基于单片机的汽车倒车防撞报警器

PAGE40永磁同步电机双环调速系统的仿真研究PAGE8基于单片机的汽车倒车防撞报警器目录TOC\o"1-5"\h\z\u1.概述 42.课题研究背景与意义 43.总体方案设计 53.1系统方框图 53.2硬件部分 63.2.1单片机的选择 63.2.2蜂鸣器的选择 73.2.3继电器的选择 83.2.4三极管的选择 94.系统硬件电路设计 104.1超声波模块工作原理 104.2硬件电路设计 114.2.1单片机的最小系统 114.2.2报警电路的设计 164.2.3液晶显示电路的设计 174.2.4按键电路的设计 184.2.5超声波模块的选择 195.系统软件设计 215.1编写程序以及开发工具的选择 215.2程序的工作原理和完成的功能 错误!未定义书签。5.3主程序 错误!未定义书签。5.4距离判断以及报警子程序 错误!未定义书签。5.5按键设置子程序 错误!未定义书签。5.6图像显示子程序 错误!未定义书签。6.系统仿真和调试 257.结束语 27致谢 28参考文献 29附录 30附录1汽车倒车防撞报警器原理图 30附录2汽车倒车防撞报警器仿真图 错误!未定义书签。附录3程序 错误!未定义书签。基于单片机的汽车倒车防撞报警器摘要：进入了21世纪后,我国的科技，经济的发展，人民生活水平显着提高，个人拥有汽车的数量也在上升。由此产生的问题也日趋明显，如交通拥堵，交通事故的数量也不断提高。这些问题不仅会造成人员伤亡，还会给人们带来难以想象的经济损失。因此，改善这些困扰人们多年的问题得到了众多关注，人们对汽车市场操纵的便捷性提出了一个相当高的要求，希望有种装置设计可以进行解决中国汽车倒车带给人们的麻烦，抹去驾驶途中的危险环境因素，能将汽车快捷高效的停放到指定位置，正是因为这样，诞生了汽车倒车防撞报警器。这种设计的重点是基于微控制器的倒车汽车碰撞报警，微控制器STC89C51硬件部分是主控制模块，该模块HC-SR04超声波测距是测距系统，液晶显示器显示的障碍物之间的距离，按钮组使用蜂鸣器报警，当测得的距离小于所述超声波距离警告蜂鸣器鸣响警报的距离，报警器报警。设计好方案以后使用AltiumDesigner16软件画出声控恒温浴缸的原理图，在Keil5上用C语言编写主程序和各子程序，生成的hex烧录到STC12LE5A60S2单片机中，使用Proteus8软件完成电路的仿真，最后依据原理图在万用板上焊接相应器件并进行调试，最终完成实物制作，实现倒车防撞功能。本设计可以在50cm-400cm之间设置所需的报警范围。关键词:C语言；STC89C51单片机；HC-SR04超声波测距模块；Anti-collisionAlarmforCarReversingBasedonSingleChipMicrocomputerAbstract:

in

the

21st

century,

with

the

continuous

development

of

science,

technology

and

economy,

people's

living

standards

have

been

greatly

improved.Asaresult,thenumberofcarsownedbyindividualsisalsoincreasing.However,thefollowingproblemsarebecomingmoreandmoreobvious,suchastrafficcongestionandthenumberoftrafficaccidents.Theseproblemsarenotonlycausedhumancasualties,butitalsobringsunimaginableeconomiclosses.Therefore,theimprovementoftheseproblemsthathavetroubledpeopleformanyyearshasreceivedalotofattention.Peopleputforwardquitehighrequirementsfortheconvenienceofautomobileoperation.Itishopedthatadevicecansolvethetroublesbroughtaboutbycarreversing,erasethedangerousfactorsduringdriving,andparkthecartothedesignatedpositionquicklyandefficiently.Itispreciselybecauseofthisthatthecarreversinganti-collisionalarmwasborn.Thisdesignfocusesonthecarreversinganti-collisionalarmbasedonSCM.ThehardwarepartusesSCMSTC89C51asthemaincontrolmoduleandultrasonicrangingmoduleHC-SR04astherangingsystem.TheLCDisusedtodisplaythedistancebetweenthecarandtheobstacle,andthekeyisusedtosetthealarmdistanceofthebuzzer.Whentheultrasonicwavewasmeasureddistanceislessthanthewarningdistance,soundinganalarmbuzzer.Afterthecompletionoftheschemedesign,theschematicdiagramofthevoicecontrolledconstanttemperaturebathtubisdrawnwithAltiumdesigner16software.Keil5isusedtowritethemainprogramandeachsubprograminclanguage.thegeneratedhexisburnedintoSTC12LE5A60S2singlechipcomputer.Proteus8softwareisusedtocompletethecircuitsimulation.finally,accordingtotheschematicdiagram,thecorrespondingdevicesareweldedontheuniversalboardanddebugged.finally,thephysicalproductioniscompletedandthereversecollisionavoidancefunctionisrealized.Thisdesigncansettherequiredalarmrangebetween50cmand400cm.Keywords:clanguage;STC89C51singlechipmicrocomputer;HC-SR04UltrasonicRangingModule;概述随着中国经济的快速发展，车辆使用造成了越来越多为人们所关注的问题。作为一个发生的非常高的倒车事故，其被运输部门乃至整个社会高度重视。原因是多方面的：视觉驾驶的错误，视力模糊，侧视镜可能已经坏了造成意外的可能性远大于汽车其他情况发生的可能性，特别是非职业驾驶员尤其以女性最为醒目。而倒车产生的事故会给人们带来许多麻烦，例如剐蹭了别人家的车，如果撞到了人更是糟糕透顶。所以，特地为汽车进行倒车泊位设计制作的“倒车雷达”由此在中国诞生。倒车雷达的装载。可以自己搞定驾驶者的忧虑，大大增加倒车事故问题不再出现的可能性。汽车行业倒车雷达的全称为“倒车防撞雷达”，也可以叫“泊车技术辅助控制装置”，是汽车泊车专用的安全教育辅助工作装置，能够把声音亦或是其它更加具有直观的显示信息通知驾驶员，解决人类驾驶员因泊车和起动车辆时四处观望所产生的困扰，并帮助我们驾驶员战胜视线模糊等缺陷，提高社会人们学习驾驶的安全性。倒车雷达的原理和普通雷达大抵也是一样，都是需要根据相关生物，如蜻蜓等在移动却能不与任何障碍相撞的原理发明的。超声波由传感器发射，然后由超声波接收器来估计是否存在障碍物，并且估计其大小，形状，取向，距离等。然而，由于实际的倒车雷达和体积的大小，现在其主要功能只有确定距离，并发出警告。课题研究背景和意义时至今日,我国的汽车使用量正在快速增加,汽车不仅不再是什么“稀罕物”,而且马路上的汽车也开始多到让人“心塞”,甚至曾经富裕的停车位也已经变得“一位难求”。在驾驶过程中,作为车手的我们往往需要先学习再通过一个准确的倒车来完成入库、转向等操作。但是我们在车内座位上进行倒车时,会因为中国汽车驾驶室的其他结构部分而遭到视野上的限制和车体短缺的高度，不能及时察觉后视镜内的危险境地。此外，当能见度低时，车辆驾驶员对后面的对象是很难清楚地观察到，因此，如果没有辅助装置或翻转装置,就难以保证可以做到安全驾驶。考虑到倒车操作的上述疑难,需要提供一种可以在任意能见度下提示车手障碍与汽车安全距离的倒车防撞系统设备。

。汽车倒车防撞报警器项目是我国八.五期间主要攻关发展方向之一。一般倒车距离测量有近四种：1个是加音乐和闪光，1个是加嘀嘀声和闪光，另一个是通话声音加闪光，最后一个是反向距离不足时，发出声音，警示危险的超声波倒车报警器。因为许多研究采用特殊的成分很难买到，因此它是难以推广的，因为本设计采用国内生产的通用组件，所以成本较低。总体方案设计3.1系统方框图本文通过介绍了以AT89C51单片机为核心的汽车倒车防撞报警器，利用超声波技术进行无接触的测距，系统设计主要内容包括了单片机最小信息系统，按键控制电路，液晶数据显示电路，超声波检测模块分析以及实现报警电路。以超声波传感器HC-SR04为核心进行使用超声波的发射和接收，通过计算得出距离并通过液晶显示器显示，处于警戒值范围内时，蜂鸣器报警，驾驶员做出判断。完成设计，进行检测，看是否满足倒车安全的需要。图3-1为基于单片机的汽车倒车防撞报警器系统框图。继电器蜂鸣器液晶单片机按键传感器继电器蜂鸣器液晶单片机按键传感器图3-1汽车倒车防撞报警器总体框图3.2器件的选择由于此次的课题设计要求是要基于单片机完成的，所以在进行单片机的选择时，选择了较为常见、接触较多，操作较为简单的51系列单片机。而之所以在51系列的一众单片机中选择了STC51系列，除了STC51系列的单片机除了在价格上面稍微便宜一些以外，更是因为其不但能对片内某些特殊功能寄存器的某位进行处理，如传送、置位，而且使用起来也是十分方便。超声波模块方面选用HC-SR04是因该模块性能稳定，测量距离准确，体积小。它只等于两个发射头和接收头的面积。无盲区，响应速度快。3.2.1单片机的选择作为整个系统的核心，单片机选用atmel公司at89c51单片机。At89c51是一款低电压、高性能的cmos8位微处理器，通常被称为单片处理器，拥有一个4k字节闪烁只读内存可编程和可擦除的只读存储器。At89c2051是一个可编程的可擦除只读内存，闪烁2k字节。微控制器的可擦除只读内存可以被擦除100次。该设备采用atmel高密度非挥发性记忆体技术制造，并与工业标准mcs-51指令集和输出引脚兼容。Atmel的at89c51是一种高性能微控制器的紧凑版本，它将多功能8位cpu和闪存结合在一个单芯片上。At89c单片机为许多嵌入式控制系统提供了一种灵活、廉价的解决方案。如图3-2所示。AT89C51单片机有以下特点：a)128*8位内部RAM

