基于单片机的超声波倒车雷达文献综述概况

综合文献调研及综述

课题：基于单片机的超声波倒车雷达综述

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2015年1 月13日

一、文献调研部分

1. 中文切题期刊论文8篇

[1]刘海峰.汽车倒车雷达系统全接触[J].汽车电器,2007,12:5-8.

摘要：简要介绍倒车雷达的组成和工作原理,回顾倒车雷达的发展历程,就时下主流新车的倒车雷达安装状况以及非原车倒车雷达的性能检测结果进行报道,对倒车雷达的选购安装和使用过程中的注意事项进行总结,最后展望倒车雷达系统的未来发展。

[2]陈烁华,冯桑.倒车辅助系统的技术发展[J].城市车辆,2009,10:36-38.

摘要：倒车辅助系统,又称泊车辅助系统或可视倒车雷达,能够给驾驶员倒车、泊车操作带来极大的方便,现已越来越多配置于汽车当中。本文详细地介绍倒车辅助系统的产生背景、发展历程以及现有主流产品的种种特点;并对其缺陷做出了初步探讨,提出了新的解决思路。

[3]段现星.超声波传感器在倒车雷达上的发展[J].家电检修技术,2009,12:1.

摘要：<正>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视频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。

[4]刘鑫,朱靖玉.基于单片机的倒车雷达的设计[J].电子设计工程,2012,01:94-97.

摘要：为降低汽车倒车时的碰撞事故,提出了一种基于单片机的超声波测距倒车雷达的设计方案。该设计根据超声波测距原理,采用AT89S52单片机为控制核心,设计了超声波测距倒车雷达,并对测量距离误差进行了分析。测量距离为0.1～5.0 m,其精度经过校正后可达1 cm。该设计结构简单、工作可靠,有良好的测量精度和灵敏度。

[5]吴琼,封维忠,马文杰.汽车倒车雷达系统的设计与实现[J].现代电子技术,2009,09:191-194.

摘要：为避免汽车倒车过程中发生碰撞,设计一种基于单片机AT89C51的倒车雷达系统,介绍了超声波测距的基本原理,阐述了倒车雷达系统的结构组成、硬件电路设计以及软件设计,并在数据处理部分采用温度补偿消除温度对声速的影响,提高了测距精度。倒车距离采用LCD进行实时显示,并通过语音报警电路对不同距离段做出不同的语音提示。实验表明该倒车雷达系统在30~500 cm范围内可实现准确测距,具有可靠性较高、外围电路简单、实用性强等优点。

[6]高旭,朱军.基于AT89S52单片机的超声波倒车雷达系统的设计[J].电子技术,2010,01:60-61+56.

摘要：利用超声波测距原理,出于低成本、高精度的目的,提出了一种基于AT89S52的超声波倒车雷达系统的设计方案。硬件部分采用AT89S52单片机作为控制器,主要有超声波发射电路、超声波接收电路、温度检测电路、LCD显示电路和报警电路。本文在分析超声波测距原理的基础上,给出了实现超声波倒车雷达系统的软件设计流程图和硬件设计电路图。该系统测量精度为1cm,完全能够满足汽车倒车系统的设计要求。

[7]林勇.汽车倒车防撞雷达系统原理及优化的探讨[J].电脑知识与技术,2008,33:1498-1499.

摘要：文章概述了利用单片机控制的超声波测距应用于汽车倒车防撞雷达系统的基本原理,例如当汽车倒车时,启动单片机及外部传感器实现距离测量,单片机对超声波的发射与接收通过计时进行控制,当所测得的距离小于预设的安全距离时,启动声光报警,有效避开可能对倒车造成危害的障碍物和行人。同时文章对该系统存在的弊端及其优化思路进行详细阐述。

[8]龚玉玲,杨阳,赵蕊,刘光德.基于单片机系统的倒车雷达[J].中国高新技术企业,2008,10:81.

摘要：基于单片机系统的倒车雷达以ARM单片机为主控,由超声波检测模块、摄像头图象采集模块、通信模块、显示模块和LINUX人机交互界面组成。超声波检测模块具有温度补偿功能,大大提高了倒车雷达测距的精度。经过实际电路调试,倒车雷达的测距效果良好,显示界面优美。

2. 与倒车雷达密切相关的博士学位论文

[9]杨基慧. 倒车雷达系统的研究与设计[D].吉林大学,2012.

摘要：汽车倒车雷达是针对当前公路、街道、停车场、车库等越来越拥挤，加上存在视觉盲区，无法看见车后的障碍物，司机在倒车时很容易刮伤汽车，甚至发生事故的情况而出现的一种旨在倒车防护的汽车防撞系统。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。本设计从实验研究分析的角度，分析了超声波测距原理以及国内外此类汽车倒车雷达存在的问题，提出了目前最简单、实用的一种倒车雷达实现方案，即基于成都国腾微电子公司GM3101倒车雷达芯片为核心的超声波测距倒车雷达,这种芯片在功能上有着较高的集成度，只需要接通外围功率器件和超声波传感器就能够实现系统的所有功能，而且不需要进行软件编程。与此同时，在设计的过程中围绕现阶段呼声很高的汽车电器网络化实现，提出倒车雷达数据基于新型总线XY-CN BUS的传递方案。系统设计中采用了模块设计思想，简化了调试工作量，最终很好完成了超声波测距倒车雷达系统的硬件设计、软件设计及系统调试。

[10]吴妍. 汽车倒车雷达预警系统研究[D].武汉理工大学,2007.

摘要：本文研究了一种汽车倒车雷达预警系统"该系统在常见的汽车倒车预警装置的基础土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趾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"本文在研究汽车倒车雷达预警系统过程中,运用理论分析!电路设计和计算机仿真等研究手段,完成了倒车雷达预警系统硬件和软件的设计,采用了模糊控制算法,进行了系统的计算机仿真"本文在查阅!分析国内外倒车雷达系统相关技术的基础上,结合最新研究成果,对基于超声波测距的倒车雷达预警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,构建了倒车雷达预警系统的系统构架和设计方案;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雷达预警系统的测距实现原理,分析了以AT89552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"试验结果显示,该系统对室内有限距离的距离测量具有较高的精度,实现了倒车提示和距离报警功能,其主要技术指标达到了系统设计要求,并通过系统仿真研究,验证了系统的可靠性和可行性"。

[11]毕然. 基于嵌入式系统的倒车雷达设计与开发[D].吉林大学,2009.

