基于单片机的语音倒车雷达设计

论文总字数：11936字

摘 要

当今社会，汽车在生活中的使用越来越频繁，人们经常会面临倒车、泊车困难的问题，于是，为了安全起见，人们对于智能倒车雷达的要求越来越高。本文所介绍的基于超声波测距的倒车雷达，就是集距离测量、距离显示以及实时语音报警为一体，以提高驾驶员在倒车、泊车时的安全性和便捷性为目的而设计的。

本系统以AT89C51型单片机为控制核心。系统主要由以下模块组成：测距模块、控制模块和显示报警模块。其中，测距模块主要包括超声波收发电路和放大滤波电路；显示报警模块由数码管显示模块和语音报警模块组成。这样结合了软、硬件设计的智能倒车雷达，可以很大地提升驾驶员在倒车、泊车时的便捷性和安全性。

关键词：超声波；测距；单片机；倒车雷达

Microcontroller-based voice reversing radar design

Abstract

Nowadays, car use more and more frequently in life, people often face reversing, parking difficult issues, so for safety reasons, people are smart reversing radar increasingly demanding. Reversing radar based on ultrasonic distance measurement described in this article, is the set of distance measurement, distance display and real-time voice alarm for one to improve driver reversing, safety and convenience when parking for the purpose and design.

This system AT89C51 microcontroller as the control center. System mainly consists of the following modules: ranging module, control module and alarm module. Among them, the ultrasonic ranging module includes transceiver circuitry and amplifying filter circuit; alarm module by the digital display module and voice alarm module. Such a combination of software and hardware design of intelligent reversing radar, can greatly enhance the driver reversing, convenience and safety when parking.

Keywords: Ultrasound; ranging; SCM; reversing radar

目 录

摘 要 I

Abstract II

第一章 引 言 1

1.1研究的背景及意义 1

1.2测距方案的选择 1

1.3倒车雷达的发展现状 2

1.4本课题研究的内容 2

1.5小结 3

第二章 硬件设计 4

2.1概述 4

2.2单片机最小系统设计 4

2.3超声波测距部分设计 5

2.3.1超声波简介及其传播速度 5

2.3.2测距原理 6

2.3.3超声波发射和回波接收电路设计 7

2.4显示电路的设计 8

2.5语音报警电路设计 9

2.5.1 关于ISD1760芯片 9

2.5.2语音报警模块电路设计 9

2.6硬件测试 10

2.7小结 11

第三章 软件设计 12

3.1概述 12

3.2软件设计环境 13

3.3功能子程序设计 13

3.4软件调试 15

3.5 系统测距结果与误差分析 17

3.6 小结 17

第四章 课题总结 18

致 谢 19

参考文献 20

附 录 21

第一章 引 言

1.1研究背景及意义

近年来，随着人们收入水平和生活质量的不断提高，汽车在人们的生活中越来越普及，并逐渐成为人们不可或缺的交通工具。然而，伴随而来的，一些安全隐患也开始逐渐暴露出来。

“倒车”是一项最基本的驾驶技能，对于驾驶员来说，能否熟练地掌握这一项技能是非常重要的。据统计，世界上每年发生交通事故的频率始终居高不下，而在这些事故当中，有很多都是发生在倒车的过程中。倒车时稍不小心，就很可能会给自己或他人带来极大的损失，其中对儿童危害尤其较大，他们的体型偏小，而倒车时，后视镜所能提供的视野非常有限，无法有效地帮助驾驶员避免对他们的伤害。因此，现如今这种情况下，仅依靠后视镜已很难满足人们倒车时对于安全性的要求了。

因而，为了增强汽车的后视能力，近年来，人们对于倒车雷达的研究越来越多，以达到能够准确探测汽车后部障碍物的目的。而要想能够安全地倒车，就必须要提前预知车体周围障碍物的情况。为此，设计了一款利用超声波来实现无接触测距的倒车雷达装置，单片机是其的控制核心。

1.2测距方案的选择

到目前为止，市场上出现了各种各样不同的倒车雷达，其采用的测距方法也是各不相同，大致有以下几种：

(1) 红外线测距：红外线在传播过程中如果遇到了障碍物，它会发生反射，红外线传感器正是利用了这一点，发射出红外线后，通过检测反射光，就能对后部障碍物的情况有一个预知。利用这种方法研制的倒车雷达成本不会很高，但是红外线测距受周围环境的影响很大，一旦出现条件十分恶劣的环境，其测距的效果会非常差。

(2) 激光测距：激光测距与红外线测距原理类似，通过检测遇到障碍物后反射回的激光，来对周边的障碍物作出判断。这种方法的价格较高，而且对周围环境的适应性同样不强。

(3) CCD摄像机：通过CCD摄像头与显示器的结合，能让驾驶员对于车辆的位置以及障碍物的情况作出正确的判断，但这种方法同样受环境的限制较大，且摄像头容易出现一些污损的情况。

(4) 超声波测距 ：作为一种频率高于20000Hz的声波，超声波在传播过程中，遇到障碍物也会发生反射，正是利用了这一点，通过检测回波，可以达到测距的目的。超声波测距可以忽略时间、地点、以及环境等因素的限制来侦测周边障碍物的状况。

以下表1.1是几种典型的测距传感器性能比较：

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