b)全静态工作：0Hz-24Hz

c)寿命：1000写/擦循环

数据保留时间：10年

d)4K字节可编程闪烁存储器

e)三级程序存储器锁定

f)与MCS-51兼容

g)32可编程I/O线

h)可编程串行通道

i)5个中断源

j)两个16位定时器/计数器

k)片内振荡器和时钟电路

l)低功耗的闲置和掉电模式

图3-2AT89C51引脚图3.2.2蜂鸣器的选择为了能更好的警示驾驶者前方可能出现的危险，报警器中需要加入蜂鸣器。蜂鸣器采用在集成电子信息响器，通常DC电压源，广泛应用于计算机，打印机，汽车电子，电话，和其它电子产品的定时器，它被用来作为一个声音产生装置的结构。一般通过蜂鸣器电路中的字母“H”或“HA”表示。同时蜂鸣器还是一种可以把音频信号转化为中国声音进行信号的发音器件，在公安的报警信息系统，电子玩具等应用研究中都得到了一个广泛好评。蜂鸣器主要用于提示或报警，根据设计和目的，可以使各种不同的音乐声，口哨声，蜂鸣声，报警器，电铃声。采用蜂鸣声，以提示用户洗衣机的洗衣状况。燃气用具的用户大都是让蜂鸣器在器具燃烧时发出报警声，以发出警告。门铃蜂鸣器为多发出“叮咚”的声音或音乐的应用，从而表明访问者。在公安，银行，警戒区的家中安装多个蜂鸣器报警，如果有人进入警戒区，传感动作的控制下，蜂鸣器会发出报警声。在蜂鸣器工厂，学校应用，多发行电铃。如图3-3所示。图3-3蜂鸣器3.2.3继电器的选择为了能更好的调节汽车倒车防撞报警器的控制距离和放大电路，本设计采用了G2R-1E-DC12继电器。继电器是一种用电流通过控制的开关装置。是各种信息自动管理控制工作电路中必不可少的执行器件。继电器是一种电控制器件，是当输入量的变化可以达到国家规定企业要求时，在电气设备输出模块电路设计中使被控量发生预定的阶跃变化的一种生活电器。它具有内部控制技术系统和被控制环境系统发展之间的互动合作关系。通常主要应用于工业自动化的控制电路中，它实际上是用小电流去控制大电流运作的一种“自动开关”。故在电路中起着自动调节、安全文化保护、转换电路等作用。继电器一般来说都有能反映学生一定需要输入变量的感应机构；有能对被控电路能够实现“通”、“断”控制的执行审计机构；在继电器的输入部分和输出组成部分教师之间，还有对输入量进行研究耦合隔离，功能问题处理和对输出部分员工进行创新驱动的中间服务机构（驱动部分）。继电器如图3-4所示。作为控制元件，继电器有如下几种作用：）自动，远程控制，监视：中继装置可以全过程自动，和其他电气元件，自动在一起，并且进一步控制线。b.）触点切换工作电压和电流：继电器可以允许通过加载的电压和电流直接决定了其能控制系统电流和电压的大小，使用时我们不可以越过此值，不然很容易发展造成时间继电器触点的毁坏。c.）释放电流：继电器时的当前状态被削弱到一定程度时，将返回到未通电继电器。d.）扩大控制范围：多触点继电器内部控制系统信号达到某一定值时，可以选择通过触点结合的不同发展形式，同时接通、开断、换接多路电路。图3-4G2R-1E-DC12继电器3.2.3三极管的选择在为了能更好的在各个电路中放大电流，PNP晶体管在三极管使用的设计是半导体的基本设备中的一个，主要作用是电流放大作用，是电子电路的核心要素，它的主结构体为两个基本类似的PN结和分成三个部分的正块半导体。晶体三极管按照相关材料技术可以发展分为以下两种，分别是锗管和硅管，不管哪一种的结构设计形式，而我们需要使用时间最多的就是硅NPN和锗PNP两种三极管，其工作基本原理研究主要的是利用的半导体企业之间的连接方式进行集电工作。了解放大晶体管，记住：原因不产生能量，晶体管不会产生能量，但晶体管强大之处在于：它可以通过电流来控制大电流。其原理是放大：由一个小的，大的静态直流控制交流输入。晶体三极管是一种工作电流进行控制系统元件。发射区与基区之间没有形成的PN结称为发射结，而集电区与基区形成的PN结称为集电结。不同的材料，PN结的势垒电压不一样，锗管约0.3V，硅管约0.7V，不同的制造技术工艺，不同的型号也有一些少量差别，但是基本是我们这个数据量级。要知道一个准确值，必须可以查看用户输入输出特性变化曲线（类似于二极管具有正向影响特性分析曲线）。晶体管也是电流放大器，有三个电极，称为集电极C，基B，发射极E.分为NPN和PNP。如图3-5所示图3-5PNP三极管系统硬件电路设计4.1超声波模块的工作原理人们通常能接收到的声波频率是20赫兹至20千赫。

