1、鄭州航空工業(yè)管理學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告畢業(yè)設(shè)計題目：基于單片機(jī)的汽車倒車測距儀的設(shè)計學(xué) 院：機(jī)電工程學(xué)院專 業(yè)：電氣工程及其自動化班 級：七（3）班學(xué)生姓名：馬銀臣學(xué) 號：100607320指導(dǎo)教師：郭廣頌2014年3月30日汽車倒車測距儀的研究一、課題研究的目的和意義 隨著我國經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，交通運(yùn)輸車輛的不斷增多，由此產(chǎn)生的交通 問題越來越為人們所關(guān)注。由于倒車后視鏡有死角，駕車者目測距離有誤差， 視線模糊等原因，倒車事故發(fā)生的頻率遠(yuǎn)大于汽車前進(jìn)時的事故率。倒車事 故不僅會對自己的車和他人財物造成損傷如果傷及兒童更是不堪設(shè)想。有鑒 于此，汽車產(chǎn)品家族中，專為倒車泊車而設(shè)計的“倒

2、車測距儀”應(yīng)運(yùn)而生。 經(jīng)過調(diào)查，絕大部分非職業(yè)汽車駕駛員都希望有一種能發(fā)現(xiàn)汽車尾部障礙物 的“后視眼” 。倒車測距儀的加裝可以解決駕駛?cè)藛T的后顧之憂，大大降低倒 車事故的發(fā)生。倒車測距儀是一個由單片機(jī)控制的汽車泊車安全輔助裝置。該測距儀講 單片機(jī)的實(shí)時控制及數(shù)據(jù)處理功能，與超聲波的測距技術(shù)、傳感器技術(shù)相結(jié) 合，能夠測量并顯示車輛后部障礙物里車輛的距離，同時用間歇的“嘟嘟” 聲發(fā)出警報， “嘟嘟”聲間隙隨障礙物距離的縮小而縮短，駕駛員不但可以直 接觀察到顯示的距離，還可以憑聽覺判斷車后障礙物離車輛的遠(yuǎn)近，解除了 駕駛員泊車和起動車輛時前后左右探視所引起的困擾，并可以幫助駕駛員掃 除視野死角和視線

3、模糊的缺陷，提高駕駛的安全性。本文介紹了一種基于單片機(jī)的超聲波測距倒車輔助系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以精 確測得車尾與障礙物的距離，指導(dǎo)司機(jī)安全倒車。二、課題研究的主要任務(wù)和預(yù)期目標(biāo)1主要任務(wù)及要求 設(shè)計一個微機(jī)控制的汽車倒車測距儀，能測量并顯示車輛后部障礙物離 離縮短而縮短，駕駛員不但可以直接觀察到檢測的距離，還可以憑聽覺判斷車輛的距離，同時用間歇的“嘟嘟”聲發(fā)出警報，嘟嘟”聲間隙隨障礙物距車后障礙物離車輛距離的遠(yuǎn)近。需完成以下內(nèi)容：（ 1）確定設(shè)計方案；（ 2）選擇合適的測距方法；（ 3）根據(jù)系統(tǒng)的設(shè)計要求，選擇合適型號的芯片及元器件；（ 4 ）設(shè)計以單片機(jī)為核心的控制程序；（ 5 ）電路板及其結(jié)構(gòu)的

4、設(shè)計；（ 6）進(jìn)行系統(tǒng)的調(diào)試，完成最終的設(shè)計。2預(yù)期目標(biāo)完成全部設(shè)計內(nèi)容，進(jìn)行硬件制版和軟件設(shè)計三、設(shè)計方案1方案選擇：目前常見的測距傳感器，主要有紅外傳感器、激光傳感器、超聲波傳感 器。按照常規(guī)技術(shù)的應(yīng)用有以下三種方案可供選擇：方案（ 1）紅外傳感器測距其原理是傳感器的紅外發(fā)光管發(fā)出紅外光，光敏接收管接收前方物體的 反射光，接收管接收的光強(qiáng)隨反射物體的距離變化，據(jù)此判斷前方是否有障 礙物并根據(jù)接收信號的強(qiáng)弱判斷物體的距離。方案（ 2）激光傳感器測距它是利用激光的單色性和相干性好、方向性強(qiáng)等特點(diǎn)，以實(shí)現(xiàn)高精度的 計量和檢測，如測量長度、距離、速度、角度等。激光測距在技術(shù)途徑上可 分為脈沖式激光

5、測距儀和連續(xù)波相位式激光測距。脈沖式激光測距原理與雷 達(dá)測距相似，測距儀向目標(biāo)發(fā)射激光信號，碰到目標(biāo)就要被反射回來，由于 光的傳播速度是已知的，所以只要記錄下光信號的往返時間，用光速乘以往 返時間的二分之一，就是所要測量的距離。方案（3）超聲波測距超聲波就是空氣中傳播的超過人類聽覺頻率極限的聲波。其原理猶如蝙 蝠，從嘴里發(fā)出超聲波，當(dāng)超聲波遇到小昆蟲時，它的耳朵能夠接收反射回 波，從而判斷昆蟲的位置并予以捕殺。超聲波傳感器的工作方式是通過發(fā)送 器發(fā)射出來的超聲波被物體反射后傳到接收器接受來判斷是否檢測到物體 的。根據(jù)以上的性能比較，我們能看出激光傳感器是比較理想的選擇，但是 其價格較高，不易為

