基于单片机的倒车防撞预警系统的设计

摘要

本文设计一种基于AT89C51单片机的倒车防撞系统，搭建硬件电路，软件通过Keil uVision2开发环境进行编辑仿真，并下载到单片机。倒车时由倒车换挡装置自动接通倒车系统电源,系统上电复位，进入工作状态。如果小于设定的安全距离则发出报警，提醒司机注意车距。

整个电路采用模块化设计，由超声波发射与接收、LED显示、报警等模块组成。单片机通过测量超声波在空气中的往返时间，通过程序计算即可完成距离的测量，当距离小于设定值时发出报警。要实现不同距离下的报警，只需修改单片机源程序中的设定值即可实现。

关键词：倒车系统；单片机；超声波传感器

Abstract

The design method, which realizes reverse anti-collision based on the SCM of AT89C51 is introduced in the paper. Building the circuit of hardware and the software is edited through KeiluVision2 development environment, and download to the microcontroller. When the cay is reversing, the reversing automatic shift device connect the system to the power, system reset, enter the working state. If it is less than the safety distance, the system set alarm to remind drivers of reversing .

The modular circuit consist of the ultrasonic transmitter and receiver, LED display, alarm module. Single chip program complete the distance measurement calculation by measuring the ultrasonic travel time in the air, when the distance is less than set value, the system give the alarm. Different distance to achieve the alarm can be realized by simply modifying the source code in the MCU settings.

Key words: Reversing system；SCM；Ultrasonic sensors

目录

第1章绪论 (1)

1.1 课题的目的及意义 (1)

1.2 倒车系统的分类及发展现状 (1)

1.3 论文的主要研究内容 (3)

1.4 论文主要安排 (3)

第2章相关硬件简介 (4)

2.1 超声波传感器简介 (4)

2.2 单片机简介 (5)

2.3 本章小结 (10)

第3章倒车防撞系统的硬件设计 (11)

3.1 整体设计思想 (11)

3.2 系统整体硬件电路设计 (11)

3.3 超声波发射与接收部分的设计 (12)

3.4 报警部分 (14)

3.5 本章小结 (15)

第4章系统软件设计 (16)

4.1 系统总体程序设计 (16)

4.2 T0中断服务程序 (17)

4.3 外部中断0服务程序 (18)

4.4 系统程序 (18)

4.5 本章小结 (19)

第5章系统的连接与调试 (20)

5.1 电路的连接与调试 (20)

5.2 测量距离 (21)

5.3 系统误差分析 (22)

5.4 本章小结 (22)

结论 (23)

参考文献 (24)

致谢 (25)

附录系统源程序 (26)

第1章绪论

1.1课题的目的及意义

近年来，随着汽车产业的迅速发展和人们生活水平的不断提高，我国的汽车数量正逐年增加，同时汽车驾驶人员中非职业汽车驾驶人员的比例也逐年增加。在公路、街道、停车场、车库等拥挤、狭窄的地方倒车时，驾驶员既要前瞻，又要后顾，稍微不小心就会发生追尾事故。据相关调查统计，15％的汽车碰撞事故是因倒车时汽车的后视能力不良造成的。因此。增加汽车的后视能力，研制汽车后部探测障碍物的倒车雷达便成为近些年来的研究热点。安全避免障碍物的前提是快速、准确地测量障碍物与汽车之间的距离。为此，设计了以单片机为核心，利用超声波实现无接触测距的倒车雷达系统。汽车倒车防撞预警系统即是俗称的倒车雷达,是汽车泊车辅助装置。在汽车倒车时,倒车雷达采用超声波测距原理探测汽车尾部离障碍物的距离,当汽车尾部离障碍物的距离达到探测范围时,倒车雷达通过数码管实时动态显示距离。当汽车尾部离障碍物的距离达到设定的安全警告值时,倒车雷达发出报警声,以警示驾驶员,辅助驾驶员安全倒车。

随着社会的发展，传统的测距方法在很多场合已无法满足人们的需求，例如在井深，液位，管道长度等场合，传统的测距方法根本无法完成测量的任务。还有在很多要求实时测距的情况下，传统的测距方法也很难完成测量的任务。于是，一种新的测距方法诞生了——非接触测距。超声波可用于非接触测量，具有不受光、电磁波以及粉尘等外界因素的干扰的优点，是利用计算超声波在被测物体和超声波探头之间的传输来测量距离的，对被测目标无损害。而且超声波传播速度在相当大范围内与频率无关。超声波的这些独特优点越来越受到人们的重视。目前对于超声波精确测距的需求也越来越大，如油库和水箱液面的精确测量和控制，物体内气孔大小的检测和机械内部损伤的检测等。在机械制造，电子冶金，航海，宇航，石油化工，交通等工业领域也有广泛地应用。此外，在材料科学，医学，生物科学等领域中也占具重要地位。

1.2倒车系统的分类及发展现状

倒车系统从提示方式上可分为液晶、语言和声音三种；从连接方式上，还可分为有线和无线两类。无线倒车系统与有线倒车系统拥有同样功能。目前与有线

倒车系统相比，无线倒车系统的主机和显示器采用无线传播技术连接，避免了对车内饰进行拆卸。不过由于无线倒车系统可能面临手机信号、电台收音等无线电干扰影响其功能，使得无线倒车系统还没有大面积普及,有线倒车系统仍是主流。倒车系统的报警方式，目前主要有如下几种：

(1)人声报警：指通过语音的方式将障碍物距离播报出来。特点是清晰准确，不影响视觉观察、缺点是有时延，会有一定的误差。尤其是在车与障碍物之间的距离变化较快时，语言来不及转换，无法播报准确的数据。

(2)电子声报警：指通过形象的心跳声或者嘀嘀声等来标识距离，特点是不影响视觉观察，时延小，缺点是不准确。

(3)数字显示：指在显示设备上动态显示与障碍物之间的距离数值。优点是直观准确。缺点是需要眼睛经常看，影响视觉观察。

(4)图像显示：指具有摄像头的倒车雷达将车后的障碍物图像直接显示到视频设备上。优点是误差小，直观准确。缺点是需要眼睛经常看，影响视觉观察，而且在不同的天气和气候下会有一些影响。现在新型的倒车雷达还可以提供电视收看等功能。

探头是超声波传感器的俗称，也是倒车雷达最核心的器件之一。它利用超声波原理，由装置于车尾保险杠上的探头发送超声波撞击障碍物后，反射回探头，从而计算出车体与障碍物之间的距离。一个探头的正常测试范围的夹角为90度，所以要想在整个车尾后面提供探测，至少需要2个探头。由于每个探头的测试范围的夹角是固定的90度，自然会产生盲角，为安全起见，当然是探头数越多，探测能力越强。

