基于51单片机的倒车雷达设计
基于51单片机的雷达倒车测距装置程序
#include <reg51.h>#include <intrins.h>#define uint unsigned int#define uchar unsigned char#define comm 0#define dat 1sbit RS=P2^6; //高电平数据，低电平命令sbit RW=P2^5; //读写控制脚，高电平读，低电平写sbit E=P2^7; //输入使能sbit busy=P0^7; //忙信号检测sbit SDA=P1^0; //I2C数据线sbit SCL=P1^1; //I2C时钟线sbit Buzz=P1^2; //蜂鸣器控制脚sbit LED_G=P1^3; //绿色指示灯控制脚sbit LED_R=P1^4; //红色指示灯控制脚uchar buf[6],dis_buf[6]; //数据缓冲区uint buffer[3]; //测量距离存储区uint dis; //最小距离存储器uchar code tab1[]={"距离障碍物:"}; //显示字符uchar code tab2[]={"无障碍物"};uchar code tab[]={"0123456789cm"};/*****************函数声明*****************/void start_bit(void); //I2C起始函数void stop_bit(void); //I2C停止函数void mast_ack(void); //主答函数bit write_8bit(uchar ch); //I2C总线写8位数据函数bit page_rd(uchar device,uint fir_ad,uint count,uchar *firw_ad);//I2C总线页面读函数uint measure(uchar device); //启动测距函数uint get_distance(void); //读测距值函数void judge(void); //判断距离函数void init_lcd (void); //LCD初始化函数void wr_lcd(uchar dat_comm,uchar content);//LCD写数据函数void chk_busy (void); //忙信号检测void chn_disp(uchar code *chn,uchar pos,uchar n);//显示提示汉字函数uchar dat_adj(uint dat1); //显示数据调整函数void disp_dist(uchar dat1); //显示距离函数void disp(void); //显示函数void delay (uint us); //延时函数void delay1 (uint ms); //延时函数/*********************主程序***********************/void main (){init_lcd (); //初始化LCDwhile (1){judge(); //判断障碍物距离disp(); //显示提示信息}}/********************I2C起始函数*******************/void start_bit(void){SCL=1;_nop_();SDA=1;_nop_();SDA=0;_nop_();SCL=0;_nop_();}/*******************I2C停止函数********************/void stop_bit(void){SDA=0;_nop_();SCL=1;_nop_();SDA=1;_nop_();}/****************I2C总线写8位数据函数**************/bit write_8bit(uchar ch){uchar i=8;bit fan_w;SCL=0;_nop_();while (i--){SDA=(bit)(ch&0x80);_nop_(); //获取发送位数据ch<<=1;SCL=1;_nop_();SCL=0;_nop_();}SDA=1;_nop_();SCL=1;_nop_();fan_w=SDA; //应答位SCL=0;_nop_();return(fan_w); //返回应答位}/*****************I2C总线页面读函数****************/bit page_rd(uchar device,uint fir_ad,uint count,uchar *firw_ad){uchar j=8;uchar data *ufirstwr_ad;ufirstwr_ad=firw_ad;start_bit();if(write_8bit(device)!=0){stop_bit();return(0);}//送器件地址，写数据if(write_8bit(fir_ad)!=0){stop_bit();return(0);}//送读数据寄存器首地址start_bit();if(write_8bit(device|0x01)!=0){stop_bit();return(0);}//准备读数据while(count--){uchar i=8;while(i--) //读入数据{(*ufirstwr_ad)<<=1;SCL=1;_nop_();if(SDA) (*ufirstwr_ad)|=0x01;SCL=0; _nop_();}ufirstwr_ad++;mast_ack(); //主机产生应答位}while(j--){(*ufirstwr_ad)<<=1;SCL=0;_nop_();_nop_();SCL=1;if(SDA) (*ufirstwr_ad)|=0x01;}stop_bit(); //停止I2C数据传送return(1);}/*********************主答函数*********************/void mast_ack(void){SCL=0;_nop_();SDA=0;_nop_();SCL=1;_nop_();SCL=0;_nop_();SDA=1;_nop_();}/********************测距函数******************/uint measure(uchar device){uint temp;start_bit(); //启动I2Cwhile(!write_8bit(device)); //发器件地址while(!write_8bit(0x00)); //命令寄存器while(!write_8bit(0x51)); //以厘米为单位返回距离stop_bit(); //停止I2Cdelay1(100);while(!page_rd(device,0x02,2,buf)); //读距离值temp=(buf[0]<<8)|buf[1];return(buffer); //返回距离值}/*******************求最小测距值函数*****************/uint get_distance(void){uint mix;buffer[0]=measure(0xe0); //读左侧测距值buffer[1]=measure(0xe2); //读中间测距值buffer[2]=measure(0xe4); //读右侧测距值if(buffer[0]<buffer[1])mix=buffer[0];elsemix=buffer[1];if(mix>buffer[2])mix=buffer[2]; //合并为一个16位数据return(mix);}/*******************判断距离函数*******************/void judge(void){dis=get_distance(); //读取测量距离最小值if(dis<5000){LED_R=0; //红色报警灯亮LED_G=1; //绿色报警灯灭}else{LED_R=1; //红色报警灯灭LED_G=0; //绿色报警灯亮}if(dis<3000)Buzz=0; //蜂鸣器报警elseBuzz=1; //蜂鸣器停止报警}/******************LCD初始化函数*******************/void init_lcd (void){wr_lcd (comm,0x30); //基本指令动作wr_lcd (comm,0x01); //清屏wr_lcd (comm,0x06); //光标的移动方向wr_lcd (comm,0x0c); //开显示，关游标}/*******************LCD写数据函数*****************/void wr_lcd (uchar dat_comm,uchar content){chk_busy ();if(dat_comm){RS=1; //数据RW=0; //写入}else{RS=0; //命令RW=0; //写入}P0=content; //输出数据或命令E=1;E=0;}/********************忙信号检测********************/void chk_busy (void){P0=0xff;RS=0;RW=1;E=1;while(busy==1); //检验LCD是否处于忙状态E=0;}/****************显示提示汉字函数******************/void chn_disp(uchar code *chn,uchar pos,uchar n){uchar i;wr_lcd (comm,0x30); //基本指令动作wr_lcd (comm,pos); //显示位置for (i=0;i<n;i++)wr_lcd (dat,chn[i]);}/****************显示数据调整函数******************/uchar dat_adj(uint dat1){uchar i;dis_buf[0]=(uchar)(dat1/1000); //高度千位dis_buf[1]=(uchar)((dat1%1000)/100); //高度百位dis_buf[2]=(uchar)((dat1%100)/10); //高度十位dis_buf[3]=(uchar)(dat1%10); //高度个位dis_buf[4]=10;for(i=0;i<3;i++){if(dis_buf[i]!=0)break; //确定显示位数}return(i);}/******************显示距离函数********************/void disp_dist(uchar dat1){uchar temp,i;if(dat1>5000){chn_disp(tab2,0x92,4); //无障碍显示}else{temp=dat_adj(dat1);wr_lcd(comm,0x30); //基本指令wr_lcd(comm,temp+0x92); //设置显示起始位置for (i=temp;i<6;i++) //送显示数据wr_lcd(dat,tab[dis_buf[i]]);}}/********************显示函数**********************/void disp(void){chn_disp(tab1,0x80,11); //显示提示汉字disp_dist(dis); //显示距离值}/********************延时函数**********************/void delay (uint us){while(us--);}/********************延时函数**********************/void delay1 (uint ms){uint i,j;for(i=0;i<ms;i++)for(j=0;j<15;j++)delay(1);}。
基于单片机的超声波倒车雷达
基于单片机的超声波倒车雷达Last updated on the afternoon of January 3, 2021本文设计了一款基于AT89C51单片机的倒车雷达，它采用ATMEL公司生产的A T89C51单片机作为控制核心，片外结合T/R-40-12小型超声波传感器模块、LCD1602液晶显示器模块、报警模块、晶振电路模块以及复位电路等模块而构成本倒车雷达的硬件系统。
当倒车雷达安装在汽车尾部时，通过系统上的超声波模块来采集使用者距离后方障碍物的距离，然后通过单片机对采集数据进行处理，当距离少于临界距离时，单片机将驱动蜂鸣器进行报警提示司机；当后方无障碍物时，倒车雷达处于待机模式。
经过大量的实验测试，本倒车雷达性能稳定，携带便捷，能够做到随时随地地辅助司机倒车，从而预防事故的发生。
不仅如此，它对单片机以及超声波技术的推广也具有一定的积极作用。
关键词：倒车雷达，AT89C51，超声波模块Abstract ThispaperdesignsareversingradarbasedonAT89C51MCU,whichusesATMELtheAT89C51asthecontrolcore,theexternalbindingT/R-40-12smallultrasonicsensormodule,LCD1602liquidcrystaldisplaymodule,alarmmodule,,thedistanceof theobstacleisacquiredbytheultrasonicmoduleofthesystem,一、引言（一）课题背景随着国民经济的迅速发展以及人们生活质量的大幅提高，私家车几乎进入了大多数家庭，成为了一种平民化交通工具，然而据最近的一份数据显示，由司机不当驾驶或者驾驶技术不合格造成的交通事故越来越多，这侧面反应了如今只通过驾校的学习也不能完全驾驶好汽车。
调查显示目前好多私家车驾驶员越来越多地依赖车上的辅助行车设备进行驾驶，如利用导航仪进行路线导航，从而避免不熟悉路况的情况下顺利到达目的地，又比如通过倒车摄像头来进行倒车，使得倒车入库变得不再那么难。
基于51单片机的倒车监视系统设计
1绪论1.1课题的目的及意义随着我国经济的持续增长和汽车价格的持续下降，汽车逐渐走进了越来越多的普通家庭之中。
汽车以其快捷性给人们带来了极大的便利，方便了人们的出行，但是在这个过程中也出现了很多日益严重的问题，其中以倒车事故最为突出。
有数据显示，大约15%的事故都是汽车倒车视野差造成的。
为了使倒车过程更加方便、安全，减少倒车事故的发生率，我们对倒车监视系统进行了深入的研究和设计。
基于51单片机的倒车监视系统具有倒车可视化、实时音频提示等功能，在倒车过程中发挥着巨大的作用，对减少倒车事故发生率，保证倒车过程顺利进行有着重要的意义。
1.2倒车监控系统发展现状我国的倒车监控系统始于2000年前后，最初只有少数高档车应用，现在已经成为各种品牌汽车的标准配置。
我国的倒车监视系统在发展过程中，从最初的蜂鸣器语音报警到如今最先进的全景数显倒车监控系统，经历了六代的技术改良和跨越，未来随着计算机技术和传感器技术的发展，汽车倒车监视系统将会朝着更加小型化、智能化的方向发展。
2超声波测距技术概述2.1超声波测距原理超声波是一种振动频率大于20000Hz的声波，由于其振动频率很高超过了人耳听觉所能认知的上限，所以人耳不能听到，因此这种声波被称为超声波。
由于其频率高，因而超声波具有许多诸如大功率、传播距离远的特点。
再者由于它频率很高，波长短，衍射不严重，有着优良的定向传播特性，利用超声波的这种特性，人们制成了超声波传感器。
超声波测距的原理是借助超声波频率高、定向性好的优点利用超声波发射器发射超声波，在发射的同时利用单片机的计数器功能开始计时，传播过程中碰到障碍物就立即反射回来，超声波接收器收到反射波的同时单片机计时器停止计时。
同时利用计时器记录的时间和超声波在空气中的传播速度通过公式算出发射点到障碍物的距离。
2.2超声波测距方式利用超声波在发射点与障碍物之间的传播，根据测量反射波和发射波之间的计时间隔，从而达到测距的目的。
基于51单片机的超声波倒车雷达测距
毕业设计题目：基于51单片机的超声波倒车雷达测距学院：电气与信息工程学院专业：电气工程与其自动化摘要超声波是频率高于20KHZ的声波，具有指向性强，能量消耗缓慢，在介质中传播的距离较远的特点，因而超声波经常用于距离的测量，如测距仪和物位测量仪等都可以通过超声波来实现。
利用超声波检测往往比较迅速、方便、计算简单、易于做到实时控制，并且在测量精度方面能达到工业实用的要求，因此在液位、井深、管道长度的测量、移动机器人定位和避障等领域得到了广泛的应用。
基于此，本次设计尝试使用AT89S52与HY-SRF05模块来实现超声波的测量，结合外围电路模块实现距离显示与语音播报构成超声波测距系统。
本次超声波测距系统由单片机计时与控制电路、超声波发射接收模块、测量距离显示电路、语音电路等部分组成。
详细介绍了超声波测距模块与AT89S52单片机的测距原理。
以HY-SRF05超声波测距模块为核心实现超声波的发射与接收。
整体电路结构简单，成本低廉，工作稳定，测量精度也达到实际应用要求。
