基于单片机汽车倒车测距仪的设计

基于单片机汽车倒车测距仪的设计

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摘要 (1)

Abstract (2)

第一章绪论 (3)

第二章超声波的介绍 (4)

2.1超声波的发展史 (4)

2.2 超声波的特点 (4)

2.3超声效应 (5)

2.4超声波的应用 (5)

第三章单片机的介绍 (7)

3.1 单片机的定义 (7)

3.2 单片机的发展过程 (7)

3.3 单片机的特点 (7)

3.4 单片机的应用 (8)

3.5 C8051F单片机的介绍 (8)

第四章汽车倒车测距仪的硬件设计 (12)

4.1 设计的思路 (12)

4.2 设计的重点与难点 (12)

4.3硬件设计的基本原理及原理图 (12)

第五章超声波汽车倒车测距仪软件设计 (16)

5.1 主程序编制及流程图 (16)

5.2 中断服务程序的流程图及编制 (18)

5.3 显示距离子程序和延时子程序 (18)

5.4信号处理程序 (19)

5.5程序中有关存储器，寄存器及标志位的内容及用途 (22)

第六章总结...........................................................................................................错误！未定义书签。参考文献 (23)

致谢...................................................................................................................错误！未定义书签。

汽车倒车测距仪的设计

摘要：本文利用超声波传输中距离与时间的关系采用C8051F单片机进行控制及数据处理设计出了能精确测量点间距离的超声波测距仪，利用所设计出的汽车倒车测距仪，能比较精确测量车后障碍物距离。

在分析国内外单片机汽车倒车测距仪相关技术的基础上，结合最新研究成果，对基于超声波测距的倒车测距系统的研制进行了深入探讨和研究。该系统分为测距模块、系统控制模块和显示报警模块，并分别对其进行方案分析，构建了单片机汽车倒车测距仪构架和设计方案,在硬件电路中，详细阐述了运用单片机技术实现的可视倒车预警系统的测距实现原理，分析了以单片机为主控单元的系统硬件和软件设计，并对该系统进行了试验和误差分析，给出了本系统的稳定性指标。

关键词：C8051F单片机，超声波，LED,收发电路

The design of car parking rangefinder

Abstract:In this paper, using the relation of the ultrasonic transmission distance and time by C8051F MCU controlling and data processing design capacity points that can accurately measure the distance between the ultrasonic range finder, using the design of car parking ranger, can more accurately measure the distance between the obstacle and vehicle.

SCM car parking on the analysis on the basis of rangefinders related technologies, combined with the latest research results, Based on Ultrasonic Ranging System reversing conducted in-depth study and research. The system is divided into distance module, alarm system control module and display module, with respect to their program analysis, construction of the single chip architecture and design of car parking ranger program; in the hardware circuit, described in detail the use of microcomputer technology to achieve Distance visual reversing warning system implementation principle, analysis based on single chip main control unit of the system hardware and software design, and tested the system and error analysis, Given the stability of the system indicators.

Key words: C8051F MCU Ultrasound, LED, Transceiver Circuit

基于单片机汽车倒车仪的设计

第一章绪论

汽车倒车测距仪能测量并显示车辆后部障碍物离车辆的距离,同时用间歇嘟嘟声报警,间歇时间随障碍物距离缩短而缩短。驾驶员不但可以直接观察被显示的距离,还可以用听觉判断车后障碍物距离的远近。特别适用于长车身车辆倒车。仪器共有三部分组成:监控器、接线盒与探测器。监控器由单片计算机为核心的集成电路组成,发射 ,并接收频率稳定的40kHz超声波,根据发射信号与回波信号之问的时问差计算障碍物与车辆后部的距离。监控, 器安装在驾驶室驾驶员便于观察的位置,面板上有3位 LED数码管显示器,清晰悦目,小数点固定在第一位数后, 显示单位…

利用超声测距技术与单片机设计制作出超声波汽车倒车测距仪。该系统在常见的汽车倒车预警装置的基础上采用计算机控制技术和超声波测距技术，通过显示障碍物与汽车的距离并根据其距离远近实时发出报警，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，提高了驾驶安全性。

目前国内一般使用专用集成电路设计超声波测距仪，但是专用集成电路的成本很高，并且显示距离也比较困难，操作使用也不是很方便，而本设计研究的测距器成本低廉，性能优良，市场前景极为广阔，对提高我国汽车工业实际水平，具有较大的时间意义，在整个倒车过程中自动测量车尾到最近障碍物的距离，并用数字显示出来，在倒车到极限距离时会发出急促的警告声，提醒驾驶员注意刹车。本设计可望成为驾驶员特别是货车以及公共汽车驾驶员的好帮手，可有效的减少和避免那些视野不良的大型汽车的如冷藏车、集装箱车、垃圾车、食品车、载货车、公共汽车等倒车交通事故，另外还特别适用于夜间辅助倒车、倒车入库以及进入停车场停车到位，甚至还能防止盗贼扒车。

近年来随着科技的飞速发展，单片机的应用正在不断深入，同时带动传统控制检测技术日益更新。在实时检测和自动控制的单片机应用系统中，单片机往往作为一个核心部件来使用，仅单片机方面知识是不够的，还应根据具体硬件结构软硬件结合，加以完善。

第二章超声波的介绍

2.1超声波的发展史

2.1.1 超声波的含义

当物体振动时会发出声音，科学家们将每秒振动的次数称为声音的频率，他的单位是HZ。我们人类耳朵能听到声波频率为20-20000HZ，当声波的频率大于20000HZ 或小于20HZ时，我们便听不到。因此我们把频率高于20000HZ的声波称为超声波。

2.1.2 国际方面：

自19世纪末到20世纪初，在物理学上发现了压电效应与反压电效应之后，人们解决了利用电子学技术产生超声波的办法，从此迅速揭开了发展与推广超声技术的历史篇章。

1922年，德国出现了首例超声波治疗的发明专利。

1939年发表了有关超声波治疗取得临床效果的文献报道。

40年代末期超声治疗在欧美兴起，直到1949年召开的第一次国际医学超声波学术会议上，才有了超声治疗方面的论文交流，为超声治疗学的发展奠定了基础。1956年第二届国际超声医学学术会议上已有许多论文发表，超声治疗进入了实用成熟阶段。

2.1.3 国内方面：

国内在超声治疗领域起步稍晚，于20世纪50年代初才只有少数医院开展超声治疗工作，从1950年首先在北京开始用800KHz频率的超声治疗机治疗多种疾病，至50年代开始逐步推广，并有了国产仪器。公开的文献报道始见于1957年。到了70年代有了各型国产超声治疗仪，超声疗法普及到全国各大型医院。

40多年来，全国各大医院已积累了相当数量的资料和比较丰富的临床经验。特别是20世纪80年代初出现的超声体外机械波碎石术和超声外科，是结石症治疗史上的重大突破。如今已在国际范围内推广应用。高强度聚焦超声无创外科，已使超声治疗在当代医疗技术中占据重要位置。而在21世纪(HIFU)超声聚焦外科已被誉为是21世纪治疗肿瘤的最新技术。

2.2 超声波的特点

(一) 超声波在传播时，方向性强，能量易于集中。

（二) 超声波能在各种不同媒质中传播，且可传播足够远的距离。

(三) 超声波与传声媒质的相互作用适中，易于携带有关传声媒质状态的信息（诊断或对传声媒质产生效应）。（治疗）

超声波是一种波动形式，它可以作为探测与负载信息的载体或媒介（如B超等用作诊断）。

声波同时又是一种能量形式，当其强度超过一定值时，它就可以通过与传播超声波的媒质的相互作用，去影响，改变以致破坏后者的状态，性质及结构（用作治疗）。

2.3超声效应

当超声波在介质中传播时，由于超声波与介质的相互作用，使介质发生物理的和化学的变化，从而产生一系列力学的、热的、电磁的和化学的超声效应，包括以下4种效应：

①机械效应。超声波的机械作用可促成液体的乳化、凝胶的液化和固体的分散。当超声波流体介质中形成驻波时 ,悬浮在流体中的微小颗粒因受机械力的作用而凝聚在波节处，在空间形成周期性的堆积。超声波在压电材料和磁致伸缩材料中传播时，由于超声波的机械作用而引起的感生电极化和感生磁化（见电介质物理学和磁致伸缩）。

