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0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1The design range finder of car parkingbased on microcomputer Abstract：In the analysis of domestic and foreign-based microcontroller car reversing range finder based on relevant technologies, combined with the latest research results on ultrasonic distance measuring system car reversing conducted in-depth discussion and research. Through the use of the relationship between the distance between the ultrasonic transmission time using AT89S51 MCU control and data processing, and thus between the ultrasonic range finder designed to accurately measure the distance between points, which can more accurately measure the vehicle obstacle distance. The system can be divided ranging module, alarm system control module and display module and system solutions for this analysis were initially constructed single-chip architecture and design of the car parking finder program, in its hardware circuit, detailed account of the use of visual reversing warning system microcontroller technology, describes and analyzes the microcontroller as the main control unit system software and hardware design, and the system was tested and error analysis, Which can substantially meet the design, gives the corresponding stability and safety index of the system.Key words: range finder; MCU; Ultrasonic sensors 安徽三联学院毕业论文目录 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 .73.3 LED 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 .104.1 主程 序的设计 .104.2 中断 处理程序设计 .114.3 测距 模块设计 .124.4 显示 及报警模块设计 .12第五章 硬件组装与性能分析 .13第六章 结论及展望 .15致谢 .16参考文献 .17附录 A 硬件电路连接图 .18安徽三联学院毕业论文I附录 B 主要程序清单 .19安徽三联学院毕业论文0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。安徽三联学院毕业论文1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2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，CR T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3图 2.1 系统总体结构框图安徽三联学院毕业论文4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，具有很大的实用性。且在编程