当频率大于20千赫或小于20赫兹时，我们不会察觉。因此，超过20千赫的声波频率被称为”超声波”。由于它具有很强的穿透能力和良好的指向性，可以在水中远距离传播，而且比较容易获得较集中的声能，它被广泛用于清洗，砾石，测距，焊接速度，灭菌等。有在军事，农业，医药，工业多种用途，如：超声波加湿器，彩超，超声波探伤仪等。声音是由振动问题产生的，而产生影响超声波的设备管理便是通过超声波检测传感器，也可以我们称之为超声探头，亦或是进行超声换能器。超声波探头主要由压电晶片构造设计而成，能发射和接收超声波。构成晶片的材料发展也是因为企业的不同而大不相同，这意味着会直接影响到晶片尺寸，如：厚度和直径，从而导致每个探针不同的功能，因此，想了解其影响必须预先解析它。压电式超声波发生器，它是可以利用具有压电材料晶体的谐振来工作的。超声波检测传感器进行探头系统内部有一个共振板和两个压电晶片。当它的两极外加脉冲输出信号，使压电晶片的固有振荡时间频率和自己相同时，压电晶片就会发展产生一种共振，并带动共振板振动，随之不断发出不同超声波。与之相反，假如两电极表面之间存在没有未知外加电压，在共振板接收到超声波时，压迫压电晶片使之振动，把机械能转换为电信号，那么企业它就变成了包括超声波接收器。超声波温度传感器技术就是我们利用各种压电效应的原理知识转化提供电能和超声波，也就是在发射超声波时，把电能信息转换成超声波发射出去;而在我们接收时，把超声振动转换为电信号。现在的超声波测距的最实用的方法是回声检测方法：超声波发送器的超声波发射到某一方向，而发送时，计数器开始计数，超声波传播在空气中，立即遇到障碍物的方式反映在当接收到超声波反射波立即停止计时。在空气中的超声波的传播速度是340米/s时，根据计时器T的记录时间，可以从一个发射点从障碍物S，即计算：S=340吨/2。4.2硬件电路设计硬件电路的设计研究主要内容包括单片机最小信息系统、液晶显示模块电路、蜂鸣器报警电路，按键控制电路以及超声波模块HC-SR04五部分。单片机用的是AT89C51单片机。该系统核心是由单片机操控的，超声波模块在单片机的控制下释放超声波，获得返回信号后，将其送入单片机内进行处理，得到障碍物与自己之间的距离，再将结果输进液晶显示电路显示，接着按照要求让报警电路报警。4.2.1单片机的最小系统单片机运行起来，所必需的最基本电路部分组成：a.）电源电路：向单片机提供所必须的电源。b.)时钟电路：微控制器操作的时间基准，微控制器必须的工作速度。c.)复位电路：通过分析确定一个单片机起始工作状态，来启动单片机。复位电路连接方式有三种。a.)上电复位由于RC串联电路电容器两端的电压不能突然改变，所以当电源启动时，RST那边将保持为低级别功能的低复位信号，与电源Vcc通过电阻器R5与电容器C1充电，C1两端的电压将出现较大差值，过一段时间后变高时，复位信号结束。如图4-1所示。图4-1上电复位电路b.)混合复位电路混合复位电路便是将手动复位电路和上电复位电路结合到一起构成的电路。如图4-2所示。图4-2混合复位电路c.)手动复位按键按下时，电容两端短路放电，RST端将保持低电平复位信号一段时间。当Vcc电源通过电阻向电容器充电时，电容器两端的电压差逐渐增大，一段时间后变高。手动复位信号结束。如图4-3所示。图4-3手动复位电路本课题所需单片机所组成的最小系统如图4-4所示。图4-4AT89C51单片机最小系统单片机的外围电路包括复位电路和振荡电路两部分。因为系统是高电平复位，所以系统每次上电时便会复位一次。复位电路如图4-5所示。图4-5复位电路通过解析AT89C51，我们发现其内部存在一个高增益反向放大器，XTAL1和XTAL2负责它的的输入和输出。当XTAL1和XTAL2都跨接晶体或陶瓷谐振器，它便构成一个稳定的自激振荡器，能直接发射脉冲到内部时钟发生器，当外联陶瓷谐振器时，C1,C2通常选择47PF；当外联晶振时，C1,C2通常选择30pF左右。晶振如图4-6所示。图4-6晶振电路4.2.2报警电路的设计本设计研究采用峰鸣音报警系统电路。本报警控制电路的设计人员只需企业采购管理普通的压电式蜂鸣器，然后我们通过89C51的1根口线经驱动器技术驱动蜂鸣音发声。压电式蜂鸣器若想发展驱动，需要10mA电流，可以靠TTL系列产品集成应用电路7406或7407低电平有效进行创新驱动，也可以同时通过分析晶体三极管工作进行数据驱动。图中，P16接晶体管基极作为输入端。在P16输出信号高电平“1”时，晶体管导通，蜂鸣器两端没有获得自己大概+3V

