【基于单片机的倒车雷达系统设计与实现9100字】

基于单片机的倒车雷达系统设计与实现该倒车雷达主要是由单片机，超声波模块HC-截，就会立刻发出回波信号，超声波HC-SR04在收到回波信号以后，通过信号处理装置的数据处理就可以获得与障碍物的间隔。并显示在LED数码管上。并且当所得到的距离小于所设定的值的时候，报警器就会响起来经过多方面的综合考虑，和自己本身在大学期间所学习的知识我选择的单片机是STC89C51。因为STC89C51所要求的能耗低，性能也好，而且易上手，经济效益高。【关键词】超声波测距；51单片机；倒车雷达目录一、绪论 1(一)研究背景及意义 1 1 3 3 32.测距模块的选择 3.语音报警器的选择 4.显示模块的选择 (二)系统设计的原理 3 3 5(一)STC89C51的概述 51.STC89C51的介绍 52.STC89C51单片机的特点 3.STC89C51的功能 64.STC89C51引脚的介绍 (二)超声波模块HC-sr04的概述 1.超声波模块HC-sr04的介绍 2.HC-sr04的性能特点 3.HC-sr04的管脚介绍及电气参数 9 (二)超声波模块 (三)声音报警电路的介绍 (四)电源电路介绍 (五)按键电路 (六)显示模块电路 (二)超声波探测程序流程图 (五)按键子程序 2附录 231(一)研究背景及意义据了解，截止2021年，中国有2.8753亿台汽车，平均下来几乎每个家庭都会有一辆汽车。这就照成了很多问题。如：堵车问题，因为几乎开了，人人都这样想，这就照成了在上下班高峰期的堵车。还有停车难的问题，因为停车位有限，汽车又多，所以往往想找到一个自己需要是倒车安全上的问题，尤其是对于一下驾驶技术不够熟练的驾驶人员来讲，倒车往往成为其很大的困扰，因为只要有东西低于保险柜，驾驶人员就很难从后视镜看到，这让驾驶人员在倒车过程中不能判断后方到底有没有东西，有东西倒车故。具专业的数据统计，驾驶人员因为视野盲区的原因导有率是15.395%,这是一个很高的占有率了。为了帮驾驶人员解决倒车安全的问题，方本文讲的就是倒车雷达的设计。主要内容是在STC89C51的基础上运用超声波测距的(二)倒车雷达的发展现状在我国，汽车在超声波倒车雷达上的研究起步是比较晚，这也使车雷达的汽车几乎都是一些外资车，像宝马，奔驰这现在几乎每辆车上都拥有了超声波倒车雷达。通过这么多年的一代：第一代是通过喇叭来进行传递信息，驾驶人员在倒车时，会有喇叭会发出声音，例如“倒车请注意!”这样的提示来提示周围的人这里正在倒车，请他们小心。但实际效果并不好，对驾驶人员的帮助不大。虽然二代：第二代是以蜂鸣器来提醒，大概的原理是在的距离时，蜂鸣器就会工作响起来，会发出“滴滴”的声音，发出声音的频率也会随着车后到障碍物的距离的接近而变得急促。第二代虽三代：第三代是数码波段显示，他能够显示距离种显示方法，一种是他用颜色来显示测量与物体之间的距离。2体距离车辆比较远。黄色显示的是警戒距离，物体距离车辆比较近，要求驾驶人员倒车的时候要注意。红色显示的是危险距离，提示驾驶人员不能再倒车了，物体已经很接近车尾了，必须停车。另一种是在LED上显示与目标物体的距离有多近，但是不那么精准，而且不美观，难看。四代：第四代倒车雷达能够在液晶荧屏上显示，这一代相当于前几代来说是质的飞跃。因为在液晶荧屏上能动态显示出车辆与物体间具体的距离。在发动汽车后，就能显示汽车周围的具体情况，而且图形清晰，安装也很方便，外观也好看。但他有一个缺点，不怎么能够抗干扰，经常性误报。五代：第五代是魔幻境倒车雷达，他有着前几代的所有优点，也有自己的优点。他可以精准的探测出2米之内的物体，并且用清晰的图形以及不同的声音提醒告诉驾驶人员。虽然他很好用但他的价格就比较昂贵了。六代：第六代是无线倒车雷达，传统的倒车雷达安装比较麻烦，第六代通过无线连接，很好的解决了，倒车雷达安装繁琐的问题。3(一)系统硬件的选择单片机的选择方面上我选用的是STC89C51。理由如下：STC89C5151单片机具有的功能很多，他的抗干扰能力也很强，成本也低，所需要的能耗也低。而且能够满足单片机开发的要求，使用者能够根据自身的需求选择多种常用的性能，来完成实验的目的或者教学的目的。这是他的种种优点，再根据自己所学习的知识，因而我选用的是2.测距模块的选择测距模块我选用的是超声波模块HC-sr04。理由如下：该模块的性能非常稳定，测试的距离也相当的准确。该模块成功走向市场的主要原因是，这个模块测量的精度很高，也是首个能够从Ocm开始测量的超声波模块。价格也便宜。3.语音报警器的选择语音报警器我选用的是蜂鸣器。因为在设计中只需要有简单的报警声音就可以，所以直接用简单的蜂鸣器就可以实现。4.显示模块的选择显示模块我选择的是LCD数码管。理由如下：LCD数码管可以直接和51单片机相连，电路连接简单，而且该模块的显示效果也很好。(二)系统设计的原理本系统的设计主要由STC89C51单片机、超声波HC-SR04测距模块、LCD数码管、声音报警模块、按键模块组成。1.各个模块的基本功能STC89C51单片机是这个系统的控制中心，起到的作用是负责整个系统的信号处理，还有超声波模块的驱动，还有LED数码管的驱动和报警模块的驱动；超声波模块负责的是在车后发出超声波信号来探测障碍物，然后把反弹回来的超声波信号进行接受，之后把信号传递个控制中心。这个模块是实现倒车雷达的核心部件；LCD数码管为显示模块，他主要用来显示车辆与障碍物之间的间隔，实时告诉驾驶人员车尾和物体之间的距离；声音报警模块是用来提示驾驶人员的，当车尾与障碍物距离小于自己所设置的安全距4离时，会发出“滴滴滴”的报警信号，以此来提示驾驶人员要注意安全，车尾距离障碍物已经很近了；键。