关键词：AT89S52；超声波；HY-SRF05；测距AbstractUltrasound is sound waves with frequency higher than 20KHz, it has strong directivity and consumes energy slowly, at the same time it spreads farther in the same medium. Therefore ultrasound is often used for distance measurement, such as the range finder and level measurement and so on can be achieved by it. Use of ultrasonic detection tends to be quickly, convenient and simple calculation, easy to do real-time control. In the measurement precision it can reach industry practical requirement. So in liquid level, well depth, pipe length measurement, mobile robot localization and obstacle avoidance, etc a wide range of applications.This ultrasonic distance measurement system by single-chip timing and display circuit of the control circuits, ultrasound modules, measuring distances, voice circuits and other components. Details the ultrasonic range finder and AT89S52 microcontroller module location. Core realization of ultrasonic HY-SRF05 ultrasonic distance measurement modules for transmit and receive. A whole circuit of simple structure, low cost, stable, measurement precision to reach the actual application requirements.Keywords:AT89S52；Ultrasonic wave；HY-SRF05；Measure distance目录摘要IAbstractII第1章绪论11.1 课题研究的背景11.2 国外研究现状11.3 课题研究的意义2第2章超声波测距原理42.1 超声波简介42.2 超声波测距原理4第3章方案论证63.1 设计思路63.2 系统结构设计7第4章硬件电路设计84.1 单片机AT89S5284.2 超声波测距模块HY-SRF05104.2.1 基本工作原理104.2.2 HY-SRF05电气参数114.2.3 超声波时序图124.2.4 超声波应用电路图124.3 温度传感器DS18B20124.4 LCD1602液晶134.4.1 LCD1602主要技术参数134.4.2 LCD1602引脚功能144.4.3 LCD1602应用电路图144.5 ISD1420语音芯片154.5.1 特点154.5.2 电特性154.5.3 ISD1420引脚功能154.5.4 ISD1420语音电路16第5章系统软件设计185.1 主程序185.2 超声波测距子程序185.3 测温子程序20第6章系统调试分析226.1 硬件电路测试226.2 软件调试226.3 误差分析23结论25参考文献26致27附录28附录A：实物作品28附录B: 原理图29附录C: PCB图30附录D: 程序30第1章绪论1.1 课题研究的背景随着我国经济的飞速发展，交通运输车辆的不断增多，由此产生的交通问题越来越成为人们关注的问题。
倒车雷达毕业设计(基于51单片机)
&&&&&&&&&&&&毕业设计（论文）题目：基于单片机的倒车雷达的设计学院：&&&&&&&&&&&专业：&&&&&班级：&&&&&&&学生：****导师：**** 职称：****起止时间：2014年3月3日至2014年6月15日毕业设计（论文）诚信声明书本人声明：本人所提交的毕业论文《基于单片机的倒车雷达的设计》是本人在指导教师指导下独立研究、写作的成果，论文中所引用他人的文献、数据、图件、资料均已明确标注；对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式注明并表示感。
本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。
论文作者：（签字）时间：2014年6月10日指导教师已阅：（签字）时间：2014年6月10日西安邮电大学毕业设计(论文)任务书学生指导教师**** 职称****学院通信与信息工程学院专业信息工程题目基于单片机的倒车雷达的设计任务与要求1. 调研基于单片机的倒车雷达的设计的现状与背景。
2. 学习51单片机原理及超声波测距原理。
3. 进行相关模块功能的程序设计。
4. 在仿真软件上进行功能仿真。
5. 搭建硬件电路并调试。
6. 软件下载及综合调试。
7. 完成论文，准备答辩。
开始日期2014年3月3日完成日期2014年6月15日院长(签字) 201年 3 月7 日西安邮电大学毕业设计(论文) 工作计划2014年3 月10 日学生**** 指导教师**** 职称****学院通信与信息工程学院专业信息工程题目基于单片机的倒车雷达的设计工作进程主要参考书目(资料)(1)郭天祥. 新概念51单片机C 语言教程:入门、提高、开发、拓展全攻略[M].: 电子工业, 2009. 1.(2)周立功等. 增强型80C51单片机速成与实践[M]. : 航空航天大学, 2003.(7)亮. 跟我学51单片机(一)——单片机最小系统组成与I/O 输出控制[J]. 电子制作,2011, 1: 73-77.1.计算机一台2.硬件材料若干每周指导一次，主要解答学生问题，指导研究进度，并检查阅读资料笔记和仿真程序。
基于51单片机的超声波测距仪之倒车雷达作品设计毕业论文
基于51单片机的超声波测距仪之倒车雷达作品设计毕业论文基于51单片机的超声波测距仪之倒车雷达作品设计毕业论文毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。
尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。
对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。
作者签名：日期：指导教师签名：日期：使用授权说明本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。
作者签名：日期：学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。
除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。
对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。
本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。
作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。
本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。
涉密论文按学校规定处理。
作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日注意事项1.设计（论文）的内容包括：1）封面（按教务处制定的标准封面格式制作）2）原创性声明3）中文摘要（300字左右）、关键词4）外文摘要、关键词5）目次页（附件不统一编入）6）论文主体部分：引言（或绪论）、正文、结论7）参考文献8）致谢9）附录（对论文支持必要时）2.论文字数要求：理工类设计（论文）正文字数不少于1万字（不包括图纸、程序清单等），文科类论文正文字数不少于1.2万字。
基于单片机的倒车雷达设计任务书
14~17周系统电路设计，各模块电路及程序设计、仿真调试。
寒假~系统电路及程序总体仿真调试。
学年第二学期
1~4周系统板电路实现,软硬件整体调试，中期检查，撰写设计报告初稿。
5~8周修改检查设计成果、测试程序。
9~12周设计报告定稿，准备答辩。
指导教师（签字）：学部主任（签字）：
年月日年月日
附件一
毕业设计任务书
学部
信息学部
专业
电子信息工程
学生姓名
王汕
班级
11电信本2
学号
10111601111
设计题目
基于单片机的超声波测距倒车雷达装置的设计与实现
设计条件
基础知识：电子技术、单片机技术、超声波测距原理
开发环境：Keil C51,使用C语言编程
使用Proteus仿真调试,完成PCB图设计
主要技术指标
[3]唐波,朱琼玲.基于51单片机超声波测距器设计[J].矿业安全与环保. 2009,36(z1): 68-70.