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。

1.3论文的主要研究内容

（1）用单片机设计一个倒车防撞系统，倒车防撞系统的设计主要包括硬件电路的设计和软件设计，最后实现倒车预警的功能。

（2）用Protel绘制电路图，说明电路的功能；然后软件通过KeiluVision2开发环境进行防撞系统源程序的编写，并下载到单片机器件中；搭建硬件电路，数据通过串行口到单片机，进行超声波测距，当距离小于设定值时实现报警。

1.4论文主要安排

第1章引言主要介绍课题的目的及意义、倒车防撞系统的分类及发展发展现状以及论文的主要研究内容；第2章主要介绍超声波传感器单片机技术的发展和AT89C51单片机；第3章主要介绍硬件电路的设计，包括AT89C51单片机的设计、声波发射与接收、报警电路的设计等；第4章主要倒车防撞系统超声波测距报警系统的软件设计，即T0中断服务程序设计和外部中断程序设计等；第5章主要进行硬件的连接与调试，最后得出自己的结论。

第2章相关硬件简介

2.1超声波传感器简介

超声波传感器是利用超声波的特性研制而成的传感器。超声波是一种振动频率高于声波的机械波，由换能晶片在电压的激励下发生振动产生的，它具有频率高、波长短、绕射现象小，特别是方向性好、能够成为射线而定向传播等特点。超声波对液体、固体的穿透本领很大，尤其是在阳光不透明的固体中，它可穿透几十米的深度。超声波碰到杂质或分界面会产生显著反射形成反射成回波，碰到活动物体能产生多普勒效应。因此超声波检测广泛应用在工业、国防、生物医学等方面。

以超声波作为检测手段，必须产生超声波和接收超声波。完成这种功能的装置就是超声波传感器，习惯上称为超声换能器，或者超声探头。

人们能听到声音是由于物体振动产生的，它的频率在20HZ-20KHZ 范围内，超过20KHZ称为超声波，低于20HZ的称为次声波。常用的超声波频率为几十KHZ-几十MHZ。

超声波是一种在弹性介质中的机械振荡，有两种形式：横向振荡（横波）及纵和振荡（纵波）。在工业中应用主要采用纵向振荡。超声波可以在气体、液体及固体中传播，其传播速度不同。另外，它也有折射和反射现象，并且在传播过程中有衰减。在空气中传播超声波，其频率较低，一般为几十KHZ，而在固体、液体中则频率可用得较高。在空气中衰减较快，而在液体及固体中传播，衰减较小，传播较远。利用超声波的特性，可做成各种超声传感器，配上不同的电路，制成各种超声测量仪器及装置，并在通信，医疗家电等各方面得到广泛应用。

超声波传感器分机械方式和电气方式两类，它实际上是一种换能器，在发射端它把电能或机械能转换成声能，接收端则反之。本次设计超声波传感器采用电气方式中的压电式超声波换能器，它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，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，就成为超声波接收器。在超声波电路中，发射端输出一系列脉冲方波，脉冲宽度越大，输出的个数越多，能量越大，所能测的距离也越远。超声波发射换能器与接收换能器其结构上稍有不同，使用时应分清器件上的

标志。

超声波测距的方法有多种：如往返时间检测法、相位检测法、声波幅值检测法。本设计采用往返时间检测法测距。其原理是超声波传感器发射一定频率的超声波，借助空气媒质传播，到达测量目标或障碍物后反射回来，经反射后由超声波接收器接收脉冲，其所经历的时间即往返时间，往返时间与超声波传播的路程的远近有关。测试传输时间可以得出距离。假定s 为被测物体到测距仪之间的距离，测得的时间为t/s，超声波传播速度为v/m·s－1 表示，则有关系式s=vt/2 ，按照上式即可计算出所要测量的距离[1]。

2.2 单片机简介

2.2.1 单片机技术的发展

单片机(SCM)是单片机微型计算机(Single Chip Microcomputer)的简称，它是把组成微型计算机的各个功能部件：中央处理器CPU、随机存取存储器RAM、只读存储器ROM、I/O接口电路、定时/计数以及串行通信接口等部件集成在一块芯片中，构成一个完整的微型计算机。单片机具有体积小、可靠性高、功能强大、方便灵活等优点而得到广泛应用，主要涉及智能化仪器仪表、自动化装置、家用电器、医用设备、计算机网络和通信等领域。

单片机自问世以来，其性能不断提高和完善资源又能满足很多应用场合的需要，加之单片机具有集成度高、功能强、速度快、体积小、使用方便、性能可靠、价格低廉等特点，因此，在工业控制、智能仪器仪表、数据采集和处理、通信系统、高级计算器、家用电器等领域的应用日益广泛，并且正在逐步取代现有的多片微机应用系统。单片机的潜力越来越被人们所重视，特别是当前用CMOS工艺制成的各种单片机，由于功耗低，使用的温度范围大，抗干扰能力强、能满足一些特殊要求的应用场合，更加扩大了单片机的应用范围，也进一步促使单片机性能的发展。

单片机的应用在后PC时代得到了前所未有的发展，但对处理器的综合性能要求也越来越高。综观单片机的发展，以应用需求为目标，市场越来越细化，充分突出以“单片”解决问题，而不像多年前以MCS51/96等处理器为中心，外扩各种接口构成各种应用系统。单片机系统作为嵌入式系统的一部分，主要集中在中、低端应用领域（嵌入式高端应用主要由DSP、ARM、MIPS等高性能处理器构成）。

MCS-51系列的8031推出时的功耗达630mW，而现在的单片机普遍都在100mW左右，随着对单片机功耗要求越来越低，现在的各个单片机制造商基本都采用了CMOS(互补金属氧化物半导体工艺)。象80C51就采用了HMOS(即高密度金属氧化物半导体工艺)和CHMOS(互补高密度金属氧化物半导体工艺)。CMOS

虽然功耗较低，但由于其物理特征决定其工作速度不够高，而CHMOS则具备了高速和低功耗的特点，这些特征，更适合于在要求低功耗象电池供电的应用场合。所以这种工艺将是今后一段时期单片机发展的主要途径。

现在常规的单片机普遍都是将中央处理器(CPU)、随机存取数据存储(RAM)、只读程序存储器(ROM)、并行和串行通信接口，中断系统、定时电路、时钟电路集成在一块单一的芯片上，增强型的单片机集成了如A/D转换器、PMW(脉宽调制电路)、WDT(看门狗)、有些单片机将LCD(液晶)驱动电路都集成在单一的芯片上，这样单片机包含的单元电路就更多，功能就越强大。甚至单片机厂商还可以根据用户的要求量身定做，制造出具有自己特色的单片机芯片。此外，现在的产品普遍要求体积小、重量轻，这就要求单片机除了功能强和功耗低外，还要求其体积要小。现在的许多单片机都具有多种封装形式，其中SMD(表面封装)越来越受欢迎，使得由单片机构成的系统正朝微型化方向发展。

