汽车倒车系统的设计_毕业设计论文(编辑修改稿)

汽车倒车系统的设计_毕业设计论文(编辑修改稿)内容摘要：

伏电源的工作指示电路，只要电源部分正常，绿色的 LED 就会点亮。 2）复位电路的设计 由电容串联电阻构成 ,由图并结合电容电压不能突变的性质 ,可以知道 ,当系统一上电 ,RST脚将会出现高电平 ,并且 ,这个高电平持续的时间由电路的 RC 值来决定 .典型的 51 单片机当RST 脚的高电平持续两个机器周期以上就将复位 ， 所以 ,适 当组合 RC 的取值就可以保证可靠的复位 .一般教科书推荐 C 取 10u,R 取 ， 当然也有其他取法的 ,原则就是要让 RC 组合可以在 RST 脚上产生不少于 2 个机周期的高电平。 3）晶振电路的设计 AT89C51 单片机内部有一个用于构成振荡器的高增益反向放大器，它的输入端为芯片引脚 XTAL1,输出端为引脚 XTAL2。 这两个引脚跨接石英晶体振荡器和微调电容，构成一个稳定的自激振荡器，如电路原理图所示在引脚 XTAL1 和 XTAL2 跨接晶振 Y1 和微调电容 C1和 C6。 电容一般选择 30pf，电容的大小会影响振荡器频率的高低，稳定 性和速度。 晶振的频率选择 12MHz。 单片机最小系统如图所示。 图 5 单片机最小系统 超声波接收和发射电路设计 超声波接收电路设计 2020 届毕业设计（论文） 7 1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBAT i t l eN um be r R e vi s i onS iz eBD a t e : 19 F e b 20 1 2 S h e e t of F il e : D : \ pc b\ s hu z i w e n du j i .dd b D r a w n B y:IN1C12C23G N D4F05C36O U T7V C C8 C X 2 01 0 6A 47 3 10 4 33 0P F+ 10 U F+ 10 U F 20 0K 20 0K 4. 7K S P E A K E RV C C超声波接收电路包括超声波接收探头、信号放大电路及波形变换电路三部分。 超声波探头必须采用与发射探头对应的型号，关键是频率要一致，本设计采用与发射端同型号的压电式超声波传感器，否则将因无法产生共振而影响接收效果，甚至无法接收。 由于经探头变换后的正弦波电信号非常弱，因此必须经放大电路进行放大。 超声波接收部分采用集成芯片 CX20206A， 这是一款红外线检波接收的专用芯片。 内部电路由前置放大器、自动偏置电平控制电路、限幅放大器、带通滤波器、峰值检波器和整形输出电路组成。 可以利用它作为超声波检测电路。 1) 前置放大器：它是高增益的放大器，由于超声波在空气中直线传输时，传输距离越大，能量的衰减越厉害，故反射回来的超声波信号的幅值会有很大的变化。 为了不使放大器的输出信号过强而产生失真，集成块内部有自动电平限制电路，对前置放大器的增益进行自动限制。 通过反馈将放大器设定于适当的状态，再由限制电平电路进行自动控制。 2) 限度放大器：当信号太强时为了防 止放大器过载，限制高电平振幅，同时也可消除寄生调幅干扰。 3) 宽频带滤波器：其频率范围为 30Hz~60Hz，其中心频率可调。 4) 检测器：将返回的超声波的包络解调回来。 5) 积分滤波器与整形电路：检测器输出的信号经积分滤波器送到整形电路，输出较好的矩形波。 接收的回波信号先经过前置放大器和限幅放大器，将信号调整到合适的幅值；再经过带通滤波器滤波得到有用信号，滤除干扰信号；最后由峰值检波器和整形电路输出到锁相环路，实现准确的计时。 CX20206A 的外部接线图如图 6所示。 图 6 超声波接收电路 超声波接收电路所采用的集成芯片 CX20206A 是一款红外接收的专用芯片，常用于电视红外遥控器。 