汽车防撞单片机控制系统研制(答辩)

题目：汽车防撞单片机控制系统的研制学生姓名：丁启辉指导老师：杨天明目录1

引言1.1汽车防撞控制系统现状1.2本课题的研究意义及内容2汽车防撞系统设计构想3微波雷达传感器3.1微波雷达的结构和原理3.2射频前端3.3前置电路3.3.1发射前端电路3.3.2中频放大器

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微波测速测距硬件模块4.1信号调理模块4.1.1隔直跟随电路4.1.2电压比较器4.1.3峰值检测器4.2汽车防撞执行模块5系统主程序流程图6汽车防撞执行部分仿真图结论1引言

意义

汽车是目前人类主要的交通工具，也是现代文明的标志。全世界每年汽车销售量达6000多万辆，保有量已超过4亿辆。在用的车辆越多，但随之而来的交通事故和被盗的汽车也越来越多，造成了人员伤亡及经济财产的损失。人们对机动车辆的使用性能和安全性能提出了更高的要求。汽车安全成为一个重要的社会问题。为了减少汽车事故的发生率，给拥有汽车的用户提供安全感,研制一种简单可靠、操作方便,能检测车距和车速的装置，发现汽车超过设定车距时能给驾驶员发出报警提醒的安全系统，具有实际的设计意义。本文立足于高速公路安全通行问题，针对我国高速公路在恶劣环境下事故多、不能通车的现状，创新性地提出了一种基于传感器测距测速设备的高速公路安全通行辅助系统，可在高速公路上实时检测与前方车辆的跟车距离与相对速度，并在险情出现之前给出报警。该设备工作时不停地向正前方发送电磁波，如前方有车辆，则该设备可接收返回的微波信号，经信号处理后，获得跟车距离与相对速度值，每隔一定得周期显示在LCD上，如果测量值小于设定的安全值，则进行声光报警，以让驾驶员在反应时间内采取有效措施，避免事故的发生。内容2

汽车防撞控制系统设计构想微波雷达传感器信号调理模块电压比较器峰值检测电路复位电路A/D转换器微处

理器LCD显示报警装置隔直跟随电路图1系统框图3

微波雷达传感器发射前端电路微波振荡器1环流器23

混频器前置放大电路天线图2微波雷达结构图微波雷达传感器的测速测距原理主要涉及波的多普勒效应和波的能量理论两个方面：（1）测速原理如图2所示，微波振荡器生成频率为的微波信号，经环流器1端环流到2端并由发射天线发射（部分泄露到环流器3端）。当目标车辆与传感器之间有相对速度时，根据多普勒原理，反射波会发生频移，假设频移量为

,则接收天线受到的反射波频率为，并经环流器环流到混频器，最后发射波与反射波在混频器的作用下输出一频率等于多普勒频移量

的电信号，根据多普勒原理，易知：

（2）测距原理电磁波在空间传播的电压信号可表述为时间t等变量函数。设本振输出电压幅值为，信号的相位为则本振电压信号可表示为：回波电压信号可表示为：

3.2射频前端射频前端由非磁性合金材料加工而成，耿氏二极管振荡器安装在圆形波导内，一端经螺纹底座固定接地，另一端与馈电导体相连。焊片和分别接地和+8v电压源，以给耿氏二极管供电。耿氏二极管在偏置电压的作用下发生振荡，并在振荡腔中产生微波信号，经环流从天线发射出去（部分泄露到混频器）。在振荡腔中间有颗调节螺丝，可对微波的频率进行微调，调节完毕之后由紧固螺丝固定。另外，馈电导体末端有一由电容片和聚四氟乙烯薄膜构成高频旁路电容，起到隔离电压源与微波信号的作用。二极管混频器安装在中心导体螺纹底座之间，对天线接收来的回波信号和振荡腔内的本振信号进行混频，经中心导体由焊片输出。同样，中心导体末端有一由电容片和聚四氟乙烯薄膜组成的高频滤波电容，对中频信号进行滤波。3.3

前置电路图中，电感L1和电容C1、C2构成LC整流滤波，IN4742稳压管D1起到稳压保护作用。3.