基于单片机汽车倒车测距仪的设计

本科毕业论文（设计、创作）题目：基于单片机汽车倒车测距仪的设计学生姓名：学号：103402034所在系院：专业：电子信息工程入学时间：2010年9月导师姓名：职称/学位：副教授/硕士导师所在单位：完成时间：2014年5月安徽三联学院教务处制安徽三联学院毕业论文1基于单片机汽车倒车测距仪的设计摘要：在分析国内外基于单片机汽车倒车测距仪相关技术的基础上，结合最新的相关测距仪的研究成果，对超声波测距的汽车倒车测距系统进行了深入的探讨与研究。通过利用超声波传输中的距离与时间的关系，采用AT89S52单片机进行控制以及数据的处理,从而进行设计的能精确测量汽车车尾与障碍物间点与点距离的超声波测距仪，其能够比较精确测量我们所需的车后障碍物的距离。系统可分为测距模块、系统控制模块与LED显示报警模块,分别对此系统进行方案分析，初步构建了单片机汽车倒车测距仪构架与设计方案,在其硬件电路中，分析了运用单片机技术实现的可视倒车预警系统，阐述并分析了以单片机为主控单元的系统软件与硬件设计，并对该系统进行了试验和误差分析，能够基本上满足设计的需求。关键字：测距仪；单片机；超声波传感器安徽三联学院毕业论文2ThedesignrangefinderofcarparkingbasedonmicrocomputerAbstract：Intheanalysisofdomesticandforeign-basedmicrocontrollercarreversingrangefinderbasedonrelevanttechnologies,combinedwiththelatestresearchresultsonultrasonicdistancemeasuringsystemcarreversingconductedin-depthdiscussionandresearch.ThroughtheuseoftherelationshipbetweenthedistancebetweentheultrasonictransmissiontimeusingAT89S51MCUcontrolanddataprocessing,andthusbetweentheultrasonicrangefinderdesignedtoaccuratelymeasurethedistancebetweenpoints,whichcanmoreaccuratelymeasurethevehicleobstacledistance.Thesystemcanbedividedrangingmodule,alarmsystemcontrolmoduleanddisplaymoduleandsystemsolutionsforthisanalysiswereinitiallyconstructedsingle-chiparchitectureanddesignofthecarparkingfinderprogram,initshardwarecircuit,detailedaccountoftheuseofvisualreversingwarningsystemmicrocontrollertechnology,describesandanalyzesthemicrocontrollerasthemaincontrolunitsystemsoftwareandhardwaredesign,andthesystemwastestedanderroranalysis,Whichcansubstantiallymeetthedesign,givesthecorrespondingstabilityandsafetyindexofthesystem.Keywords:rangefinder;MCU;Ultrasonicsensors安徽三联学院毕业论文I目录第一章绪论........................................................11.1研究背景及意义..............................................11.2国内外研究现状..............................................11.3研究内容及论文构成..........................................1第二章系统总体设计................................................32.1方案设计与论证..............................................32.1.1控制器的选择...........................................32.1.2距离测量的器件选择.....................................32.1.3显示子系统设计.........................................32.1.4声音报警设计...........................................32.2系统的总体结构..............................................3第三章系统硬件设计................................................53.1单片机控制电路设计..........................................53.2超声波发射及接收电路设计....................................53.2.1超声波发射电路的设计...................................63.2.2超声波接收器...........................................73.3LED显示及报警电路设计.......................................83.4本章小节....................................................9第四章系统软件设计................................