基于STC89C52单片机的超声波倒车雷达设计

洛阳理工学院毕业设计（论文）I基于STC89C52单片机的超声波倒车雷达设计摘要近年来，随着人民生活水平的提高，越来越多的人选择购买汽车作为交通工具，我国的汽车数量正逐年增加。然而，也随之产生一系列问题，倒车时的后视问题就是其中一个非常重要的问题。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,从而造成经济损失和人员伤亡。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。为此，我这次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防撞警报系统。本文对超声波传感器测距的可能性进行了理论分析，利用模拟电子、数字电子、微机接口、超声波换能器、以及超声波在介质的传播特性等知识，采用以STC89C52单片机为核心的低成本、高精度、微型化数字显示超声波测距的硬件电路和软件设计方法在此基础上设计了系统的总体方案，最后通过硬件和软件实现了各个功能模块。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。关键词：单片机，超声波，测量距离，数码显示，报警洛阳理工学院毕业设计（论文）IIDesignofultrasonicreversingradarbasedonSTC89C52ABSTRACT【从这里键入英文摘要内容】英文摘要须与中文摘要内容相对应，英文摘要约250个实词；关键词要反映毕业设计说明书（论文）的主要内容，数量一般为3-5个。KEYWORDS:关键词1，关键词2，关键词3，关键词4，关键词5洛阳理工学院毕业设计（论文）III目录前言................................................................................................1第1章绪论......................................................................................31.1倒车雷达设计的背景和意义.................................................31.2倒车雷达的发展现状............................................................41.3论文的主要内容....................................................................5第2章超声波测距原理...................................................................62.1超声波传感器介绍...............................................................62.2超声波传感器的特性...........................................................82.3超声波的测距原理及实现...................................................9第3章系统硬件设计.....................................................................123.1系统总体结构.....................................................................123.1.1系统设计要求...........................................................123.1.2系统总体结构框图...................................................123.2单片机控制系统.................................................................133.2.1单片机的选择...........................................................133.2.2STC89C52单片机简介..............................................143.2.3STC89C52单片机最小系统......................................173.3超声波测距模块.................................................................183.4显示报警模块电路.............................................................213.4.1显示电路的设计.......................................................213.4.2报警电路的设计.......................................................24第4章系统软件设计.....................................................................264.1超声波测距的算法设计.....................................................264.2系统主程序的设计.............................................................27第5章××××××......................................................................285.1××××××......................................................................285.1.1××××××............................................................285.1.2××××××............................................................28洛阳理工学院毕业设计（论文）IV5.2××××××......................................................................285.2.1××××××............................................................285.2.2××××××............................................................28结论..............................................................................................29谢辞................................................................................................30参考文献..........................................................................................31附录..............................................................................................33外文资料翻译..................................................................................34洛阳理工学院毕业设计（论文）1前言随着社会的不断发展，汽车已逐渐成为人们不可或缺的交通工具。由于汽车的日益普及，人为原因而产生的碰撞问题也日益突出，其中倒车碰撞占据很大一部分。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。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，能以声音或者显示器的显示通告司机车后的状况，解除了司机泊车和启动车辆时前后左右探视所引起的麻烦，并帮助司机解决由视觉引起的缺陷，提高驾驶的安全性。倒车雷达的原理与普通雷达一样，是根据蝙蝠在黑夜里高速飞行而不会与任何障碍物相撞的原理设计开发的。由于倒车雷达体积大小及实用性的限制，目前其主要功能仅为判断障碍物与车的距离，并做出提示。司机在倒车时，启动倒车雷达，在控制器的控制下，由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，从而计算出车体与障碍物之间的距离，再由显示器显示距离并发出警示信号，从而使司机倒车时不至于撞上障碍物。当前国内外倒车雷达的研究现状：通常的倒车雷达主要由感应器、主机、显示设备等三部分组成。感应器发出和接受超声波信号，并将接收到的信号传输到主机，再通过显示设备显示出来。据感应器种类不同，倒车雷达可分为粘贴式、钻孔式和悬挂式等种。粘帖式感应器后有一层胶，可直接粘在后保险杠上：钻孔式感应器是在保险杠上钻一个洞，然后把感应器嵌进去：悬挂式感应器主要用于载货车。根据显示设备种类不同，倒车雷达又可以分为数字式、颜色式和蜂鸣式等三种。数字式显示设备是一只如传呼机大小的盒子，安装在驾驶台上，直接用数字表示汽车与后面物体的距离，并可精确到1厘米，让驾驶员一目了然。经过几年的发展，倒车雷达系统已经过了数代的技术改良，不管从结构外观上，还是从性能价格上，这几代产品都各有特点，目前使用较多的洛阳理工学院毕业设计（论文）2是数码显示、荧屏显示和魔幻镜倒车雷达这3种。本文旨在设计一种以STC89C52单片机为核心控制芯片，高性价比的倒车雷达，系统成型后，经过专业技术人员论证后可推向市场。洛阳理工学院毕业设计（论文）3第1章绪论1.1倒车雷达设计的背景和意义倒车雷达是一种辅助车主泊车或者倒车的装置，当车主将档位挂入倒档，启动倒车雷达系统时，它能通过发射和接收超声波来探测周围障碍物的情况，并以声音或者影像告知车主，帮助车主了解汽车尾部倒车情况，解除车主视角死角，提高驾驶的安全性，其利用的原理是超声波非接触测距技术。众所周知，关于超声波的研究起于1876年人类首次有效地产生高频声波。这些年来，随着超声波技术的研究不断深入，再加上其具有高精度、无损、非接触等优点，超声波的应用变得越来越普及，多年来已在一些领域获得重要应用，而用于汽车倒车雷达却是近年来的事情，借鉴于一些生物通过自身发出的超声波来捕捉猎物的技能。利用超声波作为探测猎物的技术是蝙蝠等一些无目视能力的生物作为防御以及捕捉猎物的生存手段，也就是生物体发出不被人们所听到的超声波，借助空气媒介传播，由被捕捉的猎物或障碍物反射回来的超声波时间间隔长短判断猎物或障碍物位置的方法。由于超声波的速度相对于光速要小得多，其传播时间就比较容易检测，并且易于定位发射，方向性好，因而人类采用仿真技能开始利用超声波测距。汽车倒车防撞测距报警器，是我国八五期间重点开发的重大科研项目之一，也是汽车六大类汽车电子产品中的一种。其原理就是应用超声波无接触近距离测距，结合声波特性、电子计