摘要：本毕业论文设计了一种以A T89C51单片机为核心的低成本!高精度!微型化LED显示超声波测距倒车雷达"课题的主要研究内容就是根据雷达测距的原理,利用嵌入式系统完成超声波脉冲测距倒车雷达的设计与开发"使它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,由芯片AT89C51控制计算超声波从发射到接收的传送时间,得到待测距离,再将测量车与障碍物之间的距离通过LED数码管显示出来,在发生碰撞前,对驾驶员发出报警" 本文将首先介绍此课题研究的现实背景和意义,分析课题的研发现状,然后将就嵌入式系统理论和嵌入式系统设计理论进行阐述,并以嵌入式系统为基础介绍汽车倒车雷达的设计,包括倒车雷达设计的方案选择!硬件电路设计及软件设计!软件和硬件协调的方法,并提供电路图及软件程序供参考" 利用51系列单片机设计的测距仪便于操作!读数直观"本设计能对中近距离障碍物进行实时测量的测距装置,能对障碍物进行适时!适量的测量,起到智能操作,实时监控的作用"经实际测试证明,该类测距仪工作稳定,能满足一般近距离测距的要求,且成本较低!有良好的性价比"

[12]鞠永胜. 基于嵌入式系统汽车倒车雷达的设计与实现[D].山东大学,2010.

摘要：随着我国汽车产业的高速发展,尤其是近两三年我国开始进入私家车时代,汽车电子产业成了新的增长点,汽车电子产品的高利润和市场广阔性倍受商家关注,音响和防盗器就是明证,近两年来,倒车雷达成了商家的电子新爱,众多生产防盗器的厂家纷纷涉足倒车雷达"倒车雷达全称叫/倒车防撞雷达0,也叫/泊车辅助装置0,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"传统的汽车倒车雷达采用单片机控制,数码管显示和声光报警,它的测量精度低!人机界面较差,针对于此,本文提出了一种以ARMg处理器ARM920T和Linux操作系统为软硬件平台,USB视频数据采集!彩色液晶显示!超声波发射接收!语音报警等多模块设计,完成了对倒车系统复杂情况的判断!测距!视频采集!语音报警等功能"从测试的准确性,可观性!稳定性上对可视倒车雷达系统的组成取得了新的改进"驾驶员只需坐在驾驶室就能观察到车前车后的详细情况,做到心里有数,极大的提高了泊车和倒车时的安全和效率"技术实现之后,系统进行大量的实践应用和软硬件调试"对技术的实现方式和关键技术进行了进一步的验证和改进"大量实践表明,该设计性能可靠,测量准确,画面清晰,反映准时"从技术上说是非常合理的,从市场前景上说是值得期待的"

3.与基于单品机的超声波倒车雷达概念密切相关的图书

[13]J. David N. Cheeke. Fundamentals and Applications of Ultrasonic Waves[M]. CRC Press Inc.2002

Press: CRC Press Inc (April 18, 2002)

Series Name: Pure and Applied Physics

Hardcover: 480 pages

Language: English

ISBN: 0849301300

Bar code: 9780849301308

Product size: 15.6 x 2.7 x 23.4 cm

Commercial weight: 780 G

ASIN: 0849301300

Ultrasonics - a subject with applications across all the basic sciences, engineering, medicine, and oceanography, yet even the broader topic of acoustics is now rarely offered at undergraduate levels. Ultrasonics is addressed primarily at the doctoral level, and texts appropriate for beginning graduate students or newcomers to the field are virtually nonexistent. "Fundamentals and Applications of Ultrasonic Waves" fills that void. Designed specifically for senior undergraduates, beginning graduate students, and those just entering the field, it begins with the fundamentals, but goes well beyond the simple, general concepts of waves to a detailed treatment of ultrasonic waves in isotropic media.Addressing a wide range of topics, the author focuses on the physics of acoustic waves, their propagation, and the different modes that can be excited in various geometries. Strong emphasis on applications in the later chapters provides a concrete setting for the more formal and theoretical earlier discussions. Your search for the right introduction to ultrasonics is over. The clear, engaging prose, careful balance of theory and applications, and rigorous but accessible mathematical treatments in this book combine to build a solid foundation either for practical work in the field or moving on to higher-level studies.

超声-一门应用各基础科学，工程，医学，海洋声学，甚至更广泛的主题现在很少提供本科层次。超声处理主要是在博士学位的水平，和文本适合研究生或新领域实际上是不存在的。”原理和超声波的应用填补了这一空白”。专为高年级本科生，研究生，和那些刚刚进入该领域，它开始与基本面，但远远超越了简单的概念，一般的波在各向同性介质中超声波的详细处理。处理范围广泛的主题，重点对声波传播的物理，，并且可以在不同的几何形状的不同模式的激发。在后面的章节中应用的重点提供了更为正式的和理论的早期讨论的具体设置。你寻找正确的介绍了超声波。清澈的，动人的文笔，理论和应用的平衡点，但访问和严格的数学处理在本书中，结合在现场建造的实际工作奠定坚实的基础或移动到更高层次的研究。

[14] 魏学业. 21世纪高等院校电气工程与自动化规划教材:传感器与检测技术. 人民邮电出版社.2012

出版社: 人民邮电出版社; 第1版(2012年9月1日)

外文书名: Sensors and Detection Technology

丛书名: 21世纪高等院校电气工程与自动化规划教材

平装: 267页

语种：简体中文

开本: 16

ISBN: 9787115287304

条形码: 9787115287304

商品尺寸: 25.6 x 18.4 x 1.4 cm

商品重量: 458 g

品牌: 人民邮电出版社

本书在内容组织上，更加注重简洁的基础知识和实际应用，对传感器和检测技术的内容进行了有机整合。本书不仅介绍了传统传感器和检测技术，同时也对新型传感器和现代检测技术进行了介绍，在表达方式上力求做到语言通俗、简洁易懂，提高学生的学习兴趣。

本书共分14章，第1至第9章是对传感器进行介绍，内容包括传感器的基础知识，以及电阻式、电感式、电容式、热电偶、压电式、霍尔式、流量式、超声波、红外式、光电式、化学和集成温度传感器。围绕着基本原理、测量电路和应用实例3个方面进行介绍，使学生在掌握基本原理的基础上，将传感器得到的微弱信号通过测量电路转换成可测量的信号，通过实例介绍了实际应用。

第10至第14章是对检测技术进行介绍，包括检测技术的基础知识，以及温度、振动、物位、运动量和力学量参数的检测技术。围绕着参数检测的基础知识和检测方法进行介绍，使学生不仅了解测量某一参数的基本知识，同时学习采用哪种测量方法更适合。

本书可作为高等院校自动化、电气工程及自动化、电子信息工程等专业的教材，也可供从事相关领域的工程技术人员参考。

[15]张毅刚,彭喜元,彭宇. 单片机原理及应用. 高等教育出版社.2010

出版社: 高等教育出版社; 第2版(2010年5月1日)