②空化作用。超声波作用于液体时可产生大量小气泡。一个原因是液体内局部出现拉应力而形成负压，压强的降低使原来溶于液体的气体过饱和，而从液体逸出，成为小气泡。另一原因是强大的拉应力把液体“撕开”成一空洞，称为空化。空洞内为液体蒸汽或溶于液体的另一种气体，甚至可能是真空。因空化作用形成的小气泡会随周围介质的振动而不断运动、长大或突然破灭。破灭时周围液体突然冲入气泡而产生高温、高压，同时产生激波。与空化作用相伴随的内摩擦可形成电荷，并在气泡内因放电而产生发光现象。在液体中进行超声处理的技术大多与空化作用有关。

③热效应。由于超声波频率高，能量大，被介质吸收时能产生显著的热效应。

④化学效应。超声波的作用可促使发生或加速某些化学反应。例如纯的蒸馏水经超声处理后产生过氧化氢；溶有氮气的水经超声处理后产生亚硝酸；染料的水溶液经超声处理后会变色或退色。这些现象的发生总与空化作用相伴随。超声波还可加速许多化学物质的水解、分解和聚合过程。超声波对光化学和电化学过程也有明显影响。各种氨基酸和其他有机物质的水溶液经超声处理后，特征吸收光谱带消失而呈均匀的一般吸收，这表明空化作用使分子结构发生了改变。

2.4超声波的应用

超声效应已广泛用于实际，主要有如下几方面：

①超声检验。超声波的波长比一般声波要短，具有较好的方向性，而且能透过不透明物质，这一特性已被广泛用于超声波探伤、测厚、测距、遥控和超声成像技术。超声成像是利用超声波呈现不透明物内部形象的技术。把从换能器发出的超声

波经声透镜聚焦在不透明试样上，从试样透出的超声波携带了被照部位的信息（如对声波的反射、吸收和散射的能力），经声透镜汇聚在压电接收器上，所得电信号输入放大器，利用扫描系统可把不透明试样的形象显示在荧光屏上。上述装置称为超声显微镜。超声成像技术已在医疗检查方面获得普遍应用，在微电子器件制造业中用来对大规模集成电路进行检查，在材料科学中用来显示合金中不同组分的区域和晶粒间界等。声全息术是利用超声波的干涉原理记录和重现不透明物的立体图像的声成像技术，其原理与光波的全息术基本相同，只是记录手段不同而已（见全息术）。用同一超声信号源激励两个放置在液体中的换能器，它们分别发射两束相干的超声波：一束透过被研究的物体后成为物波，另一束作为参考波。物波和参考波在液面上相干叠加形成声全息图，用激光束照射声全息图，利用激光在声全息图上反射时产生的衍射效应而获得物的重现，通常用摄像机和电视机作实时观察。

②超声处理。利用超声的机械作用、空化作用、热效应和化学效应，可进行超声焊接、钻孔、固体的粉碎、乳化、脱气、除尘、去锅垢、清洗、灭菌、促进化学反应和进行生物学研究等，在工矿业、农业、医疗等各个部门获得了广泛应用。

③基础研究。超声波作用于介质后，在介质中产生声弛豫过程，声弛豫过程伴随着能量在分子各自电度间的输运过程，并在宏观上表现出对声波的吸收（见声波）。通过物质对超声的吸收规律可探索物质的特性和结构，这方面的研究构成了分子声学这一声学分支。普通声波的波长远大于固体中的原子间距，在此条件下固体可当作连续介质。但对频率在1012赫兹以上的超声波，波长可与固体中的原子间距相比拟，此时必须把固体当作是具有空间周期性的点阵结构。点阵振动的能量是量子化的，称为声子（见固体物理学）。特超声对固体的作用可归结为特超声与热声子、电子、光子和各种准粒子的相互作用。对固体中特超声的产生、检测和传播规律的研究，以及量子液体——液态氦中，声现象的研究构成了近代声学的新领域——量子声学。

第三章单片机的介绍

3.1 单片机的定义

单片机是指一个集成在一块芯片上的完整计算机系统。尽管它的大部分功能集成在一块小芯片上，但是它具有一个完整计算机所需要的大部分部件：CPU、内存、内部和外部总线系统，目前大部分还会具有外存。同时集成诸如通讯接口、定时器，实时时钟等外围设备。而现在最强大的单片机系统甚至可以将声音、图像、网络、复杂的输入输出系统集成在一块芯片上。

3.2 单片机的发展过程

单片机技术发展十分迅速，产品种类琳琅满目。纵观整个单片机技术发展过程，可分为以下三个阶段：

一．单片机微机形成阶段

此阶段的主要特点是：在单个芯片内完成了CPU,存储器，I/O接口，定时/计数器，中断系统，时钟等部件的集成。但存储器容量较小，范围寻址小，无串行接口，指令系统功能不强。

二．性能完善提高阶段

此阶段的主要特点是：结构体系完善，性能已大大提高，面向控制的特点进一步突出。现在MCS-51已成为公认的单片机经典机种。

三．微控制器化阶段

此阶段的主要特点是：片内面向测控系统外围电路增强，使单片机可以方便灵活地用于复杂的自动控制系统及设备。至此“微控制器的称谓更能反应单片机的本质。

3.3 单片机的特点

系统单片机主要有如下特点：

1.有优异的性能价格比。

2.集成度高、体积小、有很高的可靠性。单片机把各功能部件集成在一块芯片上，内部采用总线结构，减少了各芯片之间的连线，大大提高了单片机的可靠性和抗干扰能力。另外，其体积小，对于强磁场环境易于采取屏蔽措施，适合在恶劣环境下工作。

3.控制功能强。为了满足工业控制的要求，一般单片机的指令系统中均有极丰

富的转移指令、I/O 口的逻辑操作以及位处理功能。单片机的逻辑控制功能及运行速度均高于同一档次的微机。

4.低功耗、低电压，便于生产便携式产品。

5.外部总线增加了I 2

6.单片机的系统扩展和系统配置较典型、规范，容易构成各种规模的应用。

C （Inter-Integrated Circuit ）及SPI(Serial Peripheral Interface)等串行总线方式，进一步缩小了体积，简化了结构。

3.4 单片机的应用

目前单片机渗透到我们生活的各个领域，几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹。导弹的导航装置，飞机上各种仪表的控制，计算机的网络通讯与数据传输，工业自动化过程的实时控制和数据处理，广泛使用的各种智能IC 卡，民用豪华轿车的安全保障系统，录像机、摄像机、全自动洗衣机的控制，以及程控玩具、电子宠物等等，这些都离不开单片机。更不用说自动控制领域的机器人、智能仪表、医疗器械了。因此，单片机的学习、开发与应用将造就一批计算机应用与智能化控制的科学家、工程师。

主要表现在以下几方面的应用。

1．单片机在智能仪表中的应用

2．单片机在机电一体化中的应用

3．单片机在实时控制中的应用

4．单片机在分布式多机系统中的应用

5．单片机在人类生活中的应用

3.5 C8051F 单片机的介绍

3.5.1 系统概述

C8051F 系列器件是完全集成的混合信号系统级MCU 芯片，有真正的12位多通道ADC(F206),8位多通道ADC(F220/1/6)或没有ADC ，每种器件都有与8051兼容的CIP-51微控制器内核和8K 字节的FLASH 存储器，还有硬件实现的UART 和SPI 串行接口，该系列器件22或32个通用I/O 引脚，其中一些引脚用于数字外设接口，任何一个端口引脚都可以配置为ADC 的模拟输入。采用流水线结构，单周期指令运行速度是8051的12倍，全指令集成运行速度是原来的9.5倍。

片内还集成了VDD监视器，WDI,和时钟振荡器，片内FLASH存储器还具有在系统重新编程能力，并可用于非易失性数据存储，可以关闭任何一个或全部外设以节省功耗。所有器件都有256字节的SRAM，F206/226/236还另有1024字节的RAM.