单片机技术正以惊人的速度向前发展，就已出现的单片机而言也正以其各自独特的优点或先进的技术在进行挑战，主要表现在以下几个方面。

2.2.1.1 CPU发展

增加CPU 的字长或提高CPU的数据处理能力和运算速度。CPU的字长已有8位、16位、32位。时钟频率高达20MHz的单片机也已出现了。还有的8位单片机，其运算逻辑部件（ALU）确是16位，内部采用16位数据总线。如NEC公司PD7800系列的8位单片机，Mjtsubishi公司的M37700系列的单片机。它们的数据处理能力和速度比一般8位单片机强，16位除以8位的除法用3.0 s。32位除以16位的除法用8.3 s。另外，单片机内部采用双CPU结构也能大大提高处理能力。由于片内有两个CPU能同时工作，可以更好地处理外围设备的中断请求，克服了单CPU多重高速中断响应的失效问题。如Intel公司的8044，它的内部实际是由8051和SIU通信处理机组成，由SIU来管理SDLC的通信。这样既加快了通信处理的速度，同时，还减轻了8051的处理负担[2]。

2.2.1.2 片内存储器的扩展

早期单片机的片内存储器，一般RAM为64-128字节，ROM为1K-2K字节，寻址范围为4K字节。新型单片机片内RAM为256字节，ROM多达16K字节。如Intel公司的8052，片内ROM位8K字节。通用仪器公司的70120片内ROM容量为12K字节。片内ROM容量最大的是日立公司的MC631Y为16K字节。新型单片机的群之范围克扩大到64K字节，甚至128K字节(其中随机存储器RAM容量为64K字节，只读存储器ROM容量为64K字节)。早期单片机内的ROM有的采用可擦式的只读存储器EPROM，然而EPROM必须要高压编程，紫外线可擦除，给使用带来不便。近年来，推出的电擦除可编程只读存储器E2PROM可在正常工作电压下进行读写，并能在断电的情况下，保持信息不丢失。

2.2.1.3 接口功能

最近的单片机，片内只有并行输入/输出接口、定时器/计数器，它们的功能也较差，在实际应用中往往还要通过特殊的接口扩展功能，增加应用系统结构的复杂性。

近几年来，新型单片机内的接口，无论从类型和数量上都有很大的发展。这不仅大大提高了单片机的功能，并使系统的总体结构也大大简化了。例如，有些单片机的平行I/O口，能直接输出大电流和高电压，可直接用以驱动荧光显示管（VFD）、液晶显示管（LCD）和七段码显示管（LED）等。这样就减少了应用系统中的驱动器。再如有些单片机，片内含有A/D转换器，则在实时控制系统中可省掉外部A/D转换器。

单片机的制造工艺直接影响其性能。早期的单片机采用PMOS工艺，随后逐渐采用NMOS，HMOS和CMOS。目前，8位单片机中有二分之一的产品已经CMOS 化，16位单片机也开始推出CMOS型产品。为了进一步降低功耗，日立公司的HD63705和RCA公司的CDP6805E还设有等待（Wait）和停止（Stop）两种工作方式。等待方式时，振荡器工作，CPU停止，存储器和寄存器的内容不变。停止方式时，振荡器和CPU都停止工作，存储器和寄存器的内容也保持不变。等待方式时由于CPU停止工作，使单片机的功耗大为下降。停止方式时，则单片机的功耗为最小。

此外，采用CMOS工艺的单片机，其工作电源范围较宽。如用NMOS工艺的单片机，工作电源一般为4.5-5.5V。功耗大小与电源电压成正比，所以降低电源电压即可降低功耗，但是降低电压会降低指令执行速度，也即降低单片机的运算速度。故一般希望在一定速度的前提下，尽量降低工作电压以减小功耗。

随着新型单片机片内接口电路的增多，外引脚也增多。为减少外引脚线，目前主要采用两种方法，其一是采用新颖的通信总线以减少外引线。另外是改进外封线[3]。

基于性价比的考虑，决定采用AT89C51单片机来设计倒车防撞系统，使它能够模拟倒车防撞系统，完成初部倒车防撞系统的仿真。

2.2.2 AT89C51单片机简介

AT89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器（FPEROM—Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压，高性能CMOS8位微处理器，俗称单片机。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89S51是一种高效微控制器，为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。其接口功能如下。

VCC：供电电压。

GND：接地。

P0口：P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门电流。当P1口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。在FIASH编程时，P0 口作为原码输入口，当FIASH进行校验时，P0输出原码，此时P0外部必须被拉高。

P1口：P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。P1口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。在FLASH编程和校验时，P1口作为第八位地址接收。

P2口：P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。并因此作为输入时，P2口的管脚被外部拉低，将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2口输出地址的高八位。在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2口输出其特殊功能寄存器的内容。P2口在FLASH 编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。

P3口：P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口，可接收输出4个TTL 门电流。当P3口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。作为输入，由于外部下拉为低电平，P3口将输出电流（ILL）这是由于上拉的缘故。

ALE/PROG：当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。在FLASH编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。在平时，ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的1/6。因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。然而要注意的是：每当用作外部数据存储器时，将跳过一个ALE脉冲。如想禁止ALE的输出可在SFR8EH地址上置0。此时，ALE 只有在执行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，该引脚被略微拉高。如果微处理器在外部执行状态ALE禁止，置位无效。

PSEN：外部程序存储器的选通信号。在由外部程序存储器取指期间，每个机器周期两次/PSEN有效。但在访问外部数据存储器时，这两次有效的/PSEN信号将不出现。

RST：复位输入。当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个机器周期的高电平时当8051通电，时钟电路开始工作，在RESET引脚上出现24个时钟周期以上的高电平，系统即初始复位。初始化后，程序计数器PC指向0000H，P0-P3输出口全部为高电平，堆栈指钟写入07H，其它专用寄存器被清“0”。RESET由高电平下降为低电平后，系统即从0000H地址开始执行程序。然而，初始复位不改变RAM （包括工作寄存器R0-R7）的状态。

表2-1 8051的初始态

EA/VPP：当/EA保持低电平时，则在此期间外部程序存储器（0000H-FFFFH），不管是否有内部程序存储器。注意加密方式1时，/EA将内部锁定为RESET；当/EA端保持高电平时，此间内部程序存储器。在FLASH编程期间，此引脚也用于施加12V编程电源（VPP）。

XTAL1：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。

XTAL2：来自反向振荡器的输出。

振荡器特性：XTAL1和XTAL2分别为反向放大器的输入和输出。该反向放大器可以配置为片内振荡器。石晶振荡和陶瓷振荡均可采用。如采用外部时钟源驱动器件，XTAL2应不接。有余输入至内部时钟信号要通过一个二分频触发器，因此对外部时钟信号的脉宽无任何要求，但必须保证脉冲的高低电平要求的宽度。