错误!未定义书签。4.1主程序的设计................................错误!未定义书签。4.2中断处理程序设计............................错误!未定义书签。4.3测距模块设计................................错误!未定义书签。4.4显示及报警模块设计..........................错误!未定义书签。第五章硬件组装与性能分析..........................错误!未定义书签。第六章结论及展望..................................错误!未定义书签。致谢................................................错误!未定义书签。参考文献............................................错误!未定义书签。附录A硬件电路连接图..............................错误!未定义书签。安徽三联学院毕业论文II附录B主要程序清单...............................................19安徽三联学院毕业论文1第一章绪论1.1研究背景及意义随着生活节奏的加快，汽车行业的逐渐普及，非职业汽车驾驶员渴望汽车倒车装置的出现，可以在一定程度上缓解驾驶员的一些担忧，从而提高了驾驶的安全性。此种需求可用单片机控制的汽车倒车测距仪来实现。本测距仪把单片机的各种功能及技术相结合，通过距离的显示滴答报警等，在听觉和视觉上共同达到驾驶员的要求，有利的缓解驾驶员在泊车和起动车辆时探视所引起的困扰，方便了驾驶，使驾驶的安全率提高。1.2国内外研究现状本文所设计的汽车倒车测距仪实现了各部件有效的联系，具有精确测距及提示和报警的功能，且以蜂鸣器提示才真正开始的，因此很好操作。蜂鸣声的频率标志车辆离障碍物的远近。液晶荧屏动态显示能够有效地帮助驾驶员看清路况，因此作用明显。其动态显示，直接粘贴在仪表盘上，安装很方便，色彩清晰漂亮，外表美观。但在灵敏度方面要求很高，所以在一定程度上容易产生误报的现象。魔幻镜倒车测距仪在目前测距仪市场上算是现在较先进的倒车测距仪，它是在取其精华，去其糟粕，综合前几代产品的优点，较完美的展现出来，设计而完成的。其可有效地测量2米以内的障碍物，能够显示并及时提醒驾驶员。把后视镜、温度显示、倒车雷达、免提电话和车内空气污染显示等多项功能整合在一起的魔幻镜倒车雷达，还有语音功能。其安装方便且不占空间。颜色款式各异，可自由装饰调配。随电子技术的发展，其相关技术日新月异，使高度信息化、电子化的车辆研制有了基础。该测距仪能通过测距、显示、报警、提示功能给司机提供优质服务，且不影响视觉效果，占用空间小。1.3研究内容及论文构成论文内容及构成主要由以下部分组成：第1章主要介绍了本研究测距仪的背景、意义及相关技术在国内外的研究现状。第2章论述了系统的总体方案设计。本测距仪对测距系统传感器的选择、显示报警系统的方案设计的分析，并对本系统总的方案设计进行了模拟。第3章系统硬件设计。对超声波传感器工作原理的分析，讨论测距模块中电安徽三联学院毕业论文2路硬件的设计，介绍了系统显示报警模块电路的设计。第4章系统软件设计。对各个模块分别进行了软件设计。第5章硬件及其性能分析。先对系统进行硬件组装及连接，接着对系统的性能误差进行论述。第6章总结与展望。先对论文总体进行概括，继而进行总结，最后做了预测。安徽三联学院毕业论文3第二章系统总体设计2.1方案设计与论证为实现汽车倒车防撞报警，本设计方案需要解决的方案，测量的器件，显示器件，数据芯片的选择。为达到所需精度则用传感器再经由合适的核心芯片处理，以下将分别论述。2.1.1控制器的选择52系统单片机具有优良的特点，目前其技术也相当成熟且是一种功能强大的微控制器。总而言之，89S51有设计简单，体积小，安装简易，成本低等特点，所以此数据模块成为本系统进行设计的首选。2.1.2距离测量的器件选择关于测距传感器，现在主要有以下几种：（1）红外传感器。通过发出红外光，接收到前方物体的反射光，再接收数据，计算距离后，依此判断障碍物距离。（2）激光测距。由于激光的特性中单色抗干扰好且有较强的方向性，对于检测可实现高精度值计量。（3）超声波原理传感器，如蝙蝠。超声波传感器通过超声波的回波判断是否检测到物体。综合考虑时间干扰情况，此方案选用超声波传感器。2.1.3显示子系统设计显示器应用广泛，其中LED发光二极管，设计简单易安装，低成本。与此相比较，CRT监视器、屏幕较大的LCD液晶屏是复杂、较完整的显示器，其成本不等。为简单设计，本论文采用LED实现显示功能。2.1.4声音报警设计本论文用单片机产生一方波来控制。本论文设计采用市场廉价蜂鸣器来完成声音报警功能。2.2系统的总体结构根据论文所需，系统硬件结构需要符合相关要求，因此系统总体结构框图如2.1所示。安徽三联学院毕业论文4图2.1系统总体结构框图安徽三联学院毕业论文5第三章系统硬件设计超声波传感器(俗称探头)、蜂鸣器、控制器和显示器成为此系统的组成部分。控制器的控制，通过采用超声波测距，由传感器发射超声波信号，产生回波信号的方法，当遇到障碍物，后经控制器进行综合数据处理，来判断障碍物的位置，并显示距离以用来发出警报，最后用以达到安全泊车的效果。3.1单片机控制电路设计本论文设计采用AT89S52作为系统控制器。其能兼容标准8051指令系统及引脚，具有很大的