电压而警报；在P16输出低电平“0”时，三极管截止，蜂鸣器便不再警报。报警模块电路结构如图4-7所示。图4-7蜂鸣器报警电路4.2.3液晶显示电路的设计在单片机系统中，常常需要辅助显示，而选择哪种显示器便成了重要之事。显示器也分好几种：液晶显示器，简称LCD；荧光管显示器，简称VFD；发光二极管，简称LED。其中LCD是一种具有极低功耗显示器，广泛研究应用于实际测量技术产品中，由于本课题不需要进行复杂的显示数据信息，所以最终选择的是LCD显示功能模块，可以通过节约系统硬件环境资源，降低生产成本。LCD1602亦由多个5X7或5X11点阵字符的结合，一个字符的每个比特点阵字符可以与每个节距的之间的间隔显示，各线之间的间距也完成了字符间距和作用线间距的使命，可惜它不能很好地显示的图形。经由端口P00DB0〜DB7〜P07AT89C51微控制器，用于显示所希望的信息;液晶显示器的对比度是通过调节电阻值的大小来实现数字图像的清晰。显示电路如图4-8所示。图4-8液晶显示电路4.2.4按键电路的设计本设计需要对报警器的警报距离进行设置，因此通过三个按键来进行控制和设计。当我们需要对警报的范围进行设置时，过P10启动开关进行设置。需要提高警戒范围时，通过P11启动开关进行设置。需要降低警戒范围时，通过P12启动开关进行设置。显示电路如图4-9所示。图4-9按键电路4.2.5超声波模块的选择对于中国汽车倒车防撞报警器来说，超声波的应用是一个不可能避免的命题。本设计可以采用的超声波传感器模块HC-SR04对前方障碍进行测距。我们可以在停车场使用HC-SR04超声波探测模块、亦或是给物体进行测距、检测未知液体、让机器人躲避障碍等。HC-SR04由三个主要元器件结合而成：一个可以通过超声波的发射头、一个研究用的超声波传感器接收头、一个晶振。晶振是给模块作为主控系统芯片发展提供更加精准时钟输入信号标有‘T’的是超声波发射头，标有‘R’是超声波接收头，还有标‘TR’是接收成功发射一体的。T和R是配对企业使用的，即使在网上消费者购买也都是按对售卖。无论是学生接收头还是中国发射头，里面我们都有一种压电晶片。发射头的压电晶片作用是将电信号转化为自己声音没有信号，而接收头的压电晶片作用是将声音信号转化为电信号。模块背面有三个方面芯片，从左到右分别是运算放大器、主控单片机、电压转换器。运算放大器的功能则是放大微弱电信号，然后让主微控制器操作。主微控制器主要用来控制超声波发送和将接收到的信号完成处理。电压转换器的作用是放大到主微控制器的传输信号的电压。因为只有3.3v到5v的电压不足以驱动超声波发射头，需要把电压放大到10v以上。模块设计总共分为四个部分，除了负责提供工作电源的两个外就只剩Trig和Echo引脚功能可以进行操控了。通过操作向Trig引脚发送一个不小于10us的高电平信号脉冲（建议45us）。模块接收到Trig的脉冲会立即开始发出8个40KHz的脉冲，随即超声波传感器发射头发出8个40KHz的超声波声波。。

在空气中的超声波传播时间是回波的持续时间，时间可以的话，用特定值来获得，之后就能计算出模块离物体的距离，那么现在的当务之急就是想方法获取这个工作时间。

测试距离=超声波传播时间x声音在空气中传播速度（340m/s)/2模块如图4-10所示。图4-10超声波模块5.系统软件设计5.1编写语言以及开发工具的选择本课题的软件设计主要由主程序、按键设置程序、报警程序和显示程序组成。汇编语言程序的特征是能更有效和更容易准确地计算出的运行时间，C语言同时具有汇编语言的功能，而且还具有高级语言。C程序设计有利于实现较复杂的算法，根据课题以及实际情况选择C语言。开发工具我使用的的是KeilC51，C51是德国公司出品开发的系统，与汇编相比，C语言具有的功能，结构等方面具有优势，因此很容易将所学专业知识进行应用发展起来。Keil提供了包括连接器、库管理、C编译器、宏汇编和一个企业拥有自己强大功能的仿真调试器在内的完整开发研究方案，只需可以通过这样一个国家集成开发工作环境将这些重要部分组合在一起即可。运行Keil软件也只需要WIN2000、NT等操作控制系统。另外重要的一点，在编译后的汇编代码只是看后产生，就能欣赏到高的KeilC51生成的目标代码效率，大多数生成的语句的汇编代码是非常紧凑的，易于理解。在大型软件开发，以更好地体现其优越性。。5.2程序的工作原理和完成的功能系统采用AT89C51作为主控芯片，使用按键，传感器，继电器来确保设置的警戒范围有效，使用超声波模块HC-SR04进行处测量，使用按键对报警器警戒范围进行设置，液晶显示器会显示与障碍物之间的实际距离，当与障碍物之间的实际距离超过最低设定距离，低于最高设定距离时，报警器就会开始工作，发出警报；当障碍物与车辆的实际距离高于最高设置距离后，报警器会停止报警。本设计可以做到以下的功能：测距子程序显示距离c）判断距离d）做出报警3主程序主程序设计首先我们需要通过初始化信息系统，对定时器T0进行合理设置，使其管理工作发展模式可以设定成16位的定时计数器结构模式，接着让超声波传感器模块能够发出这样一个研究超声波产生脉冲，为避免使用超声波从发射器直接传送到接收器没有引起的直接波触发，需延迟0.1ms后，才打开外中断0接收用户返回的超声波检测信号。由于企业采用12MHz的晶振，机器学习周期为1us,当主程序检测到学生接收到了成功的标志位后，将计数器T0中的数（即超声波来回所用的时间）按下式计算能力即可测得被测物体与测距仪之间的距离,根据相关公式d=(C*T0)/2（其中T0为计数器T0的计数值），测出不同距离后结果分析将以十进制BCD码方式调查显示在LCD上。主程序流程框图如图5-1所示。是否检测到回波延时超声波发射40KHZ方波，T1开始计时单片机初始化开始是否检测到回波延时超声波发射40KHZ方波，T1开始计时单片机初始化开始YN T0溢出中断，外中断INT0关闭进入中断程序，关闭计时器T0是否小于安全距离计算距离并显示按键设置T0溢出中断，外中断INT0关闭进入中断程序，关闭计时器T0是否小于安全距离计算距离并显示按键设置 Y N蜂鸣器报警蜂鸣器报警结束结束图5-1主程序框图5.4距离判断以及报警子程序 通过调用设定的安全距离，然后设置蜂鸣器工作距离计算处理程序，工作的时候被设置为0，设置成1时不工作，如果它是一个安全的距离内，拉响警报蜂鸣器，否则，蜂鸣器会停止工作。返回蜂鸣器报警安全距离内？设定安全距离返回蜂鸣器报警安全距离内？设定安全距离 Y NY图5-2距离判断以及报警流程图5.5按键设置子程序通过P10,P11,P12启动按键可以得到重新设置，增加，降低警戒值的效果。图5-3是按键设置流程图。保存返回降低重新设置增加按键启动开始保存返回降低重新设置增加按键启动开始P10P11P12图5-3按键设置流程图5.6图像显示子程序液晶数据显示系统模块的功能是利用定时器将得到的最短距离在显示屏上进行研究显示。测试距离数值可以通过串行口传送到显示管理模块。下图5-4是距离分析显示程序流程图。。将距离值通过I/O口送到显示模块调用显示子程序将距离值通过I/O口送到显示模块调用显示子程序图像显示图像显示图5-4图像显示流程图6.系统仿真和调试在选择Proteus这个软件来完成仿真过程中，首先需要打开软件，新建一个新的设计，对照着电路原理图在仿真的元器件库中找到对应的元器件按位置摆放，然后把引脚之间的连线正确连接起来，完成这一操作后保存画好的仿真图，在仿真日志里查看有无错误发生，有的话将其改正，直到正确为止。接着要做的是将先前Keil软件中生成的hex文件添加到仿真使用的单片机，具体操作方法就是双击AT89C52的“编辑元件”的表格，点击“ProgramFile”后面的文件夹符号，在文件夹中找到Keil中保存好的仿真用.hex添加确定。步骤如图6-1所示。图6-1加载程序的窗口在程序成功添加到单片机后，便开始对电路进行仿真操作。第一步先要打开仿真的开始按钮，给电路通电，电路上的个元器件开始工作，被点亮的液晶屏上显示着一行信息，前半段是设置的警戒值，通过按键可以进行调节，后半段为实际距离，随着汽车倒车报警器的移动而变化。显示结果如图6-2所示。图6-2刚加电时的仿真图系统开始仿真后，按下设置开关，液晶显示相关信息出现在页面上，按下加号开关，警戒值提升，按下减号开关，警戒值减小。当与障碍之间的实际距离小于设置距离时，报警器开始报警，直到与障碍之间的实际距离高于设置距离时，报警器停止报警。如图6-3所示。这种设计主要是AT89C51使用超声波模块HC-SR04释放超声波距离测量。由于与所述反射的超声波信号的强度的环境因素，因此必须调试，注意收集在改变距离后，直流控制电压的实际大小，电压要比较合理的良好的选择，从控制点中必须非常小心地链接。图6-3警报值调整后的仿真图7.结束语作为一个大学四年最后一次进行的检测，对于通过这次毕业论文设计我很慎重，从选题，分析、研究、设计，这几个月中本次毕业设计有条不紊的进行，最终设计了一个比较完整的汽车倒车防撞报警器它的硬件电路设计主要包括

