汽车泊车辅助系统设计【1张图/14000字】【优秀机械毕业设计论文】

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汽车泊车辅助系统设计【】【优秀机械毕业设计论文】.rar

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毕业设计说明书

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关键词：: 汽车泊车停车辅助系统设计优秀优良机械毕业设计论文

资源描述：

文档包括:
说明书一份。30页。14000字左右。
任务书一份。
开题报告一份。

图纸共1张，如下所示
BACKUP~spaz.DDB

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

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
附录A 英文文献与中文参考译文…………………………………………………32
附录B 整机原理图…………………………………………………………………39
附录C实物效果图…………………………………………………………………42
附录D材料清单……………………………………………………………………44
附录E 源程序………………………………………………………………………46

题目名称汽车泊车辅助系统设计
一、设计目的、意义

设计目的：
以满足停泊车辆安全性为需要，提高学生对汽车安全及相关辅助系统的认识及运用所学知识进行相关设计的培养为目标，设计基于超声波的汽车泊车辅助系统。

设计意义：
培养学生资料收集、调研分析的能力和方案设计的能力；培养学生创新能力、工程实践能力和商品意识；综合训练学生设计计算、结构设计和控制系统设计能力。
二、设计内容、技术要求（研究方法）

内容：
1、单片机及超声波传感器认识及选择
2、辅助控制系统设计
3、超声波发送和接受器设计
4、主机电路及软件设计研究方法：

要求对电路有深刻的了解和认识，要求对单片机有一定的基础以及有一定的C语言软件设计能力。
三、设计完成后应提交的成果
计算说明部分 1、毕业设计计算说明书。 2、主要参考文献目录。
图纸部分说明书，传感器特性原理分析图、超声波发送和接受器电路图、主机（单片机）电路图等。
四、设计（论文）进度安排

1、对课题有关资料进行收集，完成开题报告第1~2周（3.1~3.13）
2、完成说明书纲要及目录第3周（3.14~3.20）
3、整体结构及系统设计方案（草稿）第4周（3.21~3.27）
4、传感器的选择及设计和应用第5~6周（3.28~4.10）
5、超声波发射和接收电路设计第7~9周（4.11~5.1）
6、主机（单片机）电路及软件设计与分析第10~13周（5.2~5.29）
7、完成说明书的撰写及修改第14周（5.30~6.5）
8、设计审核与修改第15~16周（6.6~6.19）
9、毕业答辩第17周（6.20~6.21）

五、主要参考资料

[1] 有关汽车运用类、单片机及C语言类、电子技术类、信号模拟及电路设计制作的期刊杂志；
[2] 汽车发动机电控维修手册、汽车电器及电控、单片机及C语言应用类、制图类及相关专业书籍；
[3] 汽车控制、电子技术类、汽车电气与电控、单片机应用、C语言应用、传感器、电路设计及模拟等相关研究数据及相关著作，有关学位论文。

汽车泊车辅助系统设计[汽车]