丛书名: 普通高等教育“十一五”国家级规划教材

平装: 354页

语种：简体中文

开本: 16

ISBN: 9787040290905

条形码: 9787040290905

商品尺寸: 25.6 x 18.4 x 2 cm

商品重量: 621 g

品牌: 高等教育出版社

《单片机原理及应用(第2版)》为普通高等教育“十一五”国家级规划教材，主要详细介绍了美国ATMEL 公司的AT89$51单片机的硬件结构及各功能部件的工作原理、指令系统及常用程序设计，并从应用设计的角度介绍AT89S51单片机的各种硬件接VI设计、接口驱动程序设计以及AT89S51单片机应用系统设计。此外《单片机原理及应用(第2版)(附光盘1张)》还简要介绍了Keil C51程序的设计，同时对AT89S51单片机应用系统设计中用到的各种新器件也进行了简单介绍。

《单片机原理及应用(第2版)》可作为各类工科院校、职业技术学院电子技术、计算机、工业自动化、自动控制、智能仪器仪表、电气工程、机电一体化等专业单片机课程教材，也可供从事单片机应用设计的工程技术人员参考。

4．与“基于单片机的超声波倒车雷达”相关的法律法规

5. 与“基于单片机的超声波倒车雷达”相关的专利、标准文献

[18]杨亮. 一种倒车防撞雷达[P]. 黑龙江：CN103847648A,2014-06-11.

摘要:一种倒车防撞雷达,其组成包括：控制系统模块(1),超声波测距模块(2)以及报警模块(3)组成。通过接收安装在车身的不同位置的雷达返回的信号,应用单片机控制系统对其信号进行解算,得出当前车身的位置以为周围环境的大体概况,从来便于驾驶员可以更好地完成停车或者倒车操作。相对于一些高级的泊车系统来说,成本低廉、使用简单、安装方便,有效地解决了目前存在的技术难题。

[19]周明光,康一彬,刘敏,徐琳.汽车倒车防撞雷达:四川,CN2208236[P].1995-09-20

摘要:本实用新型提供了一种汽车倒车防撞雷达,有电源电路,分别与电源电路连接的超声发射电路,超声接收电路,与超声发射电路和超声接收电路连接的距离判断电路,与距离判断电路连接的报警电路。能作远、近距离的判断,灵敏度高,报警准确。

[20]JJG 928-1998, 超声波测距仪检定规程[S].

超声波测距仪检定规程

【英文标准名称】Verification Regulation of Utrasonic Ranger

【原文标准名称】超声波测距仪检定规程

【标准号】JJG 928-1998

【标准状态】现行

【国别】中国

【发布日期】1998

【实施或试行日期】1998-10-01

【发布单位】国家计量检定规程(CN-JJG)

【起草单位】中国测试技术研究院;陕西测绘仪器计量中心

【中文主题词】超声波;测距仪;检定规程

【英文主题词】

【摘要】

【中国标准分类号】A59

【国际标准分类号】

【页数】9P.;A4

6. 英文数据库

[21]Al Shomrani, Mohammed Mosa,Al- Rababah, Mohammad,Al-Shreef, Fisal.Studying Ultrasonic Radar Speed Meter Environment for PIC Microcontroller[J].EN,2012,414:.（研究超声波雷达测速仪的环境，PIC单片机）

[22]Francesco Alonge,Marco Branciforte,Francesco Motta.A Novel Method of Distance Measurement Based on

Pulse Position Modulation and Synchronization of Chaotic Signals Using Ultrasonic Radar Systems.[J].IEEE T. Instrumentation and Measurement,2009,5858:.（一种新的基于脉冲位置调制的超声波雷达系统的混沌信号的同步测量距离的方法。）

二、综述部分

基于单片机的超声波倒车雷达综述

[摘要]：简述倒车雷达的发展情况，介绍基于单片机的超声波倒车雷达的原理及组成，总结概述目前的超声波倒车雷达技术的应用情况，最后结合实际对未来的倒车雷达技术作简要描述。

[关键词]：单片机；超声波；倒车雷达；

1. 引言

随着我国经济水平的不断提升，人民的生活水平不断提高以及汽车价格的持续下降，越来越多的家庭拥有了汽车。汽车成为人们生活中的必需品，在给人们带来便利的同时也带来了更多的麻烦。汽车保有量的不断增加，汽车可利用空间不断减少，这就导致了事故发生率的增加，这其中就包括因倒车引起的事故。据初步调查统计，15%的事故是由汽车倒车后视不良导致的[1]。倒车问题成为汽车安全的一个大问题。虽然有后视镜，但因后视镜存在因车内物品和车体的遮挡产生的盲区的问题，并且后视镜会出现模糊和畸形现象，因此倒车雷达应用能够在很大程度上帮助驾驶员安全准确地倒车。对目前的超声波倒车雷达技术进行总结概述，并作出对未来倒车雷达技术的展望，具有重要意义。

2.正文

2.1超声波倒车雷达概念

倒车雷达全称叫“倒车防撞雷达”，也叫“泊车辅助装置”，是汽车泊车或者倒车时的安全辅助装置，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。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[2]。

2.2倒车辅助系统发展史

（1）红外式

红外式是较早出现的倒车辅助系统，由于人体或动物等存在红外辐射，，红外式最大的缺点就是易受到干扰，另外对深黑色粗糙表面物体的反应也差。

（2）电磁感应式

电磁感应原理制成的倒车辅助系统，虽检测的稳定性和灵敏度比红外线提高许多，但也有着致命性缺点，是只能动态检测障碍物。也即是说，车辆停止时，它不能检测到任何东西。因此实用性也不如意[3]。

（3）超声波式

利用超声波特性，有超声波发生器发出超声波，经物体表面反射后超声波回到接收器，利用发出与接收的时间间隔再根据公式计算出被测物距离，然后通过声音或显示方式告知驾驶员的一种倒车辅助系统。

（4）超声波与机器视觉配合式

用超声波进行距离的测量结合摄像头对车尾图像的获取处理，根据距离与图像作出判断，帮助驾驶员倒车的一种倒车辅助系统。

因为红外线和电磁感应技术的倒车辅助系统的不完善、全智能泊车系统价格昂贵，所以市面上的倒车辅助系统基本采纳单一的超声波作为检测手段。

超声波倒车辅助系统主要由显示提示装置、微处理器、超声波发射接收装置所组成。这一类系统，已经历了五代的发展历程：第 1 代倒车雷达“倒车请注意”! 想必不少人还记得这种声音,它只能算作最早的有关于倒车的一个产品, 不能称为雷达, 现在只有小部分商用车还在使用。只要驾驶员挂上倒档, 它就会响起, 提醒周围的人注意。从某种意义上说, 它对驾驶员并没有直接的帮助,基本属于淘汰产品。第2 代