芯片擦除：整个PEROM阵列和三个锁定位的电擦除可通过正确的控制信号组合，并保持ALE管脚处于低电平10ms 来完成。在芯片擦操作中，代码阵列全被写“1”且在任何非空存储字节被重复编程以前，该操作必须被执行。

此外，AT89S51设有稳态逻辑，可以在低到零频率的条件下静态逻辑，支持两种软件可选的掉电模式。在闲置模式下，CPU停止工作。但RAM，定时器，计数器，串口和中断系统仍在工作。在掉电模式下，保存RAM的内容并且冻结振荡器，禁止所用其他芯片功能，直到下一个硬件复位为止[4]。

2.3本章小结

本章主要介绍了倒车系统相关的硬件，单片机技术的发展状况，以及倒车系统中设计中所用到的超声波传感器和AT89C51单片机，为系统的硬件设计做好了准备。

第3章倒车防撞系统的硬件设计

3.1 整体设计思想

如图3-1所示，本系统硬件部分由AT89C51控制器、超声波发射电路、接收电路、声音报警电路和LCD显示电路组成。当倒车时，发射和接收电路工作，经过AT89C51数据处理将车尾距离障碍物的距离显示在LCD，如果距离小于系统设定值时，报警电路会鸣叫预警，提醒司机注意车距。其中AT89C51是主控芯片，支持在线下载程序，方便调试，有8kB的Flash、32个I/O口、三个16位定时/计数器、八个中断源、全双工UART串行口和看门狗定时器等，既满足了本系统的设计要求，也满足了日后扩展的需求。

图3-1系统整体设计示意图

3.2 系统整体硬件电路设计

系统硬件电路如3-2图所示，本设计采用AT89C51单片机，P1.0端口接超声波发射电路。P1.0 引脚输出的将是软件方式产生的40kHz 方波，而P3.2(INT0)则被用来接收回波。P2.0引脚接蜂鸣器电路，P2.4到P2.7接4个LED数码管。当系统通电后指示电路的发光二极管将会点亮，指示系统处在正常工作状态。单片机的9引脚接复位电路，当系统出现错误，程序出现死循环时，按下复位按钮电路会重新开始正常工作。

图 3-2 系统硬件电路图

3.3 超声波发射与接收部分的设计

3.3.1 超声波发射部分

超声波发射部分是为了让超声波发射换能器TCT40－16T 能向外界发出40kHz 左右的方波脉冲信号。40 kHz 左右的方波脉冲信号的产生通常有两种方法：采用硬件如由555振荡产生或软件如单片机软件编程输出，本系统采用后者。编程由单片机P1.0 端口输出40 kHz 左右的方波脉冲信号，由于单片机端口输出功率不够，40 kHz 方波脉冲信号分成两路，送给一个由74HC04组成的推挽式电路进行功率放大以便使发射距离足够远，满足测量距离要求，最后送给超声波发送换能器TCT40－16T 以声波形式发射到空气中。发射部分的电路如图3-3所示，图中输出端上拉电阻R31，R32，一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换能器的阻尼效果，缩短其自由振荡的时间[5]

。

U4D

74LS04

U4B

74LS04U4E

74SL04U4C

74SL04

U4A

74LS04

T 40K R81K R9

RES2

VCC

P10

图3-3 超声波发射电路

3.3.2 超声波接受部分

TCT40－16T 发射超声波的在空气中传播，遇到障碍物就会返回，超声波接收部分是为了将反射波(回波)顺利接收到超声波接收换能器TCT40－16R 进行转换变成电信号，并对此电信号进行放大、滤波、整形等处理后，这里用索尼公司生产的集成芯片CX20106，得到一个负脉冲送给单片机的P3.2(INT0)引脚，以产生一个中断。接收部分的电路如图2-4所示，可以看到，集成芯片CX20106在接收部分电路中起了很大的作用。CX20106是一款应用广泛的红外线检波接收的专用芯片，其具有功能强、性能优越、外围。接口简单、成本低等优点，由于红外遥控常用的载波频率38kHz 与测距的超声波频率40kHz 比较接近，而且CX20106内部设置的滤波器中心频率f0 五可由其5脚外接电阻调节，阻值越大中心频率越低，范围为30～60kHz ，故本次设计用它来做接收电路。CX20106内部由前置放大器、限幅放大器、带通滤波器、检波器、积分器及整形电路构成。工作过程如下：接收的回波信号先经过前置放大器和限幅放大器，将信号调整到合适幅值的矩形脉冲，由滤波器进行频率选择，滤除干扰信号，再经整形，送给输出端7脚。当接收到与CX20106滤波器中心频率相符的回波信号时，其输出端7脚就输出低电平，而输出端7脚直接接到AT89S52的INT0引脚上，以触发中断。若频率有一些误差，可调节芯片引脚5的外接电阻R42，将滤波器的中心频率设置在40 kHz ，就可达到理想的效果[8]。

图3-4超声波接收电路

3.4 报警部分

报警部分主要利用蜂鸣器进行报警。当有一定频率的信号输入时，首先经过三极管对信号进行放大，然后传至蜂鸣器报警，报警部分的电路图如图3-5所示。

图3-5 报警电路

3.5 本章小结

本章主要介绍了倒车防装系统的硬件设计，详细介绍了该设计的整体设计思想，给出了整体设计电路原理图，以及超声波发射，超声波接受以及报警各个模块的电路图。为系统的设计搭建了整体框架，明确了设计的硬件组成，为软件的设计做好准备。

第4章系统软件设计

4.1 系统总体程序设计

图4-1 主程序流程图

本系统的程序设计采用模块化的设计，由主程序、超声波发射子程序、超声

基于51单片机倒车防撞报警系统

摘要 随着中国经济的持续发展和汽车价格的持续下降，越来越多的家庭拥有自己的汽车，汽车的安全也成为亟待解决的问题。对汽车倒车预警技术的研究，具有重要的现实意义。基于51单片机的超声波测距仪之倒车雷达装置，安装在汽车上，可以及时了解前方与后方的障碍物情况，随时做出正确的判断，保障人类的生命安全。在此基础上，本文研究了基于51单片机倒车防撞报警系统，首先简要阐述了本文的研究背景、意义、超声波测距的基本理论，并介绍了超声波测距报警系统。根据型电气设备的设计要求，在传统非超声波测距系统的基础上，设计并实现了超声波测距报警系统。整个测距系统的实现包括数字电路设计、模拟电路设计和软件的编辑。 关键词：51单片机；倒车防撞报警系统；超声波测距

ABSTRACT As China's economy continues to develop and car prices continued to decline, more and more families have their own cars, car safety has become a problem to be solved. It is of great practical significance to study the warning technology of car astern. Ultrasonic range finder based on 51 single chip microcomputer of reversing radar system, installed on the car, can timely understand the front and rear obstacles, at any time to make the right judgment, to ensure the safety of human life. On this basis, this paper studies the reverse collision warning system based on 51 single-chip processor, this paper expounds the research background, significance of this article, the basic theory of ultrasonic ranging, and introduces the ultrasonic ranging alarm system. According to the design requirement of the electric equipment, the ultrasonic range alarm system is designed and implemented on the basis of the traditional non-ultrasonic range system. The implementation of the whole range system includes digital circuit design, analog circuit design and software editing. Keywords: 51 microcontroller; Reversing alarm system Ultrasonic ranging

