汽車(chē)倒車(chē)防撞警報(bào)器畢業(yè)論文

畢業(yè)論文汽車(chē)倒車(chē)防撞報(bào)警器Cartocarcrashalarmdesign

畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說(shuō)明原創(chuàng)性聲明本人重承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文），是我個(gè)人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的成果。盡我所知，除文中特別加以標(biāo)注和致的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過(guò)的研究成果，也不包含我為獲得及其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或?qū)W歷而使用過(guò)的材料。對(duì)本研究提供過(guò)幫助和做出過(guò)貢獻(xiàn)的個(gè)人或集體，均已在文中作了明確的說(shuō)明并表示了意。作者簽名：日期：指導(dǎo)教師簽名：日期：使用授權(quán)說(shuō)明本人完全了解大學(xué)關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的規(guī)定，即：按照學(xué)校要求提交畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版本；學(xué)校有權(quán)保存畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務(wù)；學(xué)校可以采用影印、縮印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存論文；在不以贏(yíng)利為目的前提下，學(xué)?？梢怨颊撐牡牟糠只蛉咳?。作者簽名：日期：

學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的研究成果。除了文中特別加以標(biāo)注引用的容外，本論文不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫(xiě)的成果作品。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本人完全意識(shí)到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。作者簽名： 日期：年月日學(xué)位論文使用授權(quán)書(shū)本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國(guó)家有關(guān)部門(mén)或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。涉密論文按學(xué)校規(guī)定處理。作者簽名： 日期：年月日導(dǎo)師簽名：日期：年月日

注意事項(xiàng)1.設(shè)計(jì)（論文）的容包括：1）封面（按教務(wù)處制定的標(biāo)準(zhǔn)封面格式制作）2）原創(chuàng)性聲明3）中文摘要（300字左右）、關(guān)鍵詞4）外文摘要、關(guān)鍵詞5）目次頁(yè)（附件不統(tǒng)一編入）6）論文主體部分：引言（或緒論）、正文、結(jié)論7）參考文獻(xiàn)8）致9）附錄（對(duì)論文支持必要時(shí)）2.論文字?jǐn)?shù)要求：理工類(lèi)設(shè)計(jì)（論文）正文字?jǐn)?shù)不少于1萬(wàn)字（不包括圖紙、程序清單等），文科類(lèi)論文正文字?jǐn)?shù)不少于1.2萬(wàn)字。3.附件包括：任務(wù)書(shū)、開(kāi)題報(bào)告、外文譯文、譯文原文（復(fù)印件）。4.文字、圖表要求：1）文字通順，語(yǔ)言流暢，書(shū)寫(xiě)字跡工整，打印字體及大小符合要求，無(wú)錯(cuò)別字，不準(zhǔn)請(qǐng)他人代寫(xiě)2）工程設(shè)計(jì)類(lèi)題目的圖紙，要求部分用尺規(guī)繪制，部分用計(jì)算機(jī)繪制，所有圖紙應(yīng)符合國(guó)家技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)。圖表整潔，布局合理，文字注釋必須使用工程字書(shū)寫(xiě)，不準(zhǔn)用徒手畫(huà)3）畢業(yè)論文須用A4單面打印，論文50頁(yè)以上的雙面打印4）圖表應(yīng)繪制于無(wú)格子的頁(yè)面上5）軟件工程類(lèi)課題應(yīng)有程序清單，并提供電子文檔5.裝訂順序1）設(shè)計(jì)（論文）2）附件：按照任務(wù)書(shū)、開(kāi)題報(bào)告、外文譯文、譯文原文（復(fù)印件）次序裝訂3）其它

畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書(shū)系（院）電氣與信息工程系專(zhuān)業(yè)機(jī)電一體化班級(jí)11機(jī)電（2）班學(xué)生新朝學(xué)號(hào)2011350251一、題目：汽車(chē)倒車(chē)防撞報(bào)警器設(shè)計(jì)二、容與要求：三、設(shè)計(jì)（論文）起止日期：任務(wù)下達(dá)日期：年月日完成日期：年月日指導(dǎo)教師簽名：年月日四、教研室審查意見(jiàn)：教研室負(fù)責(zé)人簽名：年月日汽車(chē)倒車(chē)防撞報(bào)警器設(shè)計(jì)摘要設(shè)計(jì)了一種汽車(chē)倒車(chē)防撞系統(tǒng)。該系統(tǒng)以AT89C2051單片機(jī)為控制核心，工作時(shí)，超聲波傳感器采集的數(shù)據(jù)，由控制核心快速計(jì)算出汽車(chē)車(chē)尾與障礙物的距離，并通過(guò)LED顯示提醒信息，該系統(tǒng)主要利用單片機(jī)的實(shí)時(shí)控制和數(shù)據(jù)處理功能，完成系統(tǒng)的控制。最后闡述了報(bào)警器的硬件電路原理及軟件設(shè)計(jì)。一般由超聲波傳感器（俗稱(chēng)探頭）、控制器和顯示器等部分組成，在控制器的控制下，由裝置于車(chē)尾保險(xiǎn)杠上的探頭發(fā)送超聲波，遇到障礙物，產(chǎn)生回波信號(hào)，傳感器接收到回波信號(hào)后經(jīng)控制器進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，判斷出障礙物的位置，由顯示器顯示距離并發(fā)出警示信號(hào)，得到及時(shí)警示，使倒車(chē)變得更輕松。本方案采用語(yǔ)音提示的方式，本文介紹了以SPCE061A單片機(jī)為核心的一種低成本、高精度、微型化，并有數(shù)字顯示和聲光報(bào)警功能的倒車(chē)?yán)走_(dá)系統(tǒng)。利用SPCE061A單片機(jī)所具備的單芯片語(yǔ)音功能，外接三個(gè)超聲波測(cè)距模組，組成一個(gè)示例的倒車(chē)?yán)走_(dá)系統(tǒng)，語(yǔ)音提示報(bào)警（0.35m~1.5m）圍的障礙物。關(guān)鍵詞AT89C2051超聲波傳感器CartocarcrashalarmdesignAbstractDesignacarreversinganti-collisionsystem.WithAT89C2051singlechipprocessorasthecore,forthesystemtowork,teachaccordingtotheultrasonicsensors,thecontrolcoretoquicklycalculatethevehicletotherearofthedistanceandobstacles,andthroughtheLEDdisplaytoremindinformation,thissystemmainlyusingsinglechipmicrocomputerreal-timecontrolanddataprocessingfunctions,completecontrolofthesystem.Finallyexpoundsthehardwarecircuitprincipleandsoftwaredesignofthealarm.Generallybytheultrasonicsensor(commonlyknownasprobe),controlleranddisplayparts,underthecontrolofthecontroller,thedeviceontherearbumpersendultrasonicprobe,encounteredobstacles,produceechosignal,thesensorreceivestheechosignalfromthecontrollerfordataprocessing,determinethepositionoftheobstacles,thedisplayshowsdistanceandissuedawarningsignal,gettimelywarning,madebackmoreeasily.Thisschemeadoptsthevoiceprompt,thispaperintroducestheSPCE061Aasthecoreofalowcost,highprecision,miniaturization,andhasthefunctionofdigitaldisplayandsoundandlightalarm,reversingradarsystem.UsingtheSPCE061Asinglechiphasvoicefunction,externalthreeultrasonicrangingmodule,toformasamplereversingradarsystem,voicealarm(0.35m~1.5m)withinthescopeoftheobstacles.KeywordAT89C2051ultrasonicsensor目錄引言 1第一章方案選擇與分析 21.1實(shí)現(xiàn)功能 21.2系統(tǒng)總體方案介紹 3第二章系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 42.1SPCE061芯片特性 42.1.1SPCE061簡(jiǎn)介 42.1.2芯片特性 52.2電源模塊 52.3放音模塊 62.4超聲波測(cè)距模組 72.4.1超聲波諧振頻率發(fā)生電路，調(diào)理電路 72.4.2超聲波回波接受處理電路 82.4.3超聲波測(cè)距模組電源接口 82.4.4超聲波測(cè)距模式選擇跳線(xiàn) 92.5轉(zhuǎn)接板 92.5.1轉(zhuǎn)接板電路 92.5.2顯示電路 10第三章系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 113.1軟件結(jié)構(gòu) 113.2超聲波測(cè)距原理 113.3各模塊程序說(shuō)明 133.3.1超聲波測(cè)距程序 133.3.2語(yǔ)音播放程序 163.3.3顯示刷新程序 173.3.4主程序 18第四章連接操作與說(shuō)明 20結(jié)論 22參考文獻(xiàn) 23致 24引言倒車(chē)報(bào)警又稱(chēng)泊車(chē)輔助系統(tǒng)，是汽車(chē)泊車(chē)安全輔助裝置，能以聲音或者更為直觀(guān)的顯示告知駕駛員周?chē)系K物的情況，解除了駕駛員泊車(chē)和起動(dòng)車(chē)輛時(shí)前后左右探視所引起的困擾，并幫助駕駛員掃除了視野死角和視線(xiàn)模糊的缺陷，提高了安全性。一般由超聲波傳感器（俗稱(chēng)探頭）、控制器和顯示器等部分組成，現(xiàn)在市場(chǎng)上的倒車(chē)報(bào)警大多采用超聲波測(cè)距原理，駕駛者在倒車(chē)時(shí)，啟動(dòng)倒車(chē)報(bào)警，在控制器的控制下，由裝置于車(chē)尾保險(xiǎn)杠上制器進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，判斷出障礙物的位置，由顯示器顯示距離并發(fā)出警示信號(hào)，得到及時(shí)警示，從而使駕駛者倒車(chē)時(shí)做到心中有數(shù)，使倒車(chē)變得更輕松的探頭發(fā)送超聲波，遇到障礙物，產(chǎn)生回波信號(hào)，傳感器接收到回波信號(hào)后經(jīng)控。倒車(chē)報(bào)警的提示方式可分為液晶、語(yǔ)言和聲音三種；接收方式有無(wú)線(xiàn)傳輸和有線(xiàn)傳輸?shù)?。本方案采用語(yǔ)音提示的方式，利用SPCE061A單片機(jī)所具備的單芯片語(yǔ)音功能，外接三個(gè)超聲波測(cè)距模組，組成一個(gè)示例的倒車(chē)報(bào)警系統(tǒng)，語(yǔ)音提示報(bào)警（0.35m~1.5m）圍的障礙物。第一章方案選擇與分析1.1實(shí)現(xiàn)功能利用SPCE061A單片機(jī)、三個(gè)超聲波測(cè)距模組實(shí)現(xiàn)超聲波倒車(chē)報(bào)警，要求具有下述功能：1.