片内JTAG调试支技功能允许使用安装在最终应用系统上的产品MCU进行非侵入式（不占用片内资源）全速系统调试。该调试系统支持观察和修改存储器和寄存器，支持断点，观察点，单步及运行和停机命令。在使用JTAG调试时，所有的模拟和数字外设都可全功能运行。

每个MCU都可以在工业温度范围内用2.7V-3.6V的电压工作，有48脚TQFP 和32脚LQFP封装端口I/O容许5V的输入信号。

3.5.2 C8051F的特点

1.高速流水线结构的8051与MCS-51指令集完全兼容

2.4个8位宽的I/O端口

3.峰值速度达25MIPS（时钟为25MHZ时）

4.全速非侵入式的在系统调试接口片内，真正12位（8051F020）,或10位C8051F02213 100KSPS的8位通道ADC带PGA和模拟多路开关。

5.0~25MHZ的时钟频率

6. 电源管理方式

7可选的1024字节XRAM

8．8K字节FLASH程序存储器

9. 片内看门狗定时器，VDD监视器和温度传感器。

3.5.3 C8051F单片机增加的功能

在CIP-51内核的内部和外部有几项关键性的改进，提高了整体性能更易于在最终应用中使用。

扩展的中断系统向CIP-51提供22个中断源，标准（8051只有7个中断源）允许大量的模拟和数字外设中断微控制器，一个中断驱动的系统需要较少的MCU干预，却有更高的执行效率，在设计一个多任务实时系统时，这些增加的中断源是非常有用的。

MCU可有多达6个复位源;一个片内VDD监视器，一个看门狗定时器，一个时钟丢失检测器，一个由比较器0提供的电压检测器，一个软件强制复位以及外部复位引脚，/RST引脚是双向的可接受外部复位或将内部产生的上电复位信号输出到/RST 引脚，通过将MONE引脚拉为高电平来使能片内VDD监视器除了VDD监视器和复位输入引脚以外，每个复位源都可以由用户软件禁止。在一次上电复位之后的MCU初始化期间，WDT可以一直被允许。

C8051F020内部电路包括CIP-51微控制器内核及RAM, RO, I/O 口，定时/计数器。ADC, DAC, PCA, SPI 和SMBVS 等部件。即把计算机的基本组成单元以及模拟和数字外设集成在一个芯片上，构成一个完整的片上系统（SOS ）.

3.5.5C8051F 单片机的引脚图

第四章汽车倒车测距仪的硬件设计

4.1 设计的思路

本系统的设计思想是采用以C8051F单片机为核心，来设计一种低成本、高精度、微型化数字显示超声波测距仪。

超声波测距可测出回波和发射脉冲之间的时间间隔，利用S=Ct/2就可以算出距离，再在LED上显示出来。当然还可以设置若干个键，以用来控制电路的工作状态。限制的最大可测距离存有四个因素:超声波的幅度，反射面的质地，反射面和入射声波之间的夹角以及接收换能器的灵敏度。接收换能器对声波脉冲的直接接收能力将决定最小的可测距离。

根据设计要求并综合各方面因素，采用C8051F单片机作为主控制器，用动态扫描法实现LED数字显示，超声波驱动信号可以用单片机的定时器和计数器来完成。

4.2 设计的重点与难点

本设计的任务是设计一个超声波测距仪，可以应用于汽车倒车位置监控，也可用于如液位、井深、管道长度的测量等场合。测量范围在0.10-4.00m，测量精度1cm，测量时与被测物体无直接接触，能够清晰稳定地显示测量结果，能够手工设定报警量值。

系统组成的设计：各部分硬件的选取很有讲究，要十分合理。

设计的难点是：

1、超声波信号的接收、发射的设计

2、显示电路设计

3、流程图及程序的设计

4.3硬件设计的基本原理及原理图

4.3.1 超声波发生器

由于超声波指向性强，能量消耗缓慢，在介质中传播的距离较远，因而超声波经常用于距离的测量，如测距仪和位测量仪等都可以通过超声波来实现。利用超声波检测往往比较迅速、方便、计算简单、易于做到实时控制，并且在测量精度方面能达到工业实用的要求，因此在移动机器人研制上也得到了广泛的应用。

为了使汽车能自动避障行走，就必须装备测距系统，以使其及时获取距障碍物的距离信息（距离和方向）。本文所介绍的超声波测距系统，就是为汽车了解其后方环境而提供一个运动距离信息。为了研究和利用超声波，人们已经设计和制成了许多超声波发生器。总体上讲，超声波发生器可以分为两大类：一类是用电气方式产生超声波，一类是用机械方式产生超声波。电气方式包括压电型、磁致伸缩型和

电动型等；机械方式有加尔统笛、液哨和气流旋笛等。它们所产生的超声波的频率、功率和声波特性各不相同，因而用途也各不相同。目前较为常用的是压电式超声波发生器。

4.3.2 压电式超声波发生器

压电式超声波发生器实际上是利用压电晶体的谐振来工作的。，它有两个压电晶片和一个共振板。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，压电晶片将会发生共振，并带动共振板振动，便产生超声波。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器了。

4.3.3 超声波发射器基本原理

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，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。超声波在空气中的传播速度与声速相当，约为340m/s.从信号放射到遇障碍物反射接收，有几毫秒至几十毫秒的时间间隔，可以根据这个时间间隔来计算出障碍物到超声波信号发射体的距离。电路流程图如图4.1所示。

图4.1电路流程图

4.3.4 电原理图

电路如图4.2所示。图为汽车倒车测距仪的电原理图，其中3位数码管用来显示所测距离，由P1口输出8段段码，P2.0-P2.2输出3位位码。P2.6控制倒车指示灯VD1，倒车指示灯VD1亮。其它外围电路分析如下。

图4.2 汽车倒车测距仪电原理图

1．40KHZ 超声波发射电路。

电路如图4.3所示。4011的两个“与非”门E,F 组成多谐振荡器，调节RP1可调节谐振频率。P2.4口控制多谐振荡器的振荡。P2.4输出高电平时，电路振荡，发射40KHZ 超声波；P2.4输出低电平时，停止发射。

下图为超声波发射电路原理图

图4.3 40KHZ 超声波发射电路

2.嘟声音响电路

电路如图4.4所示。4011的另外两个“与非”门G,H组成多谐振荡器，谐振频率约为800HZ。P2.5控制多谐振荡器振荡，高电平时发出嘟声，低电平时无声。CPU 可根据距离远近控制P2.5输出方波的频率，即控制嘟声的间隙时间。LM386是集成功率放大器，作为功率放大器件，驱动扬声器发声。

下图为嘟声音响电路：

图4.4嘟声音响电路图

3.回波接收电路

电路图如图4.5所示。它接收由障碍物反射回来的超声波。其中，LM324的3个运算放大器A,B,C组成3级回波信号放大电路。其中L1,C9组成选频电路，滤除40KHZ以外的干扰信号。D2,C12组成信号整流滤波电路，将接收到的40KHZ反射波交流信号转化为直流电压信号。

LM324的第四个运放D作为电压比较器，将信号直流电压与设定的基准电压比较，当信号电压大于基准电压时，比较器输出正脉冲，V5导通，P0.0接收负脉冲信号，CPU中断，记录发射信号与接收信号之间的时间，并换算为距离。

图4.5 回波接收电路

第五章超声波汽车倒车测距仪软件设计

5.1 主程序编制及流程图

5.1.1 编制要点及流程图

图5.1为主程序流程图，。开机后先显示“----”亮灯并发声约0.5s，表示开始工作。T0用于记录发射至接收的时间间隔t(单位为ms)。初始化后，程序控制发射40KHZ的超声波信号，发射开始立即启动定时器0开始计时。发射时间为1ms。CPU 接收回波信号后，立即产生INT0中断同时T0立即停止计数。定时器T0专门用于记录CPU发射脉冲信号前沿至回波脉冲信号前沿之间的距离t,由此时间可换算出障碍物的距离，并决定嘟声间隙。可设定T1的定时值，用来控制嘟声间隙时间和闪烁显示时间。考虑到汽车倒车测距精度不高，为了使计算简化，取空气中声速为340m/s,或34cm/ms,则障碍物距离为d=(t*34cm/ms)/2=t*17cm/ms.