基于单片机的汽车倒车雷达系统设计

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 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。

基于单片机的倒车雷达设计

基于单片机的倒车雷达 设计 IMB standardization office【IMB 5AB- IMBK 08- IMB 2C】

课程设计报告 （嵌入式系统设计实践） 学院：电气工程与自动化学院 题目：基于51单片机的车倒车雷达设计 专业班级：自动化131班 学号： 学生姓名：吴亚敏 指导老师：罗龙 时间：2015年12月1日 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。 本文介绍了以STC89C51RC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。倒车雷达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STC89C51RC单片机所具

备的功能，外接超声波测距模组，即超声波发射模块和超声波接收模块，加上显示模块和语音报警模块，组成一个示例的倒车雷达系统，语音提示报警（~）范围内的障碍物，并通过数码管显示与障碍物之间的距离。 关键词：倒车雷达；超声波；单片机STC89C51RC 目录

倒车防撞系统的设计【开题报告】

开题报告 电气工程及其自动化 倒车防撞系统的设计 一、综述本课题国内外研究动态，说明选题的依据和意义 （一）国内外研究现状和发展趋势 随着社会经济的不断发展，特别是中国加入WTO以来，中国的生产总值不断上升，国际地位不断提高。特别是在2009时的世界金融危机时，世界大部分国家的汽车产业都走下坡路。然而中国的汽车行业还是在不断增长，在当年一举超过了美国成为世界第一大汽车消费国。与此同时，汽车的数量的不断增加，势必会加大交通压力，撞车事故也越来越多，停车时也越来越困难。随之而来的是倒车和停车的问题成为困扰光大驾驶员的一大难题，并且由倒车时发生的刮擦事故尤为突出。然而现在的车子还有很多汽车没有安装倒车雷达系统，归其原因就是成本较高，像倒车雷达这种产品的使用性，市场是认可的，必然会带动产品的开发与研究。倒车雷达的种类较为繁多，有红外测距的，有超声波测距的等等。如果你去百度或谷歌上去搜索，你会发现有各种各样的倒车雷达系统，其报价不一，有较为便宜的只有两三百的，但其功能非常简单只有一个报警语音提示。但是贵的就要上千，但却增加了很多功能，有的还直接带有摄像头可以看见倒车时的车尾实况，还附有倒车轨迹，并且还带有最近障碍物的距离数码显示，由于其价格偏贵，就没有推广与使用，只有些高档车上才会出现。所以经济的停车辅助功能的研制就显得尤为重要，针对这种情况，设计一种可靠性强，反应快较为经济的的汽车倒车防撞系统势在必行，而超声波是一种常见的测距方式，其有很多特点，首先可测范围较广，其次是超声波的产生较为方便并且可靠性好。出于这种原因，市面上的倒车防撞系统等一系列产品都是以超声波测距方式为主。而对超声波技术的研究是非常成熟的，接收与发射都可以非常熟练地运用。综上所述，以后的倒车防撞系统在现有的前提下会不断的改进，在加工成本上会不断的降低，技术运用会不断创新。以此来满足消费者对此类产品的需求。 （二）选题的依据和意义 微机的出现使电子数字计算机在人们的日常工作和生活中得到广泛的运用。在我们

基于单片机的汽车倒车防撞系统的设计与制作

题目: 基于单片机的汽车倒车防撞系统的 设计与制作 毕业设计说明书（论文）中文摘要

随着社会经济的发展和交通运输业的不断兴旺，汽车的数量在不断的增加。交通拥挤状况也日益严重，撞车事件也经常发生，造成了很多不可避免的人声伤亡和经济损失，面对这种情况，设计一种响应快、可靠性高并且比较经济的汽车防撞预警系统显得非常的重要。超声波测距法是一种最常见的距离测量方法。本文介绍的就是利用超声波测距法设计一种倒车防撞报警系统。 本文的内容是基于超声波测距的倒车防撞系统的设计，主要是利用超声波的特点和优势，将超声波测距系统和51单片机结合于一体，设计出一种基于51单片机的倒车防撞系统。本系统采用软硬结合的方法，具有模块化和多用化的特点。 关键词防撞超声波测距单片机

毕业设计说明书（论文）外文摘要 Title Automobile back-draft collision avoidance system based on single chip design and production Abstract With the social and economic development and transportation continues to boom, the automobile quantity climbs in the first mate. Traffic congestion condition also day by day serous, the collision event occurred repeatedly, has caused the inevitable person casualties and the economic loss, in view of this kind of situation, designed one kind to respond quickly, the reliability was high also a more economical automobile guards against hits the early warning system imperative, the ultrasonic wave range finding was the most common one distance range finder method, this article introduces is guards against using the ultrasonic wave range finding design one kind of reversing collision avoidance system. The paper is based on the ultrasonic distance reversing collision avoidance system design, mainly using ultrasound features and advantages, ultrasound ranging system and the integration with the integration AT89S51 monolithic integrated circuit, AT89S51 monolithic integrated circuit based on the design of a reverse collision avoidance warning systems. The system used software and hardware integrated approach of modular and multi-use characteristics. Keywords Impact-proof Ultrasonic ranging Microcontroller

基于51单片机的超声波测距仪之倒车雷达作品设计毕业论文

基于51单片机的超声波测距仪之倒车雷达作品设计毕业论文

毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。 作者签名：日期： 指导教师签名：日期： 使用授权说明 本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。 作者签名：日期：

学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名：日期：年月日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 涉密论文按学校规定处理。 作者签名：日期：年月日 导师签名：日期：年月日

基于单片机的倒车防撞预警系统毕业设计

倒车雷达电路种类较多，本文介绍基于单片机控制的倒车雷达系统，该系统采用通用型单片机作为控制电路，方便系统功能扩展。系统电路主要采用集成器件构成，外围元件少，电路简洁、调试方便、成本低，利于商品化生产。 0 引言 汽车倒车防撞预警系统即是俗称的倒车雷达，是汽车泊车辅助装置。在汽车倒车时，倒车雷达采用超声波测距原理探测汽车尾部离障碍物的距离，当汽车尾部离障碍物的距离达到探测范围时，倒车雷达通过数码管实时动态显示距离。当汽车尾部离障碍物的距离达到设定的安全警告值时，倒车雷达发出报警声，以警示驾驶员，辅助驾驶员安全倒车。现在生产的中高档小轿车大多数都配置有倒车雷达，而出于节省成本等方面的考虑，经济型小轿车、大客车等其他车辆都没有配置倒车雷达。有市场需求的产品，必然会带动产品的开发设计。 1 系统组成及工作原理 倒车防撞预警系统由四路收发一体封闭(防水)型超声波及其超声波发射与回波接收电路、超声波电信号放大电路、控制电路、LED数码管显示电路和蜂鸣器声音报警电路组成。系统组成框图如图1所示。

