介质中传播的距离较远，因而超声波经常用于距离的测量。利用超声波检测往往比较迅速、方便、计算简单、易于做到实时控制，并且在测量精度方面能达到工业实用的要求。本系统工作过程中超声波发射器发出一系列的脉冲信号，由单片机对接收的信号依据时间差进行处理，自动计算出车与障碍物之间的距离。超声波测距原理简单，成本低，制作方便，但其传输速度受天气影响较大，不能精确测距；因此大都用于汽车倒车雷达等近距离测距中本文根据声波在空气中传播反射原理，以超声波换能器为接口部件

该设计由超声波发射模块、信号接收模块、单片机处理模块、数码显示以及声光报警显示模块等部分组成，文中详细介绍了测距器的硬件组成、检测原理、方法以及软件结构。接收电路使用NE5532及LM311芯片对回波信号进行整波，对衰减后的信号进行了放大和整波，更好的实现了超声波的接受，对单片机提供外部中断信号。

关键词：超声波；报警；AT89S52；设计；调试

ABSTRACT

With the rapid development of our economy, transportation vehicles and private cars, inevitably increase traffic problems instantaneous become people concern. The accident happened because of high frequency meter has attracted social and communications departments are highly valued. Parking the cause of the accident is various, the accidents caused by parking when normally running far outweigh its car accident rates, especially the female driver and nonprofessional is more prominent. And parking accident brings a lot of trouble for owners, not only economically, more personal injury, such as hitting someone else's car, if injury and children is unimaginable, based on this foundation, car high-tech product, designed for car parking garages Settings "car auxiliary system" appeared, car parking auxiliary system can solve the driver with a lot of trouble, and greatly reduce the frequency of parking accident.

Due to the strong ultrasonic directivity slowly, and energy consumption in a medium transmission distance is farther, thus ultrasonic often used for distance measurement. Using ultrasonic detection tend to be quick, convenient, simple calculation, easy to achieve real-time control, and the precision in the measurement of industrial practical requirement can achieve. This system work process issued a series of ultrasonic pulse signal transmitter, by SCM according to receive the signal processing, automatic calculation lag between the distance between the car and the obstacles. Ultrasonic ranging principle, low cost, simple production convenient, but its transmission speed greatly influenced by the weather, not accurate location; So mostly used in automobile reverse radar etc close ranging according to airborne sound in ultrasonic transducer, reflected in the principle for interface components

This design by ultrasound module, the signal receiving module and single-chip microcomputer processing module, digital display and the acousto-optic alarm display module components, this paper introduces in detail the range finder hardware composition, measuring principle, method and software structure. Receiving circuit NE5532 and LM311 chips used to echo signal of the wave, the attenuation of signal amplifier and the whole wave, better realize the ultrasound accepted, the SCM provide external interrupt signal.