产品采用数码波段显示, 可以显示车后障碍物离车体的距离。如果车后是物, 在1.8 m 开始显示; 如果是人, 在0.9 m 左右的距离开始显示。这一代产品有2 种显示方式, 数码显示产品直接显示距离数字, 而波段显示产品由 3 种颜色来区别: 绿色代表安全距离, 表示障碍物离车体距离有0.8 m 以上; 黄色代表警告距离, 表示离障碍物的距离只有0.6～0.8 m ; 红色代表危险距离, 表示离障碍物只有不到0.6 m 的距离, 必须停止倒车。第2 代产品把数码和波段组合在一起, 比较实用, 但安装在车内不太美观。第 3 代产品是液晶荧屏显示, 这一代产品较以前有一个质的飞跃, 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。其外表美观, 可以直接粘贴在仪表盘上, 安装很方便, 给人以舒适的感觉, 显示的距离也更准确些。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4 代产品是魔幻镜倒车雷达, 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, 配以高速微机控制, 可全天候准确地测知 2 m 以内的障碍物, 并以不同等级的声音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, 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, 不过价格稍高。第 5 代产品是整合影音系统, 它是专为高档轿车生产的, 在上一代产品的基础上新增了很多功能, 它整合了高档轿车的影音系统,可以在显示器上观看DVD 影像。当然其价格也相当的不菲[4]。

2.3超声波基础知识

超声波是一种频率高于20000赫兹的声波，它的方向性好，穿透能力强，易于获得较集中的声能，在水中传播距离远，可用于测距、测速、清洗、焊接、碎石、杀菌消毒等。在医学、军事、工业、农业上有很多的应用。超声波因其频率下限大于人的听觉上限而得名[5]。

超声波的两个主要参数：

频率：F≥20KHz（在实际应用中因为效果相似，通常把F≥15KHz的声波也称为超声波）；

功率密度：p=发射功率(W)/发射面积(cm2)，通常p≥0.3w/cm2。在液体中传播的超声波能对物体表面的污物进行清洗，其原理可用“空化”现象来解释：超声波振动在液体中传播的音波压强达到一个大气压时，其功率密度为0.35w/cm2，这时超声波的音波压强峰值就可达到真空或负压，但实际上无负压存在，因此在液体中产生一个很大的压力，将液体分子拉裂成空洞一空化核。此空洞非常接近真空，它在超声波压强反向达到最大时破裂，由于破裂而产生的强烈冲击将物体表面的污垢撞击下来。这种由无数细小的空化气泡破裂而产生的冲击波现象称为“空化”现象。太小的声强无法产生空化效应。

超声波具有机械效应、温热效应、理化效应。

2.4超声波倒车雷达系统组成

超声波倒车雷达系统主要包括单片机控制电路、超声波发射电路、超声波接收电路、报警电路以及显示电路组成。有的设计还包含温度测量电路，进行温度补偿。

2.4.1硬件组成

（1）单片机

单片机（Microcontrollers）是一种集成电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计数器等功能（可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路）集成到一块硅片上构成的一个小而完善的微型计算机系统。

在超声波倒车雷达系统的应用中可以使用多种单片机，如A T89C51、89C2051、AT89S52等。在一些更高级的设计中，比如利用超声波与图像相结合的设计方法，基于单片机系统的倒车雷达以ARM 单片机为主控, 由超声波检测模块、摄像头图象采集模块、通信模块、显示模块和LINUX 人机交互界面组成。系统是以ARM9 芯片S3C2410 作为核心处理器[6]。还有用到雷达专用芯片，如GM3101倒车雷达装有专业的控制芯片，借助纯硬件ASIC方式达到了倒车雷达主机的作用，其把倒车雷达所需的控制器、运放电路以及滤波电路等元件装置在GM3101芯片之内，使用者要想操作这个系统，只要连接超声波传感器与功率器件即可，可以说，其大大提升了系统的集成度，改变采用软件编程的传统方式，可以运用最简易的方

式实现有效安全倒车的倒车雷达系统[9]。

（2）超声波发射电路

单片机A T89S52 编程产生40 kHz 的方波，由P1.1 口输出，由于信号较弱，无法直接驱动超声波发射探头，所以要再经过放大电路，才能驱动超声波发射探头发射超声波。发射驱动电路其实就是一个信号放大电路，可选用美国国家半导体公司生产的音频功率放大器LM386[7]。如图1

图1

另一种方法是超声波探头选用CSB40T。采用软件发生法和硬件方法产生超声波。系统利用软件产生40kHz的超声波信号，经过74HC04两次和一次反向放大驱动后输出到CSB40T[8]。如图2

图2

（3）超声波接收电路

方法一，超声波接收器包括超声波接收探头、信号放大电路及波形变换电路3 部分，超声波接收电路的设计如图 3 所示。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，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放大。正弦波信号不能直接被单片机接收，必须进行波形变换。按照上面所讨论的原理，单片机需要的只是第一个回波的时刻。为减少负电源的使用，放大电路采用单电源供电，信号放大和变换采用了一片LM324 通用运算放大器，前三级为放大器设计，后一级为比较器设计。合理调节电位器R 12 ，选择比较基准电压，可使测量更加准确和稳定[7]。

图3

方法二，由于超声波在空气中传播，其能量会随传输距离的增大而减小，从远距离障碍物反射的回波信号一般比较弱，所以在设计超声波接收电路时，要有较大的放大倍数；为减小环境噪声对回波信号的影响，也要考虑选用滤波特性较好的电路，使回波易于检测。超声波接收电路使用集成电路CX20106A，可用来完成信号的放大、限幅、带通滤波、峰值检波和波形整形等功能[8]。如图4

图4

（4）显示与报警电路

显示可以用数码显示方法显示，也可以采用LCD液晶显示方法。报警方式可以为蜂鸣器按不同频率报警，也可采用更高级的方式，采用语音播报的方式。

（5）温度补偿

为了使测量的精度更高，需要采用温度补偿电路进行温度补偿。由于超声波的传播速度v会受温度、湿度、压强等的影响，其中温度的影响尤为严重。因此在测量精度要求高的场合，应通过温度补偿对超声波的传播速度进行校正，以减小误差。电路如图5

图5

系统采用DALLAS公司的DS18B20数字式温度传感器进行温度测量，它所测量的温度值用9位二进制数直接表示，这些值通过DS18B20的数据总线直接输入CPU，无需A/D转换，而且读写指令、温度转换指令都是通过数据总线传入DS18B20，无需外部电源。DS18B20数字温度传感器与AD590、LM35等温度传感器相比，具有相当的测温范围和精度，温度测量精确、不受外界干扰等优点。

2.4.2软件系统

软件设计采用模块化设计,由主程序、测温及声速修正子程序、T 0 中断子程序、距离计算子程序、LCD 显示子程序和语音报警子程序等模块组成。主程序流程图如图6 所示。

