倒車?yán)走_(dá)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)P10電子信息二班張坤201003150114

畢業(yè)設(shè)計(jì)

課題名稱

基于皮帶運(yùn)輸機(jī)控制PLC的控制

姓名

張傳洋

學(xué)號(hào)201003150113所在系

電子電氣工程學(xué)院專業(yè)年級(jí)P10電子信息二班指導(dǎo)教師

馮澤虎

職稱__講

師__

_畢業(yè)設(shè)計(jì)主要內(nèi)容1.設(shè)計(jì)的目的和意義

2.設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容

3.畢業(yè)設(shè)計(jì)的特色及創(chuàng)新點(diǎn)

4.畢業(yè)設(shè)計(jì)的成果

1.設(shè)計(jì)的目的和意義

設(shè)計(jì)的目的：倒車?yán)走_(dá)（CarReversingAidSystems）的全稱是“倒車防撞雷達(dá)”,也稱“泊車輔助裝置”,是汽車泊車安全輔助裝置,能以聲音或者更為直觀的顯示告知駕駛員周圍障礙物的情況,解除了駕駛員泊車和起動(dòng)車輛時(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模糊的缺陷,提高了安全性。隨著我國汽車產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展，尤其是近幾年來，我國開始進(jìn)入私家車時(shí)代，汽車的數(shù)量逐年增加，造成公路、街道、停車場(chǎng)、車庫等越來越擁擠。汽車駕駛員越來越擔(dān)心車的安全了，其中倒車就是一個(gè)典型。本文設(shè)計(jì)的倒車?yán)走_(dá)預(yù)警系統(tǒng)主要是針對(duì)汽車倒車時(shí)人無法目測(cè)到車尾與障礙物體的距離而開發(fā)設(shè)計(jì)的。該系統(tǒng)將單片機(jī)技術(shù)與超聲波的測(cè)距技術(shù)、傳感器技術(shù)等相結(jié)合，可以測(cè)到汽車倒車中，其障礙物與汽車的距離，通過LED顯示屏顯示距離，并根據(jù)遠(yuǎn)近發(fā)出警報(bào)。設(shè)計(jì)的意義汽車倒車?yán)走_(dá)系統(tǒng)的運(yùn)用可極大減輕駕駛者的體力、腦力勞動(dòng)強(qiáng)度，降低倒車難度，避免駕駛員因方向感不強(qiáng)、判斷和操作失誤而引起的事故，同時(shí)，它將對(duì)提高汽車智能化水平和最終實(shí)現(xiàn)汽車無人駕駛產(chǎn)生積極的意義。2.設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容本課題的主要任務(wù)有如下幾個(gè)方面：

（1）超聲波測(cè)距原理

（2）整體方案設(shè)計(jì)

（3）器件介紹

（4）單元電路介紹

（5）系統(tǒng)軟件（6）誤差分析2.1

超聲波測(cè)距原理2.1.1

超聲波測(cè)距誤差分析

根據(jù)超聲波測(cè)距公式L=C×T，可知測(cè)距的誤差是由超聲波的傳播速度誤差和測(cè)量距離傳播的時(shí)間誤差引起的。2.1.2

時(shí)間誤差

當(dāng)要求測(cè)距誤差小于1mm時(shí)，假設(shè)已知超聲波速度C=344m/s(20℃室溫)，忽略聲速的傳播誤差。測(cè)距誤差s△t<(0.001/344)≈0.000002907s即2.907ms。在超聲波的傳播速度是準(zhǔn)確的前提下，測(cè)量距離的傳播時(shí)間差值精度只要在達(dá)到微秒級(jí)，就能保證測(cè)距誤差小于1mm的誤差。使用的12MHz晶體作時(shí)鐘基準(zhǔn)的89C51單片機(jī)定時(shí)器能方便的計(jì)數(shù)到1μs的精度，因此系統(tǒng)采用89C51定時(shí)器能保證時(shí)間誤差在1mm的測(cè)量范圍內(nèi)。2.1.3超聲波傳播速度誤差超聲波的傳播速度受空氣的密度所影響，而空氣的密度又與溫度有著密切的關(guān)系。為了簡化設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)不采用溫度補(bǔ)償2.2整體方案設(shè)計(jì)