5.1.2 主程序的编制

;—————————————

$ include (c8051f000.inc)

;--------------------------

Org 000H

LJMP MAIN ;转主程序

ORG 0003H

LJMP INTO ；转外部中断0

ORG 001BH

LJMP IT1 ；转定时器1中断

;----------------------

;主程序

OGR 1000H

MAIN:

MOV SP,#60H ；堆栈指针

MOV P1,#00H ；停显示

CLR P2.4 ；不发射超声波

SETB P2.6 ；指示亮灯

SETB P2.5 ；发嘟声

MOV 40H,#02H ；显示符号“------”进显示单元

MOV 41H,#02H

MOV 42H,#02H

MOV 32H,#160 ；置显示循环数

LCALL DIR ；调用显示子程序

MOV IP,00000001B ；置INTO为高优先级中断

MOV XBR2,#40H ；配置弱上拉，交叉开关允许

MOV XBR1,#04H ；INTO连到P0.0

MOV OSCICN, # 06H ；选用内部晶振8MHZ

MOV WDTCN, # 0DEH ；禁止看门狗

MOV WDTCN,# 0ADH

MOV TM0D, #00010001B ；置T0,T1定时器方式1

MOV TH1,# 0B1H ；置T1计时常数为30ms,用于控制嘟声方波脉宽 MOV TL1,#0D2H

SETB TR1 ；启动T1

MOV IE,#10001001B ;T1,INT0开中断

MOV 22H,#01H ;11H-13H标志位置初值

MOV 44H,#0FFH ；置嘟声方波脉宽初值255*30ms

=7.65s

MOV 45H, #04H ；置闪烁间隙时间4*30ms=120ms

MOV R2, #04H ；置信号计数器初值

MOV R3, #04H ；置连续无回波计数器初值

TLOOP: MOV THO, #00H ；T0清0

MOV TLO, #00H

SETB P2.4 ；开始发射40KHZ超声波

SETB TRO ；发射后，立即启动T0开始

计时

LCALL, DELAY ；延时1ms

CLR P2.4 ；停止发射超声波

MOV 32H, # 20 ；置显示循环数

LCALL DIR ；调显示距离子程序，显示20*3ms

LCALL WORK ；调信号处理子程序

SJMP TLOOP ；返回循环

；---------------------------

5.2 中断服务程序的流程图及编制

图5.2为中断服务程序的流程图，

INTO: CLR TRO ；TO停止计数

SETB 01H ；置有回波标志

MOV A, 22H

RL A

MOV 22H, A

RETI

;------------------------

5.3 显示距离子程序和延时子程序

;显示距离子程序图5.2中断服务程序流程图DIR: SETB P2.2 ；百位停显示

MOV P1,40H ；输出个位段码

CLR P2.0 ；个位显示

LCALL DELAY ；延时1ms

DIR1: SETB P2.0 ；个位停显示

-汽车倒车测距仪

一、应用系统的一般构成 1、硬件系统 按照系统所需功能，系统硬件结构可以划分为三大主要模块：测距系统、控制系统以及显示和语音报警系统。系统总体结构框图如1所示. 图1 系统总体结构图 其中测距系统有超声波发射、接收子系统构成；控制部分以AT89S51单片机为核心，其P1.0口输出低电平控制超声波发射电路产生40KHz的超声波，利用外部中断监测超声波接收电路输出的返回信号；显示报警部分由显示系统及语音系统构成，其中显示系统采用简单实用的4位共阳8段LED数码管。 二、设计原则和要求 倒车测距仪是一个由单片机控制的汽车泊车安全辅助装置。该测距仪将单片机的实时控制及数据处理功能，与超声波的测距技术、传感器技术相结合，能够测量并显示车辆后部障碍物里车辆的距离，同时用间歇的“嘟嘟”声发出警报，“嘟嘟”声间隙随障碍物距离的缩小而缩短，驾驶员不但可以直接观察到显示的距离，还可以凭听觉判断车后障碍物离车辆的远近，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，并可以帮助驾驶员扫除视野死角和视线模糊的缺陷，提高驾驶的安全性。 三、基本设计内容和步骤 本文将在以单片机为控制核心的基础上，设计出汽车倒车测距仪的电路，并通过数码管显示及蜂鸣器报警来提示障碍物与车后的距离。

分别完成单片机控制电路设计、数码管显示电路设计、蜂鸣器报警电路设计、按键控制电路设计及超声波测距模块的安装与调试等。软件设计中，通过汇编语言编写程序，完成单片机对外围芯片的驱动与控制，从而完成整个汽车倒车测距仪的功能实现。 四、硬件和软件的具体设计 1、系统硬件的具体设计 （1）单片机控制电路设计 采用AT89S51作为系统控制器。它是美国ATMEL公司生产的低功耗、高性能CMOS 8位单片机，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准8051指令系统及引脚。它集Flash程序存储器既可在线编程，也可用传统方法进行编程。AT89S51提供以下标准功能：4k字节Flash闪速存储器，128字节内部RAM，32个I/O口线，看门狗，2个数据指针，2个16位定时/计数器，一个5向量两级中断结构，一个全双工串行通信口，单片机振荡器及时钟电路。 同时AT89S51可降至0Hz的静态逻辑操作，并支持两种软件可选的节电工作模式。 空闲方式停止CPU的工作，但允许RAM，定时/计数器，串行通信口及中断系统继续工作。掉电方式保存RAM中的内容，但振荡器停止工作并禁止其它所有部件工作直到下一个硬件复位。 单片机最小系统是指能让单片机工作的最简单的电路，包括电源电路、振荡电路、复位电路，如图2

汽车倒车测距仪的设计

汽车倒车测距仪的设计

大学本科生毕业设计（论文） 目录 摘要 (2) Abstract (2) 第一章绪论 (3) 1. 1 研究背景 (3) 1. 2 发展概况和当前存在的问题 (4) 1. 2. 1 发展概况 (4) 1. 2. 2 当前存在的问题 (4) 1. 3 本设计的主要内容和目的 (5) 第二章系统方案相关理论 (6) 2. 1 汽车倒车超声波测距系统主要功能的概述 (6) 2. 2 汽车倒车超声波测距系统的原理 (7) 2. 3 超声波测距系统的主要技术指标 (9) 第三章硬件设计及调试 (10) 3. 1 系统装置的硬件组成 (10) 3. 1. 1 单片机控制系统 (10) 3. 1. 2 超声波发射电路 (11) 3. 1. 3 超声波接受电路 (11) 3. 1. 4 LED液晶显示电路 (13) 3. 2 焊接 (14) 3. 3 调试过程及方法 (14) 第四章软件设计及调试 (16) 4. 1 系统软件设计整体介绍 (16) 4. 2 系统的程序 (17) 4. 3 软件调试简介 (24) 第五章总结 (25) 致谢 (26) 参考文献 (27) - 1 -

大学本科生毕业设计（论文） 汽车倒车测距仪 摘要 随着科学技术的快速发展，超声波在传感器中的应用也越来越广。但就目前技术水平来说，人们可以具体利用的传感技术还十分有限，因此，这是一个正在蓬勃发展而又有无限前景的技术及产业领域。而本文介绍的是一种可应用于倒车测距仪的超声波测距系统。本系统采用STC89C52单片机为核心，结合发射和接受模块以及液晶显示构成整个的测距系统，该系统能够在汽车以较低的速度进行倒车的过程中，识别出车后部的障碍物，并能够测量车与障碍物之间的距离，在车辆与障碍物发生碰撞前，发出声光报警，提醒司机刹车。倒车测距仪是用来探测车身和周围的障碍物并显示其距离，以帮助驾驶员安全倒车或停车的辅助电子设备，对驾驶员倒车的安全起到了很大作用。因此本系统的设计具有广泛的运用价值和意义。 关键词：传感技术超声波测距运用价值 Abstract With the rapid development of science and technology, in the application of ultrasonic sensors is more and more widely. But so far the technical level, the specific use range finder technology is limited, so, it is a vigorous development and infinite prospect areas of technology and industry. And this paper is a kind of can be applied to reverse the ranger ultrasonic ranging system. The system uses the STC89C52 microcontroller as the core, combining the launch and accept modules and liquid crystal display constitute the whole range finder system, This system can be identify obstacles at the back of the car and able to measure the distance between the car and the obstacles,and before the car run into obstacles,it can give out sound and light alarm signal, remind the driver brakes,when the car reversing with a low speed ,.Reverse rangefinder is an assist electronic equipment what can used to detect the body and the surrounding obstacles and show the distance, to help the driver safety reversing or parking,It plays a large role when the drive reversing So the design of system has broad application value and meaning. Keyword：sensor technology ultrasonic ranging use Value 第一章绪论 - 2 -

