倒车雷达设计(3)[1].doc

电子技术综合实验论文

——汽车倒车雷达

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摘要

根据学校的教学安排，在本学期，我学习了电子技术综合实验——汽车倒车雷达的相关知识。从汽车倒车雷达的设计、电路、电脑画图以及电焊，我受益匪浅。在这篇论文中，会提到我在本次实验中学到了什么，学会了什么，遇到了什么问题等。

目录

引言 (3)

原理分析 (4)

实验所需器件 (5)

电路图 (6)

测试方法 (9)

实验结果 (11)

结论 (11)

参考文献 (11)

引言

随着我国经济迅速发展，人们的生活水平不断提高，越来越多的人拥有自己的车，由此产生的交通问题也引起人们的重要关注。主要针对拥挤的公路、街道、停车场等场所，加上存在视觉盲区，司机在倒车时无法看到车后的障碍物，容易刮伤汽车甚至发生交通事故等一些情况，汽车倒车雷达是一种旨在倒车防护的汽车防撞系统。倒车事故发生的频率极高，已引起了社会和交通部门的高度重视。倒车事故发生的原因是多方面的，倒车镜有死角，驾车者目测距离有误差，视线模糊等原因造成倒车时的事故率远大于汽车前进时的事故率，而倒车事故给车主带来许多麻烦。有鉴于此，汽车高科技产品家族中，专为汽车倒车泊位设置的“倒车雷达”应运而生，倒车雷达的加装可以解决驾驶人员的后顾之忧，大大降低了倒车事故的发生。倒车雷达的原理与普通雷达一样，是根据蝙蝠在黑夜里高速飞行而不会与任何障碍物相撞的原理设计开发的。通过感应装置发出超声波，然后通过反射回来的超声波来判断前方是否有障碍物，以及障碍物的距离、大小、方向、形状等。只不过由于倒车雷达体积大小及实用性的限制，目前其主要功能仅为判断障碍物与车的距离，并做出提示。

倒车雷达是汽车泊车或者倒车时的安全辅助装置，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、倒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，提高驾驶的安全性。

通常，倒车雷达由超声波传感器(俗称探头)、控制器和显示器(或蜂鸣器)等部分组成。倒车雷达一般采用超声波测距原理，在控制器的控制下，由传感器发射超声波信号，当遇到障碍物时，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其他警示信号，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。在几年的时间里，随着技术发展和用户需求的变化，倒车雷达经过了大致六代的发展。

第一代：倒车时通过喇叭提醒。“倒车请注意”！想必不少人还记得这种声音，这就是倒车雷达的第一代产品，现在只有小部分商用车还在使用。只要司机挂上倒档，它就会响起，提醒周围的人注意。从某种意义上说，它对司机并没有直接的帮助，不是真正的倒车雷达。价格便宜，基本属于淘汰产品。

第二代：采用蜂鸣器不同声音提示驾驶员。这是倒车雷达系统的真正开始。倒车时，如果车后1.8米-1.5米处有障碍物，蜂鸣器就会开始工作。蜂鸣声越急，表示车辆离障碍物越近。但没有语音提示，也没有距离显示，虽然司机知道有障碍物，但不能确定障碍物离车有多远，对驾驶员帮助不大。

第三代：数码波段显示具体距离或者距离范围。这代产品比第二代进步很多，可以显示车后障碍物离车体的距离。如果是物体，在1.8米开始显示；如果是人，在0.9米左右的距离开始显示。这一代产品有两种显示方式，数码显示产品显示距离数字，而波段显示产品由三种颜色来区别：绿色代表安全距离，；黄色代表警告距离，；红色代表危险距离，必须停止倒车。第三代产品把数码和波段组合在一起，但比较实用，但安装在车内不太美观。

第四代：液晶荧屏动态显示。这一代产品有一个质的飞跃，特别是屏幕显示开始出现动态显示系统。不用挂倒档，只要发动汽车，显示器上就会出现汽车图案以及车辆周围障碍物的距离，色彩清晰漂亮，外表美观，可以直接粘贴在仪表盘上，安装很方便。不过液晶显示器外观虽精巧，但灵敏度较高，抗干扰能力不强，所以误报也较多。

第五代：魔幻镜倒车雷达。结合了前几代产品的优点，采用了最新仿生超声雷达技术，配以高速电脑控制，可全天候准确地测知2米以内的障碍物，并以不同等级的声音提示和

直观的显示提醒驾驶员。魔幻镜倒车雷达可以把后视镜、倒车雷达、免提电话、温度显示和车内空气污染显示等多项功能整合在一起，并设计了语音功能。因为其外形就是一块倒车镜，所以可以不占用车内空间，直接安装在车内后视镜的位置。而且颜色款式多样，可以按照个人需求和车内装饰选配。

第六代：整合影音系统。它在第五代产品的基础上新增了很多功能，属于第六代产品，是专门为高档轿车生产的。从外观上来看，这套系统比第五代产品更为精致典雅；从功能上来看，它除了具备第五代产品的所有功能之外，还整合了高档轿车具备的影音系统，可以在显示器上观看DVD影像。