内容简介：: 毕业设计开题报告学生姓名祁皓系部汽车交通与工程学院专业、班级车辆工程 07导教师姓名齐益强职称实验师从事专业汽车运用是否外聘是否题目名称汽车泊车辅助系统设计一、课题研究现状 ,选题的目的、依据和意义设计目的和意义：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，通过视频司机可以很直接地看到车后的障碍物。由于这类装置的价钱较高，目前还没有普及。汽车泊车辅助系统，是汽车泊车安全辅助装置，能以声音或者后视镜的显示通告司机车附近的状况，解除了司机泊车和启动车辆时前后左右探视所引起的麻烦，并帮助司机解决由视觉引起的缺陷，提高驾驶的安全性，泊车辅助系统的原理与普通雷达一样，是根据蝙蝠在黑夜里高速飞行而不会与任何障碍物相撞的原理设计开发的。通过感应装置发出超声波来判断前方是否有障碍物，以及障碍物的距离、大小、方向、形状等。只不过由于倒车雷达体积大小及实用性的限制，目前其主要功能仅为判断障碍物与车的距离，并做出提示。司机在倒车时，启动倒车雷达，在控制器的控制下，由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，由显示器显示距离并发出警示信号，从而使司机倒车时不至于撞上障碍物。课题研究现状：通常的汽车泊车辅助系统主要由感应器（探头）、主机、显示设备等三部分组成。感应器发出和接受超声波信号，并将接受到的信号传输到主机，再通过显示设备显示出来。感应器装在后保险杠上，以角 45 度辐射，检测目标，能探索到那些低于保险杠而驾驶员从后窗又难以看见的障碍物并报警，如花坛、蹲在车后玩耍的儿童等；显示设备装在仪表板上，提醒驾驶员汽车距后面物体还有多少距离，到危险距离时，蜂鸣器就开始鸣叫，提示驾驶员停车。根据感应器种类不同，泊车辅助系统可分为粘贴式、钻孔式和悬挂式。粘贴式感应器后有 1 层胶，可直接粘在后保险杠上；钻孔式感应器是在保险杠上钻一个洞，然后把感应器嵌进去；悬挂式感应器主要用于载货车。根据显示设备种类不同，泊车辅助系统又可分为数字式、颜色式和蜂鸣式。数字式显示设备是一只如传呼机大小的盒子，安装在驾驶台上，直接有数字表示汽车与后面物体的距离，并可精确到 1厘米，让驾驶员一目了然。汽车泊车辅助系统发展到现在已经历经 5 代。第一代的泊车辅助系统是轰鸣器。泊车时，如果车后处有障碍物，轰鸣器就会开始工作，轰鸣越急，表示车辆离障碍物越近。没有语音提示，也没有距离显示，虽然司机知道有障碍物，但不能确定障碍物离车有多远，对驾驶员帮助不大。第二代泊车辅助系统可以显示车后障碍物离车的距离。这一代产品有两种显示方式，数码显示产品显示距离数字，而波段显示产品由三种颜色来区别：绿色代表安全距离，表示障碍物离车体距离有以上；黄色代表警告距离，表示离障碍物的距离只有；红色代表危险距离，表示离障碍物只有不到的距离，必须停止倒车。第三代用液晶荧屏显示，特别是荧屏显示开始出现动态显示系统。不用挂倒档，只要发动汽车，显示器上就会出现汽车图案以及车辆周围的障碍物的距离。该雷达动态显示，色彩清晰漂亮，外表美观，可以直接粘贴在仪表盘上，安装很方便。不过液晶显示器外观虽精巧，但灵敏度较高，抗干扰能力不强，所以误报也较多。结合一、二、三代泊车辅助系统的优缺点，本设计采用蜂鸣器与数字显示结合的设计。第四代魔幻镜倒车雷达，采用了最新仿生超声雷达技术，配以高速电脑控制，可全天候准确地测知 2 米内的障碍物，并一不用等级的声音提示和直观的显示提醒驾驶员。魔幻镜倒车雷达把后视镜倒车雷达、免提电话、温度显示和车内空气污染显示等多功能整合在一起，并设计了语音功能，是目前市面上最先进的倒车雷达系统。其外型就是一块倒车镜，所以可以不占用车内空间，直接安装在车内倒视镜的位置。第五代倒车雷达是专门为高档轿车生产的，它的整合了高档轿车具备的影音系统，可以在显示器上观看像。因为是新品，售价也较高。第四、五代泊车辅助系统造价较高，结构复杂，所以不选用其设计作为参考。泊车辅助系统的测距方式有很多，（ 1）激光方式：激光具有高定向性，能以定向的光束无发散地直线传播，单色性好，它可以达到的亮度比太阳光还高几百亿倍，相干性好，激光的频率、振动方向、相位高度一直。因此激光波束近似直线性，很少扩散，波束能量集中，传输距离较远。但它在对气候的适应能力方面具有局限性，因为激光测距方式受恶劣天气、汽车激烈振动、发射镜表面磨损、污染等因素影响，故不选择此方式。（ 2）红外线方式：红外线可以人为制造，自然界中也广泛存在，一般的生物都会辐射出红外线，体现出来的宏观小樱就是热度。红外线测距系统成本低廉，但是容易受到天气和路边等物体红外干扰的影响，在恶劣的天气与环境下探测距离不能满足要求。（ 3）毫米波方式：毫米波是微波的一个波段，品路在 30显影波长为 1易受电子干扰，多目标鉴别性能好，雷达分辨率高，但其价格昂贵，结构复杂，故不选用。（ 4）超声波方式：超声波是频率大于 20声波，具有方向性强、能量衰减缓慢、在介质中传播距离远等特点，用于测距计算方法简单，常用于非接触式距离测量，其传感器种类较多，用于超声波指向性强，在传输过程中能量损耗慢，反射能力强，故选择超声波传感器测距。倒车雷达的发展实际上已经融入了整车的设计，随着技术的成熟，价格的降低，倒车雷达将会逐渐普及成为标准配置。二、设计（论文）的基本内容、拟解决的主要问题 1、设计内容：单片机及超声波传感器认识及选择传感器：超声波发生器可以分为两大类：一类是用电气方式产生超声波，一类是用机械方式产生超声波。