1。3 本设计的工作准备论文网

本设计是以51单片机为核心的超声波测距系统，利用单片机控制超声波发射电路产生40kHz的方波，通过定时计数器，利用发射波与回波的时间差，计算并显示出实测距离。所以，本次设计需要做好以下工作： 

（1）了解超声波的原理，学习和查阅单片机应用等相关资料，设计系统方案， 

    （2）学习PROTEL99SE工具软件的使用方法；设计超声波传感器电路，按键电路，显示电路，报警电路等电路， 

（3）采购原件，在面包板上搭实验电路， 

（4）学习KEIL7。50软件，并用用汇编语言编写程序并进行调试， 

（5）进行电路的测试和程序的调试，记录测试的数据、结果，熟悉了解倒车防撞系统的工作过程。

2 倒车防撞系统的总体方案设计

    汽车防撞预警系统是指在汽车行驶过程中防止汽车发生碰撞障碍物的一种智能报警装置。它能自动发现可能与汽车发生碰撞的障碍物体，并且同时检测汽车与障碍物之间的距离，到达极限距离时发出报警信号以避免碰撞的发生。根据题目要求，汽车防撞报警器的功能主要有两个：判断汽车与障碍物之间的距离和当汽车与障碍物之间的距离到达临界距离时发出报警信号。

2。1 防撞系统总体方框图

汽车倒车防撞预警系统主要由超声波测距模块和报警模块构成。超声波测距模块由超声波发射装置、超声波接收装置、温度测量单元、液晶显示单元和ISP装置等装置构成。报警模块主要由蜂鸣器装置以及LED闪烁装置构成，本系统设计框图如图2-1所示。

图2-1 汽车防撞系统框图

本次设计以单片机为核心控制器，当系统遇到障碍物时，超声波传感器接收到距离信号反馈给单片机，温度传感器采集到的环境温度值送给传感器，距离信号和温度有一定的距离关系，从而可以计算出最终的距离信号，由单片机控制LCD显示器显示出来，当达到所设定的距离值时，蜂鸣器报警。

2。2 超声波简介

日常生活中，人类耳朵只能听到振动频率在20～20000赫兹范围内的声波，而超声波是一种频率高于20000赫兹的声波。超生波能够在气体、固体、液体等介质中进行传播，能够传递巨大的能量，能够发生反射、干涉和共振的现象。它的方向性好，穿透能力强，易于获得较集中的声能，在水中传播距离远，可用于测距、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。

在实际测试下发现，相同振幅下，振动频率和物体振动的能量成正比,当超声波传播的时候,声波的振动频率很高,物体震动能量很大。现实生活中我们充分利用了这些能量，例如：超声波加湿器，它是把超声波发射到水罐中去,物体震动的巨大能量能够使水升华成雾气,再把雾气吹入到空气中,这样就能使空气的湿度增加。除此之外，超声波还可以应用到很多方便现实生活的实用工具中去，本文介绍的汽车防撞装置也是利用超声波的原理制成的。

国内的超声波研究比其它国家起步的较晚，人们发现正压电和逆压电效应之后，超声波才逐渐应用于清洗机械器件、电子行业、军事、金属焊接、塑料焊接、医学等等领域。尤其是在医学方面的应用极为广泛。

2。2。1 超声波测距原理

图2-2 超声波测距原理图

超声波测距的基本原理是由超声波发射器发射超声波，并同时开始计时器开始计时。当超声波遇到障碍物之后就会返回，然后由超声波接收器接收反射波，同时计时器计时截止。超声波在空气中速度为v，根据计时器计时时间差t，就可以得到超声波传递的距离s，即：s=v*t/2。然后已知超声波发射装置和接收装置之间的距离h，最后可得 。由于s远大于h，因此可近似认为d = s，本次设计中的距离用s/2表示。文献综述