基于STM32的倒车雷达设计.docx

重庆城市科技学院电气工程与智能制造学院 课程设计目录 PAGE I 嵌入式技术应用课程设计 嵌入式技术应用课程设计 课 题： 基于STM32的倒车雷达设计 专 业： 电气工程及其自动化 班 级： 学 号： 姓 名： 指导教师： 设计日期： 成 绩： 目录 TOC \o 1-3 \h \z \u 1.设计目的作用 2 2.设计要求 2 3.设计的具体实现 2 3.1设计原理 2 3.2系统设计 2 3.2.1超声波测距原理 2 3.2.2硬件设计 3 3.3系统实现 5 3.3.1硬件电路连接 5 3.3.2软件设计 5 4.测试结果 9 4.1系统功能测试 9 4.2 测试结果分析 10 5.总结 10 参考文献 11 附录 11 附录1 11 附录2 11 重庆城市科技学院电气工程与智能制造学院 课程设计正文 PAGE 3 基于STM32的倒车雷达设计报告 1.设计目的作用 (1).掌握STM32F103C8T6单片机最小系统的设计； (2).掌握硬件电路的设计方法； (3).掌握超声波传感器的驱动； (4).掌握OLED的驱动； (5).掌握STM32的编程方式。 2.设计要求 基于STM32F13C8T6单片机设计制作一个汽车倒车雷达，具体要求如下： (1).利用STM32来驱动超声波传感器进行测距。 (2).当距离过近时通过蜂鸣器来报警。 (3).可以在0.96寸OLED上显示实时距离。 (4).可以手动设置报警距离。 3.设计的具体实现 3.1设计原理 根据设计要求，本系统将由三大模块构成，包括：信息采集模块、信息处理模块、同步显示模块。 信息采集模块负责采集所需的距离信息，由超声波传感器完成。 信息处理模块包括STM32微处理、OLED显示器模块、键盘输入模块、蜂鸣器报警模块、串口通讯模块，实现对传感器采集的信息进行显示，同时按键调整报警阈值，距离低于阈值时蜂鸣器报警模块发出报警信号，串口通信模块负责将处理之后的信息发送到OLED显示器上。 同步显示模块主要是PC端的应用程序，具备图形用户界面，用于显示下机位传来的距离信息，并可设定阈值进行报警提示。 3.2系统设计 3.2.1超声波测距原理 超声波是频率超过20KHz的机械波，作为一种特殊的声波，具备声波基本物理特性反射。同时，超声波方向性集中、能量损耗低、可在多种介质间传播，当声波在不同的介质间传播时，大部分能量会在介质面反射。通过发射与接收的时间差与声波在介质中固定的传播速度，可以计算出发射点到反射点的距离。 产生超声波需要用到超声波发生器，常用的超声波发生器一般有两种，一种是机械式发生器，另一种是电气式发生器。机械式包括加尔统笛、气旋笛和液哨等，电气式包括压电型、电动型和磁致伸缩型等。其中较常用的是压电式超声波发生器。 压电式超声波发生器，是利用压电品体的谐振来工作的。它有两个压电品片和一个共振板。对它的两极外加脉冲信号，频率等于压电晶片的固有振荡频率时，压电晶片将会发生共振，并带动共振板振动，产生超声波。反之，如果两电极间未外加电压，当共振板接收到超卢波时，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器了。 超声波测距的原理是利用超声波在空气中的传播速度为己知,测量声波在发射后遇到障碍物反射回来的时间,根据发射和接收的时间差计算出发射点到障碍物的实际距离，即时间差算法。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v,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=vT2。在压电式超声波传感器中，时间的测量通常用对脉冲计数得到，发射端发射脉宽为t的脉冲，往返的时间间隔以脉冲个数n反映出来，即T=nt，则压电超声传感器测距公式为 虽然在超声波的传播速度v受温度和空气密度等因素影响，近似公式为:C=C0+0.607×T°C(C0为0C时的声波速度332m/s，T 3.2.2硬件设计 系统的硬件设计主要是信息采集模块、信息处理模块，包括主控芯片、超声波传感器模块、串口通讯模块、蜂鸣器报警模块、按键输入模块。这里主要介绍主控芯片和两个传感器模块，及整体硬件电路的搭建。 1.主控芯片STM32F103C8T6 由于本系统是实时采集传输系统,需要对传感器采