任务书 单片机在汽车倒车测距仪中的应用设计

天津城市建设学院 课程设计任务书 2010 —2011学年第1 学期 电子与信息工程系电子信息工程专业 课程设计名称：单片机原理及接口技术 设计题目：单片机在汽车倒车测距仪中的应用设计 完成期限：自2010 年9月6日至2010 年9月10 日共1 周 设计依据、要求及主要内容： 一．程设计的目的 1．进一步熟悉和掌握单片机的结构及工作原理。 2．掌握单片机的接口技术及相关外围芯片的外特性，控制方法。 3．通过课程设计，掌握以单片机核心的电路设计的基本方法和技术。 4．通过实际程序设计和调试，逐步掌握模块化程序设计方法和调试技术。 5．通过完成一个包括电路设计和程序开发的完整过程，了解开发一单片机应用系统的全过程，为今后从事相应打下基础。 二．课程设计的基本要求 1.认真认识设计的意义，掌握设计工作程序，学会使用工具书和技术参考资料， 并培养科学的设计思想和良好的设计作风。 2.提高模型建立和设计能力，学会应用相关设计资料进行设计计算的方法。 3.提高独立分析、解决问题的能力，逐步增强实际应用训练。 4.课程设计的说明书要求简洁、通顺，计算正确，图纸表达内容完整、清楚、规 范。 5.课程设计说明书封面格式要求见《天津城市建设学院课程设计教学工作规范》 附表1。 三．课程设计具体要求 a) 要求每位同学独立完成设计任务。 b) 原理图设计。 1．原理图设计要符合项目的工作原理，连线要正确。 2．图中所使用的元器件要合理选用，电阻，电容等器件的参数要正确标明。3．原理图要完整，CPU，外围器件，扩器接口，输入/输出装置要一应俱全。 c) 程序调计 1．根据要求，将总体项能分解成若干个子功能模块，每个功能模块完成一个特定的功能。 2．根据总体要求及分解的功能模块，确定各功能模块之间的关系，设直出完整的程序流程图。 d) 设计说明书

汽车倒车测距仪设计

《微机原理》课程设计 ——汽车倒车测距仪 学院：自动化 专业：自动化 班级：09（2）班 姓名：李轶平 学号： 2（15） 设计日期：2010年1月13日

目录 一、课程设计目的及要求 (3) 1.1设计目的 (3) 1.2设计内容和要求 (3) 1.3 设计任务 (3) 二、超声波简介 (4) 2.1 超声波的含义 (4) 2.2 超声波的特点 (4) 三、设计方案分析 (4) 3.1 设计的思路 (4) 3.2 硬件部分 (4) 四、硬件部分设计 (6) 4.1整机连接图 (6) 4.2 8088最小系统 (6) 4.3 8255与数码管电路 (7) 4.4 8253及8259部分电路 (8) 五、软件部分设计 (9) 5.1设计思路及流程图 (9) 5.2程序清单 (11) 六、设计体会及总结 (16) 七、参考文献 (17)

一、课程设计目的及要求 1.1设计目的 1. 学会用汇编语言编写一个较完整的实用程序。 2. 掌握微型计算机技术应用开发的全过程：分析需求、设计原理图、选用元器 件、布线、编程、调试、撰写报告等步骤。 3、复习巩固本学期学到的相关知识,提高自身思考问题解决问题的能力,培养对本课 程的兴趣,提高动手的能力。 4、加强课程学习与生活实践的联系，运用所学知识与日常生活实践的结合。 5、学会用8086/8088解决实际问题的能力、硬件使用原理。 1.2设计内容和要求 1、设计一个微机控制的汽车倒车测距仪，能测量并显示车辆后部障碍物离车辆的距离，同 时用间歇的“嘟嘟”声发出警报，“嘟嘟”声间隙随障碍物距离缩短而缩短，驾驶员不但可以直接观察到检测的距离，还可以凭听觉判断车后障碍物离车辆距离的远近； ①开机后先显示“———”，并有开机指示灯。 ②CPU发射超声波1ms，然后显示60ms；即1ms+60ms为一个工作周期，等待回波，在次周期内完成一次探测。 ③根据距离远近发出报警声并显示距离。 ④障碍物距离小于1m，距离值变化5cm更换显示，否则不更换；距离在1m以上，新值与原显示值之差大于10cm更换，否则不更换。 ⑤用三LED位数码管显示障碍物距离 2、硬件电路原理图和软件框图； 3、编写控制程序，写出设计任务书（总结报告）。 1.3 设计任务 1、选用8088和适当的存储器及接口芯片完成相应的功能。 2、用LED显示器显示电子锁的当前状态。 3、画出详细的硬件连接原理图。 4、给出程序设计思路、画出软件流程图。 5、给出地址分配表。 6、给出所有程序清单并加上必要注释。 7、完成设计说明书（列出参考文献，所用器件型号）。

汽车倒车测距仪设计任务书

《微机原理综合训练》设计任务书 题目：汽车倒车测距仪设计 学生姓名：学号：班级： 题目类型：设计性指导教师： 一、课程设计题目 汽车倒车测距仪设计。 二、题目简介 以汽车倒车测距仪设计为背景，对汽车倒车测距仪进行分析和设计。 通过该题目的分析和设计，学习微机软、硬件系统设计开发过程，加深微机原理及应用课程基础知识的理解和综合运用能力，熟悉集成电路芯片的使用方法，熟悉微机编程及接口电路，学习体会工程实际设计的过程，培养学生独立解决实际工程问题的综合能力。学生初步得到用汇编语言书写程序的训练，全面培养程序设计过程中的分析、设计、编码、测试及文档规范书写的能力，得到运用汇编语言的综合训练，提高解决实际问题的能力。 三、设计任务 学生通过该题目的设计过程，可以初步掌握汇编语言的运用、软件开发方法并提高解决实际问题的能力。 设计一个微机控制的汽车倒车测距仪，能测量并显示车辆后部障碍物离车辆的距离，同时用间歇的“嘟嘟”声发出警报，“嘟嘟”声间隙随障碍物距离缩短而缩短，驾驶员不但可以直接观察到检测的距离，还可以凭听觉判断车后障碍物离车辆距离的远近； 1. 开机后先显示“———”，并有开机指示灯。 2.CPU 发射超声波 1ms，然后显示 60ms；即 1ms+60ms 为一个工作周期，等待回波，在次周期内完成一次探测。 3. 根据距离远近发出报警声并显示距离。障碍物距离小于 1m，距离值变化 5cm 更换显示，否则不更换；距离在 1m 以上，新值与原显示值之差大于10cm 更换，否则不更换。 4.用三 LED 位数码管显示障碍物距离。 5.程序采用汇编语言在PC机上完成。

6.同时完成符合学校要求的设计计算说明书。 7. 提倡创新。 四、设计要求 1.利用Intel 8086 CPU及其相应的外围扩展电路及接口电路，设计系统硬件原理图，并绘制于2号工程图纸。 2.给出程序的设计思路，设计系统软件流程框图，并绘制于2号工程图纸。 3.完成设计计算说明书。 五、提交的成果 1. 设计计算说明书一份，包括以下内容： (1) 封面； (2) 设计任务书 (3) 课题摘要； (4) 目录； (5) 正文： ①简要说明本设计的基本内容、用途及特点； ②方案比较及论证； ③硬件系统说明（硬件设计思路、系统构成框图、芯片选择、存储空间与I/O地址分配）； ④画出完整的硬件电路图，并说明电路的工作原理； ⑤软件系统说明（软件设计思路、源程序清单及必要的注释）； ⑥主要单元电路的设计及参数计算； ⑦列出所用元器件及集成芯片型号； ⑧指出所设计电路的特点和方案的优缺点； ⑨总结体会； ⑩参考文献。 备注：设计计算说明书要求用黑色字迹手写。 2. 系统硬件原理图纸。 3. 系统软件流程框图纸。 六、主要参考文献

