超声测距—汽车倒车雷达的设计论文

超声测距—汽车倒车雷达的设计论文 学 位 论 文 超声测距—汽车倒车雷达的设计 作 者 姓 名: 傅红雪 学 科 专 业: 通信工程 学 号: 092027220 指 导 教 师: ***副教授 完 成 日 期: 2013-06-15 太原工业学院 Taiyuan Institute of Technology 太原工业学院毕业设计(论文) 诚信申明 本人申明: 本人所提交的毕业设计(论文)《超声测距—汽车倒车雷达的设计》的所有材料是本人在指导教师指导下独立研究、写作、完成的成果，设计(论文)中所引用他人的无论以何种方式发布的文字、研究成果，均真实可靠;有关教师、同学和其他人员对我的设计(论文)的写作、修订提出过并为我在设计(论文)中加以采纳的意见、建议，均已在我的致谢辞中加以说明并深致谢意。 本设计(论文)和资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。 特此申明。 本人签名: 2013年06月15日 I 超声测距—汽车倒车雷达的设计 毕业设计(论文)任务书 设计(论文)题目: 超声测距—汽车倒车雷达的设计 系部: 电子工程系 专业: 通信工程 学号: 092027220 学生: 傅红雪 指导教师(含职称): ****(副教授) 专业负责人: ***** 1(设计(论文)的主要任务及目标 随着科学技术的快速发展，超声波将在测距仪中的应用越来越广。但就目前技术水平来说，人们可以具体利用的测距技术还十分有限，因此，这是一个正在蓬勃发展而又有无限前景的技术及产业领域。展望未来，超声波测距仪作为一种新型的非常重要有用的工具在各方面都将有很大的发展空间，它将朝着更加高定位高精度的方向发展，以满足日益发展的社会需求。 现阶段声纳的发展趋势基本为:研制具有更高定位精度的被动测距声纳，以满足水中武器实施全隐蔽攻击的需要;继续发展采用低频线谱检测的潜艇拖曳线列阵声纳，实现超远程的被动探测和识别;研制更适合于浅海工作的潜艇声纳，特别是解决浅海水中目标识别问题;大力降低潜艇自噪声，改善潜艇声纳的工作环境。无庸置疑，未来的超声波测距仪将与自动化智能化接轨，与其他的测距仪集成和融合，形成多测距仪。随着测距仪的技术进步，测距仪将从具有单纯判断功能发展到具有学习功能，最终发展到具有创造力。在新的世纪里，面貌一新的测距仪将发挥更大的作用。 主要任务:提高超声波测距精度，减小测量盲区和扩大应用范围。 目标:通过超声波的发送和接收的时间差侧得距离，通过LED显示测得的距离。利用超声波的指向性强、能量消耗慢、传播距离远等特点设计实现生活中很多场合如汽车倒车、机器人避障、工业测井、水库液位测量等需要自动进行非接触测距的工作 2(设计(论文)的基本要求和内容 基本要求:1)进行 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 分析论证，原理综述，方法拟定。 2)进行器件选择，电路设计与制作工作并进行系统联调. 内容:了解超声波测距仪的原理;根据超声波测距仪原理设计出超声波测距仪的硬件结构电路;对设计的电路进行分析能够产生超声波，实现超声波的发送和接收，从而实现利用超声波方法实现测距;编写主程序和中断服务程序;以数字的形式显示测量距离;总体分析设计方案。 3(主要参考文献 II 太原工业学院毕业设计(论文) [1] 张永瑞. 电子测量技术基础[M]. 西安电子科技大学出版社, 1994. [2] 汪德彪. MCS - 51单片机原理及接口技术[M]. 电子工业出版社, 2007. [3] 徐英慧,等. ARM 嵌入式系统设计———基于S3C2410与Linux[M]. 北京航空航天大 学出版社, 2007. [4] 孙琼. 嵌入式Linux应用程序开发详解[M]. 人民邮电出版社, 2006. [5] 马忠梅,李善平,等. ARM&Linux嵌入式系统 教程 人力资源管理pdf成真迷上我教程下载西门子数控教程protel99se入门教程fi6130z安装使用教程 [M]. 北京航空航天大学出版社, 2004. [6] 王其民. Linux实务操作及程序应用[M]. 中国青年出版社, 2001. [7] 张谦琳.超声波检测原理和方法.北京:中国科技大学出版社，1993.10 [8] 九州.放大电路实用设计手册.沈阳:辽宁科学技术出版社，2002.5 [9] 樊昌元，丁义元. 高精度测距雷达研究.电子测量与仪器学报，2000.10 [10] 苏伟，巩壁建.超声波测距误差分析.传感器技术，2004. [11] 永学等.1-Wire总线数字温度传感器DS18B20及应用.电子产品世界，2003.12 [12] 胜全.D18B20数字温度计在微机温度采集系统中的序编制. 南京:南京大学出版， 1998. 3 13] M.Toda.Cylindrical PVDF film Transmitter and Receivers for Air [ Ultrasound.IEEE trans Ultrasonic? 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Digital signal processing techniques for high accuracy Ultrasonic range measurements[J], IEEE Trans on Instrumentation and Measurement, Aug. 2002:759-763 4(进度安排 III 超声测距—汽车倒车雷达的设计 设计(论文)各阶段名称 起 止 日 期 1 超声波测距的基本理论及测量方案 3.4~3.24 2 超声波测距系统的硬件设计 3.25~4.20 3 超声波测距系统的软件设计 4.21~5.15 4 测距系统实验与误差分析 5.16~6.8 5 结论与展望 6.9~6.20 IV 太原工业学院毕业设计(论文) 超声测距—汽车倒车雷达的设计 摘要 本设计采用超声波测距，可用作汽车泊车安全辅助装置，能以声音和更为直观的LED 显示告知驾驶员汽车周围障碍物的情况，解除了驾驶员在泊车和起动车辆时前后左右探视所引起的烦扰，并帮助驾驶员扫除了视野死角和视线模糊的缺陷，提高了泊车安全性。 本设计硬件部分主要由单片机控制电路、超声波发射电路、超声波接收电路、数码管显示电路、电源电路和报警电路组成，软件部分主要由主程序、超声波发射接收子程序、距离计算子程序及显示子程序等部分组成。本设计由AT89C2051单片机控制时间计数，计算超声波自发射至接收的往返时间，利用超声波在空气中的传输速度，从而得到实测距离。该设计的电路设计合理简单、工作稳定、性能良好、检测速度快、计算简单、易于做到实时控制，并且在测量误差方面能够达到简单工业实用的要求。 