6、大眾所接受。考慮到車輛行駛過程中，測距應(yīng)當(dāng)有較強(qiáng) 的抗干擾能力和較短的響應(yīng)時間，最終選擇方案（3）。系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。圖1系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)框圖2 方案實(shí)現(xiàn)：由于超聲波指向性強(qiáng)，能量消耗緩慢，在介質(zhì)中傳播的距離較遠(yuǎn)，因而 超聲波經(jīng)常用于距離的測量。超聲波測距儀廣泛應(yīng)用于一些工業(yè)現(xiàn)場的位置 監(jiān)控、移動機(jī)器人的自動避障行走、汽車倒車、建筑施工工地，也可用于液位、井深、管道長度等的實(shí)時測量。測量范圍視設(shè)計電路和整體結(jié)構(gòu)的不同 一般在0.1010m之間，測量精度約 1cm左右（特殊設(shè)計可超出此范圍）。本系統(tǒng)采用超聲波測距原理，由發(fā)射器、接收器和信號處理裝置三部分 組成。通過超聲波發(fā)射裝置發(fā)出超聲

7、波，根據(jù)接收器接到超聲波時的時間差 就可以知道距離。超聲波發(fā)射器向某一方向發(fā)射超聲波，在發(fā)射時刻的同時 開始計時，超聲波在空氣中傳播，途中碰到障礙物就立即返回來，超聲波接 收器收到反射波就立即停止計時。（超聲波在空氣中的傳播速度為 340m/s，根據(jù)計時器記錄的時間t，就可以計算出發(fā)射點(diǎn)距障礙物的距離（s），即： s=340t/2 ）。作為一種非接觸式的檢測方式，和紅外、激光、無線電測距相比，由于 超聲波具有穿透性較強(qiáng)、空氣傳播衰減小、反射能力強(qiáng)的特點(diǎn)，所以超聲波 測距具有在近距離范圍內(nèi)不受光線和雨雪霧的影響、結(jié)構(gòu)簡單、制作方便、 成本低等優(yōu)點(diǎn)。高速的單片機(jī)微秒級的機(jī)器周期，可實(shí)現(xiàn)較精確的時間

8、測量。四、課題進(jìn)度安排1. 第一周：熟悉課題2. 第二周：查閱資料3. 第三周：完成外文翻譯4. 第四周：完成開題報告5. 第五周：完成超聲波發(fā)送模塊的硬件設(shè)計6. 第六周：完成超聲波接收模塊的硬件設(shè)計7. 第七周：完成 LED 顯示模塊的硬件設(shè)計8. 第八周：完成 LED 顯示模塊的硬件設(shè)計9. 第九周：完成超聲波發(fā)送模塊的軟件設(shè)計10. 第十周：完成超聲波接收模塊的軟件設(shè)計11. 第十一周：完成 LED 顯示模塊的軟件設(shè)計12. 第十二周：完成 LED 顯示模塊的軟件設(shè)計13. 第十三周至第十四周：調(diào)試14. 第十五周：撰寫畢業(yè)論文15. 第十六周：準(zhǔn)備答辯參考文獻(xiàn)：1 沈紅衛(wèi)單片機(jī)應(yīng)用系

9、統(tǒng)設(shè)計實(shí)例與分析 M 北京航空航天大學(xué)出版社， 20012 張毅剛單片機(jī)原理及應(yīng)用 M 北京：高等教育出版社， 20013 楊恢先，黃輝先單片機(jī)原理及應(yīng)用 M 上海：復(fù)旦大學(xué)出版社， 20024 徐淑華，程退安，姚萬生單片機(jī)微型機(jī)原理及應(yīng)用 M 哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué) 出版社， 19945 戴佳，戴衛(wèi)恒 51 單片機(jī) C 語言應(yīng)用設(shè)計實(shí)例精講 M 北京：電子工業(yè)出版社， 20076 何立明單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)抗干擾技術(shù)err、/人 rr_ 1.尺& 力宀 _ /山厶丄口 亠J /山、【L 、M 北京：北京航空航天大學(xué)出版社，-r、【、八 丄匚 r. ?,.-ph t r r rirA rj r a 20007 涂時亮等編 單片微機(jī)軟件設(shè)計技術(shù)M 重慶：科學(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社重慶分社，20038 邦田電子電路實(shí)用抗干擾技術(shù) M北京：人民郵電出版社， 1994 .349 童詩白，華成英模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)M 北京：高等教育出版社， 200110 夏路易，石宗義電路原理圖與電路板設(shè)計教程PROTELL99SEM 北京：北京希望電子出版社， 200211 高鵬，安濤，寇懷成電路設(shè)計與制版 PROTEL99 入門與提高 M 北京：人民 郵電出版社，