基于单片机汽车倒车测距仪设计

- - - 机电职业技术院 毕业设计（论文）作者：真学号：40831450 系部：电气工程系 专业：应用电子技术 题目：基于单片机的汽车倒车测距仪的设计 指导者：平王建青 评阅者： 2011 年05 月

- - - 毕业设计（论文）中文摘要

毕业设计（论文）外文摘要

目录 1绪论 (1) 2 超声波传感器的介绍 (2) 2.1超声波传感器的概述 (2) 2.2 超声波传感器的特点 (3) 2.3超声效应 (3) 2.4超声波传感器的应用 (4) 3 单片机的介绍............................................................................... ..5 3.1 单片机的定义.. (5) 3.2 单片机的特点 (5) 3.3 单片机的应用 (5) 3.4 AT89C51单片机的介绍 (6) 4 汽车倒车测距仪的硬件设计 (9) 4.1 设计的思路 (9) 4.2 设计的重点与难点........................................................................ .9 4.3硬件设计的基本原理及原理图.. (9) 5超声波汽车倒车测距仪软件设计 (14) 5.1 主程序编制及流程图 (16) 5.2 中断服务程序的流程图及编制 (16) 5.3 显示距离子程序和延时子程序 (17) 5.4信号处理程序 (18) 5.5程序中有关存储器，寄存器及标志位的容及用途…………………………. .21 结论……………………………………………………………………….................. 23 致 (25) 参考文献 (26)

汽车倒车测距仪毕业设计开题报告

本科生毕业设计（论文）开题报告毕业设计题目：汽车倒车测距仪的研究 学院：信息科学与工程学院 专业班级：电子信息工程XX班 学生姓名：XXX 指导教师：XXX 2012年3月20日

汽车倒车测距仪的研究 一、课题研究的目的和意义 随着我国经济的飞速发展，交通运输车辆的不断增多，由此产生的交通问题越来越为人们所关注。由于倒车后视镜有死角，驾车者目测距离有误差，视线模糊等原因，倒车事故发生的频率远大于汽车前进时的事故率。倒车事故不仅会对自己的车和他人财物造成损伤如果伤及儿童更是不堪设想。有鉴于此，汽车产品家族中，专为倒车泊车而设计的“倒车测距仪”应运而生。经过调查，绝大部分非职业汽车驾驶员都希望有一种能发现汽车尾部障碍物的“后视眼”。倒车测距仪的加装可以解决驾驶人员的后顾之忧，大大降低倒车事故的发生。 倒车测距仪是一个由单片机控制的汽车泊车安全辅助装置。该测距仪讲单片机的实时控制及数据处理功能，与超声波的测距技术、传感器技术相结合，能够测量并显示车辆后部障碍物里车辆的距离，同时用间歇的“嘟嘟”声发出警报，“嘟嘟”声间隙随障碍物距离的缩小而缩短，驾驶员不但可以直接观察到显示的距离，还可以凭听觉判断车后障碍物离车辆的远近，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，并可以帮助驾驶员扫除视野死角和视线模糊的缺陷，提高驾驶的安全性。 本文介绍了一种基于单片机的超声波测距倒车辅助系统，该系统可以精确测得车尾与障碍物的距离，指导司机安全倒车。 二、课题研究的主要任务和预期目标 1．主要任务及要求 设计一个微机控制的汽车倒车测距仪，能测量并显示车辆后部障碍物离车辆的距离，同时用间歇的“嘟嘟”声发出警报，“嘟嘟”声间隙随障碍物距

汽车倒车测距仪原理及电路分析

汽车倒车测距仪原理及电路分析 汽车倒车测距仪能测量并显示车辆后部的障碍物离车辆的距离，同时可根据报警“嘟嘟”声的间隙来判断距离的远近。主要技术指标：最大探测距离5m;测距相对误差〈士5%;工作环境：-10~55C。雨、雪、雾及黑夜均不受影响。 汽车倒车测距仪电路图a为汽车倒车测距仪电路原理图。IC1、IC2、IC3组成单片机的最小系统。IC3为CPU芯片，IC1为接口电路，IC2为EPROM，内存汽车倒车测距工作程序。仪器有3位LED数码管显示距离，小数点固定在第一位数字后.显示单位为米。IC3的P1 口输出7段显示信号，低电平有效。IC3第10~12脚为数显控制端，低电平有效。数显系统采用扫描显示。IC3第14脚为发射电路控制端，卨电平有效。 汽车倒车测距仪电路图b为40kHz超声波发射电路，IC4为2输人端4与非门，其中两个门组成多谐振荡器.调冇RP1可调节其振荡频率。IC3第13脚为接收信号输人端，低电平有效。汽车倒车测距仪电路图c为音频报警电路。 汽车倒车测距仪电路图d为反射信号接收电路，第二级放大器反馈回路采用LC并联谐振，以提高整机抗干扰性能.U采用收录机陷波线圈，调谐在40kHZ频率上。放大后的反射信号，经VD2、C12整流滤波后输入IC6第4只运放进行电压比较.调节R17,即能调节整机接收距离。当信号有效时，VT5管输出一个低电平脉冲。系统软件根据发射信号和接收信号之间的时间差计算并转换成距离信号予以显示报警。IC3第15脚为报警信号控制端，髙电平有效。图3-10(c)为音频报警电路，IC4另两个门组成音频振荡器，振荡频率约800HZ，由C3耦合至IC5 (LM386)音频放大后驱动扬声器发出“嘟嘟”间隙报警声。当探测到车后有障碍物时，即IC3第13脚有低电平信号输入时，系统软件根据障碍物距离远近输出不同频率的控制方波，距离远方波频率低，嘟声间隙时间长；距离近，方波频率髙，嘟声间隙时间短。因此，驾驶员可以不看数显也能判断出距离障碍物的远近。1C3第16脚输出STOP报警灯信号，当距离障碍物在30cm以内时，输出高电平. VT4导通，发光二极管VD1导通发光，表示应迅速停止倒车。此高电平信号也可用于控制自动刹车。

微机原理课程设计--汽车倒车测距仪

微机原理与接口技术课程设计 ——汽车倒车测距仪 题目：汽车倒车测距仪 指导老师： 日期：2013年1月13日

目录 一、设计目的 (4) 二、设计内容 (4) 三、设计任务 (4) 四、问题分析及方案选择 (5) 1.总体思路 (5) 2.超声的波发射 (5) 3.测距原理 (5) 4.显示原理 (6) 5.报警原理 (6) 五、所需元件 (6) 1.8086介绍 (6) 2.8259A介绍 (7) 3.8255介绍 (8) 4.8253介绍 (8) 5.地址锁存器74LS138介绍 (9) 六、硬件接线图 (11) 1.总电路图 (11) 2.超声波发射电路： (11) 3.超声波接收电路 (12) 4.数码管显示电路 (14) 5.蜂鸣报警电路 (14) 七、主程序流程图 (15) 1.中断子程序 (17) 2. 延时子程序 (17) 3. 距离计算子程序 (18) 4. 十六进制转10进制数子程序 (18) 5. LED显示子程序 (19) 八、程序代码 (19) 九、设计难点 (25) 十、心得体会 (25)