常用的载波频率 38khz 与测距的 40khz 较为相近，可以利用它来做接收电路。 适当的改变 C3 的大小，可以改变接受电路的灵敏度和抗干扰能力。 CX20206A(国内同类产品型号为 D20206A)是日本索尼公司生产的在红外遥控系统中作接收预放用的双极型集成电路。 它还可广泛用于视频系统、家用电器遥控电路以及通信系统 2020 届毕业设计（论文） 8 等。 这种 IC 性能优越，封装形式及体积与许多遥控信号接收器 IC 相同或相似，故可用来代换多种型 号的遥控信号接收集成电路。 CX20206A 可用来完成遥控信号， CX20206A 是日本索尼公司生产的红外解调集成电路，采用 8 脚单列直插式塑料超小型封装， +5v 供电，内部含可前置放大、自动偏置、限幅放大、通带摅波、峰值检波、积分比较及施密特整形输出等电路。 其主要功能是从 38KHz 红外载波信号中，将编码信号解调出来，并加以放大和整形，然后 再送到微处理器 (CPU)进行处理，以实现遥控操作功能。 CX20206A 的引脚注释及引脚图（如图 7所示）。 1) l 脚：超声波信号输入端，该脚的输入阻抗约为 40kΩ。 2) 2 脚：该脚与 GND 之间连接 RC 串联网络，它们是负反馈串联网络的一个组成部分，改变它们的数值能改变前置放大器的增益和频率特性。 增大电阻 R 或减小 C，将使负反馈量增大，放大倍数下降，反之则放大倍数增大。 但 C 的改变会影响到频率特性，一般在实际使用中不必改动，推荐选用参数为 R=， C= F。 3) 3脚：该脚与 GND 之间连接检波电容，电容量大为平均值检波，瞬间相应灵敏度低；若容量小，则为峰值检波，瞬间相应灵敏度高，但检波输出的脉冲宽度变动大，易造成误动作，推荐参数为 F。 4) 4脚：接地端。 5) 5脚：该脚与电源端 VCC 接入一个电阻，用以设置带通滤波器的中心频率 f0，阻值越大，中心频率越低。 例如，取 R=200kΩ时， fn≈ 42kHz，若取 R=220kΩ，则中心频率 f0≈ 38KHz。 6) 6脚： 该脚与 GND 之间接入一个积分电容，标准值为 330pF，如果该电容取得太大，会使探测距离变短。 7) 7脚：遥控命令输出端，它是集电极开路的输出方式，因此该引脚必须接上一个上拉电阻到电源端，该电阻推荐阻值为 22kΩ，没有接收信号时该端输出为高电平，有信号时则会下降。 8) 8脚： 电源正极， ～ 5V。 图 7 CX20206A 的引脚图 2020 届毕业设计（论文） 9 超声波发射电路的设计 超声波发射电路包括超声波产生电路和超声波 发射电路两个部分， 可采用软件发生法和硬件发生法产生超声波。 前者利用软件产生 40KHz 的超声波信号，通过输出引脚输入至驱动器，经驱动器驱动后推动探头产生超声波。 这种方法的特点是充分利用软件，灵活性好，但需要设计一个驱动电流 100mA 以上的驱动电路。 第二种方法是利用超声波专业发生电路或通用发生电路产生超声波信号，并直接驱动换能器产生超声波。 这种方法的优点是无需驱动电路，但缺点是灵活性低。 本设计采用第二种 方法产生超声波发射信号。 40KHz 的超声波是利用 LC 震荡电路振荡产生的，其振荡频率计算公式如下： 脉冲发射采用软件方式，利用 AT89S51 的 口发射 40 kHz 的方波信号，经过 74HC04放大后输出到超声波换能器，产生超声波。 74HC04 是一个高速 CMOS 六反相器，具有放大作用，具有对称的传输延迟和转换时间，而相对于 LSTTL 逻辑 IC，它的功耗减少很多。 对于 HC 类型，其工作电压为 2～ 6 V，它具有高抗扰度，可以兼容直接输入 LSTTL 逻辑信号和CMOS 逻辑输入等特点。 