可以語(yǔ)音提示模組探測(cè)圍（0.35m~1.5m）的障礙物；2.語(yǔ)音提示可指明哪一個(gè)方向（或區(qū)域）有障礙物在探測(cè)圍；3.利用三個(gè)LED發(fā)光二極管表示三個(gè)傳感器探測(cè)圍是否有障礙物，當(dāng)在探測(cè)圍有障礙物時(shí)，發(fā)光二極管以一定頻率閃爍，閃爍的頻率以距離定，距離越近頻率越高。本當(dāng)檢查到中間的傳感器探測(cè)圍有障礙特時(shí)，語(yǔ)音播放：“后方”。而連續(xù)播放提示的間隔，要大于或等于3秒，以免過(guò)于頻繁的播報(bào)語(yǔ)音。方案要求所有的語(yǔ)音資源、程序代碼都存放在一顆SPCE061A片F(xiàn)lash當(dāng)中；當(dāng)語(yǔ)音播報(bào)時(shí)，如檢測(cè)到左后方有障礙物，則用語(yǔ)音播放：“左后方”，如右后方有障礙物，則語(yǔ)音播方“右后方”；霍爾傳感器是利用霍爾效應(yīng)實(shí)現(xiàn)磁電轉(zhuǎn)換的一種傳感器，它具有靈敏度高，線(xiàn)性度好，穩(wěn)定性高、體積小和耐高溫等特點(diǎn)，在機(jī)車(chē)控制系統(tǒng)中占有非常重要的地位。對(duì)測(cè)速裝置的要分辨能力強(qiáng)、高精度和盡可能短的檢測(cè)時(shí)間。發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速的檢測(cè)方案可分成兩類(lèi)：用測(cè)速發(fā)電機(jī)檢測(cè)或用脈沖發(fā)生器檢測(cè)。測(cè)速發(fā)電機(jī)的工作原理是將轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘?hào)，它運(yùn)行可靠，但體積大，精度低，且由于測(cè)量值是模擬量，必須經(jīng)過(guò)A/D轉(zhuǎn)換后讀入計(jì)算機(jī)。脈沖發(fā)生器的工作原理是按發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速高低，每轉(zhuǎn)發(fā)出相應(yīng)數(shù)目的脈沖信號(hào)。按要求選擇或設(shè)計(jì)脈沖發(fā)生器，能夠?qū)崿F(xiàn)高性能檢測(cè)。At89C2051管腳圖1.2系統(tǒng)總體方案介紹本系統(tǒng)以SPCE061A為核心，使用凌陽(yáng)科技教育推廣中心的61板，三個(gè)超聲波測(cè)距模組依次排布，組成線(xiàn)陣的傳感器陣列；另外，接有轉(zhuǎn)接板、發(fā)光二極管顯示模塊。系統(tǒng)組成以下圖所示：圖1.1系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)圖SPCE061A單片機(jī)作為主控芯片，通過(guò)I/O端口來(lái)控制CD4052，以選擇不同的傳感器通道；本方案采用IOB0和IOB1控制CD4052的A0和A1，而IOB2作為檢測(cè)超聲波模組返回的信號(hào)，IOB3作為控制超聲波模組發(fā)射超聲波信號(hào)的使能控制端口。這樣通過(guò)CD4052的通道切換，就可以利用較少的端口來(lái)完成多個(gè)模組的切換使用了。另外，超聲波測(cè)距模組采用的是脈沖測(cè)量法，其實(shí)是測(cè)量發(fā)射超聲波的時(shí)刻與接收到反射回波信號(hào)的時(shí)刻之間的時(shí)差，利用超聲波在空氣中傳播速度已知的條件，計(jì)算出被測(cè)目標(biāo)與傳感器之間的距離。而為了保證測(cè)量的可靠，檢測(cè)回波信號(hào)時(shí)，采用SPCE061A的外部中斷對(duì)回波的上升沿進(jìn)行檢測(cè)，而且利用定時(shí)器B進(jìn)行計(jì)時(shí)。在顯示控制方面，系統(tǒng)分別利用IOA8、IOA9、IOA10三個(gè)端口控制三個(gè)發(fā)光二極管。第二章系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)本系統(tǒng)采用SPCE061A單片機(jī)作為主控制器，傳感器模塊采用“超聲波測(cè)距模組”。另外，為了使這三個(gè)傳感器模塊能夠組合在一起，并且可靠的工作，還需要一個(gè)轉(zhuǎn)接板，可以利用4052模擬開(kāi)關(guān)器件制作；需要外接三個(gè)發(fā)光二極管。