十一、参考文献 (27) 汽车倒车测距仪设计

一设计目的 1、运用微机原理及接口技术理论课中学习的8086、8255等芯片，以及数码管等元件进行课程设计，做到学以致用。 2、通过课程设计提高自己的动手能力，分析问题的能力、解决问题的能力。 3、提高自己运用汇编语言的能力，使自己的思维更加发散，提高创新能力。 4、通过整个课程设计，提高综合运用能力，及提高对硬件的认识和布线能力。 二、设计内容 1、设计一个微机控制的汽车倒车测距仪，能测量并显示车辆后部障碍物离车辆的距离，同时用间歇的“嘟嘟”声发出警报，“嘟嘟”声间隙随障碍物距离缩短而缩短，驾驶员不但可以直接观察到检测的距离，还可以凭听觉判断车后障碍物离车辆距离的远近； ①开机后先显示“———”，并有开机指示灯。 ② CPU发射超声波1ms，然后显示60ms；即1ms+60ms为一个工作周期， 等待回波，在次周期内完成一次探测。 ③根据距离远近发出报警声并显示距离。障碍物距离小于1m，距离值 变化5cm更换显示，否则不更换；距离在1m以上，新值与原显示值 之差大于10cm更换，否则不更换。 ④用三LED位数码管显示障碍物距离 2、硬件电路原理图和软件框图； 3 编写控制程序，写出设计任务书（总结报告）。 三、设计任务 1、选用8088和适当的存储器及接口芯片完成相应的功能。 2、用LED显示器显示电子锁的当前状态。 3、画出详细的硬件连接图。 4、给出程序设计思路、画出软件流程图。 5、给出地址分配表。

基于单片机汽车倒车测距仪的设计——开题报告

毕业设计(论文)开题报告 系部电子信息 专业计算机控制 姓名 学号 题目基于单片机汽车倒车测距仪的设计指导教师

一、毕业设计论文开题报告 论文题目基于单片机汽车倒车测距仪的设计 课题来源 1、选题背景和意义 随着我国经济的飞速发展，交通运输车辆的不断增多，由此产生的交通问题越来越为人们所关注。由于倒车后视镜有死角，驾车者目测距离有误差，视线模糊等原因，倒车事故发生的频率远大于汽车前进时的事故率。倒车事故不仅会对自己的车和他人财物造成损伤如果伤及儿童更是不堪设想。有鉴于此，汽车产品家族中，专为倒车泊车而设计的“倒车测距仪”应运而生。经过调查，绝大部分非职业汽车驾驶员都希望有一种能发现汽车尾部障碍物的“后视眼”。倒车测距仪的加装可以解决驾驶人员的后顾之忧，大大降低倒车事故的发生。 倒车测距仪是一个由单片机控制的汽车泊车安全辅助装置。该测距仪将单片机的实时控制及数据处理功能，与超声波的测距技术、传感器技术相结合，能够测量并显示车辆后部障碍物里车辆的距离，同时用间歇的“嘟嘟”声发出警报，“嘟嘟”声间隙随障碍物距离的缩小而缩短，驾驶员不但可以直接观察到显示的距离，还可以凭听觉判断车后障碍物离车辆的远近，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，并可以帮助驾驶员扫除视野死角和视线模糊的缺陷，提高驾驶的安全性[1]。 2、主要工作思路 本文将在以单片机为控制核心的基础上，设计出汽车倒车测距仪的电路，并通过数码管显示及蜂鸣器报警来提示障碍物与车后的距离。分别完成单片机控制电路设计、数码管显示电路设计、蜂鸣器报警电路设计、按键控制电路设计及超声波测距模块的安装与调试等。软件设计中，通过C语言编写程序，完成单片机对外围芯片的驱动与控制，从而完成整个汽车倒车测距仪的功能实现。 论文构成主要由以下部分组成： 第 1 章为绪论。包括研究背景、意义以及相关技术在国内外的研究现状。 第2章为系统总体设计思想及方案论证。首先介绍汽车倒车测距仪的设计要求，详细介绍测距系统传感器的选择、显示报警系统的方案设计，然后提出本系统总的方案设计。为其后的硬件设计奠定了基础。 第3章为系统硬件设计。首先分析超声波传感器的工作原理，然后具体讨论测距模块中超声波发射电路和接收电路等的设计，最后介绍了系统显示电路及报警电路的设计。 第4章为系统软件设计。在软件设计中采用模块化设计思想，分别对系统的主程序模块、测距模块、报警模块和显示模块的程序进行了软件设计。 第5章为硬件组装及调试。对汽车倒车测距仪的硬件进行了组装与调试，并进行了实地测量，对产生误差的可能原因进行了分析，给出减小误差的方法。 第6章为结论。对全文进行了总结。 3、文献综述

汽车倒车测距仪word版

密级：公开 汽车倒车测距仪的研究Design for the Car Parking Sensor 学院：信息科学与工程学院 专业班级：电子信息工程XXXX班 学号：XXXX 学生姓名：XXX 指导教师：XXX （副教授） 2012 年 6 月 / 1

摘要 随着社会经济的发展，交通运输业日益兴旺，汽车的数量在大幅攀升，交通拥挤状况也日趋严重，撞车事件屡屡发生，造成了不可避免的人身伤亡和经济损失，针对这种情况，设计一种响应快，可靠性高且较为经济的汽车防撞预警系统势在必行。 本文介绍了一种基于80C51单片机控制的汽车倒车测距仪。采用超声波测距技术与单片机技术相结合，利用超声波传输中距离和时间的关系运算，80C51单片机计算出车后的障碍物与汽车尾部的距离，并通过数码显示车后的障碍物与汽车尾部的距离远近，实时发出报警信号，使驾驶员能时刻了解倒车时车后的环境并采取积极有效措施，从而大大提高了驾驶的安全性。 文章对总体设计思想进行了论述，分析了系统主要功能并以系统硬件设计框图的形式体现，进行了方案选择与方案论证。完成了硬件电路的设计，描述了各模块电路的组成，其中包括超声波发射电路、超声波接收电路、显示电路、蜂鸣器报警电路等，分析了电路中所用芯片的主要功能及各部分电路的工作原理。 本设计通过对各模块的硬件和软件的设计，基本能够达到设计要求，满足汽车倒车安全指标。 关键词：超声波；单片机；测距

Abstract With the development of social economy, transportation industry is booming. The number of cars climbed sharply, traffic congestion has become more and more serious. Crash ongoing caused the inevitable personal casualty and economic loss. In this kind of situation, design a kind of fast response, high reliability and more economical car crash warning system is imperative. This paper introduces a kind of Car Parking Sensor based on 80C51 single chip microcomputer. Using ultrasonic transmission distance and time relationship operations, along with the ultrasonic ranging technology and single chip microcomputer combined, 80C51 single chip computer calculate the distance between the obstacles and the rear of the car, showing the distance with Digital tube and sending real-time warning signal. This made the driver can always know the environment reverse of the car and take positive and effective measures, which greatly improve the driving safety. It discusses the overall design thought, analyses the main function and show the hardware design of the system with a diagram, and give the plan selection and scheme comparison. Completed the design of the hardware circuit, described the module of the circuit component, which include the ultrasonic transmitter circuit, ultrasonic receiver circuit, display circuit, the buzzer warning circuit. Analysis of the main function of the chip used in the circuit and the works for various parts of the circuit. Through the design for the software and hardware of each module, it can basically meet the design requirements and the reversing safety indicators. Keywords: ultrasonic; single chip microcomputer; ranging

基于单片机的汽车倒车雷达系统设计含程序

基于单片机的汽车倒车雷达系统设计 摘要 随着社会经济的发展交通运输业日益兴旺，汽车的数量在大副攀升。交通拥挤状况也日趋严重，撞车事件屡屡发生，造成了不可避免的人身伤亡和经济损失，针对这种情况，设计一种响应快，可靠性高且较为经济的汽车倒车防撞预警系统势在必行。本设计是利用最常见的超声波测距法来设计的一种基于单片机的汽车倒车雷达系统。 本设计的主要是基于STC89C52单片机利用超声波的特点和优势，将超声波测距系统和STC89C52单片机结合于一体，设计出一种基于STC89C52单片机的汽车倒车雷达系统。该系统采用软、硬件结合的方法，实现了汽车与障碍物之间距离的显示以及危险距离的声光报警等功能。 本设计论文概述了超声波检测的发展及基本原理，阐述了超声波传感器的原理及特性。在超声波测距系统功能和STC89C52单片运用的基础上，提出了系统的总体构成，对系统各个设计单元的原理进行了介绍，并且对组成各单元硬件电路的主要器件做了详细说明和选择。本设计论文还介绍了系统的软件结构，并通过编程来实现系统功能和要求。 关键词：汽车倒车雷达、STC89C52、超声波、测量距离、显示距离、声光报警