目前市场上倒车雷达品牌多达二十几种，价格从上百元到一两千元不等，选购倒车雷达可以从如下方面考虑：功能、性能、外观、质量、安装、价格等

理论分析

1、超声波测距理论依据

超声波发射器向某一方向发射超声波，在发射时刻的同时开始计时，超声波在空气中传播，途中碰到障碍物就立即返回来，超声波接收器收到反射波就立即停止计时。超声波在空气中的传播速度为340m/s（约14O C时340m/s；注：温度效应，C＝331.5＋

0.607t，t＝摄氏温度值），根据计时器记录的时间t，就可以计算出发射点距障碍物

的距离(s)，即：s=340t/2，这就是所谓的时间差测距法。

图1：超声波测距原理框图

2、总体设计思路

如图1所示测距电路由逻辑控制电路、发射电路、接收电路、计数显示电路、标准振荡电路5个部分组成。逻辑控制电路应具有以下过程的控制功能。

图2：测距仪工作时序图

测距工作过程：

a点：控制电路启动发射，同时清零计数器开始计数；

b段：计数器计数，超声波在空气中传播，未被反射到接收头；

c点：超声波反射到接收头，控制电路停止计数且保持计数值；

d段：保持显示被测量的数值。（d段的时间可以是0.5s—1s）。

实验所需器件

电阻：51欧2个、470欧7个、1K2个、2K2个、4K7 4个、10K5个、100K2个电阻 20K、39K、56K、1M、10M各一个

电位器：5K、100K各一个

电容：101 3个、102 1个、103 3个、333 1个、104 7个

电解电容：1.0uF、10 uF、100 uF 2个

二极管：1N4148 4个

三极管：8550 4个、8050 1个

数码管：共阳0.5”数码管3个

变压线：自绕—自耦升压变压器

集成电路：CD4069、CD40106、TL082、CD4013、MC14553、CD4543各一个

晶振一个、超声波探头两个、通用板一个、专用板一个

电路图

1、发射电路

2、接收电路

3、显示和振荡计数电路

4、逻辑控制电路

总电路图

图（总）

测试方法

焊接好电路后，用万能表和示波器来测试电路的各个节点。

一、检查电路各个焊接点，是否有虚焊现象

在本次实验中，遇到了元器件虚焊的问题，我总结出来一下经验可以检测出是否虚焊。看焊点是否饱满,圆滑.象蜂蜜状的就很可是虚焊.再一个焊点在铜箔的一侧是不是平的,如果是圆球状的,就有可能与铜箔之间虚焊.焊点与管脚的地方如果内凹,象苹果的柄一样的,是可能虚焊,应该象梨的柄一样,焊锡与管脚是在一起的.特别对于大功率的管脚很容易虚焊.对于虚焊的部位,不是再补焊一下那简单,还要看情况,如果是焊锡少造成的虚焊,可是再补焊一下就可以了,如果是因为管脚的氧化层没有清好,如果补焊的话,效果不是很好,再一个焊的时间长了也容易对线路板造成损坏,我的经验是把管子焊下来用砂纸或小刀刮净,溏锡后再进行焊接,会好一点。

二、用万用表检查各个集成电路，是否有电

在通电情况下，用万用表对集成电路的接电源端和接地端进行检测。因为本实验是接+5V的电源电压，在通常情况下每个集成电路的电压应在+5V左右。如某个集成电路没有电压或是电压数值不正常，应重新检查电路，是否有接错、虚焊等现象的发生。

三、检查数码管是否都能显示数字

在通常情况下，电路接好后，又通过以上两步的检查，数码管显示不存在问题。数码管显示“888”。

四、用示波器检测图（总）5个节点的波形，来判断是否电路接线正确、

如图（总）节点“1”，在电路正常情况下检测，此点用示波器看到的波形图是一个方波，在这个节点，还是很顺利的检测出了波形图。如果没有波形或是波形不对，要检查一下这部分的电路

。

如图（总）节点“2”，和节点“1”一样，在正常情况下用示波器看到的波形图是一个方波，如果节点“1”能顺利出来的话，这个节点基本上没有问题。波形如下图（1）如图（总）节点“3”，在电路没有接错、虚焊的情况下用世博器测出的波形为脉冲，若这个节点没有出来，需要查一大片的电路了。波形如下图（3）

如图（总）节点“5”，此节点正常情况用示波器检测出来的是f=17KHz左右的方波，若f不接近17KHz可调滑动变阻器。如果还是不行，还得仔细的检查电路。波形如下图（1）

图（1）

图（2）

以上4个节点都正常运作了，节点“4”才能正常的显示。因为节点“4”是接受方，

若果发射方连信号都没有正常发射，接收方就不用提接受了，节点“4”波形如图（2）图（总）的5个节点及以上检查的各个地方都没有问题，这个实验基本上就算成功了。

图（3）

实验结果

在本实验中，各个集成电路电源都正常。在图（总）的五个节点中，很遗憾的只测到了4个点，在节点“5”上，能测出波，但f的值不对，经过自己的检查努力调试，但效果甚微。

结论

通过本次实验，让我深刻体会到，做一件东西，无论是那个环节都是很重要的，每个很小的细节都有可能决定实验的成败。在开始做的时候就认真仔细做药比做好后回来检查要容易的多。

参考文献

电子技术综合实验指导书——汽车倒车雷达

百度百科

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