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-I-毕业论文课题：汽车防碰撞报警系统-II-摘要论文介绍了一种基于单片机的超声波汽车防撞测距报警系统，此系统利用AT89S52单片机作为主控制器，结合超声波测距原理，来实现智能汽车防撞测距报警功能，并进行了系统硬件和软件的设计。通过多种发射接收电路设计方案比较，得出了最佳的设计方案，并对系统各个单元的原理进行了介绍。对组成的各系统电路的芯片进行了介绍，并阐述了它们的工作原理。此系统具有结构简单，精度高，使用方便等特点。介绍了系统软件结构，通过编程来实现系统功能。-III-AbstractPaperdescribesamicrocontroller-basedultrasonicrangingautomotiveanti-collisionwarningsystem,thissystemusesAT89S52microcontrollerasthemaincontroller,combinedwithultrasonicdistancemeasurementprinciple,toachievethesmartcarcrashrangingalarm,andmakethesystemhardwareandsoftwaredesign.Throughavarietyoftransmittingandreceivingcircuitdesigncomparedtoarriveatthebestdesign,andsystemtheprincipleofeachunitaredescribed.Circuitcomposedofthevarioussystemsonachipwasintroduced,andexplainedhowtheywork.Thissystemhasasimplestructure,highprecision,easytouseandsoon.Describesthesystemsoftwarearchitecture,programmedtoachievesystemfunctionality.-IV-目录摘要..................................................IIAbstract..............................................III目录................................................IV第1章绪论.............................................11.1背景...........................................................11.1.1超声波测距发展综述.............................................11.2研究内容.......................................................2第2章超声波测距原理及构想..............................32.1超声波传感器介绍...............................................32.1.1超声波传感器的特性.............................................42.2超声波测距的原理...............................................52.3系统设计原理...................................................52.4系统主要参数...................................................72.4.1测距仪的工作频率...............................................72.4.2声速...........................................................72.4.3发射脉冲宽度...................................................72.4.4测量盲区.......................................................7第3章超声波测距系统方案设计............................93.1发射与接收电路的设计方案......................................93.2显示报警单元方案设计.........................................103.2.1系统报警电路设计..............................................113.3单片机复位电路...............................................113.4时钟电路.....................................................123.5温度补偿电路.................................................133.674HC04N芯片介绍.............................................143.7探头介绍.....................................................14第4章系统软件结构....................................15-V-第5章结论..........................