[4]曹月真.基于51单片机的超声波测距系统的设计[J].电子世界. 2011(10): 55-56.
[5]胡凤忠,赵广复.基于AT89C2051单片机的汽车倒车雷达设计[J].计算机测量与控制. 2010,18(5): 1174-1175, 1192.
[9]韦穗林.基于单片机的倒车防撞预警系统设计和实现[J].现代电子技术. 2009(21): 160-163, 170.
[10]吴琼,封维忠,马文杰.汽车倒车雷达系统的设计与实现[J].现代电子技术. 2009,32(9): 191-194.
进度计划
学年第一学期
基于单片机倒车雷达
文献综述1 概述自从 1886 年 2 月 9 日卡尔•本茨发明了人类第一辆汽车，至今世界汽车工业经过了近122 年的发展，当代汽车已经非常成熟和普遍了。
汽车已经渗透于国防建设、国民经济以及人类生活的各个领域之中，成为人类生存必不可少的、最主要的交通工具，为人类生存和社会的发展与进步起到了至关重要的作用。
当今，汽车已经成为人们生活中不可缺少的一部分，它给人们带来方便快捷的同时，也出现了许多问题。
如越来越多的汽车使道路上有效的使用空间越来越小，新手也越来越多，由此引起的刮伤事件也越来越多，由此引起的纠纷也在不断地增加。
原来不是问题的倒车也逐渐变成了问题。
尽管每辆车都有后视镜，但不可避免地都存在一个后视盲区，倒车雷达则可以在一定程度上帮助驾驶员扫除视角死角和视线模糊的缺陷，提高驾驶的安全性，减少刮、擦事件。
因此，提出了基于超声波测距的汽车用倒车雷达的设计。
2 倒车雷达的发展倒车雷达（Car Reversing System）全称“倒车防撞雷达”，又称“泊车辅助装置”，它是汽车泊车或者倒车时的安全辅助装置。
它能以声音或者更为直观的显示告知驾驶员周围障碍物的情况，解除驾驶员泊车、倒车和启动车辆时因前后左右探视所引起的困扰，并帮助驾驶员克服视角死角和视线模糊的缺陷，提高驾驶的安全性。
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，目前使用较多的是数码显示、荧屏显示和魔幻镜倒车雷达这 3 种。
倒车雷达真正开始于轰鸣器，也就是第一代倒车雷达。
我想很多人都不会忘记“倒车请注意！”这句话，因为现在多数普通车还在使用它。
第二代则是采用数码波段显示，可显示后障碍物离车体距离的数码波段显示倒车雷达。
第三代的液晶荧屏显示较以前有了一个质的飞跃。
紧接着的四代魔幻镜倒车雷达和五代整合影音系统更是结合了前几代产品的优点，在原有倒车雷达的基础上增加了很多功能。
3 主要技术介绍距离是在不同的场合和控制中需要检测的一个参数。
基于AT89C51单片机倒车雷达毕业设计
【摘要】倒车雷达是汽车泊车或者倒车时的安全辅助装置，能以声音或者更为直观的显示告知驾驶员周围障碍物的情况，解除了驾驶员泊车、倒车和起动车辆时前后左右探视所引起的困扰，并帮助驾驶员扫除了视野死角和视线模糊的缺陷，提高驾驶的安全性。
本设计利用ATMEL公司的AT89C51单片机、超声波传感器测距实现超声波倒车雷达。
利用LED和发光二极管表示传感器探测范围内是否有障碍物，当在探测范围内有障碍物时，发光管以一定频率闪烁，闪烁的频率以距离定，距离越近频率越高。
同时蜂鸣器提示报警，探测并指明障碍物距离。
【关键词】倒车雷达，超声波，测距，报警，单片机目录第一章引言11.1课题研究的背景和意义11.2国内外倒车雷达的发展现状1第二章超声波介绍42.1什么是超声波42.1.1压电式超声波传感器简介42.2超声波传感器的特性52.2.1频率特性62.2.2指向特性72.3 超声波传感器的应用7第三章倒车雷达的原理与总体设计93.1超声波测距原理93.2倒车雷达的总体设计方案103.3单片机的选择113.3.1 A T89C51的简介113.3.2 AT89C51的主要性能参数113.3.3 A T89C51的结构123.4超声波发送和接收元器件选择133.4.1超声波发送模块元器件选择133.4.2 超声波接收模块元器件选择13第四章硬件设计154.1 超声波发射模块154.2 超声波接收模块164.3 单片机最小系统17第五章软件设计185.1软件的设计要求185.2软件设计的总体结构框图185.3各个程序的流程图185.3.1主流程图195.3.2发射接收模块流程195.3.3中断程序流程20第六章调试226.1最小系统的调试226.2测距模块的调试226.3 调试结果256.4误差分析25第七章结束语27第八章致谢28参考文献29参考文献[1] 童诗白，华成英.模拟电子技术基础[M]，第三版.北京：高等教育出版，2001.1[2] 阎石.数字电子技术基础[M]，第四版.北京：高等教育出版社，1998.11[3] 马忠梅，籍顺信.单片机的C语言应用程序设计[M]，第三版. 北京：北京航天航空大学出版社，2003.11[4] 曾光奇.工程测试技术基础[M]，武汉：华中科技大学出版社,2002.6[5] 罗四维.传感器应用电路详解[M]，北京: 电子工业出版社,1993.6[6] 滕志军.基于超声波检测的倒车雷达设计[EB/OL]/disp_art/1020005/17626.html,2006-10-04[7] 何莉,曾宪文.基于PIC单片机的超声波测距系统[EB/OL]./PIC.htm, 2006-7[8] 赵广涛,程荫杭.基于超声波传感器的测距系统设计[EB/OL]./html/ceshiyuceliang/20070223/9964.html, 2006-6[9] 胡建恺.超声检测原理和方法[M]，合肥：中国科学技术大学出版社，1993.11[10] 刘凤然.基于单片机的超声波测距系统[J].信号与处理.2001，(5)[11] Silk M G. Ultrasonic transducers for nondestructive testing[M].Bristol:A.Hillier,1984[12] Lopez-Sanchez,Ana Lilia. Ultrasonic system models and measurements[M].America:Iowa State University,2005。