电气方式包括压电型、磁致伸缩型和电动型等；机械方式有加尔统笛、液哨和气流旋笛等。它们所产生的超声波的频率、功率和声波特性各不相同，因而用途也各不相同。目前较为常用的是压电式超声波发生器。单片机：抗干扰性好，适用于恶劣环境的场合。耗能小，可用电池供电。保证各模块之间协调工作软件的编写掌握零部件的焊接技术 2、模拟解决的主要问题（ 1）学习有关编程的知识（ 2）单片机认识及选择（ 3）学习有关超声波传感器的知识（ 4）超声波发送和接受器设计（ 5）主机电路及软件设计研究方法：（ 6）系统总体设计（ 7）报警器设计（ 8）显示电路设计（ 9）总体电路焊接（ 10）调整与测试三、技术路线（研究方法）基于超声波防撞报警系统整体设计框图收集相关资料学习超声波传感器相关知识学习单片机相关知识超声波发送和接受器设计单片机的选择撰写开题报告显示电路设计软件设计系统总体设计主机电路设计报警器设计总体电路焊接成品雏形测试与调整四、进度安排 1、对课题有关资料进行收集，完成开题报告第 12 周（ 2、完成说明书纲要及目录第 3 周（ 3、整体结构及系统设计方案（草稿）第 4 周（ 4、传感器的选择及设计和应用第 56 周（ 5、超声波发射和接收电路设计第 79 周（ 6、主机（单片机）电路及软件设计与分析第 1013 周（ 7、完成说明书的撰写及修改第 14 周（ 8、设计审核与修改第 1516 周（ 9、毕业答辩第 17 周（五、参考文献 1 侯国章 ,赖一楠 ,田思庆哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社 ,2000 2 童诗白 ,华成英北京：高等教育出版社 ,2001 4 张鄂亮等武汉：华中科技大学出版社 ,2001 5 杨欣 ,王玉凤 ,刘湘黔北京：清华大学出版社 2005 6 夏路易 ,石宗义京希望电子出版社 ,2002 7刘启中李荣正王力生王威 P I M北京 : 北京航天航空大学出版社，2003， 18李学海基础篇 M北京 :北京航天航空大学出版社， 2002， 19李学海提高篇 M 北京 :北京航天航空大学出版社， 2002， 110高鹏安涛寇怀成电路设计与制版一 M 北京 : 人民邮电出版社，2000， 111赵晶电路设计与制版 M 北京 :人民邮电出版社， 2000， 112贾兴泉连续波雷达数据处理专著北京 :国防工业出版社， 2005， 113黄培康，殷红成，许小剑雷达目标特性专著北京 :电子工业出版社， 2005， 114丁镇生，传感器及传感技术应用版 . 北京 : 电子工业出版社， 1998， 115张志良单片机原理与控制技术版机械工业出版社， 2001， 116褚东升，刘滨，茶声波，马志强单片机与嵌入式系统应用， 2002， 117 D. S. in of 21006. 六、备注指导教师意见：签字：年月日毕业设计（论文）中期检查表填表日期年月日迄今已进行 7 周剩余 9 周学生姓名祁皓系部汽车与交通工程学院专业、班级车辆指导教师姓名齐益强职称实验师从事专业汽车运用是否外聘是否题目名称汽车泊车辅助系统设计学生填写毕业设计（论文）工作进度已完成主要内容待完成主要内容 1、收集毕业设计有关资料，完成开题报告； 2、确定系统整体电路； 3、绘制完成系统电路原理图； 4、硬件焊接与调试。 1、电路及软件的设计，电路原理图的绘制； 2、撰写设计说明书存在问题及努力方向对电路绘制软件进行学习，对软件设计仍需进一步学习。学生签字：指导教师意见指导教师签字：年月日教研室意见教研室主任签字：年月日毕业设计任务书学生姓名祁皓系部汽车与交通工程学院专业、班级车辆工程 07导教师姓名齐益强职称实验师从事专业汽车运用是否外聘是否题目名称汽车泊车辅助系统设计一、设计目的、意义设计目的：以满足停泊车辆安全性为需要，提高学生对汽车安全及相关辅助系统的认识及运用所学知识进行相关设计的培养为目标，设计基于超声波的汽车泊车辅助系统。设计意义：培养学生资料收集、调研分析的能力和方案设计的能力；培养学生创新能力、工程实践能力和商品意识；综合训练学生设计计算、结构设计和控制系统设计能力。二、设计内容、技术要求（研究方法）内容： 1、单片机及超声波传感器认识及选择 2、辅助控制系统设计 3、超声波发送和接受器设计 4、主机电路及软件设计研究方法：要求对电路有深刻的了解和认识，要求对单片机有一定的基础以及有一定的 C 语言软件设计能力。三、设计完成后应提交的成果计算说明部分 1、毕业设计计算说明书。 2、主要参考文献目录。图纸部分说明书，传感器特性原理分析图、超声波发送和接受器电路图、主机（单片机）电路图等。、设计（论文）进度安排 1、对课题有关资料进行收集，完成开题报告第 12 周（ 2、完成说明书纲要及目录第 3 周（ 3、整体结构及系统设计方案（草稿）第 4 周（ 4、传感器的选择及设计和应用第 56 周（ 5、超声波发射和接收电路设计第 79 周（ 6、主机（单片机）电路及软件设计与分析第 1013 周（ 7、完成说明书的撰写及修改第 14 周（ 8、设计审核与修改第 1516 周（ 9、毕业答辩第 17 周（五、主要参考资料 1 有关汽车运用类、单片机及 C 语言类、电子技术类、信号模拟及电路设计制作的期刊杂志； 2 汽车发动机电控维修手册、汽车电器及电控、单片机及 C 语言应用类、制图类及相关专业书籍； 3 汽车控制、电子技术类、汽车电气与电控、单片机应用、 C 语言应用、传感器、电路设计及模拟等相关研究数据及相关著作，有关学位论文。