当汽车倒车时由倒车换挡装置自动接通系统，系统上电复位，进入工作状态。单片机产生一串40 kHz的矩形脉冲电压，经四选一模拟开关加到超声波发射与回波接收电路，经放大驱动超声波传感器发射出超声波，同时单片机开始计时。发射出的超声波碰到障碍物后形成反射波，部分反射波返回作用于超声波传感器，经超声波传感器的声／电转换，变成微弱的电信号，该微弱的电信号经放大、整形产生负跳变电压，向单片机发出中断申请。单片机收到中断申请的信号后，立即响应中断，执行外部中断服务程序，停止计时，得到超声波发送和返回的时间T，计算出发射点离障碍物的距离S，即：S=(C·T)／2。C是超声波在空气中的传播速度，在常温25℃时，C约为346 m／s。若发射出的超声波在测距范围内未遇到障碍物，直到单片机定时中断产生，执行定时中断服务程序，选择下一路，依次按后左路、后左中路、后右中路、后右路的顺序继续发射和接收超声波，并经过计算处理。四路探测处理完毕，选择四路中测出的最小距离值通过LED数码管显示出来。当最小距离值小于预先设定的报警距离时，单片机接通蜂鸣器的电源，蜂鸣器发出报警声。若四路探测无回波中断申请，则显示“-．--”，表明在安全距离内没有障碍物，再继续下一轮的循环探测处理。 2 系统硬件电路的设计 2．1 超声波发射与回波接收电路 超声波发射与回波接收电路的主要作用是提高驱动超声波传感器的脉冲电压幅值，有效地进行电／声转换，增大超声波的发射距离，并通过收发一体的超声波传感器将返回的超声波转变成微弱的电信号。超声波发射与回波接收电路如图2所示(画出一路，其他三路与该路一样)。

曹楠楠汽车-倒车防撞系统设计

单位代码：005 分类号：IN 大学创新学院 本科毕业论文（设计） 题目：汽车倒车防撞系统设计专业：电子信息工程 姓名：楠楠

学号：0903024119 指导教师：延宁 职称：教授 毕业时间：二零一三年六月

汽车倒车防撞系统设计 摘要：本次设计主要是以AT89S52单片机作为主体设计的汽车倒车防撞系统，这种智能的系统给汽车在倒车时提供较高的安全性。该系统利用了超声波不用接触就能进行测量距离的特点，系统主要包括超声波发射电路模块,超声波接受电路模块，液晶显示模块以及声光报警电路模块。超声波探头主要是进行超声波的发射和接受部分，液晶显示主要是显示障碍物与车之间的距离，在超出所设定的距离时，蜂鸣器报警，同时发光二极管亮，提醒驾驶员采相应的措施。提高汽车在倒车过程中的安全性，能很有效的减少交通事故。 关键词：AT89S52；超声波；测量距离；防撞

The Design about Collision Avoidance System of Revering Abstract：This design is mainly based on AT89S52 single chip microcomputer as the main design of the automobile back-draft anti-collision system, this system of intelligent car provides high security in reverse. The system uses ultrasonic without contact can characteristics of distance measurement, system mainly consists of ultrasonic transmitting circuit module, ultrasonic receiving circuit module, liquid crystal display module and an acousto-optic alarm circuit module. The ultrasonic probe is mainly the ultrasonic transmitting and receiving part, LCD display between the obstacle and the vehicle distance, beyond the set distance, the buzzer alarm, at the same time the bright light emitting diodes, to remind the driver to adopt the corresponding measures. Improve the safety car in reversing the process, can be very effective to reduce traffic accidents. KEY WORDS: AT89S52, ultrasonic, measuring the distance,collision avoidance

基于单片机的倒车雷达预警系统分解

分类号UDC 单位代码10644 密级公开学号2012090324 本科毕业设计 基于单片机通过蓝牙与手机交互的超声波倒车预警系统（硬 件） 学生姓名：叶辰阳 二级学院：计算机学院 专业：计算机科学与技术 班级：2012级03班 学号：2012090324 指导教师：蒲国林雷永辉熊敏 完成时间：2015年12月20日 中国 达州 2015 年12月

四川文理学院本科毕业设计 目录 1 绪论 (1) 1.1选题目的及意义 (1) 1.2拟解决的关键问题: (1) .1.2.1下位机方面拟解决的关键问题 (1) 1.2.2上位机方面拟解决的关键问题 (2) ２基于单片机通过蓝牙与手机交互的超声波倒车预警系统设计中的主要技术与分析 (3) 2.1总体方案设计 (3) 2.2主要技术 (5) 2.2.1 硬件技术 (5) 2.2.2 软件技术 (5) 3基于单片机通过蓝牙与手机交互的超声波倒车预警系统的详细设计与实现 (7) 3.1电路图绘制 (7) 3.1.1 电路原理图 (7) 3.1.2 实物图 (9) 3.2上位机设计 (9) 3.2.1天气查询APP (9) 3.2.2 硬件数据接收APP (10) 总结 (15) 致谢 (16) 参考文献 (17)

1 绪论 本设计是一个为符合车联网概念的设计开发,本次设计主要是利用STC89C52RC单片机、US-100超声波测距模块以及5V有源蜂鸣器完成测距报警电路的制作，以STC89C52RC为主控芯片，US-100超声波模块不断发出超声波，返回信息由MCU进行处理，将距离信息在LCD1602上显示出来，当距离小于设定值时，STC89C5RC发出指令控制蜂鸣器报警，并且用DHT11数字式温湿度传感器收集温湿度数据给单片机，最后我们还使用HC-06从机蓝牙模块与手机进行信息交互。上位机手机应用将收集的温湿度和距离信息显示出来，以实现碰撞预警、路线规划、天气查询并能与社交网络分享信息的功能。 1.1选题目的及意义 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。 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、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。 如今汽车已经成为人们的基础代步工具，但是随着车辆的增多，停车空间变窄，倒车视野受限，倒车事故频频发生。利用超声波测距原理和基于单片机处理的倒车雷达报警系统可以帮助驾驶者判断倒车距离，增加倒车安全性。 自从1991年美国麻省理工学院（MIT）的Kevin Ash-ton教授首次提出物联网的概念。2009年8月，温家宝“感知中国”的讲话把我国物联网领域的研究和应用开发推向了高潮，如今物联网产品层出不穷，原来的倒车雷达必定将被淘汰，所以为了顺应物联网中“智慧交通”的车联网的要求，一款基于单片机通过蓝牙与手机交互来实现碰撞预警、路线规划、天气查询并能与社交网络分享信息的超声波倒车预警系统成为了我这次的开发目标。 1.2拟解决的关键问题: .1.2.1下位机方面拟解决的关键问题 1、完成LCD1602显示电路的设计，显现距离信息的显示。 2、完成超声波测距电路的设计，让它准确测距。