程序初始化后,先调用测温及声速修正子程序对声速进行修正。当进行超声波测距时,单片机发出一个宽为125 μs 的脉冲信号, 此脉冲信号控制超声波集成电路LM1812 发射5 个40 kHz 的超声波脉冲串。T 0 定时器定时30 ms,即每隔30 ms 发射5 个40 kHz 的超声波脉冲串。发射脉冲串的同时单片机的T 0 计数器开始计数,一旦接收到回波信号立刻停止计数。利用距离计算子程序对测得的时间和修正后的声速进行数据处理后,将结果送入LCD 显示和进行语音报警。

图6

3.结论

在多种倒车雷达中，超声波倒车雷达具有广泛的适应性，是目前的主流产品。基于单片机的超声波倒车雷达具有体积小、结构简单、抗干扰能力好等优点。超声波倒车雷达适用于多种场合，能够很好的帮助驾驶员避开障碍物，提高驾驶员的驾驶安全性。但是超声波倒车雷达仍存在盲区问题，在超声波传感器中心线上下一定距离的物体无法被发现，同时一些纤细物品、杆状物体、凹坑、路边防护栏难以识别，因此存在隐藏危险。目前出现的基于机器视觉的图像法具有突出的优点，结合超声波与机器视觉的方法将是倒车雷达的发展方向。

4.参考文献

[1] 吴琼,封维忠,马文杰.汽车倒车雷达系统的设计与实现[J].现代电子技术,2009,09:191-194.

[2]百度百科

https://www.wendangku.net/doc/7a12506512.html,/link?url=wPdVUDFiT-hfl7cUseaB__mLFBs6G_bR5A_o8nkUj6S6Yam2u_H7srC_3FqG m-8UjJWrwooO7p0JKm5QlMybM_

[3] 陈烁华,冯桑.倒车辅助系统的技术发展[J].城市车辆,2009,10:36-38.

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A VSP7b4yNo-Qa9ahi8lkiYQeTK

[6] 龚玉玲,杨阳,赵蕊,刘光德.基于单片机系统的倒车雷达[J].中国高新技术企业,2008,10:81.

[7] 刘鑫,朱靖玉.基于单片机的倒车雷达的设计[J].电子设计工程,2012,01:94-97.

[8] 高旭,朱军.基于AT89S52单片机的超声波倒车雷达系统的设计[J].电子技术,2010,01:60-61+56.

[9] 杨基慧. 倒车雷达系统的研究与设计[D].吉林大学,2012.

三、学习体会、对本课程教学的建议

学习了信息检索这门课后，让我学习到了获取信息的方法，掌握了数据库的使用能力，对信息处理有了系统性的了解。通过学习信息检索，对数据库有了进一步的了解，知道了多种使用的数据库，学到了获取资料的方法。相信这些能力的获得会对我以后的学习工作有很大帮助，对我自身能力的提升具有促进作用。

(完整版)基于单片机的智能鱼缸的设计与实现文献综述

单片机技术、传感器信息采集技术与Android技术简介 李洋 （一）智能鱼缸概述 随着人们生活水平的不断提高，家居环境或是休闲娱乐场所都安装各种各样的观赏型鱼缸，而保持一个适宜水族生活的环境是一件非常耗费精力的工作。针对水族生活环境的净化和改善的设备有很多，目前市场上常用的鱼缸控制系统有：换水器、加氧泵等改善水质的设备，但是它们大多是非智能化的、单独工作的器件。如果仅仅把多个单独的设备组成一套多功能的鱼缸控制系统，需要投入的费用较大，同时多个单一器件机械化的组装之后，也存在一定的资源浪费，并且不便于管理控制，该系统则是从系统集成开发的角度进行设计和开发，根据当前市场上的需求，形成了一套集自动充氧、自动水位控制进排水、灯光照明和自动喂食等功能为一体的控制系统。系统以STC12C5A60S2 单片机为核心，实现对鱼缸的集中控制和管理，并通过手机端APP与人进行信息交互。 （二）嵌入式技术 1.嵌入式技术简介 嵌入式系统被定义为:以应用为中心、以计算机技术为基础、软硬件可裁剪、适应应用系统，对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。嵌入式系统主要由嵌入式微处理器、外围硬件设备、嵌入式操作系统以及用户的应用程序等4个部分组成，它是集软硬件于一体的可独立工作的“器件”。嵌入式系统是一种面向应用、功能定制、资源受限、响应要求高、性能稳定、无自举开发能力，由硬件和软件两部分构成的专用计算机系统。“嵌入性”、“专用性”与“计算机系统”是嵌入式系统的三个基本要素，应用对象系统指嵌入式系统所嵌入的宿主系统。 2.嵌入式技术发展环境 美国著名未来学家尼葛洛庞帝1999年1月访华时预言，4～5年后嵌入式智能(电脑)工具将是PC和因特网之后最伟大的发明。嵌入式技术已进阶成智能核心的关键性技术，随着云端运算的技术与环境逐渐成熟，各国政府均倾全力推动物联网、泛在网甚至未来网络的发展，牵动信息科技产业的技术发展走向。智能系统已向具备更方便的使用介面，支援各式无线网络传输与容量更大的储存装置。预估智能系统出货量将增加到2015年的33亿部，为处理器市场贡献1,000亿美元营收，而大陆占全球MCU市场比重20%，预料到2015年将成长到50亿美元。物联网给嵌入式智慧系统、特种电脑提供了更广阔的应用。许多公司正在从底层BIOS到嵌入式系统、特殊驱动程式、应用软体中介软体等，提供整体解决方案。 3.嵌入式系统应用领域及特点 嵌入式计算机在应用数量上远远超过了各种通用计算机，一台通用计算机的外部设备中就包含了5～10个嵌入式微处理器，键盘、鼠标、软驱、硬盘、显示卡、显示器、Modem、网卡、声卡、打印机、扫描仪、数字相机、USB集线器等均是由嵌入式处器控制的。在制造工业、过程控制、通讯、仪器、仪表、汽车、船舶、航空、航天、军事装备、消费类产品等方面均是嵌入式计算机的应用领域。嵌入式系统是将先进的计算机技术、半导体技术和电子技术和各个行业的具体应用相结合后的产物。嵌入式系统的特点：1)技术密集；2)资金密集； 3)高度分散；4)不断创新的知识集成系统。 （三）传感器技术 1. 传感器技术简介 传感器技术是现代科学的前沿技术，是新技术革命和信息社会的重要技术基础。在现代生活和科学研究中，各种类型的传感器所提供的大量可靠、准确的信息，不仅能代替人的五