六、备注指导教师签字：年月日教研室主任签字：年月日毕业设计（论文）过程管理材料题目汽车泊车辅助系统设计学生姓名祁皓院系名称汽车与交通工程学院专业班级车辆工程 07导教师齐益强职称实验师教研室车辆工程起止时间 2011 务处制毕业论文指导教师评分表学生姓名祁皓院系汽车与交通工程学院专业、班级车辆工程 07导教师姓名齐益强职称实验师从事专业车辆工程是否外聘是否题目名称汽车泊车辅助系统设计序号评价项目满分得分 1 选题与专业培养目标的符合程度，综合训练情况；题目难易度 10 2 题目工作量；选题的理论意义或实际价值 10 3 查阅文献资料能力；综合运用知识能力 15 4 研究方案的设计能力；研究方法和手段的运用能力；外文应用能力 25 5 文题相符程度；写作水平 15 6 写作规范性；篇幅；成果的理论或实际价值；创新性 15 7 科学素养、学习态度、纪律表现；毕业论文进度 10 得分 X= 评语：（参照上述评价项目给出评语，注意反映该论文的特点）工作态度：好较好一般较差很差研究能力或设计能力：强较强一般较弱很弱工作量：大较大适中较少很少规范性：好较好一般较差很差成果质量（研究方案、研究方法、正确性）：好较好一般较差很差其他：指导教师签字：年月日毕业设计指导教师评分表学生姓名祁皓院系汽车与交通工程学院专业、班级车辆工程 07导教师姓名齐益强职称实验师从事专业车辆工程是否外聘是否题目名称汽车泊车辅助系统设计序号评价项目满分得分 1 选题与专业培养目标的符合程度，综合训练情况；题目难易度 10 2 题目工作量；题目与工程实践、社会实际、科研与实验室建设等的结合程度 10 3 综合运用知识能力（设计涉及学科范围，内容深广度及问题难易度）；应用文献资料能力 15 4 设计（实验）能力；计算能力（数据运算与处理能力）；外文应用能力 20 5 计算机应用能力；对实验结果的分析能力（或综合分析能力、技术经济分析能力） 10 6 插图（图纸）质量；设计说明书撰写水平；设计的实用性与科学性；创新性 20 7 设计规范化程度（设计栏目齐全合理、的使用等） 5 8 科学素养、学习态度、纪律表现；毕业论文进度 10 得分 X= 评语：（参照上述评价项目给出评语，注意反映该论文的特点）工作态度：好较好一般较差很差研究能力或设计能力：强较强一般较弱很弱工作量：大较大适中较少很少说明书规范性：好较好一般较差很差图纸规范性：好较好一般较差很差成果质量（设计方案、设计方法、正确性）好较好一般较差很差其他：指导教师签字：年月日毕业论文评阅人评分表学生姓名祁皓专业班级车辆工程 07导教师姓名齐益强职称实验师题目汽车泊车辅助系统设计评阅组或预答辩组成员姓名出席人数序号评价项目满分得分 1 选题与专业培养目标的符合程度，综合训练情况；题目难易度 15 2 题目工作量；选题的理论意义或实际价值 10 3 查阅文献资料能力；综合运用知识能力 20 4 研究方案的设计能力；研究方法和手段的运用能力；外文应用能力 25 5 文题相符程度；写作水平 15 6 写作规范性；篇幅；成果的理论或实际价值；创新性 15 得分 Y= 评语：（参照上述评价项目给出评语，注意反映该论文的特点）回答问题：正确基本正确基本不正确不能回答所提问题研究能力或设计能力：强较强一般较弱很弱工作量：大较大适中较少很少规范性：好较好一般较差很差成果质量（研究方案、研究方法、正确性）：好较好一般较差很差其他：评阅人或预答辩组长签字：年月日注：毕业设计（论文）评阅可以采用 2 名评阅教师评阅或集体评阅或预答辩等形式。注：毕业设计（论文）评阅可以采用 2 名评阅教师评阅或集体评阅或预答辩等形式。毕业设计评阅人评分表学生姓名祁皓专业班级车辆工程 07导教师姓名齐益强职称实验师题目汽车泊车辅助系统设计评阅组或预答辩组成员姓名出席人数序号评价项目满分得分 1 选题与专业培养目标的符合程度，综合训练情况；题目难易度 10 2 题目工作量；题目与工程实践、社会实际、科研与实验室建设等的结合程度 10 3 综合运用知识能力（设计涉及学科范围，内容深广度及问题难易度）；应用文献资料能力 15 4 设计（实验）能力；计算能力（数据运算与处理能力）；外文应用能力 25 5 计算机应用能力；对实验结果的分析能力（或综合分析能力、技术经济分析能力） 15 6 插图（图纸）质量；设计说明书撰写水平；设计的实用性与科学性；创新性 20 7 设计规范化程度（设计栏目齐全合理、的使用等） 5 得分 Y= 评语：（参照上述评价项目给出评语，注意反映该论文的特点）回答问题：正确基本正确基本不正确不能回答所提问题研究能力或设计能力：强较强一般较弱很弱工作量：大较大适中较少很少说明书规范性：好较好一般较差很差图纸规范性：好较好一般较差很差成果质量（设计方案、设计方法、正确性）好较好一般较差很差其他：评阅人或预答辩组长签字：年月日毕业论文答辩评分表学生姓名祁皓专业班级车辆工程 07导教师齐益强职称实验师题目汽车泊车辅助系统设计答辩时间 6 月 20 日 14 时答辩组成员姓名出席人数序号评审指标满分得分 1 选题与专业培养目标的符合程度，综合训练情况，题目难易度、工作量、理论意义或价值 10 2 研究方案的设计能力、研究方法和手段的运用能力、综合运用知识的能力、应用文献资料和外文的能力 20 3 论文撰写水平、文题相符程度、写作规范化程度、篇幅、成果的理论或实际价值、创新性 15 4 毕业论文答辩准备情况 5 5 毕业论文自述情况 20 6 毕业论文答辩回答问题情况 30 总分 Z= 答辩过程记录、评语：自述思路与表达能力：好较好一般较差很差回答问题：正确基本正确基本不正确不能回答所提问题研究能力或设计能力：强较强一般较弱很弱工作量：大较大适中较少很少规范性：好较好一般较差很差成果质量（研究方案、研究方法、正确性）：好较好一般较差很差其他：答辩组长签字：年月日毕业设计答辩评分表学生姓名祁皓专业班级车辆工程 07导教师齐益强职称实验师题目汽车泊车辅助系统设计答辩时间月日时答辩组成员姓名出席人数序号评审指标满分得分 1 选题与专业培养目标的符合程度，综合训练情况，题目难易度、工作量、与实际的结合程度 10 2 设计（实验）能力、对实验结果的分析能力、计算能力、综合运用知识能力 10 3 应用文献资料、计算机、外文的能力 10 4 设计说明书撰写水平、图纸质量，设计的规范化程度（设计栏目齐全合理、、实用性、科学性和创新性 15 5 毕业设计答辩准备情况 5 6 毕业设计自述情况 20 7 毕业设计答辩回答问题情况 30 总分 Z= 答辩过程记录、评语：自述思路与表达能力：好较好一般较差很差回答问题：正确基本正确基本不正确不能回答所提问题研究能力或设计能力：强较强一般较弱很弱工作量：大较大适中较少很少说明书规范性：好较好一般较差很差图纸规范性：好较好一般较差很差成果质量（设计方案、设计方法、正确性）好较好一般较差很差其他：答辩组长签字：年月日毕业设计（论文）成绩评定表学生姓名祁皓性别男院系汽车与交通工程学院专业车辆工程班级车辆工程 07计（论文）题目汽车泊车辅助系统设计平时成绩评分（开题、中检、出勤）指导教师姓名齐益强职称实验师指导教师评分（ X）评阅教师姓名职称评阅教师评分（ Y）答辩组组长职称答辩组评分（ Z）毕业设计（论文）成绩百分制五级分制答辩委员会评语：答辩委员会主任签字（盖章）：院系公章：年月日注： 1、平时成绩（开题、中检、出勤）评分按十分制填写，指导教师、评阅教师、答辩组评分按百分制填写，毕业设计（论文）成绩百分制 =W+、评语中应当包括学生毕业设计（论文）选题质量、能力水平、设计（论文）水平、设计（论文）撰写质量、学生在毕业设计（论文）实施或写作过程中的学习态度及学生答辩情况等内容的评价。优秀毕业设计（论文）推荐表题目汽车泊车辅助系统设计类别学生姓名祁皓院（系）、专业、班级汽车与交通工程学院车辆工程 07导教师齐益强职称实验师设计成果明细：答辩委员会评语：答辩委员会主任签字（盖章）：院、系公章：年月日备注：注：“类别”栏填写毕业论文、毕业设计、其它本科学生毕业设计汽车泊车辅助系统设计系部名称：汽车与交通工程学院专业班级：车辆工程 07 学生姓名：祁皓指导教师：齐益强职称：实验师黑龙江工程学院二一一年六月 s 011黑龙江工程学院本科生毕业设计 I 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；设计；调试黑龙江工程学院本科生毕业设计 of of of is by is a of as s if is on a of of to in a is to be to in of a of CM to by So in to in in by in to of of CM 黑龙江工程学院本科生毕业设计目录摘要 I 1 章绪论 1 题的研究目的 1 题的的研究现状 2 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 车泊车辅助系统工作原理 4 声波测距原理 4 片机控制芯片 5 声波发射与接收芯片 8 章小结 10第 3 章泊车辅助系统电路设计 11 声波发射电路 11 声波接收电路 11 警电路 12 示电路 13 章小结 14 第 4 章软件设计 15 车泊车辅助系统测距的算法及系统程序设计 15 程序 16 声波发生子程序 18 声波接收中断子程序 19 示子程序 19 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 统硬件焊接 24 统硬件的测试 25 统软件调整 36 黑龙江工程学院本科生毕业设计章小结 28 结论 29 参考文献 30 致谢 31 附录 32 附录 A 英文文献与中文参考译文 32 附录 B 整机原理图 39 附录 C 实物效果图 42 附录 D 材料清单 44 附录 E 源程序 46 黑龙江工程学院本科生毕业设计 - 1 - 第 1 章绪论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，通过视频司机可以很直接地看到车后的障碍物。由于这类装置的价钱较高，目前还没有普及。汽车泊车辅助系统，是汽车泊车安全辅助装置，能以声音或者后视镜的显示通告司机车附近的状况，解除了司机泊车和启动车辆时前后左右探视所引起的麻烦，并帮助司机解决由视觉引起的缺陷，提高驾驶的安全性，泊车辅助系统的原理与普通雷达一样，是根据蝙蝠在黑夜里高速飞行而不会与任何障碍物相撞的原理设计开发的。通过感应装置发出超声波来判断前方是否有障碍物，以及障碍物的距离、大小、方向、形状等。