倒车雷达系统设计和实现通信系统专业.docx

倒车雷达系统设计 摘 要 随着社会经济的快速发展以及电子技术的逐渐成熟，距离测量在我们的生产生活中各行业种随处可见，超声波测距技术相较于传统的测距技术而言具有精度高、响应速度快等诸多优势，广泛应用在当前的工业生产之中，如汽车自动驾驶，盲道，伐木等。因此，超声波测距的研究具有重要的现实意义。近年来，无线通讯的发展，使得人们的生活质量也随之提升，远距离遥感和测距技术的出现使人们可以从繁重的劳动中解脱出来，也极大的促进了科学技术和生产力的发展。 本文选用STC89 C52单片机，并结合超声波测距，显示单元和报警单元。运用无线传输技术，在单片机的基础上设计出了一个简单方便的倒车雷达系统。该系统主要有两部分组成：从机负责超声波测距和数据处理，然后将无线传输模块发送到主机上。随后主机在接收到信号之后将信息与设定的阈值信息进行比较，若测距距离小于设定极限值，则说明汽车在倒车时可能会碰上障碍物，此时会发出报警声，并将处理结果在显示模块中予以显示提醒驾驶员及时采取合理的制动措施进行制动，防止出现安全事故，本文所设计的倒车雷达系统按键模块中由三个按键，通过按键可手动完成报警距离极限值的设定。本文研究和阐述了停车传感器系统的设计方案，并对设计结果进行了仿真和调试，仿真结果表明，本文设计的倒车雷达可实现预期的功能，为同类设备的设计提供了一定的理论借鉴。 关键词：超声波测距；STC89C52；无线传输；倒车雷达 Abstract With the rapid development of social economy and the gradual maturity of electronic technology, distance measurement can be seen everywhere in our production and life. Ultrasonic ranging technology has higher precision and faster response than traditional ranging technology. Many advantages are widely used in current industrial production, such as auto driving, blind roads, logging and so on. Therefore, the research of ultrasonic ranging has important practical significance. In recent years, the development of wireless communication has improved people's quality of life. The emergence of remote sensing and ranging technology has enabled people to be freed from heavy labor and greatly promoted the development of science and technology and productivity. . This article selects STC89 C52 single-chip microcomputer, and combines ultrasonic ranging, display unit and alarm unit. Using the wireless transmission technology, a simple and convenient reversing radar system is designed on the basis of single chip microcomputer. The system consists of two main components: the slave is responsible for ultrasonic ranging and data processing, and then sends the wireless transmission module to the host. Then, after receiving the signal, the host compares the information with the set threshold information. If the distance is less than the set limit, the car may hit an obstacle when reversing, and an alarm will be sounded. The processing result is displayed in the display module to remind the driver to take reasonable braking measures to brake in time to prevent a safety accident. In this paper, the parking sensor system button module is designed with three buttons, and the alarm distance limit can be manually completed by pressing the button. The setting of the value. In this paper, the design scheme of