关键词:AT89C2051，超声波，数码管，汽车倒车 V 超声测距—汽车倒车雷达的设计 The design of the car reversing radar Abstract This design uses the ultrasonic ranging, can be used for car parking safety auxiliary devices, to sound and more ocular LED display told the driver of the car around obstacles, lifting the driver in the parking and starting vehicles around when visiting caused the trouble, and help eliminate the vision blind Angle and the driver of sight fuzzy defects, improve the safety car parking. The design of hardware mainly by single-chip microcomputer control circuit, ultrasound circuit, ultrasonic receiving circuit, digital circuit, the pipe display circuit and alarm circuit composition, the software of mainly by the main program, ultrasound receiving interruption program, distance subroutines and display subroutines components. This design by single chip microcomputer AT89C2051 control time count, the calculation to receive from launch ultrasonic round-trip time, use of ultrasonic transmission speed in the air, so as to get the distance. The design of the circuit design simple, reasonable stable and good performance, test speed, simple calculation, easy to do real-time control, and in the measurement error can achieve simple industrial practical requirement. Keywords: AT89C2051 ，Ultrasonic，Digital tube，Automobile reverse VI 太原工业学院毕业设计(论文) 目 录 1. 绪论 ..................................................................................................................................... 1 1.1课题研究背景及目的 .................................................................................................. 1 1.2课题国内外研究状况 .................................................................................................. 1 1.3系统整体方案的设计与论证 ...................................................................................... 3 2.超声波基本发展史及原理 ..................................................................................................... 5 2.1超声波发展简史 .......................................................................................................... 5 2.2超声波的应用 .............................................................................................................. 6 2.3超生波测距方法 .......................................................................................................... 9 3.系统整体设计 ....................................................................................................................... 11 3.1系统整体设计框图 .................................................................................................... 11 .................................................................................... 11 3.2硬件选型 ................................ 3.2.1超声波探头的中心频率及主要参数 ............................................................. 11 3.2.2单片机的选择 ................................................................................................. 13 3.2.3其他元器件的选择 ......................................................................................... 14 4.硬件电路设计 ....................................................................................................................... 15 4.1单片机外围电路设计 ................................................................................................ 15 4.2超声波发射电路设计 ................................................................................................ 15 4.3超声波接收电路设计 ................................................................................................ 16 4.3.1CX2016A简介 ................................................................................................ 16 4.3.2超声波接收电路 ............................................................................................. 