基于PIC的汽车倒车雷达

哈尔滨工业大学课程设计说明书（论文）0前言11课程设计的目的和要求12总体设计13硬件设计54软件设计95系统操作说明166结束语177参考文献17哈尔滨工业大学课程设计说明书（论文）0前言倒车障碍检测系统所采用的超声波传感器技术可以探测到附近的障碍物,为驾驶员提供倒车警告和辅助泊车功能,其原理是利用超声波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。随着人们对汽车辅助驾驶系统智能化要求的提高和汽车电子系统的网络化发展，新型的倒车雷达应能够连续测距并显示障碍物距离，并具有通信功能，能够把数据发送到汽车总线上去。本文介绍基于PICF4520的倒车雷达。1课程设计的目的和要求11课程设计的目的单片机原理与课程设计的目的是综合训练利用单片机原理、C语言及电工电子技术等课程知识进行单片机应用系统设计的能力。根据设计题目的要求完成设计任务需求分析、系统方案总体设计及原理图绘制、程序流程图和代码编写等任务，设计一个能完成汽车倒车雷达任务的单片机系统。12课程设计的基本要求利用单片机的超声波传感器设计一个汽车倒车雷达，实时测量和显示汽车尾部与障碍物的距离，当距离值小于程序设定值时发出声光报警，距离值可以通过串口传送到汽车总线上。2总体设计21、基本工作原理系统采用超声波测距原理。工作时，超声波发射器发出超声波脉冲，超声波接收器接收遇到障碍物反射回来的反射波，准确测量超声波从发射到遇到障碍物反射返回的时间，根据超声波的传播速度，可以计算出障碍物距离。超声波测距具有在近距离范围内有不受光线和雨雪雾的影响、结构简单、制作方便和成本低等优点。高性能的单片机结合超声波测距，可以实现功能强大、使用方便的倒车雷达。22、硬件总体设计221、系统组成方案哈尔滨工业大学课程设计说明书（论文）CCPI/O端口UARTPIC单片机声光报警信号调理超声波发送器超声波接收器信号调理LED显示器电平转换汽车总线图1倒车雷达系统框图222、扩展单元编址223、显示功能的定义使用一个I/O端口PORTA或B或C或D驱动LED23、软件总体设计231、存储单元的分配、标志位的定义PICF4520芯片内部程序存储器32K，数据存储器1536字节RAM，256字节EPROM，18个中断源，5个I/O端口PORTA、B、C、D、E,4个定时器，2个CCP模块。使用TIMER0定时器产生40KHZ的脉冲波用于超声波发送模块，用TIMER1定时器对超声波的发送和接收时间间隔进行计时，用TIMER2定时器产生PWM脉冲波，使提示声音随着距离值的减小而频率增大；用TIMER3定时器进行计数，每100MS产生一次高优先级中断，发生中断后使TIMER0定时器产生40KHZ的方波。使用一个I/O端口PORTA或B或C或D驱动LED232、主程序框图及清单哈尔滨工业大学课程设计说明书（论文）开始微控制器初始化发送脉冲等待回波接收脉冲读取时间计算距离距离100程序清单VOIDMAINVOIDCHARSELECTPATTERNCHARAADCON1OX7FTRISBBITSTRISB40/PROGRAMRB4ASOUTPUTTRISBBITSTRISB01/PROGRAMRB0ASINPUTTRISCBITSTRISC00/PROGRAMRC0ASOUTPUTTRISCBITSTRISC10/PROGRAMRC1ASOUTPUTTRISCBITSTRISC20/PROGRAMRC2ASOUTPUTTRISCBITSTRISC60/PROGRAMRC6ASOUTPUTTRISCBITSTRISC71/PROGRAMRC7ASINPUTTRISD0/PORTDASOUTPUT哈尔滨工业大学课程设计说明书（论文）TRISE0/GENERALPURPOSEI/OMODE,RE0,RE1,RE2ASOUTPUTT0CON0X48/SELECTINTERNALCLOCKANDAPRESCALEROFDIVIDEBY1RCONBITSIPEN1/IPEN1TMR1L0/PRELOADTIMER1WITH0XFF00TMR1H0XFFT1CON0X04/SELECTINTERNALCLOCKSECONDSMINUTES0/SELECTCLOCKAT0000T2CON1/SELECTAPRESCALEROFDIVIDEBY4CCP1CON0X0C/CCPMODULEOFF,ACTIVEHIGHOUTPUTTMR20/CLEARTIMER2PR2124/TIMER2CLEARSON124CCPR1L62T3CON0X70/SELECTAPRESACLEROFDIVIDEBY8TMR3L0X2CTMR3H0XCFIPR1BITSTMR1IP0/MAKETIMER1LOWPRIORITYPIE1BITSTMR1IE1/ENABLETIMER1INTERRUPTIPR2BITSTMR3IP1/MAKETIMER3HIGHPRIORITYPIE2BITSTMR3IE1/ENABLETIMER3INTERRUPTOPENUSARTUSART_ASYNCH_MODETXSTABITSTXEN0/TRANSMITDISABLEDTXSTABITSTRMT1/TSREMPTYINTCON2BITSINTEDG00/MAKEINT0NEGATIVEEDGETRIGGEREDINTCONBITSINT0IE1/ENABLEINT0INTCONBITSGIEH1/ENABLEHIGHPRIORITYINTERRUPTSINTCONBITSGIEL1/ENABLELOWPRIORITYINTERRUPTST0CONBITSTMRON1/ENABLETIMER0L0PORTCBITSRC00/LIGHTGREENLEDPORTCBITSRC11/TURNOFFREDLEDLENGTH600哈尔滨工业大学课程设计说明书（论文）OUTWAVE/OUTPUTPULSEWAVET3CONBITSTMR3ON1/ENABLETIMER3WHILE1CLRWDT/RESETWATCHDOGSELECTPATTERN1FORA0A09PR2124/TIMER2CLEARSON124CCPR1L62ELSEIFLENGTH08PR2110CCPR1L55ELSEIFLENGTH07PR290CCPR1L45ELSEIFLENGTH06PR270CCPR1L35ELSEIFLENGTH05PR255CCPR1L30ELSEIFLENGTH04PR245CCPR1L25ELSEPR235CCPR1L20ELSE哈尔滨工业大学课程设计说明书（论文）PORTCBITSRC00/LIGHTGREENLEDPORTCBITSRC11/TURNOFFREDLEDT2CONBITSTMR2ON0/STOPTIMER2/CLEARRECORDST1CONBITSTMR1ON0/DISABLETIMER1TMR1H0XFFTMR1L0L04中断程序1VOIDMYHIGHINTVOID程序功能高优先级中断。当超声波接收传感器接收到脉冲波时产生INT0高优先级中断；当TIMER3定时器溢出时产生次高优先级中断。程序框图如下开始调用INT0函数INT0中断发生TIMER3溢出中断发生TMR3L0X2CTMR3H0XCFPIR2BITSTMR3IF0OUTWAVE；结束程序清单VOIDMYHIGHINTVOIDIFINTCONBITSINT0IF1INT0ELSEIFPIR2BITSTMR3IF1/OUTPUTAWAVEEVERY100MSTMR3L0X2CTMR3H0XCF哈尔滨工业大学课程设计说明书（论文）PIR2BITSTMR3IF0OUTWAVE5中断程序2VOIDMYLOWINTVOID程序功能低优先级中断。当TIMER1定时器溢出时产生低优先级中断，调用DOTIME函数进行计数。程序框图如下开始TIMER1溢出中断发生调用DOTIME函数结束程序清单VOIDMYLOWINTVOIDIFPIR1BITSTMR1IF1DOTIME5、系统操作说明当驾驶员挂上倒挡时，汽车内部控制器发出信号使倒车雷达系统开始工作。初始时设定LED屏上显示的是600M,此时绿色指示灯亮，红色指示灯灭，超声波发送传感器发出一簇脉冲波；当超声波接收传感器接收到脉冲信号时产生INT0中断，进入中断函数进行距离值LENGTH的计算；若LENGTH100，则不显示该值；若10LENGTH100,则在LED上显示该值；若LENGTH10，则红色指示灯亮，绿色指示灯灭，蜂鸣器开始发声并在LED上显示该值，而且随着距离值的不断减小蜂鸣器发声的频率不断增大。6、结束语该倒车雷达采用了PIC18F4520单片机，并充分利用了其片上资源使得系统功能丰富，使用的外围芯片减少，系统可靠性得到提高。该倒车雷达应用于汽车中，当驾驶员倒车时，从液晶显示屏上一目了然便知道障碍物离车的距离，克服了后视镜小，视野窄的缺点，消除了倒车造成的事故隐患。7、参考文献1BREY,BB,APPLYINGPIC18MICROCONTROLLERSARCHITECTURE,PROG