超声波倒车雷达系统的设计

摘   要

　　倒车雷达又称泊车辅助系统，是汽车泊车安全辅助装置，能以声音或者更为直观的显示告知驾驶员周围障碍物的情况，解除了驾驶员泊车和起动车辆时前后左右探视所引起的困扰，并帮助驾驶员扫除了视野死角和视线模糊的缺陷，提高了安全性。一般由超声波传感器（俗称探头）、控制器和显示器等部分组成，现在市场上的倒车雷达大多采用超声波测距原理，驾驶者在倒车时，启动倒车雷达，在控制器的控制下，由装置于车尾保险杠上的探头发送超声波，遇到障碍物，产生回波信号，传感器接收到回波信号后经控制器进行数据处理，判断出障碍物的位置，由显示器显示距离并发出警示信号，得到及时警示，从而使驾驶者倒 车时做到心中有数，使倒车变得更轻松。倒车雷达的提示方式可分为液晶、语言和声音三种；接收方式有无线传输和有线传输等。本方案采用语音提示的方式，本文介绍了以SPCE061A单片机为核心的一种低成本、高精度、微型化，并有数字显示和声光报警功能的倒车雷达系统。利用SPCE061A 单片机所具备的单芯片语音功能，外接三个超声波测距模组，组成一个示例的倒车雷达系统，语音提示报警（0.35m~1.5m）范围内的障碍物。

　　关键词：倒车雷达 超声波 单片机SPCE061A

abstract

　　Reverse radar, also known as parking aid system, is a parking safety aid device, which can tell the driver the situation of obstacles around with sound or more intuitive display, relieve the driver from the trouble caused by front and rear left and right visits when parking and starting the vehicle, and help the driver to eliminate the defects of blind angle and blurred vision, so as to improve the safety. Generally, it is composed of ultrasonic sensor （commonly known as probe）， controller and display. At present, most of the reversing radars in the market use the principle of ultrasonic ranging. When the driver is backing up, he starts the reversing radar. Under the control of the controller, the probe installed on the bumper at the rear of the car sends the ultrasonic wave, encounters obstacles, generates the echo signal, and the sensor receives the echo signal After No.1, the controller processes the data, judges the position of the obstacle, displays the distance by the display and sends out the warning signal, so as to get the warning in time, so that the driver can know well when backing up and make backing up easier. The warning mode of reversing radar can be pided into LCD, language and sound; the receiving mode includes wireless transmission and wired transmission. This project adopts voice prompt. This paper introduces a kind of reversing radar system with low cost, high precision, miniaturization, digital display and sound light alarm function, which is based on SPCE061A single chip microcomputer. By using the single chip voice function of SPCE061A single chip microcomputer and three ultrasonic distance measurement modules, an example reversing radar system is composed, which can prompt the obstacles within the range of alarm （0.35m ~ 1.5m） by voice.

　　Key words: reversing radar ultrasonic MCU SPCE061A
 

目录

　　第一章  前言

　　倒车雷达又称泊车辅助系统，是汽车泊车安全辅助装置，能以声音或者更为直观的显示告知驾驶员周围障碍物的情况，解除了驾驶员泊车和起动车辆时前后左右探视所引起的困扰，并帮助驾驶员扫除了视野死角和视线模糊的缺陷，提高了安全性。

　　一般由超声波传感器（俗称探头）、控制器和显示器等部分组成，现在市场上的倒车雷达大多采用超声波测距原理，驾驶者在倒车时，启动倒车雷达，在控制器的控制下，由装置于车尾保险杠上的探头发送超声波，遇到障碍物，产生回波信号，传感器接收到回波信号后经控制器进行数据处理，判断出障碍物的位置，由显示器显示距离并发出警示信号，得到及时警示，从而使驾驶者倒 车时做到心中有数，使倒车变得更轻松。

　　倒车雷达的提示方式可分为液晶、语言和声音三种；接收方式有无线传输和有线传输等。本方案采用语音提示的方式，利用SPCE061A 单片机所具备的单芯片语音功能，外接三个超声波测距模组，组成一个示例的倒车雷达系统，语音提示报警（0.35m~1.5m）范围内的障碍物。

　　第二章  实现功能

　　利用SPCE061A单片机、三个超声波测距模组实现超声波倒车雷达，要求具有下述功能：

　　1.可以语音提示模组探测范围内（0.35m~1.5m）的障碍物；

　　2.语音提示可指明哪一个方向（或区域）有障碍物在探测范围内；

　　3.利用三个LED发光二极管表示三个传感器探测范围内是否有障碍物，当在探测范围内有障碍物时，发光二极管以一定频率闪烁，闪烁的频率以距离定，距离越近频率越高。

　　本方案要求所有的语音资源、程序代码都存放在一颗SPCE061A片内Flash当中；当语音播报时，如检测到左后方有障碍物，则用语音播放："左后方",如右后方有障碍物，则语音播方"右后方";当检查到中间的传感器探测范围内有障碍特时，语音播放："后方".而连续播放提示的间隔，要大于或等于3秒，以免过于频繁的播报语音。

　　第3章核心器件简介
　　3.1SPCE061A
　　3.1.1SPCE061A简介
　　3.1.2芯片特性

　　3.2SPCE061A精简开发板
　　3.3超声波测距模组
　　3.4转接板

　　第4章系统总体方案
　　第5章系统硬件设计
　　5.1SPCE061A精简开发板电路原理
　　5.1.1SPCE061最小系统
　　5.1.2电源模板
　　5.1.3放音模板

　　5.2超声波测距模组电路原理
　　5.2.1超声波谐振频率发生电路、调理电路
　　5.2.2超声波回波接受处理电路
　　5.2.3超声波测距模组电源接口
　　5.2.4超声波测距模式选择跳线
　　5.2.5超声波测距模组接口

　　5.3转接板电路
　　5.4显示电路

　　第6章系统软件设计
　　6.1超声波测距原理
　　6.2软件结构

　　6.3各模块程序说明
　　6.3.1超声波测距程序
　　6.3.2语音播放程序
　　6.3.3显示刷新程序
　　6.3.4主程序

　　第7章连接与操作说明

　　参考文献

致  谢

　　首先衷心地感谢我的导师，毕业设计从选择课题到完成论文，从理论原理的讲解到实际问题的解决，饱含着老师的心血他们严谨细致、一丝不苟的作风一直是我工作、学习中的榜样。老师的悉心指导和建议给了我极大的帮助和支持，使我受益匪浅。在论文即将完成之际，我的心情无法平静，从开始进入课题到论文的顺利完成，老师、同学、给了我无言的帮助，在这里请接受我诚挚的谢意！

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