毕业设计-汽车倒车防撞报警系统-论文

毕业设计任务书专业电子工艺与管理

超声波倒车雷达 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

目录 第1章前言..............................................................................１第2章实现功能 (2) 第3章核心器件简介……………………………………………………………３ 3.１SPCE０6１ A ……………………………………………………………………………３ ３． 1.１SPＣE０61Ａ简介 (4) 3.1.2 芯片特性……………………………………………………………………４ 3.2 SPCE０61A精简开发板 (4) 3．3 超声波测距模组 (5) 3.4 转接板 (9) 第4章系统总体方案 (11) 第5章系统硬件设计 (12) 5．1 SPCE061A精简开发板电路原理 (12) 5． 1.1ＳPCＥ0６1最小系统 (12) 5.1.2 电源模板 (12) 5．1.３放音模板……………………………………………………………１3 5．2 超声波测距模组电路原理……………………………………………………1３ 5.2． 1 超声波谐振频率发生电路、调理电

基于超声波倒车雷达防撞系统设计

万方数据

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基于超声波倒车雷达防撞系统设计 作者：沈二波， 陈彬， SHEN Er-bo， CHEN Bin 作者单位：沈二波,SHEN Er-bo(开封大学国际教育学院,开封,475004)， 陈彬,CHEN Bin(湖南省电子研究所,长沙,410001) 刊名： 电脑与信息技术 英文刊名：COMPUTER AND INFORMATION TECHNOLOGY 年，卷(期)：2011,19(2) 被引用次数：1次 参考文献(4条) 1.林勇汽车倒车防撞雷达系统原理及优化的探讨[期刊论文]-计算机工程应用技术 2008(04) 2.潘福全;符传聪;魏慧娟基于超声波的汽车倒车防擅系统设计[期刊论文]-机械工程与自动化 2010(2) 3.魏海明;杨兴瑶实用电子电路500例 1996 4.沈二波;王爱民;杨红卫基于DS18820的远程粮仓温控系统[期刊论文]-微计算机信息 2008(10-1) 本文读者也读过(9条) 1.李小松.田文强.LI Xiao-song.TIAN Wen-qiang倒车防撞报警系统的设计[期刊论文]-太原科技大学学报2011,32(3) 2.周超.ZHOU Chao具有声光提示双功能的倒车防撞系统设计[期刊论文]-传感器与微系统2011,30(5) 3.闫新星.李铁鹰.刘鹏鹏.YAN Xin-xing.LI Tie-ying.LIU Peng-peng基于AT89S51的汽车防撞报警系统设计与开发[期刊论文]-电脑知识与技术2011,07(2) 4.孙会楠基于单片机的倒车雷达研究[期刊论文]-科技创新导报2011(15) 5.张敏.寇为刚.ZHANG Min.KOU Wei-gang基于超声波的自动测距系统设计[期刊论文]-自动化技术与应用 2011,30(4) 6.陈学永具有语音提示和数码距离显示的超声波倒车雷达设计[会议论文]-2007 7.张莹.张进.刘天飞.ZHANG Ying.ZHANG Jin.LIU Tian-fei超声波倒车防撞系统[期刊论文]-通信技术 2011,44(2) 8.陈双全.CHEN Shuangquan基于AT89S51单片机倒车雷达的研制[期刊论文]-电脑编程技巧与维护2010(14) 9.董敏学汽车倒车碰撞防止系统设计[期刊论文]-上海汽车2001(11) 引证文献(1条) 1.兰羽具有温度补偿功能的超声波测距系统设计[期刊论文]-电子测量技术 2013(2) 引用本文格式：沈二波.陈彬.SHEN Er-bo.CHEN Bin基于超声波倒车雷达防撞系统设计[期刊论文]-电脑与信息技术 2011(2)

基于单片机的汽车倒车雷达的设计与实现

超声波倒车雷达 摘要 随着我国经济飞速发展，越来越多的人拥有了自己的汽车，同时由泊车和倒车所引发的事故也越来越多。这些事故常常给驾驶员带来许多的麻烦，因此，有助于驾驶员泊车和倒车的倒车雷达应运而生。 倒车雷达全称叫“倒车防撞雷达”，也叫“泊车辅助装置”，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启动车俩时前后左右探视所引起的困扰，并帮助驾驶员扫除视野的死角和视线模糊的缺陷。本文介绍了以AT89S52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，该倒车雷达根据超声波测距原理研制，采用温度补偿技术、开机自检技术和优化的软硬件技术，将测得的结果送至数码管显示，同时进行三级声光报警。驾驶员只需坐在驾驶室就能做到心里有数，极大的提高了泊车和倒车时的安全和效率。 关键词：倒车雷达、超声波、单片机AT89S52 目录 引言 (5) 第一章倒车雷达工作原理 1.1 单片机的发展及其应用----------------------------8

1.2 超声波测距--------------------------------------9 1.3超声波测距原理-----------------------------------11 1.4超声波倒车雷达系统工作原理-----------------------12 1.5超声波倒车雷达的芯片选择-------------------------13 1.6 超声波倒车雷达的工作原理------------------------15 第二章系统硬件设计与相应的软件设计 2.1倒车语音及报警电路及控制程序---------------------16 2.2 超声波发射电路与接收电路及其距离测算程序-------17 2.3超声波检测接受电路-------------------------------18 2.4 超声波测距仪的算法设计--------------------------19 2.5距离计算程序-------------------------------------19 2.6倒车语音电路和报警电路及其控制程序-------------------27 2.6.1倒车语音电路----------------------------------28 2.6.2倒车语音及报警控制程序------------------------29第三章主程序 3.1主程序-------------------------------------------31 3.2超声波发生子程序和超声波接收中断程序------------33 第四章安装调试及分析 4.1 硬件部分----------------------------------------38 4.2 软件实现与操作----------------------------------40 第五章测距仪改进的设想------------------------------41 第六章心得体会与总结--------------------------------42 第七章英语翻译及参考文献----------------------------44