S1是复位键，S2按键距离设定键，S3键是设置距离增加1cm的按键，S4键是设置距下图2-1是倒车雷达的总体硬件电路基本设计框图。基本的运行流程为：给整个系统接上电源后，STC89C51单片机驱动超声波测距模块HC-SR04,它就会发射超声波信号，过段时间接收到物体反弹的超声波信号，经过信息处理再传回单片机，之后单片机只需要经过简单的计算就可以得到超声波发射位置距离障碍物的具体距离，然后驱动LCD数码管显示距离。当所得到的距离，小于所设定的间隔时，蜂鸣器就会工作，提醒驾驶人员不能再倒车了。安全距离是提前通过按键模块来设置的。5高效，低能耗的CMOS8位单片机。器件的生产采用的技术是STC公司推出的非易失性存储技术。而且和标准MC●51指令系统还有和8052产品的引脚相兼容。芯片里面有2.STC89C51单片机的特点(3)(5V单片机)(5)片上集成512字节RAM(7)ISP(在系统可编程),IAP(在应用可编程),不需要专门的编程器6(10)有2个16位定时器/计数器(14)PWM/PCA,可以用来再完成4个定时器或4个外部液晶显示跑马灯一线式温度电压跟随OP放大红外接收开关电源妄宁妄宁5参考电源5稳压电源稳压电源稳压电源稳压电源滤波滤波图3.2系统原理图7正5伏电源。GND是接地引脚。(2)外接晶振引脚有两根分别是XTAL1(Pin1(4)可编程输入和输出引脚有32根，这32根组成了4组可编程I/O□,分别是 (Pin39~Pin32)的名称为P0.0~P0.7,P1□(Pin1~Pin8)的名称为P1.0~P1.7,P2□(Pin21~Pin28)的名称为P2.0~P2.7,P3□(Pin10~Pin17)的名称为P3.0~03.7。图3.3是P1.2P1.3P1.6P1.7 123465689192038363433[323130292827262524232221图3.3STC89C51的引脚图(二)超声波模块HC-sr04的概述附录源代码#include<reg52.h>//调用单片机头文件#defineucharunsignedchar//无符号字符型宏定义变量范围0~255ucharcodesmg_du[]={0x28,0xee,0x32,0xa2,0xe4,0xa1,0x21,0xea,0xuchardis_smg[8]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8};ucharsmg_i=3;//显示数码管的个位数ucharflag_csb_juli;//超声波超出量程uintflag_time0;//用来保存定时器0的时候的1ms延时函数*****************************//***********************处理距离函数****************************/dis_smg[0]=smg_du[ddis_smg[1]=smg_du[distadis_smg[2]=smg_du[distance/10/******************把数据保存到单片机内部eeprom中******************/byte_write(Ox2000,set_d%25byte_write(0x2001,set_d/25byte_write(Ox2058,a_a/******************把数据从单片机内部eeprom中读出来*****************/t/**************开机自检eeprom初始化*****************/tif(a_a!=1)//新的单片机初始单片机内问eeprom/********************独立按键程序*****************/voidkey()//独立按键程序key_can=20;//按键值还原if((P2&0x07)!=0x07)&&(ke//得到k2键值//得到k3键值//得到k4键值/****************按键处理显示函数***************/voidkey_with()}//只显示3位数码管//只显示4位数码管set_d++;//加1set_d--;//减1dis_smg[0]=smg_du[set_d%10];dis_smg[1]=smg_du[set_d/10%10];//取个位显示/****************报警函数***************/tvalue++;//消除实际距离在设定距离左右变化时的干扰/***********************数码位选函数*****************************/voidsmg_we_switch(uchari){case0:smg_wel=0;smg_we2=1;smg_we3=1;smg_we4=1;brcase1:smg_wel=1;smg_we2=0;smg_we3=1;smg_we4=1;brcase2:smg_wel=1;smg_we2=1;smg_we3=0;smg_we4=1;brcase3:smg_wel=1;smg_we2=1;smg_we3=1;smg_we4=0;br/***********************数码显示函数*****************************/{/******************小延时函数*****************/t_nop_();_no