超声波模块HC-SR04、按键电路、LCD电路、单片机最小系统、蜂鸣器报警电路五部分超声波发射机利用单片机从p1.0端口输出所需的40khz方波信号，而接收超声波方面则利用HC-SR04超声波模块进行。通过这一话题进行深入的了解和设计的研究，我有了更深的了解单片机最小系统，特别是在I/O接口。更了解到超声波测距技术，超声波测距系统由于灰尘，电磁波，光等，精度往往可以达到厘米级精度范围在暗渠项目的影响，桥梁，隧道检测等距也占据一定的优势。对于汽车倒车在这个问题上，采用超声波测距系统能有效地提高车辆的安全性和可靠性。任何方案都需要多次证明和改进，天下没有白吃的午餐，只有经过不断的推敲，研究才能够获得成功。参考文献[1]仇成群，孙东升，周殿凤，沈宏兰.一种基于AT89C51的汽车倒车防撞报警系统的设计.Equipment Manufactring Technology [J]，02期，2012年：62-65[2]张萍.超声波传感器的原理及应用.考试周刊[J]，62期，2011年：157-158 [3]李远，赵璐.基于单片机的超声波汽车防撞系统设计.无线互联科技[J]，01期，2014年：89[4]康瑞清，吴华怡，郝彦爽.传感器技术及应用[M]，北京：机械工业出版社,2013年[5]路敬袆.传感器原理及应用[M]，哈尔滨：哈尔滨工程大学出版社,2014年[6]栾桂冬.传感器及其应用[M]，西安：西安电子科技大学出版社,2002年[7]韩赞东.超声定位技术在汽车安全预警系统中的应用[J].测控技术,2002,(8)：15-28.刘明.电子线路综合设计实验教程[M]．天津：天津大学出版社，2008，（5）：121-198.陈堂敏，刘焕平.单片机原理及应用[M].北京：北京理工大学出版社，2008陈莹.基于单片机的超声测距系统[D].武汉:华中科技大学出版社,2004.致谢本研究是在曹妍老师和同学的亲切关怀和悉心指导下完成的。从课题的选择到论文的完成无一不离开曹老师的悉心指导。面对我们的疑难问题，她对此一一作答使我们考虑问题全面，老师负责认真的态度感染了我们，使我们干劲十足。在曹老师的指导下，我从一团乱麻到慢慢有了设计的思路，积累了经验，还学会了如何有效的找到参考资料，掌握了很多有用的新的知识。同时，我衷心感谢我们学院给我们授课的各位老师，感谢他们四年的栽培。没有他们教授的知识，本次设计不可能顺利完成。感谢我的同学，在我的毕业设计中，他们给予的帮助。最后我还要感谢培养我长大含辛茹苦的父母，谢谢你们!黄睿2020-5-13附录附录一汽车倒车防撞报警器原理图附录二汽车倒车防撞报警器仿真图附录三程序#include"reg52.h"#include<intrins.h>#include"eepom52.h"#include"lcd1602.h"sbitbeep=P1^6;sbitjdq=P1^7;sbitK1=P1^0; //按键定义sbitK2=P1^1;sbitK3=P1^2; sbitRX=P3^2;sbitTX=P3^3;uchara_a=0;unsignedcharcodemcustudio[]={"JULI-System"};unsignedcharcodeemail[]={"^_^"};unsignedcharcodeCls[]={""};unsignedcharcodeASCII[15]={'0','1','2','3','4','5','6','7','8','9','.','-','M'};unsignedintSet_d=144;unsignedchardisbuff[4] ={0,0,0,0}; //显示数据数组bitbSetFlag=0;bitflag=0;uinttime,shu,suu;unsignedlongS=0;unsignedcharceju_zhi,cs_time;//显示标识voidDelayMs(intz) //1ms的延时函数{intx;for(;z>0;z--)for(x=110;x>0;x--);}/******************把数据保存到单片机内部eepom中******************/voidwrite_eepom(){ SectorErase(0x2000); byte_write(0x2000,Set_d%256); byte_write(0x2001,Set_d/256); byte_write(0x2004,a_a); }/******************把数据从单片机内部eepom中读出来*****************/voidread_eepom(){ Set_d=byte_read(0x2001); Set_d<<=8; Set_d|=byte_read(0x2000); a_a=byte_read(0x2004);}/**************开机自检eepom初始化*****************/voidinit_eepom(){ read_eepom(); //先读 if(a_a!