基于单片机的超声波测距倒车雷达设计毕业设计
基于单片机的超声波测距倒车雷达设计摘要随着我国经济飞速进展，愈来愈多的人拥有了自己的汽车，同时由停车和倒车所引发的事故也愈来愈多。
这些事故常常给驾驶员带来许多麻烦，因此，有助于驾驶员停车和倒车的倒车雷达应运而生。
倒车雷达，是汽车停车平安辅助装置，能以声音或更为直观的显示告知驾驶员周围障碍物的情形。
本文设计了一种利用超声波测距原理研究的高性价比倒车雷达，它能够提示驾驶员进入警戒区域，同时进行声光报警。
不必占用司机的视觉资源，使司性能够把全数注意力用于观看车前及车旁的路况。
超声发射部份由AT89C51单片机产生10us的高电平信号，触发测距模块；系统接收部份由接收探头拾取反射回来的信号，当接收电路接收到反射信号就中断AT89C51计数器停止计数，从而取得超声波从发射到接收信号的时刻差，进而计算出车与后方障碍物之间的距离，指导司机平安倒车。
关键词：倒车雷达，超声波，单片机，声光报警The design of Ultrasonic ranging reverse radar based onSinglechipAbstractAlong with the rapid development of economy of our country, more and more people have their own cars, as well as the parking and reversing the accident caused will be increasingly. These accidents often bring many troubles to drivers, so, the reverse radar of help drivers parking and of reversing arise at the historic moment. Reverse radar, the automobile parking safety auxiliary devices, more intuitive to told the driver of around obstacles by voice or display. This paper designs a kind of using ultrasonic ranging principle research high performance-to-price ratio reverse radar；it can remind drivers entered exclusionary area, simultaneously the acousto-optic alarm. The radar need not occupy the driver's visual resources, and can make the driver putting the whole attention to observe the passenger side of the front and roads. Ultrasonic launching 10us partly by AT89C51 produce the high level signal to triggering ranging module; System receiving part reflected by the receiving probe of the signal and when the receiving circuit receives reflected signals will interrupt AT89C51 counter stop counting. Thus obtains from the launch to receiving signal ultrasonic lag between driving, and then calculating the distance between the obstacles to instruct driver safety reverse.Key words：Reverse radar，Ultrasonic，Single-chip microcomputer，Sound-light ala目录前言 (1)第1章概论 (2)设计现状 (2)设计意义 (2)目前国内倒车雷达 (3)第2章系统整体结构设计 (4)系统整体结构框图 (4)超声波传感器介绍 (4)超声波传感器的特性 (7)超声波测距原理 (8)第3章系统硬件设计 (9)AT89C51芯片 (10)AT89C51芯片介绍 (10)AT89C51管脚说明.......................................................... .11要紧特性 (13)电源电路 (13)复位电路 (15)时钟电路 (16)超声波测距模块HC-SR04 (17)测距模块 (17)外型及特性 (18)74HC573芯片 (20)数码管显示及报警电路设计 (21)LED数码管显示 (21)语音报警 (22)第4章系统软件设计 (24)系统主程序的设计 (24)测距模块的设计 (26)中断处置程序的设计 (26)显示及报警模块的设计 (27)结论 (29)谢辞 (30)参考文献 (31)附录 (32)附录A:系统总电路图 (32)附录B:部份源程序 (33)前言随着汽车的迅速增加，停车难已是个不争的事实，狭小的停车场地常常令有车一族无所适从，稍不慎，那么闯祸，烦事又烦人。