下面分別介紹這些模塊的特性。2.1SPCE061芯片特性2.1.1SPCE061簡(jiǎn)介SPCE061A是性?xún)r(jià)比很高的一款十六位單片機(jī)，具有易學(xué)易用、效率較高的一套指令系統(tǒng)和集成開(kāi)發(fā)環(huán)境。在此環(huán)境中，支持標(biāo)準(zhǔn)C語(yǔ)言，可以實(shí)現(xiàn)C語(yǔ)言與匯編語(yǔ)言的互相調(diào)用，并且，提供了語(yǔ)音錄放和語(yǔ)音識(shí)別的庫(kù)函數(shù)，只要了解庫(kù)函數(shù)的使用，就會(huì)很容易完成語(yǔ)音錄放，這些都為軟件開(kāi)發(fā)提供了方便的條件：SPCE061A片還集成了一個(gè)ICE（在線(xiàn)仿真電路）接口，使得對(duì)該芯片的編程、仿真都變得非常方便，而ICE接口不占用芯片上的硬件資源，用戶(hù)可以利用它對(duì)芯片進(jìn)行真實(shí)的仿真；而程序的下載也是通過(guò)該接口實(shí)現(xiàn)。下圖為SPCE061A單片機(jī)的部結(jié)構(gòu)框圖圖2.1SPCE061部結(jié)構(gòu)圖2.1.2芯片特性1.16位μ’nSP微處理器；2.工作電壓：核工作電壓VDD為3.0~3.6V(CPU)，IO口工作電壓VDDH為VDD~5.5V(I/O)；3.CPU時(shí)鐘：0.32MHz~49.152MHz；4.置2K字SRAM；5.置32K閃存ROM；6.可編程音頻處理；7.晶體振蕩器；8.系統(tǒng)處于備用狀態(tài)下(時(shí)鐘處于停止?fàn)顟B(tài))，耗電小于2μA3.6V；9.2個(gè)16位可編程定時(shí)器/計(jì)數(shù)器(可自動(dòng)預(yù)置初始計(jì)數(shù)值)；10.2個(gè)10位DAC(數(shù)-模轉(zhuǎn)換)輸出通道；12.32位通用可編程輸入/輸出端口；13.14個(gè)中斷源可來(lái)自定時(shí)器A/B，時(shí)基，2個(gè)外部時(shí)鐘源輸入，鍵喚醒；14.具備觸鍵喚醒的功能；15.使用音頻編碼SACM_S240方式(2.4K位/秒)，能容納210秒的語(yǔ)音數(shù)據(jù)；16.鎖相環(huán)PLL振蕩器提供系統(tǒng)時(shí)鐘信號(hào)；17.32768Hz實(shí)時(shí)時(shí)鐘；18.7通道10位電壓模-數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)和單通道聲音模-數(shù)轉(zhuǎn)換器；19.聲音模-數(shù)轉(zhuǎn)換器輸入通道置麥克風(fēng)放大器和自動(dòng)增益控制(AGC)功能；20.具備串行設(shè)備接口；21.低電壓復(fù)位(LVR)功和低電壓監(jiān)測(cè)(LVD)功能；22.置在線(xiàn)仿真(ICE，In-CircuitEmulator)接口。2.2電源模塊SPCE061A的核供電為3.3V，而I/O端口可接3.3V也可以接5V，所以在電源模塊（61板上）中有一個(gè)端口電平選擇跳線(xiàn)，如圖2.2，但是為了本系統(tǒng)可以可靠的工作，需要給61板外接5V的電源，并將61板的端口電平選擇為5V，即J5用跳線(xiàn)帽將V5和VDDH短接。下圖為61板上的電源模塊圖。圖2.2電源模塊由于本系統(tǒng)需要的端口高電平為5V，所以圖2.2當(dāng)中的J5跳線(xiàn)需要跳到1和2上。2.3放音模塊語(yǔ)音提示。放音利用的是SPCE061A部的DAC，電路如圖2.3所示。和LM386相比，SPY0030還是比較有優(yōu)勢(shì)的，比如LM386工作電壓需在4V以上，而SPY0030僅需2.4V(兩顆電池)即可工作；LM386輸出功率100mW以下，SPY0030約700mW。其他特性請(qǐng)參考SPY0030的數(shù)據(jù)手冊(cè)。圖2.3放音模塊電路圖SPCE061A精簡(jiǎn)開(kāi)發(fā)板（簡(jiǎn)稱(chēng)61板）主要功能模塊如下：1.SPCE061A單片機(jī)最小系統(tǒng)外圍電路模塊；2.電源輸入模塊；3.音頻電路（包含MIC輸入、DAC音頻功放輸出）模塊；4.按鍵模塊；5.I/O端口接口模塊；6.調(diào)試、下載接口模塊；下圖為61板的實(shí)物圖