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

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

基于单片机的超声波测距电子烧友会基于51单片机的超声波测距仪 之倒车雷达作品设计毕业论文 摘要: 超声波具有指向性强，能量消耗缓慢，传播距离较远等优点，所以，在利用传感器技术和自动控制技术相结合的测距方案中，超声波测距是目前应用最普遍的一种，他广泛应用于防盗、倒车雷达、水位测量、建筑施工工地以及一些工业现场。 本课题详细介绍了超声波传感器的原理和特性，以及STC公司的STC89C52的单片机的性能和特点，并在分析了超声波测距的原理的基础上，指出了设计测距系统的不足并加以改进，将温度引起的误差考虑在内并且加以修正，给出了以STC89C52单片机为核心的低成本、高精度、液晶显示超声波测距系统的硬件电路和软件设计方法。该系统电路设计合理、工作稳定、性能良好、检测速度快、计算简单并且做到了可设计报警范围的功能,在测量精度方面能达到工业使用的要求。 关键词：单片机；液晶显示；报警；测距 I

Ultrasonic distance measurement based on single chip Abstract:Ultrasound has a strong point, the energy consumption of the slow spread of the advantages of distance, so the use of sensor technology and automatic control technology, the program combines distance, ultrasonic distance measurement is the most common one, and he widely used in security, parking sensor, water level measurement, construction sites and some industrial sites. This subject introduces the principles and characteristics of ultrasonic sensors, and microcontroller STC89C52 STC's performance and characteristics, and the analysis of the ultrasonic distance measurement based on the principle that the lack of design ranging system and make improvements, will into account the error due to temperature and should be amended to STC89C52 given low-cost microcontroller as the core, high-accuracy, liquid crystal display ultrasonic ranging system of hardware and software design methods. The system circuit design is reasonable, stable, good performance, fast detection of simple calculation and can be designed to achieve the alarm range of functions to achieve precision in the measurement requirements for industrial use. Keywords:microcontroller; LCD display; alarm; ranging

超声波测距文献综述

超声波测距系统的电路设计 0712203-33 黄景 摘要：介绍一种基于单片机控制的三路超声测距系统的构成和工作原理，超声波测距作为辅助视觉系统与其他视觉统配合使用，可实现整个视觉功能。 关键词：机器人超声波测距单片机串行通讯数据采集 前言：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，因此在移动机器人的研制上也得到了广泛的应用。为了使移动机器人能自动避障行走，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）。本文所介绍的三方向（前、左、右）超声波测距系统，就是为机器人了解其前方、左侧和右侧的环境而提供一个运动距离信息。 正文： 1.超声波测距原理 1.1 超声波发生器 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。 1.2 压电式超声波发生器原理 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。超声波发生器内部结构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。 1.3 超声波测距原理 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

基于单片机的无线遥控小车设计【文献综述】

毕业论文文献综述 机械设计制造及其自动化 基于单片机的无线遥控小车设计 1、国内外研究现状 无线电遥控是利用无线电信号来对远方的各种机构进行控制的技术，这些信号被远方的接收设备接收后，可以指令或驱动其它各种相应的机械，去完成各种操作，已经广泛运用于机械领域，不但提高机械的自动化程度和操作性，还改善了操作人员的工作环境啊。并且与我们的生活也越来越接近，比如遥控门窗，遥控风扇、遥控座椅、遥控小车等都是无线电技术的成功应用于生活的例子。 2、研究主要成果 智能小车，也称轮式机器人，是一种以汽车电子为背景，涵盖控制、模式识别、传感技术、电子、电气、计算机、机械等多学科的科技创意性设计。从普通的玩具遥控车到无限工业控制车辆，从短程控制到外太空探险小车的控制，可以预见今后无线智能遥控小车的应用将更加广泛。在最近几年，随科学技术的进步，智能化和自动化技术的普及，各种高科技广泛应用于玩具制造领域，使其娱乐性和互动性不断提高。根据美国玩具协会的调查统计，近年来全球玩具销量增幅与全球平均GDP增幅大致相当。而全球玩具市场的内在结构比重却发生了重大变化：传统玩具的市场比重在逐步缩水，高科技含量的电子玩具则蒸蒸日上。美国玩具市场的高科技电子玩具的年销售额2004年较2003年增长52%，而传统玩具的年销售额仅增长3%。英国玩具零售商协会选出的2001年圣诞最受欢迎的十大玩具中，在七款玩具配有电子元件。从这些数字可以看出，高科技含量的电子互动式玩具已经成为玩具行业发展的主流。普通的无线遥控车大家都很熟悉，市场里有很多提供小孩子玩玩的遥控小车，还有神奇的天堂电玩WII。 3、发展趋势 无论是简单的还是难的，熟悉的还是不熟悉的，智能无线遥控小车最基本的功能就是无线控制和启动两方面，在这个基础上，可以再加上更多的复杂功能，比如： ①测速：由单片机定时器根据高低电平计数脉冲与车轮周长通过算法得出车速，再根据车速和行驶时间得出行驶里程。 ②红外避障：红外发射管通过三极管和电阻接到一从单片机的PB口，红外接受管的数据口接到它的PC口，当检测到有障碍物时，接受管的数据口输出为低电平并送

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。

单片机_文献综述

XX大学 本科毕业设计（论文）文献综述 课题名称： 学院（系）： 年级专业： 学生姓名： 指导教师： 完成日期：

一、课题国内外现状 当今社会，应用单片机的产品已经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足迹。现在，这种单片机的使用领域已十分广泛，如智能仪表、实时工控、通讯设备、导航系统、家用电器等，这些都离不开单片机。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工程师和科学家。科技越发达，智能化的东西就越多。学习单片机是社会发展的必然需求，也是大学期间的必修课。 在国内单片机学习呈上升趋势，但是很多人学习时没有头绪，不知道从何下手。面对种类繁多的各类开发板，仿真器，让初学者无所事从，不但多花钱还多走不少弯路，学生学习单片机没有大的资金投入，能够做到少花钱多办事才是最好的。 Intel8051系列是我们在大学课堂中学习的。因此本课题围绕8051系列单片机设计，从电路图绘制，PCB板设计，硬件焊接，程序设计，在线仿真到各项功能实现，目的在于让学生将课堂上学来的理论知识与实践相结合，提高对单片机的认识，学习专业软件的操作，熟悉制作过程，掌握一门技能，加强专业知识的掌握。也增加学生的实践经历，为学生就业提供一个可选方向，拓展就业渠道。 二、研究主要成果 在目前的国内外市场中，主要单片机学习教学电路中，仿真器与开发板是分开的，且仿真器造价高，使用中仿真头易损坏。开发板种类多，不系统，应用中两者接合投资太高，学校投入太大。因仿真器与学习板是分开的，学生学习东西也少，板子做完后，学生只能留有学习板，想在课余再学习，终究因没有仿真器而受限止，实用性小，不能达到预期目的。 三、发展趋势 现在可以说单片机是百花齐放，百家争鸣的时期，世界上各大芯片制造公司都推出了自己的单片机，从8位、16位到32位，数不胜数，应有尽有，有与主流C51系列兼容的，也有不兼容的，但它们各具特色，互成互补，为单片机的应用提供广阔的天地。 微型单片化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