毕业设计(论文)-基于单片机的汽车倒车雷达系统的设计
1.绪论1.1选题背景自从1886年2月9日卡尔•本茨发明了人类第一辆汽车，至今世界汽车工业经过了近122年的发展，当代汽车已经非常成熟和普遍了。
汽车已经渗透于国防建设、国民经济以及人类生活的各个领域之中，成为人类生存必不可少的、最主要的交通工具，为人类生存和社会的发展与进步起到了至关重要的作用。
当今，汽车已经成为人们生活中不可缺少的一部分，它给人们带来方便快捷的同时，也出现了许多问题。
如越来越多的汽车使道路上有效的使用空间越来越小，新手也越来越多，由此引起的刮伤事件也越来越多，由此引起的纠纷也在不断地增加。
原来不是问题的倒车也逐渐变成了问题。
尽管每辆车都有后视镜，但不可避免地都存在一个后视盲区，倒车雷达则可以在一定程度上帮助驾驶员扫除视角死角和视线模糊的缺陷，提高驾驶的安全性，减少刮、擦事件。
因此，提出了基于超声波测距的汽车用倒车雷达的设计。
1.2发展历程和现状倒车雷达(Car Reversing System)全称“倒车防撞雷达”，又称“泊车辅外测距和声波测距等。
人能听到的声音频率为20Hz〜20kHz,即为可听声波，超出此频率范围的声音，即20Hz以下的声音称为低频声波，20kHz以上的声音称为超声波。
它是一种只有少数生物（如蝙螭、海豚）才能感觉的机械波，它的波长短、绕射小、能定向传播（它是以直线传播的）。
它的频率越高，绕射能力越弱, 但反射能力就越强。
超声波在空气中的传播速度为340米/秒（因温度大小会有规律变化），因此, 如果能测出超声波在空气中的传播时间，就能算出其传播的距离。
超声波测距是一种利用声波特性、电子计数、光电开关相结合来实现非接触式距离测量的方法。
它在很多距离探测应用中有很重要的用途，包括非损害测量、过程测量、机器人检测和定位、以及流体液面高度测量等。
所谓的时间测距法，即通过测定超声波传播的时间间隔来测出声波传送的距离就是超声波测距的一种。
单片机因将其主要组成部分集成在一个芯片上而得名，具体说就是把中央处理器、随机存储器、只读存储器、中断系统、定时器/计数器以及I/O （Input/Output）口电路等主要微型机部件，集成在一块芯片上。
基于51单片机的超声波倒车雷达系统的设计
基于51单片机的超声波倒车雷达系统的设计
0 引言超声波是一种在弹性介质中的机械震荡，由于其指向性强、能量消耗缓慢、传播距离较远等到优点，经常用于测量距离。
本文设计的倒车雷达系统就是利用超声波的上述特性做到对倒车距离实时和高精度的检测，同时，此系统成本低、设计简单、精度和稳定性好，有望得到广泛的应用，从而减少交通事故的发生。
1 超声波测距原理超声波测距原理是利用超声波从发射到接收过程中传播的时间来计算出传播距离。
本文的倒车雷达系统采用反射接收回波方式。
设l 为测量距离，t 为往返时间差，超声波的传播速度为c，则有t=2l／c，而声波在空气中传输速率为。
式中T 为环境温度；cO 为绝对温度时的速度，是常数。
从上述两式可以推出，故利用超声波测量的距离与时间和环境温度有关，在本系统中利用AT89S5
2 中的定时器测量超声波传播时间，利用DSl8820 测量环境温度，从而提高测距精度。
2 硬件设计2．1 系统硬件总体设计如图1 所示，本系统硬件部分由AT89S52 控制器、超声波发射电路、接收电路、温度测量电路，声音报警电路和LCD 显示电路组成。
汽车行进时LCD 显示环境温度，当倒车时，发射和接收电路工作，经过AT89S52 数据处理将距离也显示到LCD 上，如果距离小于设定时，报警电路会鸣叫，提醒司机注意车距。
AT89S52 是主控芯片，支持在线下载程序，方便调试，有8kB 的Flash、32 个I／O 口、三个16 位定时／计数器、八个中断源、全双工UART 串行口和看门狗定时器等，资源丰富，既满足了本系统的设计要求，也满足了日后扩展的需求。
2．2 超声波发射电路超声波发射器包括超声波产生电路和超声波发射控制。
基于单片机的超声波倒车雷达设计及误差分析
基于单片机的超声波倒车雷达设计及误差分析【摘要】随着经济的发展和人民生活水平的提高，人们对汽车使用的要求越来越高，为了保证驾驶员倒车和泊车时的安全，在汽车上都安装了倒车雷达，本文设计一种以51单片机为主控制器，利用超声波模块HC-SR04，设计出一套可在1602液晶上实时显示障碍物距离的超声波测距仪，并通过在恒温条件下采集大量数据，与实际距离进行比较，通过matlab拟合出曲线，了解它的测量精度和误差。
【关键词】超声波;测距;误差分析;matlab1.超声波测距的原理通过超声波发射装置发出超声波，根据接收到超声波的时间差就可以知道距离了。
我们选用的是HC-SR04模块，通过时序图可知，只要提供一个10us以上的触发电平，该模块内部将自动发出8个40kHZ的方波并检测回波。
一旦检测到有回波信号则输出回响信号。
由此通过发射信号到收到的回响信号时间间隔可以计算得到距离。
距离=高电平时间*声速/2;为防止发射信号对回响信号的影响，测量周期在60ms以上。
由于超声波也是一种声波，其声速与温度有关，表1列出了不同温度下的声速。
图1图2图3图4图5由表1可知，温度每升高1摄氏度，声速增加0.6米/秒，为了分析误差方便，在恒温条件下采用了30摄氏度来测量。
2.硬件电路设计2.1 单片机最小系统模块设计我采用的是51单片机，单片机最小系统包括晶振电路，复位电路和晶振电路，其中电源电路用来提供单片机运行所需的5V直流电，晶振电路为单片机提供振荡源，为单片机正常工作提供保证，复位电路是防止单片机在运行程序时跑飞，当程序跑飞时，按下复位键，程序从头开始执行，图1是用protel画的原理图。
2.2 液晶动态显示模块我们采用的是1602液晶，液晶体积小，功耗低，显示操作简单，只能显示ASCⅡ码，液晶的原理图和测试距离时的显示如图2、3所示。
