超声波倒车雷达系统设计

1目录摘要：............................................................3Abstract...........................................................4第一章绪论.....................................................51.1引言.......................................................51.2超声波测距原理以及理论分析.................................5第二章系统概述...................................................62.1方案选择...................................................62.1.1方案一...............................................62.1.2方案二...............................................72.2系统设计原理...............................................72.3系统组成...................................................82.3.1主控制器.............................................82.3.2显示电路.............................................82.3.3HC-SR04超声波模块....................................8第3章系统硬件设计...............................................93.1主控芯片STC89C51..........................................93.1.1单片机特点：.........................................93.1.2内部结构.............................................93.1.3引脚图以及部分引脚功能...............................93.2液晶显示模块..............................................103.2.1模块简介：..........................................103.2.2引脚功能说明：......................................113.2.3系统显示模块电路....................................113.3超声波测距模块............................................123.3.1模块简介............................................123.3.2模块工作原理：......................................123.3.3模块电气参数........................................123.3.4系统超声波模块电路..................................123.4报警电路模块..............................................133.4.1蜂蜜器简介..........................................133.4.2系统报警电路模块....................................13第四章系统软件设计..............................................144.1主程序设计................................................144.1.1主程序简介..........................................144.1.2程序代码............................................144.2LCD显示模块程序设计......................................164.2.1模块简介............................................164.2.2程序代码............................................164.3超声波测距模块程序设计....................................194.3.1模块简介............................................194.3.2模块代码............................................1924.4报警模块程序设计..........................................214.4.1模块简介............................................214.4.2模块代码............................................214.5辅助代码..................................................21结论...............................................................253超声波倒车雷达系统设计摘要：基于超声波测距的汽车倒车雷达系统是在了解超声波测距原理以及51单片机基本原理的基础上提出并实现的，该系统工作时，在单片机控制下超声波传感器发出脉冲信号，超声波在传播过程中遇到障碍物后反射，反射波由超声波接收装置接收后送至51单片机处理,从而实现汽车倒车过程中障碍物的实时监测并通过显示屏以及警报器提醒驾驶员。本系统是由以STC89C51单片机作为主控模块，超声波发射接收模块构成传感器模块，LCD显示模块，蜂鸣器报警模块等硬件系统以及软件程序设计组成。关键词：单片机；超声波测距；LCD显示；报警；程序设计4ThedesignofultrasonicreversingradarsystemAbstract：Automobilereversingradarsystembasedonultrasonicdistancemeasurementisintheunderstandingoftheprincipleofultrasonicdistancemeasurementandthebasicprincipleof51singlechipmicrocomputerbasedontheproposedandimplemented,Thesystemisworking,Underthecontrolofthemicrocontrollerultrasonicsensorsendsoutpulsesignals,UltrasonicobstacleintheprocessofpropagationafterreflectionThereflectedwavefromtheultrasonicreceivingdevicereceivestheevacuationto51singlechipprocessing,Soastorealizereal-timemonitoringobstaclescarreversingtheprocessobjectandthroughthedisplayandalarmtoremindthedriver.ThissystemiscomposedofMCUSTC89C51asthemaincontrolmodule,Ultrasonictransmittingandreceivingmodulessensormodule,LCDdisplaymodule,Thebuzzeralarmmoduleofhardwaresystemandsoftwareprogramdesigncomposition.Keywords:Singlechipmicrocomputer；Ultrasonicranging；LCDdisplay；Alarm；Programdesign5第一章绪论1.1引言近年来，随着科技带动汽车行业的快速发展以及人们生活水平的不断提高，我国汽车数量正在逐年增加。同时对于一名驾驶员来说，倒车是必须掌握的技能，与前进相比倒车更加需要小心谨慎，在街道，车库，停车场等场所倒车时，往往因为驾驶员无暇同时顾及汽车前后和四周以及尾部视线盲区等原因引起的交通事故不在少数，这些事故中轻则对自己的车和他人的财物造成损伤，重则可能危及人的性命。现如今后视镜已越来越不能满足人们安全倒车的需求了。据初步调查统计，15％的汽车事故是由汽车倒车后视不良造成的。因此，人们对汽车倒车操纵的便捷性提出了更高的要求，增加汽车的后视能力研制汽车尾部探测障碍物的倒车雷达成为近年来的热点之一，然而安全避障的前提是快速准确的测量障碍物与汽车之间的距离。超声波具有在传播中不受电磁场，色彩以及关照等影响的特性，同时超声波传感器处理信息简单，硬件易于实现以及价格低廉等优点，被人们广泛的用作测距传感器。本文基于STC89C51单片机以及HC-SRF04超声波测距模块进行研究，从而设计实现了超声波测距倒车雷达。1.2超声波测距原理以及理论分析声波是物体机械振动状态（或能量）的传播形式，一般来说，频率在20Hz—20000Hz之间的机械波能被人耳感知为声波，频率低于20Hz的机械波为次声波，频率高于20000Hz的机械波称为超声波。而高于100MHz的机械波则称之为特超声波。由于超声波具有方向性好，穿透能力强，易于获得较集中的声能的特性一次常常被用于测距。超声波测距是依据声波从发射到接收过程中的在空气介质中的传播时间测出声波的传播距离的。本文使用的超声波模块是借助于超声脉冲回波渡越时间法来实现的。设超声波脉冲由传感器发出到接收所经历的时间为t，超声波在空气中的传播速度为c，则从传感器到目标物体的距离D可用下式求出D=ct/26第二章系统概述2.1方案选择2.1.1方案一超声波测距模块采用SRF08测距模块对障碍物的位置进行检测，为了保证检测对车身的准确定位，系统设计采用3个模块分别在尾部和左右同时检测，当检测到障碍物距离车身小于1米时系统红灯闪烁同时蜂鸣器报警在测量过程中通过LCD显示屏实时显示车身尾部以及左右距离障碍物的距离。由于SRF08超声波模块接口采用I2C总线接口设计，可以与PIC等总舵处理器配合使用，因此该模块使用方便。SRF08是一款高性能的双探头超声波,其探测距离为3厘米-6米，独特的触发指令可以让SRF08工作在连续探测模式下，也就是能够自动在完成一个距离探测后自动进行第二次探测，相当于连接了一个微处理器。同时SRF08超声波测距模块内部含有36个寄存器，测距模式需要对相应寄存器进行操作，在测距模式下每向命令寄存器写入一次命令就会启动一次测距，启动测距时，回波记录缓冲区数据也将同时清除。测量得到的距离将按照测量的顺序按照2B为单位一次进村入寄存器，由于一次测距需要一定的等待时间，这个时间可以通过主控芯片修改SRF08测量范围寄存器中的数据来改变。在等待时间片刻，可