18 4.4 LED显示电路 .......................................................................................................... 19 4.5报警电路设计 ............................................................................................................ 20 5.软件系统设计 ....................................................................................................................... 22 5.1 程序完成的功能 ....................................................................................................... 22 5.2 编程语言的选择 ....................................................................................................... 22 5.3 主要部分程序流程图................................................................................................23 5.4 实现重要功能的程序的分析……………………………………………………....23 VII 超声测距—汽车倒车雷达的设计 5.4.1实现温度读取功能…………………………………………………………..23 5.4.2实现根据温度转化声速……………………………………………………..24 5.4.3实现距离计算………………………………………………………………..25 5.4.4 主函数的结构与内容…………………………………………………….....25 6.仿真.. ……………………………………………………………………………………….28 7.结论…………………………………………………………………………………………31 参考文献……………………………………………………………………………………...32 致谢…………………………………………………………………………………………...34 附录…………………………………………………………………………………………...35 VIII 太原工业学院毕业设计(论文) 1绪论 1.1课题研究背景及目的 随着科学技术的快速发展，超声波将在测距仪中的应用越来越广。但就目前技术水平来说，可以被人类很好掌握的测距方法还为数不多，因此，超声波测距就成为一个逐步蒸蒸日上而又有巨大潜力的技术手段及应用领域。对未来做合理预测，超声波测距仪将成为一种崭新的极其实用的测距仪器，在很多领域都将有很大的发展空间，更加高定位高精度将成为其方向发展，以满足日益发展的社会需要，如倒车雷达，工地及工业现场，声纳探测等方面都有其广泛的应用，经济，军事，文化方面都有重要的应用价值。毋庸置疑，未来的超声波测距仪将于自动化智能化接轨，与其他的测距仪集成和融合，形成多测距仪。随着测距仪的技术进步，测距仪从具有单纯判断动能，发展到具有学习功能，最终发展到具有创造力。在新的世纪里，面貌一新的测距仪将发挥更大的作用。 随着社会飞速发展，人们生活水平的不断提高，汽车愈来愈成为人们不可缺少的最常用的交通工具，交通安全问题变的日益严重。而通过研究汽车倒车雷达系统，可以达到很高的采集速率和精度。汽车倒车时可以检测车辆后面的障碍物、并显示其距离，至危险区域后会自动报警。本设计综合了电子技术、计算机技术、数据处理技术等知识，设计利用单片机控制的汽车倒车雷达超声波测距系统，实现汽车倒车的安全保障，这就是我设计的意义。 1.2课题国内外研究状况 我国倒车雷达从2000年开始起步，从最初只是法拉利、保时捷等高档车的专属配置，到今天成为许多经济型轿车的常用配置。历经十多年的探索发展，共计有六代的技术改良发生，根据其“性能价格”和“结构外观”，这几代产品分别有以下特点—— 第一代:倒车时通过喇叭提醒。“倒车请注意、倒车请注意!”，想必不少人还记得这种声音。现在第一代的倒车雷达只有小部分大卡车、泥头车在使用。只要司机挂 1 超声测距—汽车倒车雷达的设计 上倒车档，喇叭就会响起，提醒周围的人注意。从某种意义上说，这对司机并没有直接的帮助，不是真正的倒车雷达，只是在提示路人小心。该类产品价格便宜，但基本属于淘汰产品。 第二代:采用蜂鸣器产生不同声音来提示驾驶员。在倒车时，蜂鸣器发出“嘀、嘀、嘀”的响声，这是倒车雷达系统的真正开始。倒车时在车后一定距离内有障碍物，蜂鸣器就会开始工作，蜂鸣声音越急，表示车辆离障碍物越近。因为没有语音提示，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体有多远，所以对驾驶员帮助不大。 第三代:数码波段显示的倒车雷达系统。这代产品比第二代进步很多，可以显示车后障碍物离车体的距离。显示车后障碍物和车体之间距离的方式有两种:一种是数字显示方式，通过LED显示车体与障碍物间的距离;另一种是用颜色来区别:绿色代表安全距离，黄色代表警告距离，红色代表危险距离。这一代倒车雷达已经比较先进了，缺点是精确度不高、安装不美观。 第四代:液晶荧屏动态显示。这一代的倒车雷达有一个质的飞跃，可以看清车体与障碍物之间的实际距离和其图像效果。此类倒车雷达不用挂倒车档，只要发动汽车，显示器上就会出现汽车图案以及车辆周围障碍物的距离，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。但这一代的产品灵敏度不太高，抗干扰能力不强，所以误报也较多。 第五代:魔幻镜倒车雷达。结合了前几代产品的优点，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米以内的障碍物，并以不同等级的声音提示和直观的显示提醒驾驶员。魔幻镜倒车雷达可以把后视镜、倒车雷达、免提电话、温度显示和车内空气污染显示等多项功能整合在一起，并设计了语音功能。这一代倒车雷达的功能较多，但成本也比较高。 第六代:整合影音系统。这一代倒车雷达是专门为高档轿车生产的。从外观上来看，它比第五代倒车雷达更为精致典雅;从功能上来看，它除了具备第五代产品的所有功能之外，还整合了高档轿车具备的影音系统，可以在显示器上观看DVD影像，但相应的成本也更高。 目前，国内市场上的倒车雷达产品主要由国外公司占据着。国内一些公司虽然也推出了相应的倒车雷达产品，但在质量上、市场份额上都无法与国外厂商相比拟。一些核心元器件，国内相同产品达不到国外水平或者无法生产。在倒车雷达等辅助倒车 2 太原工业学院毕业设计(论文) 研究领域，美国、英国、德国等发达国家的此项技术远远领先于其他国家。汽车信息化技术研究在这些国家发展较早，更何况又在在微电子、半导体领域同样具备很多优势。所以，车载电子设备在这些国家或地区已经达到了相当高的水准，已经相当程度的普及了高科技车载电子设备。汽车工业的快速发展对辅助倒车领域产生立极大影响，很多国家已经出现了停车入位导航设备。奔驰车厂已经在使用雷达探测技术来辅助驾驶员更快捷更安全地停车入库。经过路线上的停车空位可以被导航雷达探测器准确的探测出，同时向驾驶者发出signal。此时，探测器可以为驾驶者显示出合理空位。纵观完整停车过程，驾驶者换到倒档后，导航装置会从头到尾地监测汽车的角度和位置。倘若驾驶员暂停倒车，导航系统也可以重新计算出新的最佳停车角度与路线。在日本，斯巴鲁公司研发的导航系统已经完全做到可以准确地自动停车。