只不过由于倒车雷达体积大小及实用性的限制，目前其主要功能仅为判断障碍物与车的距离，并做出提示。司机在倒车时，启动倒车雷达，在控制器的控制下，由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，再由显示器显示距离并发出警示信号，从而使司机倒车时不至于撞上障碍物。黑龙江工程学院本科生毕业设计 - 2 - 题的研究现状通常的汽车泊车辅助系统主要由感应器（探头）、主机、显示设备等三部分组成。感应器发出和接受超声波信号，并将接受到的信号传输到主机，再通过显示设备显示出来。感应器装在后保险杠上，以角 45度辐射，检测目标，能探索到那些低于保险杠而驾驶员从后窗又难以看见的障碍物并报警，如花坛、蹲在车后玩耍的儿童等；显示设备装在仪表板上，提醒驾驶员汽车距后面物体还有多少距离，到危险距离时，蜂鸣器就开始鸣叫，提示驾驶员停车。根据感应器种类不同，汽车泊车辅助系可分为粘贴式、钻孔式和悬挂式。粘贴式感应器后有 1 层胶，可直接粘在后保险杠上；钻孔式感应器是在保险杠上钻一个洞，然后把感应器嵌进去；悬挂式感应器主要用于载货车。根据显示设备种类不同，汽车泊车辅助系又可分为数字式、颜色式和蜂鸣式。数字式显示设备是一只如传呼机大小的盒子，安装在驾驶台上，直接有数字表示汽车与后面物体的距离，并可精确到 1 厘米，让驾驶员一目了然。汽车泊车辅助系发展到现在已经历经 5代。第一代的汽车泊车辅助系是轰鸣器。倒车时，如果车后处有障碍物，轰鸣器就会开始工作，轰鸣越急，表示车辆离障碍物越近。没有语音提示，也没有距离显示，虽然司机知道有障碍物，但不能确定障碍物离车有多远，对驾驶员帮助不大。第二代汽车泊车辅助系可以显示车后障碍物离车的距离。这一代产品有两种显示方式，数码显示产品显示距离数字，而波段显示产品由三种颜色来区别：绿色代表安全距离，表示障碍物离车体距离有以上；黄色代表警告距离，表示离障碍物的距离只有；红色代表危险距离，表示离障碍物只有不到须停止倒车。第三代用液晶荧屏显示，特别是荧屏显示开始出现动态显示系统。不用挂倒档，只要发动汽车，显示器上就会出现汽车图案以及车辆周围的障碍物的距离。该雷达动态显示，色彩清晰漂亮，外表美观，可以直接粘贴在仪表盘上，安装很方便。不过液晶显示器外观虽精巧，但灵敏度较高，抗干扰能力不强，所以误报也较多。第四代魔幻镜汽车泊车辅助系，采用了最新仿生超声雷达技术，配以高速电脑控制，可全天候准确地测知 2 米内的障碍物，并一不用等级的声音提示和直观的显示提醒驾驶员。魔幻镜倒车雷达把后视镜倒车雷达、免提电话、温度显示和车内空气污染显示等多功能整合在一起，并设计了语音功能，是目前市面上最先进的倒车雷达系统。其外型就是一块倒车镜，所以可以不占用车内空间，直接安装在车内倒视镜的位置。第五代汽车泊车辅助系是专门为高档轿车生产的，它的整合了高档轿车具备的影音系统，可以在显示器上观看为是新品，售价也较高。黑龙江工程学院本科生毕业设计 - 3 - 汽车泊车辅助系的发展实际上已经融入了整车的设计，随着技术的成熟，价格的降低，倒车雷达将会逐渐普及成为标准配置。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黑龙江工程学院本科生毕业设计 - 4 - 第 2 章汽车泊车辅助系统工作原理及硬件选择车泊车辅助系统工作原理以单片机作为主控电路元件，以 12振作为标准脉冲振荡电路元件，通过软件编程实现 40波的产生，经过放大驱动超声波发射探头产生谐振，发射超声波信号，同时单片机开中断并开始计时，超声波信号遇到障碍物后反射回来被超声波接收探头接收，经过整形滤波及放大驱动音频译码器相后，该芯片 8 脚变为低电平接在中断，计时结束，根据超声波测距原理： L=，调用测距子程序，计算距离。除了设计主测距电路外还需设计好电源部分、声光报警部分，及其接口部分，以便很好的与上位机通讯，进行实时控制。系统工作原理图如下：图车泊车辅助系统工作原理图声波测距原理在超声波探测电路中 , 发射端输出一系列脉冲方波 , 其宽度为发射超声波与接收超声波的时间间隔 , 被测物距越远 , 脉冲宽度越大 , 输出脉冲个数与被测距离成正比。超声波测距的方法有多种 , 如相位检测法、声波幅值检测法和往返时间检测法等。相位检测法虽然精度高 , 但检测范围有限可检测到汽车倒车中 , 其障碍物与汽车的距离；声波幅值检测法易受反射波的影响。本文硬件设计采用超声波往返时间检测法 , 其测量原理图如图所示。图声波测距原理图发射探头放大电路码管显示报警接受探头放大电路黑龙江工程学院本科生毕业设计 - 5 - 其原理为 : 在超声波发射器两端输入 40冲串 , 脉冲信号经过超声波内部振子 , 振荡产生机械波 , 并通过空气介质传播到被测面 , 由被测面反射到超声波接收器接收 , 在超声波接收器两端 , 信号是毫伏级的正弦波信号 , 超声波经气体介质的传播到接收器的时间 , 即为往返时间。超声测距有脉冲回波法、共振法和频差法 ,其中常用脉冲回波法测距。超声波测距的原理一般采用渡越时间法 ,其原理是超声传感器发射超声波 , 超声波在空气中传播至障碍物 , 经反射后由超声传感器接收反射脉冲 , 测量出超声脉冲从发射到接收的时间 , 再乘以超声波在空气中的速度就得到二倍的声源与障碍物之间的距离 , 即： L=ct/2 (1) 式（ 1）中 , L 为超声传感器与被测障碍物之间的距离 , c 为超声波在介质 (空气 )中的传输速率 , t 为超声波从发射到接收的时间。