本系统将 40 KHz 方波信 号分成两路，分别由 74HC04 经两次和一次反向放大，从而构成推拉式反向放大 (电路图如图 8 所示 )。 发射电路主要由反向器 74HC04 和超声波换能器构成，单片机 端口输出 40KHz 方波信号一路经一级反向器后送到超声波换能器的一个电极，另一路经两级反向器后送到超声波换能器的另一个电极。 用这种推挽形式将方波信号加到超声波换能器两端，可以提高超声波的发射强度。 输出端采用两个反向器并联，用以提高驱动能力，上拉电阻 R R9 一方面可以提高反向器 74HC04 输出高电平的驱动能力，另一方面可以增加超声波换能器的阻尼效果，缩短其自由振荡的时间。 压电式超声波换能器是利用压电晶体的谐振来工作的。 超声波换能器内部有两个压 电晶片和一个换能板。 当它的两极外加脉冲信号，其频率等于压电晶片的固有振荡频率时，压电晶片会发生共振，并带动共振板振动产生超声波，这时它就是一个超声波发生器；反之，如果两电极问未外加电压，当共振板接收到超声波时，将压迫压电晶片作振动，将机械能转换为电信号，这时它就成为超声波接收换能器。 超声波发射换能器与接收换能器在结构上稍有不同，使用时应分清器件上的标志。 2020 届毕业设计（论文） 10 1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBAT i t l eN um be r R e vi s i onS iz eBD a t e : 19 F e b 20 1 2 S h e e t of F il e : C : \ P r og r a m F i l e s \ D e s i g n E xp l or e r 99 S E \ L ibr a r y \S c h \ M i s c e l la ne ou s D e v i c e s .d dbD r a w n B y: S P E A K E R1A11Y22A32Y43A53Y6G N D74Y84A95Y105A116Y126A13V C C14 74 H C 04V C C 图 8 超声波发射电路 显示电路的设计 液晶显示模块已作为很多电子产品的通用器件，如在计算器、万 用表、电子表及很多家用电子产品中都可以看到，显示的主要数字是数字、专用符号和图形。 在单片机的人机交流界面中，一般的输出显示方式有以下几种：发光管、 LED 数码管、液晶显示器。 发光管和 LED数码管比较常用，软硬件都比较简单。 在单片机系统中应用液晶显示器作为输出器件有以下几个优点： 显示质量高：液晶显示器每一个点在收到信号后就一直保持那种色彩和亮度，恒定发光，而不像阴极射线管显示器 (CRT)那样需要不断刷新亮点。 因此，液晶显示器画质高且不会闪烁。 数字式接口：液晶显示器都是数字式的，和单片机系统的接口更加简单可靠 ，操作更加方面。 体积小、质量轻：液晶显示器通过显示屏上的电极控制液晶分子状态来达到显示的目的，在重量上比相同显示面积的传统显示器轻得多。 功耗低：相对而言，液晶显示器的功耗主要消耗在其内部的电极和驱动 IC 上，因而耗电量比其他显示器少的多。 LCD 液晶显示电路采用 LCD1602 液晶显示模块，它可以显示 2 行 *16 个字符，完全可以满足我们的设计要求。 它独有的蓝色背光电路可以在环境光线较弱的条件下应用，显示清晰，颜色靓丽，价格便宜的特点，是很好的显示设备。 同时，还能够根据情况来调节显示的亮度。 由于本系统可以不用显示 汉字，介于设计成本上的需要，我们采用了这个显示方案。 2020 届毕业设计（论文） 11 1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBATitleNum be r Re visionSizeBDa te: 19 Fe b 20 12 She et of。