在导航系统确认一个合理的停车位以后，只要驾驶者切换到倒档，仪表盘就会开始显示汽车背部的摄像装备传送过来的汽车后面的图像。这时，驾驶员只需要确认导航系统提供的停车位置。这以后，就能够松开刹车、方向盘，保持合理的速度。由这里开始，停车过程便由配备了超声波雷达和摄像头的停车导航系统完全控制。倘若驾驶者想要暂停停车程序，就只需踩下脚刹就可以实现中断。并且现在某些高档车上已经开始逐步安装使用这款装置。 1.3系统整体方案的设计与论证 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。利用超声波检测距离，设计比较方便，计算处理也较简单，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。本设计属于近距离测量，可以采用常用的压电式超声波换能器来实现。 利用超声波测距原理，测量汽车倒车时的安全距离，当车辆与后方车辆的距离小于安全距离时，发出声光报警，并显示车辆与后方车辆的距离，提醒驾驶员及时采取减速、制动等 措施 《全国民用建筑工程设计技术措施》规划•建筑•景观全国民用建筑工程设计技术措施》规划•建筑•景观软件质量保证措施下载工地伤害及预防措施下载关于贯彻落实的具体措施 ，从而达到避免车辆与后方车辆的碰撞等事故。整个系统由超声波发射、超声波接收、51单片机控制系统、距离显示等设备组成。 “利用超声波的发射和接受” 是超声波测距的原理，距离=超声波传播时间*超声波速度。可被实际应用的超声测距方法一般有两种:一种是发射波抵达物体后，然 3 超声测距—汽车倒车雷达的设计 后被反射回来后再接收的反射波方式，常应用于测距仪;另一种是在被测距离的两端，一端发射，一端接收的直接波方式。本设计采用第一种方法。 超声波传感器的选择决定了测距仪的分辨率。超声波传感器是一种采用压电效应的传感器，经常使用的材质是压电陶瓷。因为超声波在空气中传播时会有一定程度的衰减，衰减的程度与频率的高低是正相关关系;而频率高分辨率也高，所以短距离测量时应该选择频率高的传感器，但是长距离的测量时应该使用低频率的传感器。 4 太原工业学院毕业设计(论文) 2超声波基本发展史及原理 2.1超声波发展简史 意大利科学家斯帕拉捷习惯晚饭后到附近的街道上散步。他常常看到，很多蝙蝠灵活的在空中飞来飞去，却从不会撞到墙壁上。这个现象引起了他的好奇:蝙蝠凭什么特殊本领在夜空中自由自在的飞行呢,为了弄清其中原委，斯帕拉捷做了一系列试验。先后蒙住蝙蝠眼睛和堵住蝙蝠鼻子，蝙蝠均能准确地分辨障碍物。只有当耳朵被堵住时，蝙蝠就不能分辨障碍物。斯帕拉捷的实验，揭开了蝙蝠飞行的秘密。后来人们继续研究，终于弄清了蝙蝠“超声定位”的原理——原来，蝙蝠通过喉部器官发出人听不见的“超声波”，这种“波”沿着直线传播，根据反射原理，同样可以极快的反射过来。蝙蝠再用耳朵接收这种“超声波”，就能迅速做出判断，完成满足自身要求的各种活动。 当然，以上的故事是个美丽的楔子。真正超声波的研究和发展，与媒质中超声波的产生和接收的研究密切相关。自19世纪末到20世纪初，在物理学上发现了压电效应与反压电效应之后，人们解决了利用电子学技术产生超声波的办法，从此迅速揭开了发展与推广超声波技术的历史篇章。1883年Galton首次制成超声波气哨，其原理是将压缩气体经过狭缝喷嘴形成气流，吹动圆形刀口振动形成共振腔，从而产生超声波。此后又出现了各种形式的汽笛和夜哨等机械型超声波换能器。20世纪初，由于电子学的发展，人们可以应用一些材料的“压电效应”和“磁致伸缩效应”制造各种“机电换能器”。1917年，法国物理家朗之万利用天然压电石英制作成功了“夹心式超声换能器”，并成功地将其应用于水下探测潜艇。伴随着超声应用在国民经济、军事各部门中的不停发展，又出现更大、性能更好的超声功率的磁致伸缩换能器，还出现了各种种类不同用途的电动型、电磁力型、静电型等多种“超声换能器“。 人类直到第一次世界大战才学会利用超声波，这就是利用“声纳”的原理来探测水中目标及其状态，如潜艇的位置等。40年代末期超声波治疗在欧美兴起，直到1949年召开的首届国际医学超声波学术会议上，才第一次出现了超声治疗方面的学术交流，为超声治疗学的发展奠定了较为系统的理论基础。医学上最早利用超声波是在1942年，奥地利医生杜西克首次用超声波技术扫描脑部结构，以后到了60年代医生们 5 超声测距—汽车倒车雷达的设计 开始将超声波应用于腹部器官的探测。直到1956年第二次国际超声医学学术会议上才有更多有新见解的论文发表，超声治疗才真正进入到实用成熟阶段。 材料科学的发展，使得应用频率非常高的压电换能器也由最初的天然压电晶体发展到价格低廉、性能优越、机电耦合系数高的塑料压电薄膜(PVDF)、压电陶瓷、压电半导体以及人工压电单晶等。产生和检测超声波的频率，也由几十千赫上升到上千兆赫。产生和接收的波型也由最初单纯的纵波发展扩大为扭转波、横波、表面波、弯曲波等。例如频率为几十兆赫至上千兆赫的微型表面波都已成功地应用于成像技术、电子通信和雷达等方面。 如今，超声波已广泛应用于测距、测速、清洗、焊接、碎石、杀菌消毒等，在医学、军事、工业、农业上有很多的应用。 2.2超声波的应用 由于超声波在物理化学方面的独特特性，所以超声波在许多方面都有广泛的应用。归结起来，超声波主要应用在以下几个方面: (1) 在检验方面的应用 超声波的波长比一般声波要短，具有较好的方向性，而且能透过不透明物质，这一特性已被广泛用于超声波探伤、测厚、测距、遥控和超声成像技术。 超声波探伤是利用超声波能透入金属材料的深处，并由一截面进入另一截面时，在界面边缘发生反射的特点来检查零件缺陷的一种方法，当超声波束自零件表面由探头通至金属内部，遇到缺陷与零件底面时就分别发生反射波来，在荧光屏上形成脉冲波形，根据这些脉冲波形来判断缺陷位置和大小。超声波测厚，是根据超声波脉冲反射原理来进行厚度测量的，当探头发射的超声波脉冲通过被测物体到达材料分界面时，脉冲被反射回探头，通过精确测量超声波在材料中传播的时长来确定被测材料的厚度。 超声测距的原理是利用超声波在空气中的传播速度为已知，测量声波在发射后遇到障碍物反射回来的时间，根据发射到接收的时间长短计算出障碍物到发射点的距离长短。超声测距主要应用场合有:工业现场、建筑工地、倒车入库等的距离长短测量，虽然当前的测距量程上能达到百米数量级，但是测量的精度却仅能达到厘米。 超声成像是利用超声波呈现不透明物内部形象的技术，把由换能器发出的超声波 6 太原工业学院毕业设计(论文) 经过声透镜聚焦到不透明的试样上面，从试样透射出的超声波携带了被照射部位的信息(如对声波的吸收、散射和反射的能力大小)，经声透镜汇集到压电接收器上，然后将电信号输入至放大器，应用扫描系统可以把不透明试样的形象显示到荧光屏上。上面所描述的装置叫做超声显微镜。超声成像技术已经在医疗检查方面获得非常广泛的应用，在微电子器件制造业中用来对LSI进行检测，在材料科学中用于显示合金中晶粒间界和不同组分的区域等信息。“声全息术”是应用超声波干涉原理 记录 混凝土 养护记录下载土方回填监理旁站记录免费下载集备记录下载集备记录下载集备记录下载 和重现不透明物的立体图像声成像技术，它的原理和光波的全息术基本原理一样，不同的地方是两者的记录手段不同。 (2) 在超声处理方面的应用 利用超声的机械效应、温热效应、理化效应，可进行超声焊接、钻孔、固体的粉碎、乳化 、脱气、除尘、清洗、灭菌、促进化学反应和进行生物学研究等，在工矿业、农业、医疗等各个部门获得了广泛应用。 超声波焊接是利用高频振动波传递到两个需焊接的物体表面，在加压的情况下，使两个物体表面相互摩擦而形成分子层之间的熔合。超声波焊接主要分超声波塑料焊接和超声波金属焊接，超声波塑料焊接具有焊接速度快，焊接强度高、密封性好的优点;而超声波金属焊接的优点在于快速、节能、熔合强度高、导电性好、无火花、接近冷态加工。