2.3 超声波测距模块HC-SR04超声波测距模块可测2cm-400cm，精度3mm，模块包括超声波发射器，接收器与控制电路，我用于测量距离的实物图和在示波器上的回波如图4、5所示。
基于51单片机的超声波测距仪之倒车雷达设计
压 电 晶 片
课题 《 基 于单 片 机 的超 声 波 测 距 》 由 ５ １单 片 机
最 小系统 、 超 声波 测距 模块 、 驱 动 显 示 电路 、 ５ Ｖ 稳 定
电路 、 传 感器 等构 成 。采用 了超 声波 测距 模块 ， 且 处 理 数据 ， 再传 给单 片机 ， 再利 用 Ｉ ＣＤ 显 现 出 来 ， 同 时 电源部分 采用 ５ Ｖ稳 压直 流 电源 。
１ ．３ 应 解 决 的 关键 问 题
共 振 板
５ １单 片 机 的 超 声 波 测 距 仪 之 倒 车 雷 达 装 置 ， 安 装 在 汽 车上 ， 可 以 及 时 了解 前 方 与 后 方 的 障 碍 物 情 况 ， 随 时 做 出正确 的判 断 ， 保 障人 类 的生命 安全 。
１ ．２ 研 究 的 主 要 内 容
电极
检 测 技术 ； 并 且 还 适 应 非 常 恶 劣 的 自然 环 境 ， 所 以 应 用 的用 途 范 围 之 广 。 通 过 超 声 波 检 测 距 离 非 常 迅
电能 与声 能 的转换 ， 对 于 超 声 波 的 检 测 装 置 是 至 关 重 要 的 。同时 ， 压 电 晶 片 作 为 传 感 器 组 成 的 主 要 部 分 ； 而 超 声 波 传 感 器 利 用 双 压 电 陶 瓷 晶 片 构 成 。 这
类 超 声 波 传 感 器 使 用 的压 电材 料 数 量 少 ， 价 格便 宜 ， 非 常适 合在 气体 和液 体介 质 中使用 。
速 、 简易、 容 易控 制 ， 并 且 测 量 距 离 准 确 达 到 需 要 的 数 值 。
目前 ， 交通 事故 非常 之恶 劣 ， 必 须 采 用 先 进 的 汽 车 技术 预 防 交 通 事 故 ， 保 障 人 类 的安 全 ； 通 过 基 于
基于89C51单片机的智能倒车雷达
作品研究报告基于51单片机的倒车雷达设计一、引言倒车雷达（Parking Distance Control）是汽车泊车或者车时的安全辅助装置，能以声音或者更为直观的显示告知驾驶员周围障碍物的情况，解除了驾驶员泊车、倒车和起动车辆时前后左右探视所引起的困扰，并帮助驾驶员扫除了视野死角和视线模糊的缺陷，提高驾驶的安全性。
目前市场上中低档汽车上装备的倒车雷达探测距离最大一般只有1.5米左右，且报警系统只是采用简单的“滴滴”声。
只有稍微高档的倒车雷达才会显示距离或简单的语音提示。
考虑到实际情况，本设计从成本考虑，在实现倒车雷达的基本功能同时，综合了液晶显示（1602）、光报警（发光二极管）、声音报警（蜂鸣器）和语音提示（ISD1800）。
二、系统概述系统采用超声波进行测距，软件设计中在50ms中断中发射超声波，超声波接收端连接到P3.2，当接收到返回的超声波时便会触发中断。
用1602实时显示距离，当距离小于指定范围时，通过液晶显示提示信息，语音提醒及用不同灯显示不同的距离。
三、硬件设计（1）测距模块超声波发射模块软件产生40kHz的超声波信号，通过输出引脚输入至驱动器，经驱动器驱动后推动探头产生超声波，40kHz的超声波是利用555时基电路振荡产生。
超声波接收模块超声波接收器包括超声波接收探头、信号放大电路及波形变换电路三部分。
超声波探头必须采用与发射探头对应的型号。
为减少负电源的使用，放大电路采用单电源供电，信号放大和变换采用了一片LM324通用运算放大器，前三级为放大器设计，后一级为比较器设计。
测距模块时序分析（2）液晶显示模块采用1602液晶，设置为16×2模式，第一行实时显示所测的距离，当出现危险情况时第二行显示提示信息。
（3）语音模块美国ISD公司的一种单片8～20秒单段语音录放电路ISD1800，它的基本结构与ISD1110、1420完全相同，采用CMOS 技术，内含振荡器，话筒前置放大，自动增益控制，防混淆滤波器，扬声器驱动及FLASH阵列。
基于51单片机的倒车雷达设计
课程设计报告（嵌入式系统设计实践）学院：电气工程与自动化学院题目：基于51单片机的车倒车雷达设计专业班级：自动化131班学号：2420132905 学生姓名：吴亚敏指导老师：罗龙时间：2015年12月1 日摘要倒车雷达又称泊车辅助系统，是汽车泊车安全辅助装置，能以声音或者更为直观的显示告知驾驶员周围障碍物的情况，解除了驾驶员泊车和起动车辆时前后左右探视所引起的困扰，并帮助驾驶员扫除了视野死角和视线模糊的缺陷，提高了安全性。
本文介绍了以STC89C51RC单片机为核心的一种低成本、高精度、微型化，并有数字显示和声光报警功能的倒车雷达系统。
倒车雷达一般由超声波传感器（俗称探头）、控制器和显示器等部分组成，现在市场上的倒车雷达大多采用超声波测距原理，驾驶者在倒车时，启动倒车雷达，在控制器的控制下，由装置于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，判断出障碍物的位置，由显示器显示距离并发出警示信号，得到及时警示，从而使驾驶者倒车时做到心中有数，使倒车变得更轻松。
倒车雷达的提示方式可分为液晶、语言和声音三种；接收方式有无线传输和有线传输等。
本方案采用语音提示的方式，利用STC89C51RC 单片机所具备的功能，外接超声波测距模组，即超声波发射模块和超声波接收模块，加上显示模块和语音报警模块，组成一个示例的倒车雷达系统，语音提示报警（0.27m~1.0m）范围内的障碍物，并通过数码管显示与障碍物之间的距离。