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

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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

单片机及其应用的文献综述

单片机及其应用的文献综述 摘要：单片机由于其特点和突出的性能被广泛应用于各个领域，随着社会的发展和技术的进步，各种新型单片机层出不穷，片内集成的功能模块越来越多，整体性能也越来越强大。本文主要介绍了单片机的种类、特点、主要的生产厂家和应用领域等，概述介绍了单片机应用技术的进展和动向。 关键词:单片机；分类；应用；发展 引言 单片微型计算机（Single Chip Microcomputer），又称微控制器（Micro controller Unit）或嵌入式控制器（Embedded Controller）。通常是将组成计算机的基本部件微型化并集成到一块芯片上而形成的微型计算机，其片内常含有CPU、ROM、RAM、并行I/O、串行I/O、定时器/计数器、中断控制、系统时钟及系统总线等。据统计，目前全世界单片机（嵌入式处理器）的品种总量已经超过1000多种，流行体系结构约30个系列，其中8051 体系仍占有半壁江山。 1.分类 依据分类方法的不同，单片机可以分为不同的类型。根据数据总线的宽度分类，可分为4位、8位、16位、32位机等，如下表1所示： 表1 根据位宽分类 分类名称简介应用场所 4位单片机功能单一性能较低。如OKI公司的 MSM64164C、MSM64481，NEC 公司的75006X 系列，EPSON公司的SMC62系列等。 输入装置(鼠标、游戏杆)、电池充电器、 带液晶显示的音、视频产品控制器、家 用电器的控制及遥控器、玩具控制、记 时器、时钟、表、计算器、多功能电话、 LCD 游戏机。 8位单片机功能强大，品种最为丰富、应用最为广泛。 MCS-51 系列及其兼容机型：ATMEL、PHILIPS、 WINBOND 是MCS-51 单片机生产的老牌厂 家，ST 新推出的μPSD 系列等； MOTOROLA68HC05/08 系列、MICROCHIP 的 PIC 单片机以及ATMEL 的AVR 单片机。 自动化装置、智能仪器仪表、过程控制、 通信、家用电器 16位单片机十六位单片机操作速度及数据吞吐能力在性 能上比8 位机有较大提高。 主要应用于工业控制、智能仪器仪表、 便携式设备等场合。 32位单片机高性能和低功耗。以更低的时钟频率、非常低 的功耗，达到很强的运算处理能力。 DVD、VCD、数码相机(DSC)、数字式电 视机DTV、导航系统、便携式信息终端、 空调机、洗衣机、电冰箱、打印机等 根据程序存储方式的不同分类，单片机可分为MASKROM类、EPROM类、OTPROM类（一次可编程）、ROM less类、Flash ROM（MTPROM）类五种，如下表2所示： 表2 根据程序存储方式分类 分类名称特点 MASKROM 类程序在芯片封装过程中用掩膜工艺制作到ROM区中，如80C51，适合于大批量生产 EPROM 类紫外线可擦写存储器类，如87C51（价格较贵） ROMless类无ROM存储器，如80C31，电路扩展复杂，现在较少用 OTPROM类可一次性写入程序 Flash ROM 可多次编程写入存储器，如芯片89C51、89S51 等，其成本低，开发调试方便，可

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。

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)

电子信息工程文献综述

文献综述 前言 随着信息技术革命的不断深入，以及计算机技术的快速发展，单片机的应用越来越广泛了，并且已经逐渐地发展成为了一门比较关键的技术学科。本人设计的论题是《基于单片机的音乐盒设计》。本文所介绍的是一种比较简易的单片机音乐盒的设计以及其相关的实现方案，利用的是AT89S52单片机。通过乐谱的音节以及节拍混排的方式进行了一次编码，从而实现了乐曲的播放这一功能。 当今社会，应用单片机的产品已经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足迹。现在，这种单片机的使用领域已十分广泛，如智能仪表、实时工控、通讯设备、导航系统、家用电器等，这些都离不开单片机。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工程师和科学家。科技越发达，智能化的东西就越多。学习单片机是社会发展的必然需求，也是大学期间的必修课。

在国内单片机学习呈上升趋势，但是很多人学习时没有头绪，不知道从何下手。面对种类繁多的各类开发板，仿真器，让初学者无所事从，不但多花钱还多走不少弯路，学生学习单片机没有大的资金投入，能够做到少花钱多办事才是最好的。 胡文金在《单片机应用技术实训教程》中指出单片机技术重在应用。单片机从实训概述、开发环境、指令系统实验、程序设计实验、CPU集成功能部件实验、接口实验、基本型训练项目、强化实训项目、应用系统开发技术和应用系统开发实例。本书虽以高职高专实训教程的名义编写，但就实质而言，单片机的应用大多和学历层次无关，而是取决于要从事的这项工作本身的需要或已经具有多少这方面的知识和技能，所以，本书可作为电气类、计算机类和机电类专业的实践教学用书，也可用做广大工程技术人员的参考书。 蒋力培在《单片机微机系统实用教程》中以掌握国内最为流行的MCS-51系列单片机系统工业应用技术为教学目标，以实例分析与动手训练为主线，系统地阐述了单片微机应用系统的结构、原理及应用技术。本教程改变了传统教材文献资料式的编写形式，以培养学生的实际动手应用能力为教学突破口，在应用中不断发现问题、解决问题。在简要讲述单片机基本知识的基础上，通过一系列实例分析与动手实践及进一步扩展应用知识，使教学内容理论结合实际，深入浅出，通俗易懂，便于理解，培养学生具有一定的动手解决工程实践问题的能力。全书主要内容有单片微机内部结构与资源，单片微机工作原理，存储器的结构与地址分配，汇编语言程序设计，单片微机接口技术及应用实例等 Intel8051系列是我们在大学课堂中学习的。因此本课题围绕8051系列单片机设计，从电路图绘制，PCB板设计，硬件焊接，程序设计，在线仿真到各项功能实现，目的在于让学生将课堂上学来的理论知识与实践相结合，提高对单片机的认识，学习专业软件的操作，熟悉制作过程，掌握一门技能，加强专业知识的掌握。也增加学生的实践经历，为学生就业提供一个可选方向，拓展就业渠道。 工信部肖华在《构建芯片与整机大产业链》中回顾了集成电路产业的发展历程，分析了各种内外因素，指出我国的集成电路产业将在“十二五”期间得到迅猛发展。我国自己的芯片自主创新能力有较大提高，产业结构逐步优化，资源整合步伐加快,封装测试仍然是产业的主体。分析当前的形势，全球竞争更加激烈，竞争中有挑战也有机遇，“Google-ARM模式”的出现使原有的“WINTEL体系”受到了挑战,基于ARM 公司CPU核的嵌入式处理器已占据市场总销售量的75%以上,只要我们正视并解决自