Keywords: ultrasonic; Alarm; AT89S52 devices; Design; debugging

目录

摘要………………………………………………………………………………………I

Abstract…………………………………………………………………………………II

第1章 绪论………………………………………………………………………………1

1.1 课题的研究目的…………………………………………………………………1

1.2 课题的的研究现状………………………………………………………………2

1.3课题主要内容……………………………………………………………………3

第2章 汽车泊车辅助系统工作原理及硬件选择………………………………4

2.1 汽车泊车辅助系统工作原理……………………………………………………4

2.2超声波测距原理………………………………………………………………4

2.3单片机控制芯片………………………………………………………………5

2.4超声波发射与接收芯片……………………………………………………8

   2.5本章小结…………………………………………………………………………10

第3章 泊车辅助系统电路设计……………………………………………………11

3.1超声波发射电路…………………………………………………………………11

3.2超声波接收电路…………………………………………………………………11

3.3报警电路…………………………………………………………………………12

3.4显示电路…………………………………………………………………………13

3.5 本章小结…………………………………………………………………………14

第4章 软件设计………………………………………………………………………15

4.1汽车泊车辅助系统测距的算法及系统程序设计………………………15

4.2主程序…………………………………………………………………………16

4.3超声波发生子程序……………………………………………………………18

4.4超声波接收中断子程序…………………………………………………………19

4.5显示子程序………………………………………………………………………19

4.6本章小结………………………………………………………………………23

第5章 各硬件单元的焊接及系统整体测试与调整……………………………24

   5.1系统硬件焊接………………………………………………………………24

   5.2系统硬件的测试………………………………………………………………25

5.3系统软件调整……………………………………………………………………36

5.4 本章小结…………………………………………………………………………28

结论………………………………………………………………………………………29

参考文献…………………………………………………………………………………30

致谢………………………………………………………………………………………31

附录………………………………………………………………………………………32

第1章  绪    论

1.1课题研究目的

随着我国经济的快速发展，交通运输车辆及私家用车的不断增加，不可避免的交通问题瞬时成为人们关注的问题。其中由于泊车事故发生的频率高，已引起了社会和交通部门的高度重视。泊车事故发生的原因是多方面的，造成泊车时的事故率远大于汽车正常行驶时的事故率，尤其是非职业驾驶员以及女性更为突出。而泊车事故给车主带来许多麻烦，不仅经济上，更有人身伤害，例如撞上别人的车，如果伤及儿童更是不堪设想，基于此基础，汽车高科技产品中，专为汽车泊位设置的“汽车泊车辅助系统”应运而生，汽车泊车辅助系统的加装可以解决司机的不少麻烦，大大降低了泊车事故的频率。由于存在视觉盲区，无法看清车附近状况，司机在泊车时很容易发生事故。为了减少带来的损失，需要有一种专门帮助司机安全泊车的装置。目前市场上用于辅助司机泊车的装置主要有：语音告警装置、后视系统以及倒车雷达等。语音告警装置用于播放提示语以提醒车后的行人注意避让正在泊车的汽车。这种装置价格便宜且使用方便，缺点是只能对车后的行人起告警作用，对于其他障碍物则不起作用，所以其应用范围有限。后视系统是由视频捕捉装置和视频播放装置组成，通过视1.3 课题研究的主要内容

利用超声波测距原理，通过超声波传感器以及一系列的电器元件最终将汽车与障碍物之间的距离对汽车驾驶员进行提醒。

从而解决汽车驾驶员在进行泊车的时候，由于视觉盲区，所导致事故的问题。

具体来说，本设计的第二章，对超声波测距原理和汽车泊车辅助系统的工作原理进行了介绍并给出了超声波测距原理图以及汽车泊车辅助系统工作原理图。而且对系统硬件中需要使用的主要电子元器件进行了选择。第三章将对系统中，超声波发射及接受电路进行设计，还将对测距显示电路及报警电路进行设计。在第四章中，将对系统的软件进行设计。其中包括主程序、超声波发生子程序、超声波接收中断程序显示子程序。第五章中，将对设计好的系统硬件进行焊接，最后将软件编写在系统硬件中，并进行调试，使系统运转正常。

本设计主要解决的问题是：

第一、对系统的硬件进行设计

第二、对系统软件进行编写此次设计中，在进行实物制作中，遇到了很多的困难，经过调试与修改，使得系统能够工作。本设计有一个很好的理论基础。设计最终达到的效果是超声波发射模块能够发射超声波，超声波接受模块能够接受到回波，单片机能够运算出距离，并能够实现数码管显示模块的正确显示，在被测距离小于设定值时，报警模块的蜂鸣器发出提示。

汽车泊车辅助系统的原理是利用超声波的发射和接收，根据超声波传播的时间来计算出传播距离。实用的测距方法有两种：一种是在被测距离的两端，一端发射，另一端接收的直接波方式，适用于身高计；一种是发射波被物体反射回来后接收的反射波方式，适用于测距仪。此次设计采用反射波方式。

汽车泊车辅助系统的测距算法设计原理为超声波发生器T在某一时刻发出一个超声波信号，当这个超声波遇到被测物体后反射回来，就被超声波接收器R所接收到。这样只要计算出从发出超声波信号到接收到返回信号所用的时间，就可算出超声波发生器与反射物体的距离。在启动发射电路的同时启动单片机内部的定时器T0，利用定时器的计数功能记录超声波发射的时间和收到反射波的时间。当收到超声波反射波时，接收电路输出端产生一个负跳变，在INT0或INT1端产生一个中断请求信号，单片机响应外部中断请求，执行外部中断服务子程序，读取时间差，计算距离。

在元件及调试方面，由于本设计采用分模块设计，故在发生故障或需要系统调试的时候，对各模块分维护或调试，使得在调试的过程中减少了很多由于线路复杂，元件辨认等方面的麻烦。只要电路焊接无误，对系统进行调试后，就可以正常工作。

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