针对所有的应用市场，超音波焊接其特有的优点——快捷、高效、清洁和牢固，赢得了各行各业的认可，在汽车、家电、包装、玩具业、电子等行业的应用也越来越广泛。 超声波清洗是利用超声波在液体中的空化作用、加速度作用及直进流作用对液体和污物直接、间接的作用，使污物层被分散、乳化、剥离而达到清洗目的。目前所用的超声波清洗机中，空化作用和直进流作用应用得更多。超声波清洗具有清洗效果好、清洗速度快、清洁度高，不须人手接触清洗液，安全可靠，对工件表面无损伤，节省溶剂、热能、工作场地和人工等诸多优点。超声波清洗方式超过一般的常规清洗方法，特别是工件的表面比较复杂像一些表面凹凸不平、有盲孔的机械零部件，一些特别小而对请洁度有较高要求的产品如:钟表和精密机械的零件，电子元器件，电路板组件等，使用超声波清洗都能达到很理想的效果。 超声波技术在医疗方面的独特疗效已得到医学界的普遍认可，并越来越被临床重视和采用。超声波治疗时将超声波能量作用于人体病变部位，以达到治疗疾患和促进 7 超声测距—汽车倒车雷达的设计 机体康复的目的。超声波的机械作用可软化组织，增强渗透，提高代谢，促进血液循环，刺激神经系统和细胞功能，因此具有超声波独特的治疗意义。超声温热效应可增加血液循环，加速代谢，改善局部组织营养，增强酶活力。一般情况下，超声波的热作用以骨和结缔组织为显著，脂肪与血液为最少。超声波治疗以疗效独特，长期治疗无毒副作用的安全特性见长，在肢体运动康复、心脑血管疾病治疗方面有着独特的优势，其体外无创的物理治疗手段比较适合在社区、医院运用。 (3) 在基础研究方面的应用 超声学是研究超声的科学，它是声学的一个重要分支。超声学是研究超声的产生、接收和在媒质中的传播规律，超声的各种效应，以及超声在基础研究和国民经济各部门的应用等内容的声学重要分支。机械运动是最简单、也最普通的物质运动，它和其他形式的物质运动以及物质结构之间的关系非常密切。超声振动本身就是一种机械运动，因此，超声方法也是研究物质结构的一个重要途径。20世纪40年代起，人们在研究媒质中超声波的声速和声衰减随频率变化的关系时，就陆续发现了它们与各种分子弛豫过程(如分子的内、外自由度之间能量转换的热弛豫，分子结构状态变化的结构弛豫等过程)及微观谐振过程(如铁磁、顺磁、核磁共振等)之间的关系，通过物质对超声的吸收规律可探索物质的特性和结构，这些方面的研究构成了分子声学这一声学分支。随着人们能产生和接收的超声波频率的不断提高，已正在逐步接近点阵热振动的频率，利用这些甚高频超声的量子化声能??声子来研究原子间的相互作用、能量传递等问题是十分有意义的。通过对甚高频超声声速和衰减的测定，可以了解声波与点阵振动的相互关系及点阵振动各模式之间的耦合情况，还可以用来研究金属和半导体中声子与电子、声子与超导结、声子与光子的相互作用等。因此，超声和电磁辐射及粒子轰击一起列为研究物质微观结构和微观过程的三大重要手段。与之有关的一门新分支学科??量子声学也正在形成。超声学是一门应用性和边缘性很强的学科，从它一百多年来的发展可以看出，超声学是随着它在国防、工农业生产、医学、基础研究等领域中应用的不断深入而得到发展的。它不断借鉴电子学、超声学材料科学、光学、固体物理等其他学科的内容，而使自己更加丰富。同时，超声学的发展又为这些学科的发展提供了一些重要器件和行之有效的研究手段。但是，超声学仍是一门年轻的学科，其中存在着许多尚待深入研究的问题，对许多超声波应用的机理还未彻底了解，况且实践还在不断地向超声学提出各种新的课题，而这些问题的不断提出和解决，都已表明了超声学是在不断地向前发展着。 8 太原工业学院毕业设计(论文) 2.3超生波测距方法 超声波发射器向某一方向发射超声波，在发射时刻的同时开始计时，超声波在空气中传播，途中碰到障碍物就立即返回来，超声波接收器收到反射波就立即停止计时。超声波在空气中的传播速度为340m/s，根据计时器记录的时间t，就可以计算出发射点距障碍物的距离(s)，即:s=340t/2 最常用的超声测距的方法是回声探测法，超声波发射器向某一方向发射超声波，在发射时刻的同时计数器开始计时，超声波在空气中传播，途中碰到障碍物面阻挡就立即反射回来，超声波接收器收到反射回的超声波就立即停止计时。超声波在空气中的传播速度为340m/s，根据计时器记录的时间t，就可以计算出发射点距障碍物面的距离s，即:s=340t/2。 由于超声波也是一种声波，其声速V与温度有关。在使用时，如果传播介质温度变化不大，则可近似认为超声波速度在传播的过程中是基本不变的。如果对测距精度要求很高，则应通过温度补偿的方法对测量结果加以数值校正。声速确定后， 只要测得超声波往返的时间，即可求得距离。这就是超声波测距仪的基本原理。如图2-1所示: T 超声波发射 障碍物 S H θ 超声波接收 图2-1 超声波测距仪基本原理 H,Scos, (2-1) L,,arctg()H (2-2) 式中:L---两探头之间中心距离的一半。 9 超声测距—汽车倒车雷达的设计 又知道超声波传播的距离为: 2S,vt (2-3) 式中:v—超声波在介质中的传播速度; t—超声波从发射到接收所需要的时间。 将(2—2)、(2—3)代入(2-1)中得: L 1 , H vt cos[arctg ] (2-4) 2 H 其中,超声波的传播速度v在一定的温度下是一个常数(例如在温度T=20度 时,V=344m/s);当需要测量的距离H远远大于L时,则(2—4)变为: (2-5) 1 H , vt 2 所以,只要需要测量出超声波传播的时间t,就可以得出测量的距离H。 10 太原工业学院毕业设计(论文) 3系统整体设计 3.1系统整体设计框图 本设计以AT89C51单片机为核心，通过扫描按键的状态，由声波换能器TCT40-16TR1发出40KHz的超声波方波信号，有定时器T0产生方波驱动信号，同时，启动计数器T1，用来计数，也就是测算方波发射到接收所需要的时间。经障碍物反射后由超声波接收换能器接收反射信号，经放大电路放大后，由P1.7来接收超声波反射信号，当接收到该信号后，关闭计数器T1，记下此时的时间，转入执行计算距离子程序，由子程序计算距离，并启动LED显示其数值，同时，当到达危险距离时发出滴答滴答的响声。 整个系统结构框图如图3-1所示: 锁相环 超声波接收器 放大电路 检波电路 单片机定时器 显示器 控制 超声波发射器 放大电路 图3-1 系统结构框图 3.2硬件选型 3.2.1超声波探头的中心频率及主要参数 一、主要参数 (1)中心频率 中心频率，即压电晶片的谐振频率。当施加于它两端的交变电压频率等于晶片的中心频率时，输出能量最大，传感器的灵敏度最高。中心频率越高，测距越短，而分 11 超声测距—汽车倒车雷达的设计 辨力越高。常见超声波传感器的中心频率有30KHz、40KHz、75KHz、200KHz、400KHz等。本设计采用40KHZ的探头TCT40-16T/R。 (2)灵敏度 灵敏度的单位是分贝(dB)，数值为负，它主要取决于晶片材料及制造工艺。 (3)指向角 指向角是超声波传感器方向性的一个参数，指向角越小，方向性越强。一般为几度至几十度。 (4)工作温度 工作温度是指能使传感器正常工作的温度范围，其温度上限应远于居里点温度。 +290:C以石英晶片为例，当温度达至时灵敏度可降低6,。一旦达到居里温度点，:573C(),就完全丧失压电性能。供诊断用的超声波传感器的功率较小，工作温度不高，在-20?到+70?温度范围内可以长期工作。治疗用的超声波传感器温度较高，必须采取冷却降温措施。 