徐州工程学院毕业设计(论文)
汽车倒车超声波防撞报警装置设计
摘要
本设计是基于51单片机的汽车倒车报警装置。通过对汽车防撞系统基本原理的分析，从而利用超声波的特点与优势，将AT89C51单片机和超声波测距系统相结合。该系统采用软、硬件相互配合的模式，硬件系统通常分为超声波传输电路、单片机连接口、数字信息电路、工作电路以及预警设备等，软件部分的组成则包括了主程序、发射接收中断程序、显示报警子程序等等。充分体现出在多用性和模块化方面的优势。驾驶者坐在汽车驾驶室就可以很轻松的判断后方是否具有障碍物，极大地提高泊车和倒车时候的安全与效率。
关键词 超声波；LED；测距；传感器
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Abstract
The design is based on 51 single-chip car reversing alarm device. Through the analysis of the basic principle of the automobile anti collision system, the characteristics and advantages of ultrasonic wave is used, and the combination of AT89C51 microcontroller and ultrasonic ranging system is combined.. The system uses the combination of hardware and software, hardware part mainly by ultrasonic transmitting and receiving circuit, MCU hardware interface circuit, digital display circuit and a power circuit and alarm circuit and software includes the main program, transmitting and receiving interrupt program, display and alarm subroutine and so on. Fully embody the advantages of multi - use and modularity. The driver can easily judge the rear if there is obstacle in the cab, greatly improving the safety and efficiency of parking and reversing time.
Keywords Ultrasonic；LED；ranging；sensor
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目 录
1 绪 论 ..................................................................................................................................... 1 1.1 研究背景 ...................................................................................................................... 1 1.2 研究的主要内容 .......................................................................................................... 3 2 电路方案选择 ....................................................................................................................... 4 2.1 方案比较 ...................................................................................................................... 4 2.1.1 激光测距法 ......................................................................................................... 4 2.2.1 超声波测距法 ..................................................................................................... 4 2.2 电路总体方案 .............................................................................................................. 4 3超声波测距模块 .................................................................................................................... 5 3.1 超声波传感器简介 ...................................................................................................... 5 3.2 HC-SR04超声波测距模块的性能特点 ...................................................................... 6 3.3 HC-SR04的管脚排列和电气参数 .............................................................................. 7 3.3.1管脚简介 .............................................................................................................. 7 3.3.2 HC-SR04的电气参数 ......................................................................................... 8 3.4 超声波时序图 .............................................................................................................. 8 4 系统硬件电路设计 ............................................................................................................. 10 4.1单片机最小系统 ......................................................................................................... 10 4.1.1 AT89C51芯片 .................................................................................................... 10 4.1.2 复位电路 ........................................................................................................... 10 4.1.3 晶振电路 ........................................................................................................... 11 4.2驱动显示电路及报警电路 ......................................................................................... 12 4.2.1 LED数码管显示电路 ....................................................................................... 12 4.2.2蜂鸣器报警电路 ................................................................................................ 13 4.3 HC-RS04超声波测距模块 ........................................................................................ 14 4.4按键设置电路 ............................................................................................................. 15 4.5总电路设计 ................................................................................................................. 17 5系统程序的设计 .................................................................................................................. 18 5.1主程序 ......................................................................................................................... 18 5.2显示数据子系统 ......................................................................................................... 18 5.3报警子程序 ................................................................................................................. 19 5.4按键子程序 ................................................................................................................. 19 6系统调试 .............................................................................................................................. 21 6.1软件调试 ..................................................................................................................... 21 6.11 proteus简介 ........................................................................................................ 21 6.12 Keil C51编译器简介 ....................................................... 错误！未定义书签。 6.13仿真与调试 ......................................................................... 错误！未定义书签。 6.2硬件调试 ..................................................................................... 错误！未定义书签。 6.21元件清单 ............................................................................. 错误！未定义书签。 6.22元器件的焊接 ..................................................................... 错误！未定义书签。 6.23电路调试与分析 ................................................................. 错误！未定义书签。 7系统误差分析与改进 .......................................................................... 错误！未定义书签。 7.1误差产生原因分析 ..................................................................... 错误！未定义书签。
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7.11温度对超声波声速的影响 ................................................. 错误！未定义书签。 7.12回波检测对于时间测量的影响 ......................................... 错误！未定义书签。 7.13超声传感器所附加脉冲电压对测量范围与精度影响 ..... 错误！未定义书签。 7.2针对误差产生原因的系统改进方案 ......................................... 错误！未定义书签。 结论 .................................................... 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 ................................................... 错误！未定义书签。
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1 绪 论
1.1 研究背景
汽车与电子产业，是当今产业领域的两座金字塔，因为汽车和电子产业的迅速崛起和发展，更广泛的电子技术被运用到汽车上，使得汽车上的装备变得更加数字化、电子化以及高科技化。汽车数字科技就是汽车与电子产业相互融合的产物。在各种汽车科学技术融入到机电系统化的当今时代，汽车里的电力装置以及电子管理体系的作用十分关键，令汽车专业技术方面逐渐发展成为一门全新的二级学科，它的运转性能将直接的影响到汽车的各方各面，包括安全与效益等方面。电子控制技术被应用到汽车上，首先是在发动机燃油消耗控制和排放控制方面，紧接着又被应用在汽车底盘部分的控制，使汽车在行驶的时候更加稳定、安全与舒适。现代社会的交通在高密度发展，为了进一步的提高汽车驾驶方面的安全性和便利性，电子控制技术又一次被运用到汽车中。
汽车安全监控体系里的电子控制技术，主要作用是充分增强汽车行驶过程中的安全性、可靠性以及有效性。主要运用到的电子技术有：智能记录仪，雷达测距报警器，电子控制门锁，自动化空调，车灯控制等。这几年的汽车自动控制体系，汽车自动预警、自动诊断体系、汽车防爆体系包括汽车GPS导航发展十分迅速，应用也十分广泛。
在过去的几十年里，人们都集中精力在处理汽车的被动安全问题上。例如，汽车的前面以及后面都安装上保险杠、把某种弹性材料安装到汽车外壳的四周、在汽车内部也装有各式各样的安全带和防撞气囊等等。通过各种各样的收点来减少汽车发生事故带来的危险。在汽车上安装保险杠后即使在某些方面来讲，可以减少由于汽车碰撞产生的破坏，但这也不能去除被撞物体受到的外界撞伤；此外，汽车上的安全气囊系统，在碰撞事故发生时也不一定能够很好地保护车内人员的生命安全。所以上述被动的汽车安全方法都没有能够彻底去除汽车在行驶过程中产生意外事故造成的危害。因此，从防范碰撞意外事故形成的方面分析，必须充分增强人民行驶时的主动安全性方面，才能够使汽车在安全性领域有重大的突破。
汽车发生碰撞事故的主要原因通常是汽车与前方物体的距离跟汽车本身行驶的车速不安全造成的，汽车速度相对于距离太近从而容易引起事故。因此我们如果想要防止汽车与前方物体产生碰撞，汽车的行驶速度就需要根据与前方障碍物之间距离的变化进行速度控制，这样汽车便可以在安全的车速下行驶。大大的提高了汽车行驶的安全性，减少事故的发生的可能。
为了提高汽车智能化水平，发展汽车防撞技术有着重要的意义。根据相关统计，当有事故将要发生时，如果能够给予驾驶员半秒钟的反应时间，追尾事故发生的可能
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