超声波在空气中的传播速度为 : 00c c T T, 其中 0 0 3 3 1 m s。在测量精度不是很高的情况下 , 一般可以认为 40m/s。由于温度影响超声波在空气中的传播速度；超声波反射回波又很难精确捕捉 ,致使超声波在空气中传播的时间很难精确测量。这些因素是使用超声测距引起误差的原因。片机控制芯片性能位微控制器，具有 8K 在系统可编程储器。使用司高密度非易失性存储器技术制造，与工业 80品指令和引脚完全兼容。片上适于常规编程器。在单芯片上，拥有灵巧的 8 位在系统可编程得众多嵌入式控制应用系统中得到广泛应用。黑龙江工程学院本科生毕业设计 - 6 - 图（ 1）主要特性：与容 4 寿命： 1000写 /擦循环数据保留时间： 10 年全静态工作： 0级程序存储器锁定 128*8位内部 2可编程 I/两个 16位定时器 /计数器 5个中断源可编程串行通道低功耗的闲置和掉电模式片内振荡器和时钟电路（ 2）管脚说明：电电压。地。黑龙江工程学院本科生毕业设计 - 7 - 位漏级开路双向 I/O 口，每脚可吸收 8电流。当时，被定义为高阻输入。可以被定义为数据 /地址的第八位。在作为原码输入口，当时位双向 I/ 后，被内部上拉为高，可用作输入，输出电流，这是由于内部上拉的缘故。在位双向 I/出 4个被写 “1” 时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。并因此作为输入时，的管脚被外部拉低，将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。6位地址外部数据存储器进行存取时，给出地址 “1 ” 时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，个带内部上拉电阻的双向 I/接收输出 4个 1” 后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。作为输入，由于外部下拉为低电平，是由于上拉的缘故。一些特殊功能口，如下所示：口管脚备选功能行输入口）行输出口）部中断 0）部中断 1） 0（记时器 0外部输入） 1（记时器 1外部输入）部数据存储器写选通）部数据存储器读选通）位输入。当振荡器复位器件时，要保持向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。自反向振荡器的输出。黑龙江工程学院本科生毕业设计 - 8 - （ 3）振荡器特性：反向放大器可以配置为片内振荡器。石晶振荡和陶瓷振荡均可采用。如采用外部时钟源驱动器件，余输入至内部时钟信号要通过一个二分频触发器，因此对外部时钟信号的脉宽无任何要求，但必须保证脉冲的高低电平要求的宽度。（ 4）芯片擦除：整个保持 0完成。在芯片擦操作中，代码阵列全被写 “1” 且在任何非空存储字节被重复编程以前，该操作必须被执行。此外，以在低到零频率的条件下静态逻辑，支持两种软件可选的掉电模式。在闲置模式下，时器，计数器，串口和中断系统仍在工作。在掉电模式下，保存内容并且冻结振荡器，禁止所用其他芯片功能，直到下一个硬件复位为止。声波发射与接收芯片声波发射芯片在超声波发射电路中，需要对超声波发射器进行驱动，所以需要在电路中连接一个超声波传感器的驱动器。 74六组反向器，共有 54/7404、 54/7454/7454/74种线路结构形式。其引脚图如下：图 74图黑龙江工程学院本科生毕业设计 - 9 - 声波接受芯片超声波接受电路中用到两个芯片，在超声波接受器后先用算放大器，对已经衰减的超声波信号进行放大。是一种双运放高性能低噪声运算放大器。相比较大多数标准运算放大器，如 1458，它显示出更好的噪声性能，提高输出驱动能力和相当高的小信号和电源带宽。这使该器件特别适合应用在高品质和专业音响设备，仪器和控制电路和电话通道放大器。如果噪音非常最重要的，因此建议使用 5532A 版，因为它能保证噪声电压指标。其特点是更好的噪声性能，提高输出驱动能力和相当高的小信号和电源带宽，这使得该器件特别适合用在专业的仪器和控制电路中。前两级放大电路构成 10 000倍的放大器，对正弦波信号进行足够放大。其主要电特性如下：限参数：参数符号位电源电压 22 V 差分输入电压 13 V 输入电压供电压 V 功耗， 5 100 作温度 70 气参数参数符号测试条件最小值标准最大值单位输入失调电压 - .0 入失调电流 - 10 150 入偏置电流 - 200 800 电电流 - 6 入电压范围 ) - 12 13 - V 共模抑制范围 A=25 70 100 - 源抑制比 A=25 输出电压范围 600 12 13 - V 输入电阻 A=25 30 300 - 短路电流 - 38 - 调 L=600 ,00 10 20 % 电压增益 GV f=10 V/益带宽 L=10000 8 10 - 换速率 L=1K,00L=600 - 6 黑龙江工程学院本科生毕业设计 - 10 - 其引脚图如下：图脚图在运算放大器后，还要对已经放大的信号进行整波，所以本设计选用的电压比较器，采用集成较器对前级放大信号进行调理。