摘要
近年来，随着汽车产业的迅速发展和人们生活水平的不断提高，我国的汽车数量正逐年增加。同时汽车驾驶人员中非职业汽车驾驶人员的比例也逐年增加。在公路、街道、停车场、车库等拥挤、狭窄的地方倒车时，驾驶员既要前瞻，又要后顾，稍微不小心就会发生追尾事故。据相关调查统计，15％的汽车碰撞事故是因倒车时汽车的后视能力不良造成的。因此，增加汽车的后视能力，研制汽车后部探测障碍物的倒车雷达便成为近些年来的研究热点。为此，设计了以单片机为核心，利用超声波实现无接触测距的倒车雷达系统。
超声波一般指频率在20 kHz以上的机械波，具有穿透性强，衰减小，反射能力强等特点。工作时，超声波发射器不断发射出一系列连续脉冲，给测量逻辑电路提供一个短脉冲。最后由信号处理装置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，介绍了基于STC89S52单片机的超声波测距器。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SONY公司的CX20106A红外检测专用芯片，该芯片常用于38kHz的检波电路，文中通过对芯片内部电路的仔细分析，设计出能够成功对40kHz超声波检波的硬件电路，并且增益可调，与传统超声波检波电路相比，
电路变得精简，调试变得相对容易。
关键词：超声波；报警；STC89C52；调试；设计
ABSTRACT
In recent years, with the rapid development of automobile industry and the continuous improvement of people's living standard, China's number of cars is increasing every year. Driving in Central Africa at the same time professional staff of the proportion of car drivers is also increasing year by year. Highways, streets, parking, garage and other crowded places narrow reverse, the driver should not only forward but also looking back, a little rear-end careless accidents can occur. According to related statistics, 15% of motor vehicle collisions when the vehicle is reversing, as the capacity of the latter caused by bad.So after the increase of motor vehicles as the ability to detect obstacles on the development of the rear of the car reversing radar has become the research hotspot in recent years. To this end, the design of a single-chip microcomputer as the core, the use of ultrasonic ranging to achieve non-contact reversing radar system.
Generally refers to ultrasonic frequencies above 20 kHz mechanical waves, with penetrating, and attenuation of small, reflecting the ability and so on. Work, the ultrasonic transmitter continuously emi
ts a series of consecutive pulses to the measurement of logic circuits to provide a short pulse. Finally, signal processing devices based on the received signal for processing the time difference, automatic calculation of turnout and the distance between obstacles. Ultrasonic Ranging simple, low cost, easy production, but the transmission speed by a larger weather can not be precise range;Thus reversing radar are used in cars, such as close range in this paper, according to the spread of sound waves in air reflection to ultrasonic transducer interface components, based on MCU STC89S52 ultrasonic range-finder. Designed by the ultrasonic transmitter module, receiver module, single-chip processing module, a digital display and alarm sound and light display module, such as parts, the text in detail the range of hardware devices, detection theory, methods and software architecture. Receiving circuit using the SONY company dedicated CX20106A infrared detecting chip, the chip used in the detector circuit 38kHz, the text of the chip through the careful analysis of the internal circuit design can successfully 40kHz ultrasonic detection of hardware circuitry and adjustable gain, and compared to conventional ultrasonic detection circuit, the circuit has become streamlined and easier to debug.