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

基于AT89C51单片机的超声波倒车雷达系统的设计毕业设计

基于单片机的超声波倒车雷达系统的设计 摘要 近年来，我国的汽车数量正逐年增加。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。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。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。工作时，超声波发射器不断发射出一系列连续脉冲，给测量逻辑电路提供一个短脉冲。最后由信号处理装置对接收的信号依据时间差进行处理，自动计算出车与障碍物之间的距离。目前，国内外一般的超声波测距仪，其理想的测量距离为1m～5 m，因此大都用于汽车倒车雷达等近距离测距中。本文根据声波在空气中传播反射原理，以超声波换能器为接口部件，介绍了基于AT89C51 单片机的超声波测距器。该设计由超声波发射模块、信号接收模块、单片机处理模块、数码显示以及声光告警显示模块等部分组成，文中详细介绍了测距器的硬件组成、检测原理、方法以及软件结构。超声波接收电路使用SONY公司的 CX20106A红外检测专用芯片，该芯片常用于38kHz的检波电路，文中通过对芯片内部电路的仔细分析，设计出能够成功对40kHz超声波检波的硬件电路，距器使用数码管显示目标物的距离。 关键词：超声波测距 AT89C51 倒车

DESIGN OF ULTRASONIC VEHICLE REVERING SYSTEM WITH ULTRASONIC BASEDON MCU ABSTRACT In recent years, China's number of cars is increasing every year. Highways, streets, parking, garage and other crowded places narrow reverse, the driver should not only forward but also looking back, a little rear-end careless accidents can occur.So after the increase of motor vehicles as the ability to detect obstacles on the development of the rear of the car reversing radar has become the research hotspot in recent years. the ultrasonic transmitter continuously emits a series of consecutive pulses to the measurement of logic circuits to provide a short pulse. Finally, signal processing devices based on the received signal for processing the time difference, automatic calculation of turnout and the distance between obstacles. Ultrasonic Ranging simple, low cost, easy production, but the transmission speed by a larger weather can not be precise range; In addition, the ultrasonic energy and the attenuation is directly proportional to the square of the distance, the farther the distance, the lower sensitivity and thus Ultrasonic Ranging way so that only apply to a shorter distance. At present, ultrasonic range finder at home and abroad in general, the ideal distance of the measurement 1~ 5 m, based on AT89C51 ultrasonic range-finder. Receiving circuit using the SONY company dedicated CX20106A infrared detecting chip, the chip used in the detector circuit 38KHz, the text of the chip through the careful analysis of the internal circuit design can successfully 40kHz ultrasonic detection of hardware circuitry and adjustable gain, The use of digital rangefinder display the distance between objects. KEY WORDS AT89C51 Silent Wave;Measure Distance Reversing

文献综述-单片机控制音乐播放

毕业设计（论文）文献综述 题目: __ 单片机控制音乐播放_ __ 英文题目: Single chip microcomputer to control the music player 系 : _ 信息工程系_ __ 专业: _ _ ___电子信息工程___ ___ 班级: ___ _ __ 09电信本________ _ 学号: ___ _____8110109053___ ______ 姓名: ________ 张亚峰 ______ _____ 指导老师: _________王乐平_________ ____ 填表日期 _ __ ___2012.11.16_____ ____

一、前言部分： 单片机又称单片微控制器,它不是完成某一个逻辑功能的芯片,而是把一个计算机系统 集成到一个芯片上。概括的讲：一块芯片就成了一台计算机。它的体积小、质量轻、价格便宜、为学习、应用和开发提供了便利条件。同时，学习使用单片机了解计算机原理与结构的最佳选择。STC89C52RC是采用8051核的ISP（In System Programming）在系统可编程芯片，最高工作时钟频率为80MHz，片内含8K Bytes的可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器，器件兼容标准MCS-51指令系统及80C51引脚结构，芯片内集成了通用8位中央处理器和ISP Flash存储单元，具有在系统可编程（ISP）特性，配合PC 端的控制程序即可将用户的程序代码下载进单片机内部，省去了购买通用编程器，而且速度更快。STC89C52RC系列单片机是单时钟/ 机器周期(1T)的兼容8051 内核单片机，是高速/ 低功耗的新一代8051 单片机，全新的流水线/ 精简指令集结构,内部集成MAX810 专用复位电路。 可以说，二十世纪跨越了三个“电”的时代，即电气时代、电子时代和现已进入的电脑时代。不过，这种电脑，通常是指个人计算机，简称PC机。它由主机、键盘、显示器等组成,还有一类计算机，大多数人却不怎么熟悉。这种计算机就是把智能赋予各种机械的单片机。顾名思义，这种计算机的最小系统只用了一片集成电路，即可进行简单运算和控制。因为它体积小，通常都藏在被控机械的“肚子”里。它在整个装置中，起着有如人类头脑的作用，它出了毛病，整个装置就瘫痪了。现在，这种单片机的使用领域已十分广泛，如智能仪表、音乐播放器、实时工控、通讯设备、导航系统、家用电器等。各种产品一旦用上了单片机，就能起到使产品升级换代的功效，常在产品名称前冠以形容词——“智能型”，如智能型洗衣机等。现在有些工厂的技术人员或其它业余电子开发者搞出来的某些产品，不是电路太复杂，就是功能太简单且极易被仿制。究其原因，可能就卡在产品未使用单片机或其它可编程逻辑器件上。 二、主题部分： 本次课程设计是基于STC89C51单片机设计的一个音乐播放器通过单片机音乐播放器系统设计和研究，对于切实掌握单片机相关知识具有重要的理论和实际意义。这次课程设计的音乐播放器是软件和硬件的结合，不同音符表现形式就是不同频率地声音。通STC89C51过单片机产生不同的频率的脉冲信号，通过放大电路，由蜂鸣器放出，就产生了美妙和谐优美动听的乐曲。根据节拍给出该音阶持续的时间，最终实现播放简单歌曲的功能。为人们生活的改善提供了可靠，方面，廉价的方法。 单片机STC89C51作为硬件核心控制部件，结合三极管作为放大器，数码管构成典型的显示电路，按键作为输入部分以及其他外围设备组成的音乐播放系统。根据音乐演奏控制器所要实现的显示与选曲及音乐产生功能原理，系统包括演奏扬声器、选曲、播放和显示几