其主要特性如下表对最大额定值：总供给电压（ 36V 出到负电源电压（ 40V 地到负电源电压（ 30V 分输入电压 30V 3) 输入电压（注 13） 15V 4) 功耗（注 14） 500 9) 定值（注 19） 300V 作温度范围 0 0 10 10 黑龙江工程学院本科生毕业设计 - 11 - 气特性：数试条件小型入偏移电压（注16） 5, 0k .5 入失调电流（注16） 5 0 入偏置电流 5 100 250 压增益 5 40 200 V/7) 响应时间（注17） 5 200 和电压 10 0 A=25 N 8) 5 .0 出漏电流 0 5V 5, = = 5V 0 入偏移电压（注16） 0K 10 入失调电流（注16） 70 入偏置电流 300 入电压范围和电压 V+V =0 10 电源电流 5 .5 电源电流 5 .0 脚图如下：黑龙江工程学院本科生毕业设计 - 12 - 图脚图章小结本章中，主要对本设计的系统工作原理 ;超声波测距原理进行了分析与概括，还对系统控制芯片以及超声波发射与接受模组中用到的单片机和芯片进行了选择。在设计的过程中，对于超声波测距原理，其大部分信息来自老师的讲解。在设计之初对超声波测距原理及汽车泊车辅助系统的工作原理完全没有思路，在老师的指导下，查阅大量资料，才对汽车泊车辅助系统的原理有了较深刻的认识与理解。在单片机与超声波发射与接受模组芯片的选择中，主要本着以下几点原则，性能优异；各元件兼容性；各元件的电压以及系统整体的经济性。保证系统能够运行并且运行稳定的前提下，降低设计成本。黑龙江工程学院本科生毕业设计 - 13 - 第 3 章超声波传感器电路设计声波发射电路在超声波发射电路中，由单片机提供的 404第三引脚接入集成电路，再由 2引脚连接第 5引脚、 11 引脚和 14引脚，再用第 4引脚连接 7引脚和 9引脚，最后由第 6引脚，第 10引脚，第 12引脚，第 15引脚分别连接电容负方向。图声波发射电路原理图考虑到发射头一般需要 5 个方波周期达到稳定震荡状态的 95%，经上升时间达稳定震荡状态的 99%。为保证最大程度的触发，单片机每组产生 12个带宽为 12 在发射电路中，总是可以区分为驱动的源和被驱动的负载。如果负载电容比较大，驱动电路要把电容充电、放电，才能完成信号的跳变，两个连接在传感器的电容能够帮助压电式超声波换能器（超声波发射探头）一方面提高反向器的驱动能力，另一方面可以增加超声波换能器的阻尼效果，缩短其自由震荡的时间。黑龙江工程学院本科生毕业设计 - 14 - 声波接收放大电路超声波在空气中传播的衰减程度随传播距离的增加而增大，所以反射回来被接收头收到的信号非常微弱，不能直接送入后级电路处理，首先要经过信号放大。超声波接收放大电路如下图：图声波接收电路原理图被接收头收到的回波信号为正弦波信号，信号强度一般只有几十毫伏。接收部分前置放大电路是由集成运放两级放大电路构成 10 000倍的放大器，对正弦波信号进行足够放大。后级采用集成过入包络信号的电位高于标准电平则为 1，低于标准电平则为 0，将包络信号转变为单片机可识别的中断脉冲信号。当与单片机的中断输入端相连的第 7管脚输出一个低电平时，计数器立即停止计时并保存数据。警电路声光报警是指当汽车泊车辅助系统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，报警电路设计如下图所示。报警电路模块由源驱动，当所测距离小于所设安全值时， 89片机发出信号，设置报警状态，信号由三极管进行放大，总而驱动蜂鸣器发声对驾驶员进行提示。黑龙江工程学院本科生毕业设计 - 15 - 图警电路原理图示电路在显示电路中，本设计选用 3个 1位共阴极数码管，由于本设计是应用数码管的动态显示，故对数码管做动态驱动，动态驱动是将所有数码管的 8个显示笔“ a,b,c,d,e,f,g,的同名端连在一起，另外每个数码管的共极加位选通控制控制电路，位选通由各自独立的 I/ 章小结本章中对汽车泊车辅助系统的各模块电路进行了设计。在本设计中，发射电路所需的 409片机提供，经成芯片对超声波发射器进行驱动，从而发出超声波，再由超声波接受器接收信号，经片正波，再将信号传入单片机进行中断，本设计中， 89片机进行运算，显示驱动，报警信号的发出等工作，再由数码管，蜂鸣器完成距离显示和报警的工作。黑龙江工程学院本科生毕业设计 - 16 - 第 4 章软件设计车泊车辅助系统测距的算法及系统程序设计在启动发射电路的同时启动单片机内部的定时器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。程序晶振采用 6M，为数码管段输出口，数码管位输出口，超声波测距中断入口程序 000H 02程序 /主函数 ; /开中断 /设定时器 0 为计数，设定时器1 定时 ; /定时器 0 中断允许 ; /定时器 1 中断允许 ; ; ; 黑龙江工程学院本科生毕业设计 - 17 - ; ; 5; 00; 00; ; ; ) ; if( =0 =0 =0 if(s #1 /超声波发送 # /超声波接收 #G 前方测距电路的输入端接单片机片机执行上面的程序后，在口输出一个 40脉冲信号，经过三极管 T 放大，驱动超声波发射头出 40脉冲超声波，且持续发射 200s。右侧和左侧测距电路的输入端分别接作原理与前方测距电路相同。声波接收中

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