................175.1误差产生原因分析.............................................185.1.1温度对超声波声速的影响.....................................185.2针对误差产生原因的系统改进方案...............................19致谢...............................................21参考文献...............................................22附录1原理图...........................................24附录2源代码...........................................25附录3电子器件列表清单................................30-1-第1章绪论1.1背景随着社会经济的发展,交通运输业日益兴旺，汽车的数量在大副攀升。交通拥挤状况也日趋严重，撞车事件屡屡发生，造成了不可避免的人身伤亡和经济损失，针对这种情况，设计一种响应快，可靠性高且较为经济的汽车防撞报警系统势在必行，超声波测距法是最常见的一种距离测距方法，应用于汽车的前后左右防撞的近距离，低速状况，以及在汽车防撞报警系统中，超声波作为一种特殊的声波，同样具有声波传输的基本物理特性——折射，反射，干涉，衍射，散射。汽车防撞报警器将单片机的实时控制及数据处理功能，与超声波的测距技术、传感器技术相结合，可检测汽车运行中后方障碍物与汽车的距离及汽车车速，通过数显装置显示距离，并由发声电路根据距离远近情况发出警告声。1.1.1超声波测距发展综述五十年代，我国开始从国外引进超声波仪器，多是笨重的电子管式仪器。如英国的UCT-2超声波检测仪，重达24Kg，各单位积极开展试验研究工作，在一些工程检测中取得了较好的效果。五十年代末六十年代初，国内科研单位进口了波兰产超声仪，并进行仿制生产。随后，上海同济大学研制出CTS-10型非金属超声检测仪，也是电子管式，仪器重约20Kg。该仪器性能稳定，波形清晰。但当时这种仪器只有个别科研单位使用，建工部门使用不多。直至七十年代中期，因无损检测技术仍处于试验阶段，未推广普及，所以仪器没有多大发展，仍使用电子管式的UCT-2，CTS-10型仪器。八十年代后期，由于计算机技术和高速器件的不断发展，使超声波信号的数字化采集和分析成为可能。目前国内也相继出现了各类数字化超声波检测设备，并已成为超声波检测的发展方向。厦门大学的某位学者研究了一种回波轮廓分析法。该方法在测距中通过两次探测求取回波包络曲线来得到回波的起点，通过这样处理后超声波传播时间的精度得到了很大的提高。意大利的Carullo等人介绍了一种自适应系统，采用特殊的发射波形来获得好的回波包络，同时采用对环境噪声进行估测，设置一定的回波开平电路，且采用自动增益的控制放大器，通过这些措施来提高超声波的探测精度。目前国内外在超声波检测领域都向着数字化方向发展，数字式超声波检测仪器的发展速度很快。国内近几年也相继出现了许多数字式超声波仪器和分析系统。国际上对超声波检测数字化技术的研究非常重视，国外生产类似产品和研究的公司有美国的泛美（PANAMETRICS）公司、METEC公司，加拿大的R/DTECH公司，德国的K-K公司、法国的SOFRATEST公司和西班牙的TECNATOM公司等等，-2-上述这些公司生产的超声波检测采集、分析和成像处理系统的技术水平较高，在世界上处于领先水平。随着检测技术研究的不断深入，对超声检测仪器的功能要求越来越高，单数码显示的超声检测仪测读会带来较大的测试误差。进一步要求以后生产的超声仪能够具有双显及内带有单板机的微处理功能。随后具有检测，记录，存储，数据处理与分析等多项功能的智能化检测分析仪相继研制成功。超声仪研制呈现一派繁荣景象。其中，煤炭科学研究院研制的2000A型超声分析检测仪，与国内同类产品相比，设计新颖合理，功能齐全，在仪器设计上有重大突破和创新，达到了国际先进水平。目前，计算机市场价格大幅度下降，采用非一体化超声波检测仪器，计算机可发挥它一机多用的各种功能，实际上是最大的节约。过去那种全功能的仪器设置，还不如单独的超声仪，计算机可充分发挥各自特点。高智能化检测仪器只能满足检测条件，使用环境，重复性测试内容等基本情况一样，才可充分发挥其特有功能。仪器设计也应从实际情况出发，才能满足用户的要求。综上所述，我国超声波仪器的研制与生产，有较大发展，有的型号已超过国外同类仪器水平。1.2研究内容本论文章节安排如下：第一章绪论部分主要介绍了超声波的发展状况，以及目前的现状和前景。第二章超声波测距原理及构想主要介绍了超声波传感器，超声波测距的原理及超声测距系统的总体方案，系统主要参数。第三章超声波测距系统各组成单元方案设计(包括发射接收电路设计、显示电路设计、报警电路设计、时钟电路设计、复位电路设计等)。并详细介绍了最终确定的各单元设计方案以及最终方案的设计原理及具体实现。第四章系统硬件软件实现部分主要介绍了软件的实现。第五章给出系统的误差分析和系统改进。-3-第2章超声波测距原理及构想2.1超声波传感器介绍超声波由于其指向性强、能量消耗缓慢、传播距离较远等优点，而经常用于距离的测量，如测距仪和物位测量仪等都可以通过超声波来实现。超声波测距主要应用于倒车雷达、建筑施工工地以及一些工业现场，例如液位、井深、管道长度等场合。超声传感器是一种将其他形式的能转变为所需频率的超声能或是把超声能转变为同频率的其他形式的能的器件。目前常用的超声传感器有两大类，即电声型与流体动力型。电声型主要有：1压电传感器；2磁致伸缩传感器；3静电传感器。流体动力型中包括有气体与液体两种类型的哨笛。由于工作频率与应用目的不同，超声传感器的结构形式是多种多样的，并且名称也有不同，例如在超声检测和诊断中习惯上都把超