Key words:Silent Wave;Alerting; STC89C52;Debug; Design
目录
摘要....................................................................................................II 第1章绪论 (1)
1.1 课题的背景 (1)
1.2 课题设计的意义 (1)
1.3 超声波防装系统的应用介绍 (2)
1.4 课题主要研究的内容 (3)
第2章课题的方案设计与论证 (4)
2.1 系统的总体设计 (4)
2.1.1 系统总体框图 (4)
2.1.2 传感器的位置 (5)
2.2 设计方案的论证 (5)
2.3 本章小结 (5)
第3章系统的硬件结构设计 (7)
3.1单片机的选择 (7)
3.2 发射电路设计 (12)
3.3 接收电路设计 (12)
3.4 显示报警电路的设计 (15)
3.4.1 MAX232 (15)
3.5本章小结 (16)
第4章系统的硬件结构设计 (17)
4.1主程序流程图 (19)
4.2超声波发射程序编写原理 (22)
4.3本章小结 (22)
第5章制作与调试 (23)
5.1 硬件的制作 (23)
5.1.1 焊接时布线及其注意事项 (23)
5.1.2硬件的整体焊接 (26)
5.2 硬件调试 (27)
5.2.1 发射调试 (28)
5.2.2 接收调试 (29)
5.2.3 显示调试 (30)
5.2.4报警调试 (31)
汽车防撞系统5.3 软件调试 (32)
5.3.1 超声波接收发射调试过程 (33)
5.4本章小结 (34)
结论 (35)
参考文献 (36)
致谢 (36)
附录 (38)
附录A 英文文献与中文参考译文 (38)
附录B 整机原理图 (45)
附录C实物效果图 (49)
附录D材料清单 (51)
附录  E 源程序 (53)
第1章绪论
1.1 课题背景
随着经济的发展与汽车科学技术的进步，公路交通呈现出行驶高速化、车流密集化和驾驶员非职业化的趋势。同时，随着汽车工业的飞速发展，汽车的产量和保有量都在急剧增加。但公路发展、交通管理却相对落后，导致了交通事故与日剧增，城市里尤其突出。智能交通系统ITS是目前世界上交通运输科学技术的前沿技术，它在充分发挥现有基础设施的潜力，提高运输效率，保障交通安全，缓解交通赌塞，改善城市环境等方面的卓越效能，已得到各国政府的广泛关注。中国政府也高度重视智能交通系统的研究开发与推广应用。汽车防撞系统作为ITS发展的一个基础，它的成功与否对整个系统有着很大的作用。从传统上说，汽车的安全可以分为两个主要研究方向：一是主动式安全技术，即防止事故的发生，该种方式是目前汽车安全研究的最终目的；二是被动式安全技术，即事故发生后的乘员保护。目前汽车安全领域被动安全研究较多，主要从安全气囊、ABS（防抱死系统）和悬架等方面着手，以保证驾乘人员的安全。从经济性和安全性两方面来说，这些被动安全措施是在事故发生时刻对车辆和人员进行保护，有很大的局限性，因而车辆的主动安全研究尤为重要，而且随着车辆保有量的增加，车库与停车位的需求量越来越大，室外停车场，地下停车场，车辆密集，停车人多，所以撞车，擦碰逐渐增多。引出了本文研究的基于超声波汽车防撞报警系统基于超声波的汽车防撞报警系统的逐渐崭露头角，它可以使驾驶员们倒车、泊车更简单，在汽车接近障碍物的时候能发出报警，很大程度地避免了驾驶员停车或泊车时发生事故。
这个系统是一种可向司机预先发出视听信号的探测装置。它安装在汽车上，能探测企图接近车身的行人、车辆或周围障碍物；能使司机及乘员提前发现障碍物并发出危险的信号，促使司机采取应急措施来应付撞车挂碰等，避免损失。[2]
1.2 课题设计的意义
随着现代社会工业化程的发展，汽车这一交通工具正为越来越多人所用，但随之而来的问题也显而易见，那就是随着车辆的增多，汽车的一些挂碰，一般都是由于驾驶员反应不及所引起的，很多时候都是因为驾驶员对离障碍物的距离判断不准造成的。若驾驶员能够提早知道障碍物的存在或者知道障碍物的远近，那么驾驶员将能及时采取措施，避免事故的发生。因此，大力研究开发如汽车防撞装置等主动式汽车辅助安全装置，减少驾驶员的负担和判断错误，对于提高交通安全将起到重要的作用。