=1) //新的单片机初始单片机内问EEPOM { Set_d=100; a_a=1; write_eepom();//写 } }voidSetDisplay(void){ DisplayListChar(0,0,"Set_DIST:"); disbuff[0]=Set_d%1000/100; disbuff[1]=Set_d%1000%100/10; disbuff[2]=Set_d%1000%10%10; DisplayOneChar(5,1,ASCII[disbuff[0]]); DisplayOneChar(6,1,ASCII[10]); //显示点 DisplayOneChar(7,1,ASCII[disbuff[1]]); DisplayOneChar(8,1,ASCII[disbuff[2]]); DisplayOneChar(9,1,ASCII[12]); //显示M}voidKeyScanf(void)//按键处理函数{ if(K1==0) //设置距离按键按下 { bSetFlag=~bSetFlag;//按下标置位取反 DisplayListChar(0,1,Cls);//对第一行清屏 DelayMs(50);while(!K1); } if(bSetFlag) //设置键按下 { if(K2==0) //设置键加按下 { Set_d+=1; //设置值加 if(Set_d>=400)Set_d=400;//设置值最大为3.5m DelayMs(500); while(!K2) {SetDisplay(); DelayMs(50); Set_d+=1; //设置值加 if(Set_d>=400)Set_d=400;//设置值最大为3.5m} write_eepom(); //写保存 } if(K3==0) //设置键减键按下 { Set_d-=1; //设置值减 if(Set_d<=50)Set_d=50; //设置值最大为0.1m DelayMs(500); while(!K3) {SetDisplay(); DelayMs(50); Set_d-=1; //设置值减 if(Set_d<=50)Set_d=50; //设置值最大为0.1m} write_eepom(); //写保存 } }}uintvalue2;/****************报警函数***************/voidclock_h_l(){ staticunsignedcharvalue; if(S<=Set_d) { value++;//消除实际距离在设定距离左右变化时的干扰 if(value>=20) { value=0; beep=~beep; //蜂鸣器报警 DisplayListChar(0,0,"Alarm"); } if(S<=50)jdq=0; elsejdq=1; } else { jdq=1; beep=1; //取消报警 DisplayListChar(0,0,mcustudio); } }voidDISPLAY(void){if(bSetFlag==0) //按键设置标志位 {disbuff[0]=Set_d%1000/100; disbuff[1]=Set_d%1000%100/10; disbuff[2]=Set_d%1000%10%10;DisplayOneChar(0,1,'A'); DisplayOneChar(1,1,':'); DisplayOneChar(2,1,ASCII[disbuff[0]]); DisplayOneChar(3,1,ASCII[10]); //显示点 DisplayOneChar(4,1,ASCII[disbuff[1]]); DisplayOneChar(5,1,ASCII[disbuff[2]]); DisplayOneChar(6,1,ASCII[12]); //显示M if((S>=400)||flag==1)//超出测量范围显示“-” { flag=0; //dd("A3.45m2.15m") DisplayOneChar(10,1,ASCII[11]); DisplayOneChar(11,1,ASCII[10]); //显示点 DisplayOneChar(12,1,ASCII[11]); DisplayOneChar(13,1,ASCII[11]); DisplayOneChar(14,1,ASCII