TCT40-16T/R的性能指标如表3-1所示: 表3-1 TCT40-16T/R性能指标 型号 T40-16T T40-16R 功能 发射 接收 中心频率 40khz(2.5%误差) 40khz(2.5%) 声压 114dBmin 灵敏度 68dBmin 电容 2500pf(20%) 2500pf(20%) 最大电压 20v 20v ::指向性 60(25%) 60(25%) ::::工作温度 零下20至70 零下20至70 TCT40-16T/R的指向特性如图3-2所示: 12 太原工业学院毕业设计(论文) 图3-2 TCT40-16T/R指向特性 3.2.2单片机的选择 单片机是系统软件的载体，是控制系统的核心。因此其性能将直接影响系统的稳定性。选择好的单片机不仅关系到系统的精度、稳定性，而且还有利于减少系统成本。根据系统设计的要求以及总体设计思路对所选择的单片机要求进行进一步的概括。本设计由于超声波采用软件驱动，仅需要一个定时器，一个计数器，常用的51系列单片机满足需要。因此，选用AT89C51单片机。 51系列单片机中典型芯片(AT89C31)采用40引脚双列直插封装(DIP)形式，内部由CPU，4kB的ROM，256 B的RAM，2个16b的定时,计数器TO和T1，4个8 b的工,O端I:IP0，P1，P2，P3，一个全双功串行通信口等组成。特别是该系列单片机片内的Flash可编程、可擦除只读存储器(EPROM)，使其在实际中有着十分广泛的用途，在便携式、省电及特殊信息保存的仪器和系统中更为有用。 5l系列单片机提供以下功能:4 kB存储器;256 BRAM;32条工,O线;2个16b定时,计数器;5个2级中断源;1个全双向的串行口以及时钟电路。 空闲方式:CPU停止工作，而让RAM、定时,计数器、串行口和中断系统继续工作。 掉电方式:保存RAM的内容，振荡器停振，禁止芯片所有的其他功能直到下一次硬件复位。 5l系列单片机为许多控制提供了高度灵活和低成本的解决办法。充分利用他的片内资源，即可在较少外围电路的情况下构成功能完善的超声波测距系统。 该系列单片机引脚与封装如图3-3所示: 13 超声测距—汽车倒车雷达的设计 图3-3单片机引脚与封装 3.2.3其他元器件的选择 显示部分是采用七段四位数码管，选用共阴极接法，CD4511控制段选码，74LS138控制位选信号。发射部分超声波探头的选用TCT40-16T/R，相应的信号处理元件选用 74LS138。超声波的接收信号选用CX20106芯片处理。单片机的外围电路元TC4069、 件选用11.0592MHz的晶振，报警电路选用蜂鸣器。 14 太原工业学院毕业设计(论文) 4硬件电路设计 4.1单片机外围电路设计 单片机外围电路主要有键盘电路、电源电路、复位电路、时钟电路、串口电路，对于本设计来说，键盘电路相当于倒车挡，主要控制单片机执行指令的状态，时钟电路、电源电路、复位电路构成单片机的最小系统。由于本设计本身是为了做出汽车倒车防撞报警器的实体，并着重阐述汽车倒车防撞报警器的原理，因此，相当于倒车档的键盘电路不再做详细的叙述。另外，为了更便于观测本设计调试中的现象，用三个发光二级管来观察调试结果，以本设计的程序来说明，当大于2m时是安全距离，绿灯亮，当在1.5m到2m之间时，黄灯亮，当在1m到1.5m之间时，危险距离，开继电器，红灯亮，启动报警电路。其外围电路如图4-1所示: 图4-1单片机外围电路 4.2超声波发射电路设计 15 超声测距—汽车倒车雷达的设计 超声波换能器TCT40-16T/R发出超声波需要40KHz的方波信号驱动 ，产生40KHz的方波主要有软件发生法和硬件发生法。本设计采用软件产生，由定时器T0产生40KHz的方波信号。由TC4069驱动超声波换能器。本具体电路如图4-2所示: 图4-2 超声波发射电路 4.3超声波接收电路设计 4.3.1 CX2016A简介 CX2O106A是日本索尼公司生产的红外遥控信号接收集成电路，广泛应用于视频、音频、空调、风扇等各种遥控系统中作遥控信号接收电路。 图4-3为CX20106A内部电路原理框图及引脚图: 16 太原工业学院毕业设计(论文) 图4-3 CX20106A内部电路原理框图及引脚图 图4-4为CX20106A的典型应用电路: 图4-4 CX20106A的典型应用电路 各引脚介绍: 1脚:为红外信号输入端。该引脚和地之间连接光电二极管，输入阻抗约40kΩ。 2脚:为增益调节端。该引脚与地之间连接RC串联网络，它们是负反馈串联网络的一个组成部分，改变它们的数值能改变前置放大器的增益和频率特性。增大电阻R1或减小C1,将使负反馈量增大，放大倍数下降，反之则放大倍数增大。但C1的改变会影响到频率特性，一般在实际使用中不必改动，推荐选用参数为R1=4.7Ω，C1=1μF。 3脚:为检测端。该引脚与地之间连接检波电容，电容量大为平均值检波，瞬间 17 超声测距—汽车倒车雷达的设计 相应灵敏度低;若容量小，则为峰值检波，瞬间相应灵敏度高，但检波输出的脉冲宽度变动大，易造成误动作，推荐参数为3.3μf。 4脚:接地端。 5脚:为带通滤波器调整端。该引脚与电源间接入一个电阻，用以设置带通滤波器的中心频率f0，阻值越大，中心频率越低。例如，取R=200kΩ时，f0?42kHz，若取R=220kΩ，则芯片中心频率f0?38kHz。 6脚:为积分端。该引脚与地之间接一个积分电容，标准值为330pF，如果该电容取得太大，会使探测距离变短。 7脚:为信号输出端，它是集电极开路输出方式，因此该引脚必须接上一个上拉电阻到电源端，推荐阻值为22kΩ，没有接受信号是该端输出为高电平，有信号时则产生下降。 8 脚:为电源端。该引脚接电源正极，电压为4.5V,5V。 4.3.2超声波接收电路 超声波换能器接收到反射回来的超声波信号后，会转换为电信号，此时的信号比较弱，需要放大整形等一系列处理才能输入单片机完成相应的信息处理。 本设计超声波接收电路选用集成电路CX20106A，它可用来完成信号的放大、限幅、带通滤波、峰值检测和波形整形等功能。发射电路发出的脉冲信号，在碰到障碍物后，经反射后的超声波脉冲变成微弱的交流信号，接收电路接收后送到CX20106A 的1 脚，为信号的输入端，经过前置放大器的放大，限幅放大器的放大，由于其有自动增益控制功能，可以保证超声传感器接收较远反射信号输出微弱电压时，放大器具有较高的增益，而在近距离输入信号强时放大器不会过载，其带通滤波器中心频率可由芯片5 脚的外接电阻调节，取200 kΩ，控制在38 kHz。通过带通滤波器滤波，峰值滤波，积分比较，最后经整形电路输出脉冲信号。 CX20106A 接收超声波具有很高的灵敏度和较强的抗干扰能力，可以满足超声波接收电路的要求。同时集成电路也可以减少干扰。具体电路如图4-5所示: 18 太原工业学院毕业设计(论文) 图4-5 超声波接收电路 4.4 LED显示电路 显示器是一个典型的输出设备，而且其应用是极为广泛的，几乎所有的电子产品都要使用显示器，其差别仅在于显示器的结构类型不同而已。最简单的显示器可以使LED 发光二极管，给出一个简单的开关量信息，而复杂的较完整的显示器应该是 CRT监视器或者屏幕较大的 LCD 液晶屏。综合本课题的实际要求以及考虑单片机的接口资源，采用串行方式显示的 LED 驱动输出设备。因为需要显示的距离在10m以内，并且只需要精确到cm,故采用3个LED数码管显示距离数值。 在单片机应用系统中，LED数码管的显示常用两种方法:静态显示和动态扫描显示。所谓静态显示驱动，就是给要点亮的LED通以恒定的电流，即每一位LED显示器各引脚都要占用单独的具有锁存功能的I/O接口，单片机只需要把要显示数字的段码发送到接口电路并保持不变即可。如果要显示新的数据，再发送新的字形段码。因此，使用这种方法单片机中CPU开销小，但这种驱动方法需要寄存器、译码器等硬件设备。当需要显示的位数增加时，所需的器件和连线也相应增加，成本也增加。而动态显示 19 超声测距—汽车倒车雷达的设计 驱动就是给欲点亮的LED通以脉冲电流，即采用分时的方法，轮流控制各个显示器的COM端，使各个显示器轮流点亮，这时LED的亮度就是通断的平均亮度。