系統(tǒng)框圖超聲波發(fā)送模塊驅(qū)動(dòng)電路AT89C2051顯示模塊語音電路比較放大倒車檔超聲波接受模塊2.3器件介紹

STC單片機(jī)結(jié)構(gòu)圖

3.2.2LM324內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖

單元電路介紹

誤差分析聲波傳輸速度與媒介的彈性模量和密度相關(guān),因此,利用聲速測(cè)量距離,就要考慮這些因素對(duì)聲速影響。在氣體中,壓強(qiáng)、溫度、濕度等因素會(huì)引起密度變化,氣體中聲速主要受密度影響,液體的深度、溫度等因素會(huì)引起密度變化,固體中彈性模量對(duì)聲速影響較密度影響更大,一般超聲波在固體中傳播速度最快,液體次之,在氣體中的傳播速度最慢。氣體中聲速受溫度的影響最大。聲波擾動(dòng)是機(jī)械的,聲波在傳播中帶有機(jī)械能量,聲能傳播的途中逐漸轉(zhuǎn)變成熱,從而出現(xiàn)隨距離而逐漸衰減的現(xiàn)象,稱為聲吸收。聲波的頻率越高衰減得越厲害,傳播距離也越短,在給定的頻率下,衰減是濕度的函數(shù)。

超聲發(fā)送和接收：

3.1系統(tǒng)軟件STC89C2051單片機(jī)及其開發(fā)應(yīng)用系統(tǒng)具有語言簡潔、可移植性好、表達(dá)能力強(qiáng)、可進(jìn)行結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)、可以直接控制計(jì)算機(jī)硬件、生成代碼質(zhì)量高、使用方便等諸多優(yōu)點(diǎn)。該系統(tǒng)的主程序處于鍵控循環(huán)工作方式，當(dāng)手柄轉(zhuǎn)入倒車檔，主程序開始調(diào)用測(cè)量子程序、顯示子程序和語音提示子程序，完成整個(gè)檢測(cè)提示過程

3.畢業(yè)設(shè)計(jì)的特色及創(chuàng)新點(diǎn)

3.2誤差分析聲波傳輸速度與媒介的彈性模量和密度相關(guān),因此,利用聲速測(cè)量距離,就要考慮這些因素對(duì)聲速影響。在氣體中,壓強(qiáng)、溫度、濕度等因素會(huì)引起密度變化,氣體中聲速主要受密度影響,液體的深度、溫度等因素會(huì)引起密度變化,固體中彈性模量對(duì)聲速影響較密度影響更大,一般超聲波在固體中傳播速度最快,液體次之,在氣體中的傳播速度最慢。氣體中聲速受溫度的影響最大。聲波擾動(dòng)是機(jī)械的,聲波在傳播中帶有機(jī)械能量,聲能傳播的途中逐漸轉(zhuǎn)變成熱,從而出現(xiàn)隨距離而逐漸衰減的現(xiàn)象,稱為聲吸收。聲波的頻率越高衰減得越厲害,傳播距離也越短,在給定的頻率下,衰減是濕度的函數(shù)。4.畢業(yè)設(shè)計(jì)的成果經(jīng)過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我得到了一次用專業(yè)知識(shí)、專業(yè)技能分析和解決問題的鍛煉機(jī)會(huì)。本文所設(shè)計(jì)的倒車?yán)走_(dá)系統(tǒng)是保障汽車倒車安全的輔助系統(tǒng)，通過超聲波探頭發(fā)出超聲波，使用高速單片機(jī)計(jì)算距離，并加入了溫度補(bǔ)償電路，提高了距離計(jì)算的精度。系統(tǒng)安裝的液晶顯示器可以直觀的顯示溫度和距離，給駕駛員提供了方便。倒車時(shí)當(dāng)汽車與障礙物的距離小于我們所設(shè)定的安全距離時(shí)，系統(tǒng)便通過語音集成電路發(fā)出報(bào)警，提醒駕駛員，防止汽車的碰撞或擦傷，具有很強(qiáng)的實(shí)用性。

致謝

我衷心感謝我的指導(dǎo)老師王光亮在工作之余抽出時(shí)間來指導(dǎo)我完成本課題的設(shè)計(jì)。從論文的選題至最后的定稿都凝聚了導(dǎo)師大量的心血和汗水。他嚴(yán)肅的科學(xué)態(tài)度，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神，精益求精的工作作風(fēng)，深深地感染和激勵(lì)著我。王老師不僅在學(xué)業(yè)上給我以精心指導(dǎo)，同時(shí)還在思想、生活上給我以無微不至的關(guān)懷，在此謹(jǐn)向王老師致以誠摯的謝意和崇高的敬意。經(jīng)過2個(gè)月的研究與討論