第一章绪论 1.1 课题设计的目的和意义 随着汽车的普及，越来越多的家庭拥有了汽车。交通拥挤状况也随之出现，撞车事件也是经常发生，人们在享受汽车带来的乐趣和方便的同时，更加注重的是汽车的安全性，许多“追尾”事故都与车距有着密切的关系。为了解决这个安全问题，设计一种汽车测距防撞报警系统势在必行。 由于超声波指向性强，能量消耗缓慢，在介质中传播的距离较远，因而超声经常用于距离的测量，如测距仪和物位测量仪等都可以通过超声波来实现。利用超声波检测往往比较迅速、方便、计算简单。所以超声波测距法是一种非常简单常见的方法，应用在汽车停车的前后左右防撞的近距离测量，以及在汽车倒车防撞报警系统中，超声波作为一种特殊的声波，具有声波传输的基本物理特性—折射，反射，干涉，衍射，散射。超声波测距是利用其反射特性，当车辆后退时，超声波测距传感器利用超声波检测车辆后方的障碍物位置，并利用LED 显示出来，当到达一定距离时，系统能发出报警声，进而提醒驾驶人员，起到安全的左右。 通过本课题的研究，将所学到的知识用在实践中并有所创新和进步。该设计可广泛应用在生活、军事、工业等各个领域，它需要设计者有较好的数电、模电知识，并且有一定的编程能力，综合运用所学的知识实现对超声波发射与接收信号进行控制，通过单片机程序对超声波信号进行相应的分析、计算、处理最后显示在液晶显示屏上。

片机在汽车倒车测距仪中的应用设计word文档

目录 第一章绪论 (1) 1.1 研究背景及意义 (1) 1.2 国内外研究现状 (1) 1.3 研究内容及论文构成 (2) 第二章系统总体设计 (3) 2.1 方案设计与论证 (3) 2.1.1 控制器的选择 (3) 2.1.2 测距传感器选择 (3) 2.1.3 显示子系统设计 (4) 2.1.4 声音报警设计 (4) 2.2 系统总体结构 (4) 第三章系统硬件设计 (5) 3.1 单片机控制电路设计 (5) 3.2 超声波发射及接收电路设计 (6) 3.2.1 超声波发射电路的设计 (6) 3.2.2 超声波接收器 (7) 3.3 LED显示及报警电路设计 (8) 3.4 本章小节 (10) 第四章系统软件设计 (11) 4.1 主程序的设计 (11) 4.2中断处理程序 (12) 4.3 测距模块设计 (13) 4.4 显示及报警模块设计 (14) 第五章结论及展望 (15) 参考文献 (16)

第一章绪论 1.1 研究背景及意义 随着现代生活节奏的加快，交通事故发生的频率也在增加，汽车倒车提示系统也就应运而生。经过调查，绝大部分非职业汽车驾驶员都希望有一种能发现汽车尾部障碍物的“后视眼”。因此我们需设计一种经济实惠的汽车倒车测距仪，以解决驾驶员的“后顾之忧”。 一个由单片机控制的汽车倒车测距仪就能满足这种需求。该测距仪将单片机的实时控制及数据处理功能，与超声波的测距技术、传感器技术相结合，能测量并显示车辆后部障碍物离车辆的距离，同时用间歇“嘟嘟”声发出警报，“嘟嘟”声间隙随障碍物距离缩小而缩短，驾驶员不但可以直接观察到显示的距离，还可以凭听觉判断车后障碍物离车辆的远近，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，并可以帮助驾驶员扫除视野死角和视线模糊的缺陷，提高驾驶的安全性。 1.2 国内外研究现状 汽车倒车测距仪应该包含有总控制器、测距传感器、语音提示及图像显示部件等。各部件有机地结合起来，实现测距及提示功能。 轰鸣器提示是倒车测距仪系统的真正开始。蜂鸣声越急，表示车辆离障碍物越近。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。之后液晶荧屏显示的出现是一个质的飞跃，特别是荧屏显示开始出现动态显示系统。不用挂倒挡，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。动态显示，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。 现在比较先进的倒车测距仪应该算是魔幻镜倒车测距仪了，它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，直接安装在车内倒视镜的位置。而且它颜色款式多样，可以按照个人需求和车内装饰选配。 近年来由于电子技术的飞跃发展，使得相关技术日新月异，尤其是汽车电子产业的迅速发展，使得高度信息化、电子化的车辆研制有了基础。目前主流的汽车倒车测距仪都是以单片机为核心的智能测距传感系统。这种测距仪能够连续测距和显示障碍物距离，并采用间歇不同的鸣叫声进行报警和提示距离，以尽量不占用驾驶员的视觉。此外，汽车电子系统网络化发展还要求作为驾驶辅助系统子系统的测距仪具有通信功能，能够把数据发送到汽车总线上去。 此外，从成品来讲，目前的汽车倒车测距仪主要是以数码管或者液晶屏的精确显示和精确的语音播报为主。这个时期主要是采用以单片机为核心的智能测距传感系统，能够使得汽车驾驶辅助系统更加简便易用，而且达到了汽车电子系统网络化的发展需求。

基于8051单片机的超声波汽车倒车测距仪控制系统的设计

摘要 随着社会经济的提高，交通运输业日益发展，汽车的数量不断增加，汽车的普及极大方便了人们的出行、学习和工作。但与此同时，交通拥挤状况也日趋严重，汽车也给人们带来了很大的安全隐患，比如倒车时不能有效看清车身后的障碍物或存在视线模糊等情况，这往往会造成行车事故的频繁发生，撞车事件屡屡发生，造成了不可避免的人身伤亡和经济损失，针对这种情况，设计一种响应快，可靠性高且较为经济的汽车防撞预警系统尤为重要。 汽车倒车测距仪是汽车泊车或倒车时的安全辅助装置，由超声波传感器、控制器、显示器和报警器组成。它能以声音和具体的数据来告诉驾驶员后方障碍物的情况，就可以扫除视野死角和视线模糊的缺陷，减小了驾驶员泊车和倒车难度，提高了驾驶的安全性。 关键词：单片机；倒车；测距仪

ABSTRACT With the improvement of social economy, transportation industry growing, increasing the number of vehicles, the popularity of cars greatly facilitates people's travel, study and work. But at the same time, traffic congestion is serious, the car also brings a lot of potential safety problems, such as when reversing cannot effectively see body after obstacles or blurred vision, and so on and so forth, which often causes traffic accidents frequently occur, taking place repeatedly crash, caused the inevitable personal casualty and economic losses, for this kind of situation, design a kind of fast response, high reliability and more economical car crash warning system is particularly important. Reverse range finder is when the car parking or reversing safety auxiliary device, composed of ultrasonic sensor, controller, display and alarm. It can sound and specific data to tell drivers behind obstacles, can eliminate the blind spot and the defects of blurred vision, reduced the driver parking and reversing difficult, improve the driving safety. Key words: single chip microcomputer; Astern. Range finder

基于单片机汽车倒车测距仪的设计1毕业论文

常州机电职业技术院 毕业设计（论文）作者：郑真学号： 系部：电气工程系 专业：应用电子技术 题目：基于单片机的汽车倒车测距仪的设计 指导者：刘平王建青 评阅者： 2011 年 05 月

毕业设计（论文）中文摘要

毕业设计（论文）外文摘要

目录 1绪论 (1) 2 超声波传感器的介绍 (2) 2.1超声波传感器的概述 (2) 2.2 超声波传感器的特点 (3) 2.3超声效应 (3) 2.4超声波传感器的应用 (4) 3 单片机的介绍............................................................................... ..5 3.1 单片机的定义.. (5) 3.2 单片机的特点 (5) 3.3 单片机的应用 (5) 3.4 AT89C51单片机的介绍 (6) 4 汽车倒车测距仪的硬件设计 (9) 4.1 设计的思路 (9) 4.2 设计的重点与难点........................................................................ .9 4.3硬件设计的基本原理及原理图.. (9) 5超声波汽车倒车测距仪软件设计 (14) 5.1 主程序编制及流程图 (16) 5.2 中断服务程序的流程图及编制 (16) 5.3 显示距离子程序和延时子程序 (17) 5.4信号处理程序 (18) 5.5程序中有关存储器，寄存器及标志位的内容及用途............................... .21 结论 (23) 致谢 (25) 参考文献 (26)