考虑各种因素，本设计选用动态驱动显示。LED数码管采用共阴极接法，数字的段码由译码器CD4511控制，数字的位码由74LS138控制。具体电路图如图4-6所示: 图4-6 LED显示电路 4.5报警电路设计 考虑到本设计的实际需求，系统只需提供简单的嘀嘀声作为报警信号即可。所以，报警电路不需要复杂的设计，只需用NPN三极管控制蜂鸣器发声即可，具体电路如图4-7所示: 20 太原工业学院毕业设计(论文) 图4-7 报警电路 21 超声测距—汽车倒车雷达的设计 5软件系统设计 本设计的软件设计部分十分的重要，距离的换算与显示，就连部分硬件电路不能完成的滤波也要靠程序来完成。而且程序的设计也是本设计的难点。 5.1 程序完成的功能 本次设计的程序需要完成的功能有: (1)超声波的发射和接受控制 (2)消除余振 (3)对回波信号的检测 (4)测距时间到距离的换算 (5)距离的显示 (6)对距离进行判断 5.2 编程语言的选择 在编程语言的选择上，我主要考虑使用我所学过的汇编语言和C语言。下面将对汇编语言与C语言的特点进行比较。 汇编语言是一种面向机器的低级的程序设计语言。它直接利用机器提供的指令系统编写程序，该类程序的可执行指令是与机器语言程序的指令一一对应的。汇编语言由于是面向机器的程序设计语言，与具体的计算机硬件有着密切的关系，因此，可移植性差。但由于汇编指令与机器语言指令一一对应，即一条汇编语言的可执行指令对应着一条机器语言指令，反之亦然。因此，汇编语言可直接利用机器硬件系统的许多特性，如寄存器、标志位以及一些特殊指令等，具有执行速度快、占用内存少等优点。汇编语言的缺点是程序的通用性和可移植性差;程序比较繁琐，调试困难;目标程序比较庞大，运行速度慢。 C语言是一种编译型的程序设计语言，它兼顾了多种高级语言的特点，并具备汇编语言的功能。C语言有功能丰富的库函数，运算速度快，编译效率高，有良好的可 22 太原工业学院毕业设计(论文) 移植性，而且可以直接实现对系统硬件的控制。C语言是一种结构化设计语言，支持支持由顶向下结构化程序设计技术。C语言的模块化程序结构可以使程序模块实现共享。在C语言的可读性方面更容易借鉴前人的开发经验，提高程序的开发水平。 C语言应用于单片机编程出了上述特点外，还有以下突出特点:编译器可以自动完成变量存储单元的分配，省去了分配和纪录存储单元的繁琐;不必对单片机和硬件接口的结构有很深入的了解，省去了单片机漫长的学习时间;具有良好的可移植性，只要将程序略加改动就可以将其应用与其他类型的单片机，省去了更改单片机型号时重新编写程序的无奈。因此利用C语言编写程序可以大大缩短目标系统软件的开发周期，程序的可读性明显增加，便于改进、扩充、研制规模更大、性能更完备的系统。C语言的缺点是生成目标代码比较大，但随着大规模集成电路的飞速发展，片内ROM的空间做到16/32 KB的已经很多，所以代码较大已经不是重要的问题了。目前，支持硬断点的单片机仿真器已能很好的进行C语言程序调试，为使用C语言进行单片机编程提供了便利条件。因此，利用C语言进行程序设计已成为单片机开发、应用的必然趋势。 综合以上对两种编程语言特点的比较，并考虑到单片机之间采用串行数据传送，采用C语言编写的话又可以简化许多使用汇编语言时进行浮点运算的不便。再加上本人对C语言程序更加熟悉一点，所以最终决定使用C语言为本次设计的编程语言。 5.3 主要部分程序流程图 见附录 5.4 实现重要功能的程序的分析 5.4.1实现温度读取功能 uint Read_Temperature(void) 23 超声测距—汽车倒车雷达的设计 { uint c; reset(); tu=0; if(r) { write(0xCC); write(0xBE); c=read(); reset(); write(0xCC); write(0x44); if(c>0x1000){c=c+1;tu=1;} c>>=4; return c; } else{return r; } } 5.4.2实现根据温度转化声速 int C_speed(void) { uchar y; y=Read_Temperature(); if(r){ { T_C=y; if(tu==0)speed=332+T_C*0.607; else speed=332-T_C*0.607; } }else speed=346.5; return speed; } 24 太原工业学院毕业设计(论文) 5.4.3实现距离计算 float Dis_count() { float cm; cm=TH1*256+TL1; cm-=7610; cm*=speed; cm/=20000; return cm; } 5.4.4 主函数的结构与内容 void main(void) { uchar w; Read_Temperature(); for(w=11;w<255;w--) { LED_Data=LED0[w]; led_1H=0;led_2H=0;led_3H=0; time(400); bell=0; LED_Data=0xff; time(20); bell=1; OFF=0xff; 25 超声测距—汽车倒车雷达的设计 } key(); T_show: EA=0; TR1=0; do{ LED_T_C(Read_Temperature()); show(25); key(); show(25); key(); show(25); key(); show(25); key(); show(25); key(); show(25); key(); show(25); key(); }while(show_temperature==1); ------------------测距部分开始 TMOD=0X11; EA=1; IT1=1; w=0; while(1) { TT1(); TR1=1; Send_40K(); time_11uS(6); 26 太原工业学院毕业设计(论文) ET1=1; EX0=1; do{ led_display();} while(flag==0&&TO==0); if(flag==1) { if(w>27){C_speed();w=0;} w++; dis=Dis_count(); flag=0; if(dis<=8||dis>=996){temp[0]=0xF7;temp[1]=0xF7;temp[2]=0xF7;} else{ bell=0; LED_temp(dis); bell=1; show(10); } } TO=0; show(10); key(); if(show_temperature==1)goto T_show; } } 27 超声测距—汽车倒车雷达的设计 6仿真 单片机超声波测距仪的仿真，由于仿真软件里没有超声波头的仿真模型，造成单片机超声波测距仿真无法进行，要对超声波测距进行仿真，只能分步进行，即将接收电路的仿真与单片机系统的仿真分开进行，对超声波测距仪进行软件仿真成功后，再调试超声波测距仪硬件。 一、超声波测距仪接收电路仿真 本接收电路是单片机超声波测距仪中最简单的电路，电路由三极管分离元件构成，整个电路元件少、制作容易、调试简单，成功率非常高。仿真截图如图6-1: 图6-1 超声波测距仪接收电路仿真 28 太原工业学院毕业设计(论文) 二、超声波测距仪软件系统仿真，如图6-2: 图6-2 超声波测距仪软件系统仿真 29 超声测距—汽车倒车雷达的设计 三、仿真时示波器的示意图，如图6-3: 图6-3 仿真时示波器示意图 30 太原工业学院毕业设计(论文) 7结论 本文主要讲述了倒车雷达，即超声波测距仪的原理和设计方法，设计的最终结果是使超声波测距仪能够产生超声波，实现超声波的发送与接收，从而实现利用超声波方法测量物体间的距离，并以数字的形式显示测量距离，在距离小于50cm时发出报警。