the parking sensor system is studied and expounded, and the design results are simulated and debugged. The simulation results show that the reversing radar designed in this paper can realize the expected function and provide a theoretical reference for the design of similar equipment. Key words: ultrasonic ranging; STC89C52; wireless transmission; parking sensor 目录 1. 绪论 1 1.1 选题目的和意义 1 1.2 国内外现状 1 1.3 研究内容 2 2. 倒车雷达总体设计方案 3 3. 倒车雷达硬件设计 4 3.1 硬件选型和介绍 4 3.2 硬件系统总体设计 10 3.3 单片机最小系统 10 3.4 时钟电路和复位电路 11 3.5 液晶显示模块 11 3.6 电源模块 12 3.7 按键模块 12 3.8 声光报警模块 13 3.9 无线传输模块 14 4. 倒车雷达软件设计 15 4.1 主程序流程说明 15 4.2 无线传输模块设计 17 4.3 超声波测距程序设计 19 5. 系统调试 20 6. 总结与展望 20 参考文献 24 附录1原理图 25 附录2 部分程序代码 26 致谢 31 倒车雷达系统设计 1. 绪论 1.1 选题目的和意义 随着汽车工业的快速发展，汽车数量逐年增加，导致越来越拥挤的道路，街道，停车场，车库等。在享受汽车带来的便利的同时，倒车停车引起的安全问题也越来越受到重视。由于驾驶员在车内驾驶，视野收到极大限制，通常通过车内外的倒车镜来辅助观察周围环境，但车后方的障碍物高度不足以透过镜子看到，太靠近高体也可能在驾驶员的视野中看不到。这样，对驾驶员的停车和倒车来说是很不方便甚至是很危险的。停车传感器安装在汽车中，并可通过声音警报，数据显示和图像显示警告驾驶员车辆周围的情况。协助驾驶员倒车或停车以使其在驾驶时更安全。因此，研究高性能汽车倒车雷达具有重要的现实意义。 1.2 国内外现状 近年来，倒车雷达产品的产量增长非常迅速。其中，以中国为代表的低端和中端产品的快速增长是推动这类产品在全球增长的主要因素。在中国，雷达设备的研究相较于西方一些发达国家而言起步较晚，但是随着近年来众多研究者研究的不断深入，在该领域也取得了一定的研究成果。当前倒车雷达广泛应用在家用汽车中，用来保证汽车在倒车过程中的安全性。 自倒车雷达问世至今，经历了七代技术革新：前两代倒车雷达主要使用声音来发出警报;第三代倒车雷达增加了数字频段显示功能;第四代倒车雷达引入了图像LCD显示功能;第五代是魔镜倒车雷达;第六代是无线倒车雷达；第七代是MP3倒车雷达。 综合考虑，逆向雷达系统技术的未来发展趋势是技术集成。用于倒车雷达产品的技术在车辆倒车或停止时才能发挥与其的成效，随着技术的进一步发展，汽车中所用的雷达技术也愈渐成熟，当前倒车雷达的发展方向为可视化、智能化，从而使驱动器更安全。 1.3 研究内容 本文设计了一种简单实用的倒车雷达系统，它由单片机，超声波发射和接收电路，显示电路和报警电路组成。微控制器是整个系统的核心部件，协调电路各部分的工作。本文选用两个单片机分别控制主机和从机，从机的主要功能为负责检测超声波，当超声波模块发出超声波并被接收后将信息传输到单片机之中，单片机对数据进行处理和分析即可得到当前汽车与障碍物之间的距离，最后将数据传输到主机之中。主机和从机之间的数据交换是通过无线传输实现的。该系统主要有两部分组成：从机负责超声波测距和数据处理，然后将无线传输模块发送到主机上。随后主机在接收到信号之后将信息与设定的阈值信息进行比较，若测距距离小于设定极限值，则说明汽车在倒车时可能会碰上障碍物，此时会发出报警声，并将处理结果在显示模块中予以显示提醒驾驶员及时采取合理的制动措施进行制动，防止出现安全事故，本文所设计的倒车雷达系统按键模块中由三个按键，通过按键可手动完成报警距离极限值的设定。当测量距离小于设定的阈值时蜂鸣器将发出警报，此时二极管将闪烁，提醒驾驶员已达到安全距离范围，及时采取制动措施。完成该篇论文的撰写，且实物实现以上功能，需要做的工作如下： 1、 查阅文献资料，确定整体设计方案； 2、 硬件选型，经过对比确定合适的硬件型号； 3、 系统硬件的设计，绘制电路图； 4、 系统软件的设计，确定程序流程和程序编写； 5、 实物的制作与软硬件的调试； 6、 论文的撰写和完善。 2. 倒车雷达总体设计方案 本文设计了一种简单实用的倒车雷达系统，它由单片机，超声波发射和接收电路，显示电路和报警电路组成。微控制器是整个系统的核心部件，协调电路各部分的工作。本文选用两个单片机分别控制主机和从机，从机负责超声波测距和数据处理，然后将无线传输模块发送到主机上。随后主机在接收到信号之后将信息与设定的阈值信息进行比较，若测距距离小于设定极限值，则说明汽车在倒车时可能会碰上障碍物，此时会发出报警声，并将处理结果在显示模块中予以显示提醒驾驶员及时采取合理的制动措施进行制动，防止出现安全事故，本文所设计的倒车雷达系统按键模块中由三个按键，通过按键可手动完成报警距离极限值的设定。当测量距离小于设定的阈值时蜂鸣器将发出警报，此时二极管将闪烁，提醒驾驶员已达到安全距离范围，及时采取制动措施。倒车雷达系统结构框图如图2-1所示： STC89C52 主 控 制 器 nRF24L01发射模块 nRF24L01接收模块 STC89C52 主 控 制 器 液晶显示 电源模块 电源模块 超声波