汽车倒车防撞报警器的设计与实现

汽车倒车防撞报警器的设计与实现 摘要:倒车后视不良一直是困扰驾驶员，特别是新手的难题。倒车雷达能以声音或者更为直观的形式告知驾驶员周围障碍物的情况，帮助驾驶员扫除视野死角和消除视线模糊的缺陷，提高驾驶的安全性。本文详细介绍了一种基于AT89C51单片机的超声波脉冲测距的倒车防撞报警器的设计。该设计以超声波在空气中传播速度为确定条件,利用超声波的反射，测量距离。论文概述了超声测距的基本原理及超声传感器的特性，并在超声测距原理的基础上,提出了系统的总体构成，以蜂鸣器报警作为警告提醒，具有较强的实用性。 关键词：防撞超声波传感器距离方位控制系统 Reversing car collision avoidance alarm Design and Implementation Abstract: The back-draft back sight is not good always puzzles the pilot, specially novice's difficult problem.The back-draft radar can or a more direct-viewing form informs around the pilot by the sound the obstacle situation, helps the pilot to clean the field of vision dead angle and the elimination line of sight fuzzy flaw, enhances driving the security.This article introduced one kind in detail based on AT89C51 monolithic integrated circuit ultrasonic wave pulse range finder back-draft proximity warner design. This design take the ultrasonic wave in the air the propagation velocity as the determination condition, the use ultrasonic wave reflection, the survey distance.The paper has outlined the supersonic range finder basic principle and the supersonic sensor characteristic, and in the supersonic range finder principle foundation, proposed the system overall constitution, reports to the police by the buzzer took the warning reminder, has the strong usability. Key words: Anti-collision Ultrasonic sensor Distance Position Control system

基于51单片机的倒车雷达设计

课程设计报告 （嵌入式系统设计实践） 学院：电气工程与自动化学院 题目：基于51单片机的车倒车雷达设计专业班级：自动化131班 学号：2420132905 学生姓名：吴亚敏 指导老师：罗龙 时间：2015年12月1 日

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。 本文介绍了以STC89C51RC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。倒车雷达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STC89C51RC单片机所具备的功能，外接超声波测距模组，即超声波发射模块和超声波接收模块，加上显示模块和语音报警模块，组成一个示例的倒车雷达系统，语音提示报警（0.27m~1.0m）范围内的障碍物，并通过数码管显示与障碍物之间的距离。 关键词：倒车雷达；超声波；单片机STC89C51RC

目录 第一章概述 (1) 1.1设计目的 (1) 1.2设计要求 (1) 1.3 本设计主要内容 (1) 第二章倒车雷达的基本工作原理 (2) 2.1 单片机的发展及其应用 (2) 2.2 超声波测距原理 (2) 2.2.2 超声波测距的基本原理 (2) 2.2.3 超声波测距的设计实现 (5) 2.3 超声波倒车雷达系统工作原理 (5) 2.3.1 超声波倒车雷达的工作原理 (5) 2.3.2 系统原理框图 (6) 2.4 本章小结 (6) 第三章系统硬件设计 (7) 3.1 单片机系统及显示电路 (7) 3.1.1 单片机控制芯片选择 (7) 3.1.2 单片机系统及其外围电路 (9) 3.1.3 显示电路 (10) 3.2 超声波发射电路 (11) 3.3 超声波接收电路 (12) 3.4 语音部分原理图 (13) 3.5 电源电路的设计 (14) 3.6 本章小结 (15)

(完整)基于单片机的车辆倒车防撞系统的设计文献综述

(完整)基于单片机的车辆倒车防撞系统的设计文献综述 编辑整理： 尊敬的读者朋友们： 这里是精品文档编辑中心，本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的，发布之前我们对文中内容进行仔细校对，但是难免会有疏漏的地方，但是任然希望（(完整)基于单片机的车辆倒车防撞系统的设计文献综述）的内容能够给您的工作和学习带来便利。同时也真诚的希望收到您的建议和反馈，这将是我们进步的源泉，前进的动力。 本文可编辑可修改，如果觉得对您有帮助请收藏以便随时查阅，最后祝您生活愉快业绩进步，以下为(完整)基于单片机的车辆倒车防撞系统的设计文献综述的全部内容。

超声波技术的应用 摘要：近年来随着人们生活水平的提高，出门代步的工具越来越高级，小汽车可以说已经很普及了，但出行的安全特别重要，汽车在倒车时的安全问题尤为突出，所以本课题旨在研究汽车倒车防撞系统，主要利用的是超声波测距技术，这是目前在汽车领域倒车时普遍应用的技术。关键字：超声波测距；倒车防撞；倒车雷达 1.前言 近年来由于电子技术的飞跃发展，使得相关技术日新月异.尤其是信息产业的迅速发展，使得研制高度信息化的车辆有了基础,许多先进技术将被引入汽车的设计.汽车安全设计要从整体上考虑,不仅要在事故发生时尽量减少乘员受伤的几率,而且更重要的是要在轻松和舒适的驾驶条件下帮助驾驶者避免事故的发生。然而，目前车辆上的一些安全装置,如安全带，安全气囊，保险杠等均为被动式系统，从本质上讲，其功能只能减轻事故的程度,并不能有效的防止事故的发生.近年来人们越来越认识到，如何利用先进技术,辅助汽车驾驶者对影响公路交通安全的人、车、路等环境进行实时监控和报警,在危急情况下由系统主动干预驾驶操纵、辅助驾驶者进行应急处理、防止汽车碰撞事故的发生,显得尤其重要.由此也可预见,车辆安全系统的研究将朝着智能化、主动型的安全系统及其技术方向的发展，因此本课题的研究具有重要的意义。［3] 2。基本原理 2.1 超声波介绍 人们能听到声音是由于物体振动产生的，它的频率在20–20KHZ范围内称为可闻声波，低于20HZ的机械振动人耳不可闻称为次声波，高于2OKHZ的机械振动称为

汽车倒车防撞报警器设计

汽车倒车防撞报警器设计 摘要 本设计从实验研究分析的角度，分析了汽车倒车防撞系统的基本设计原理以及目前国内外此类防撞系统存在的问题。较详细的介绍一种超声波测距系统以及根据该系统设计，研制的汽车倒车防撞报警器，它能自动检测车尾障碍物的距离。当达到极限位置的时候，它能发出声光报警，提醒司机刹车。设计采用国内生产厂家的通用元件，成本低，性能可靠，有利于推广。超声波距离传感器采用压电元件锆钛化铅，一般称为RZT，这种传感器的特点在于具有方向性，汽车所用的倒车声纳系统利用超声波距离传感器的“回声”现象制成的，倒车时向车辆后方发射超声波，测定超声波遇到障碍物后返回的时间，就可以得到车到障碍物的距离。关键字:汽车倒车，防撞，报警器

DESIGN OF CAR REVERSING ANTI-COLLISION ALALM ABSTRACT The basic designing principle of the automobile anticollisionsystem and the problems existed in the domestic and internationalare analyzed. In this paper, Not only ultrasonic range meteringsystem also principle ,methods and procedures of the designaccording to the design were introduced. The car reversing upanticollision alarm is studied. When the distance reaches the limitpoint, the alarm can give out sound and Light alarm,reminding drivers to design includes sending,receiving and is sent and received by ultrasonic transducer,which isequipped with directivity. piezoelectric element is used ,generallycalled RZT. In anticollision circuit, acousto-optic anticollisionis applied for voice alarm. This designing adopts the commoncomponent of domestic manufacturers,