超声波测距的原理是利用超声波的发射和接收，根据超声波传播的时间来计算出传播距离。超声波测距仪硬件电路的设计主要包括单片机系统及显示电路、超声波发射电路和超声波接收电路三部分。单片机采用AT89S51，采用12高精度的晶振，MHz以获得较稳定时钟频率，减小测量误差。单片机控制超声波发射与接收模块进行信号的发射与接收。显示电路采用LED数码管进行数字显示。 超声波测距仪还可以做如下改进: 系统的动态性能不高，被测物体表面移动速度很小时，可以实现跟踪测量;移动速度过大，波动较大时，误差变大。可以研究更为合理的波导管和辅助测量手段。 提高超声波发射探头的固有频率。如果超声波的固有频率为40kHz，并假设接收信号触发阀值建立时间滞后两个周期，如果将超声波的固有频率提高至200kHz,则测试误差将缩小5倍。 增加抗干扰措施。由于超声波测距仪测量的距离比较小，故采用TCT40-16T/R超声波传感器作为发射和接收装置，虽然也存在一定得自身干扰，但是比发射与接收采用一只压电陶瓷超声波传感器自身干扰要小些。另外加上环境温度、气流等的影响，使超声波测距系统受到干扰尤为严重。系统抗干扰措施必须从硬件和软件两个方面着手。 为了抑制外部干扰，接收装置可以采用过零检测装置，保证接收到得超声波为物体反射回来的超声波，从而有效地抑制超声波发射电路的辐射干扰。但要注意接收电路中的谐振回路带宽不能太窄，以免降低了电路的稳定性。电路元件要选用低噪声器件，采取合理的电路布局，良好的印刷板走线，并注意进行屏蔽。 软件方面采用数字信号处理技术，利用算法平均值滤波和相关滤波以抑制带宽的随机噪声，以及在测量时间内近似呈现周期性的干扰并进行补偿。通过这些处理，可以有效的减少干扰。 31 超声测距—汽车倒车雷达的设计 参考文献 [1]李华.MCU-51系列单片机实用接口技术[M].北京:北京航空航天大学出版社， 1993. 6:87--93 [2]陈光东.单片机微型计算机原理与接口技术(第二版)[M].武汉:华中理工大学出版社，1999.4:21--25 [3]徐英慧,等. 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Ultrasonic Testing Station for Wheel-Sets of Passenger Trains of the Deutshe Bahn AG.Insight.2001,43(11):751 -753 32 太原工业学院毕业设计(论文) [19] M. Parrilia, J: J. Anaya, C. Fritsch. Digital signal processing techniques for high accuracy Ultrasonic range measurements[J], IEEE Trans on Instrumentation and Measurement, Aug. 2002:759-763 [20] Hongjiang He Jianyi Liu.The Design of Ultrasonic Distance Measurement System Based on S3C2410[C].2008 International Conference on Intelligent Computation Technology and Automation [21] M.Toda.Cylindrical PVDF film Transmitter and Receivers for Air Ultrasound.IEEE trans Ultrasonic? Ferroelect.，Freq.ContL，2002 [22] E.Maioneetal.Transducer Design for Portable Ultrasound Enhanced TransdermalDrug-Delivery System.IEEE Trans.Ultrasonic Ferroelect.， Freq.Contr.，2002 33 超声测距—汽车倒车雷达的设计 致谢 首先，我要感谢我的指导老师****老师在毕业设计和写论文的过程中对我给予的指导和严格要求，从选题到查阅资料，开题 报告 软件系统测试报告下载sgs报告如何下载关于路面塌陷情况报告535n,sgs报告怎么下载竣工报告下载 的书写，中期答辩，后期论文的书写以及格式调整等各个环节都给予了我热心的指点和辅导，这三个月以来，王老师不仅在学业上给我以精心指导，同时还在思想给我以无微不至的关怀，在此谨向**老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意。 同时我要感谢和我一起做毕业设计的同学，这是在这个温暖的“家庭式”的氛围中，我才能更加安心愉悦的完成我的毕业设计。在这几个月中，每当我有困惑不解的地方、有难以克服的难关时。总是他们能给我提供良好的思路、启发我的思想。在此，我真诚的对0920272的同学们道一声——“谢谢～”。 最后我还要深深的感谢我自己，学习创作中难免有坎坷、有懊恼、有很多不良的情感让自己想着放弃。可是，每当这时，心中顽强的信念激发的斗志和不服输的精神都让我继续向前。点亮智慧、启迪灵感，让我一次次恍然大悟、醍醐灌顶,最终顺利圆满的完成了自己的毕业设计。所以我对自己也充满感恩、感激。 34 太原工业学院毕业设计(论文) 附录 1、元件清单: 35 超声测距—汽车倒车雷达的设计 2、整体原理图: 3、程序流程框图: 36 开始 参数初始化 发射超声波、启动定时器 N 是否收到 Y 数据处理计算距离 是否在报 警距离, N Y 报警 太原工业学院毕业设计(论文) 显示距离 精品文档———————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————— 精品文档 精品资料 精品文档——————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————-——— 精品资料 37 超声测距—汽车倒车雷达的设计 序号 名称 规格型号 单位 数量 备注 一 制冷系统 1 压缩机组 4AV10 台 4 2 冷凝器 LN-70 台 1 3 贮氨器 ZA-1.5 台 1 4 桶泵组合 ZWB-1.5 台 1 5 氨液分离器 AF-65 台 1 6 集油器 JY-219 台 1 7 空气分离器 KF-32 台 1 8 紧急泄氨器 JX-108 台 1 9 冷风机 KLL-250 台 8 10 冷风机 KLD-150 台 4 11 冷风机 KLD-100 台 2 12 阀门 套 86 13 电磁阀 套 6 14 管道及支架 吨 18.6 3 15 管道及设备保温 m22 16 管道保温包扎 镀锌板 吨 1.6 17 附件 套 1 二 气调系统 1 中空纤维制氮机 CA-30B 台 1 2 二氧化碳洗涤器 GA-15 台 1 3 气动电磁阀 D100 台 14 4 电脑控制系统 CNJK-406 台 1 5 信号转换器 8线 台 1 6 果心温度探头 台 7 37 库气平衡袋 5 m 个 7 8 库气安全阀 液封式 个 7 9 小活塞空压机 0.05/7 台 1 10 PVC管 套 1 11 附件 套 1 三 水冷系统 38 太原工业学院毕业设计(论文) 1 冷却塔 DBNL-100 台 2 3 2 水泵 SBL80-160I 台 2 3 水泵 SBL50-160I 台 2 4 阀门 套 30 5 管道及支架 吨 2.8 6 附件 套 1 四 电仪控系统 1 电器控制柜 套 1 2 照明系统 套 1 3 电线电缆 套 1 4 桥架管线 套 1 5 附件 套 1 39