关键词：倒车雷达；超声波；单片机STC89C51RC目录第一章概述 (1)1.1设计目的 (1)1.2设计要求 (1)1.3 本设计主要内容 (1)第二章倒车雷达的基本工作原理 (2)2.1 单片机的发展及其应用 (2)2.2 超声波测距原理 (2)2.2.2 超声波测距的基本原理 (2)2.2.3 超声波测距的设计实现 (5)2.3 超声波倒车雷达系统工作原理 (5)2.3.1 超声波倒车雷达的工作原理 (5)2.3.2 系统原理框图 (6)2.4 本章小结 (6)第三章系统硬件设计 (7)3.1 单片机系统及显示电路 (7)3.1.1 单片机控制芯片选择 (7)3.1.2 单片机系统及其外围电路 (9)3.1.3 显示电路 (10)3.2 超声波发射电路 (11)3.3 超声波接收电路 (12)3.4 语音部分原理图 (14)3.5 电源电路的设计 (15)3.6 本章小结 (15)第四章系统软件设计 (16)4.1 超声波测距仪的算法设计 (17)4.2 主程序设计 (18)4.3 超声波发生与接收程序设计 (20)4.3.1 超声波发生子程序设计 (20)4.3.2 外部中断子程序设计 (21)4.4 倒车距离显示及语音报警程序设计 (22)4.4.1 显示报警子程序设计 (22)4.4.2 LED显示子程序设计 (24)4.5 本章小结 (24)第五章分析调试及结论 (25)5.1 硬件组装 (25)5.2 软件实现 (25)5.3 整机调试 (26)5.4 结论分析 (26)5.5 本章小结 (26)致谢 (27)参考文献 (28)附录I (29)附录II (30)第一章概述1.1设计目的伴随着我国汽车行业的高速发展，特别是近几年来，开始进入私家车时代，汽车的数量正在逐步增加，造成交通越来越拥挤。
基于51单片机倒车雷达系统
基于超声波的倒车雷达系统电子0601郑灵光电子0602潘建标，陈永根摘要随着科技的开展，人们生活水平的提高，城市开展建设加快，城市给交通系统也有较大开展，其状况不断改善。
但是，由于多种原因合成时间住的许多不可预见因素，城市还是经常出现大量的交通事故，特别是倒车时，看不到前方而导致大量的交通事故。
因此，设计出好的倒车雷达系统，对于减少城市的交通事故将有一个很好的控制作用。
当然这要求倒车雷达系统，具有精度高，抗干扰强，价格应该低，适宜推广等特点，这样基于超声波的测距系统，完全可以胜任此任务。
本设计采用以A T89C51单片机为核心的低本钱、高精度、微型化数字显示超声波测距仪的硬件电路和软件设计方法。
整个电路采用模块化设计，由主程序、发射子程序、接收子程序、显示子程序等模块组成。
各探头的信号经单片机综合分析处理，实现超声波测距仪的各种功能。
在此根底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。
该设计设抗干扰能力较好，实时性良好，误差可以到达mm级，可以有效地解决汽车倒车作用。
本系统在倒车时不断测量汽车尾部与其后面障碍物的距离，并随时显示其距离，并用语音及时提示。
在不同的距离范围内，不同的温度下测出距离，发出报警信号，以提高汽车倒车时的平安性的仪器。
目录第一章绪论 (3)1.1 课题背景，目的和意义 (3)1.2两种常用的超声波测距方案 (3)第2章超声波测距系统设计 (3)2.1 超声波测距的原理 (4)2.2超声波测距系统电路的设计 (4)2.2.1 总体设计方案 (4)2.2.2发射电路的设计 (4)2.2.3接收电路的设计 (4)2.2.4显示模块的设计 (5)2.2.5 温度补偿模块设计 (5)2.2.6 语音处理模块 (5)第三章超声波测距系统的软件设 (5)3.1总体流程图 (5)3.2 程序及分析 (6)第四章电路调试及误差分析 (7)4.1电路的调试 (7)4.2系统的误差分析 (7)第5章功能扩展 (7)参考文献 (7)附录：………………………………………8-22第1章绪论1.1 课题背景，目的和意义由于社会的进步，经济的开展和生活水平的不断提高，汽。
基于51单片机的超声波测距倒车雷达实例-(1)综述
摘要本设计采用以AT89S58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仪的硬件电路和软件设计方法。
整个电路采用模块化设计，由主程序、预置子程序、发射子程序、接受子程序、显示子程序、语音播报子程序等模块组成。
发射模块发射超声波，接受模块接受回波，单片机计算距离，显示测量结果。
各探头的信号经单片机综合分析处理，实现超声波测距仪的各种功能。
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。
相关部分附有硬件电路图、程序流程图。
超声波测距今年来得到了广泛的应用。
本设计的优点在于超声波明显特征是方向性好，穿透性强。
尤其是在光不透明的固体中，它碰到杂质或分界面就有显著地反射。
用超声波测距离时通过测量发射的超声波与接受到被测物体反射的回波之间的时间差来确定的。
关键词：AT89S51，超声波，测距目录第一章绪论 (1)1.1课题设计目的及意义 (1)1.1.1设计的目的 (1)1.1.2设计的意义 (1)1.2超声波测距仪的现状和发展 (1)1.2.1发展历史 (1)1.2.2 研究现状 (3)1.3本课题研究的主要内容 (3)第二章系统方案论证 (4)2.1超声波测距仪的设计思路 (4)2.1.1超声波测距原理 (4)2.1.2超声波测距仪原理框图 (4)2.1.3课题设计的要求 (4)2.2超声波测距方法的选择 (4)2.3超声波发生器选择 (6)2.4超声波接受传感器 (6)2.5显示单元选择 (6)2.6语音播报电路选择 (7)2.7温度传感器的选择 (7)第三章系统的硬件结构设计 (9)3.1 AT89S51单片机的功能及特点 (9)3.1.1主要性能参数 (9)3.1.2功能特性概述 (9)3.2单片机最小系统 (10)3.3单片机测距原理 (11)3.4超声波发射电路 (12)3.5超声波检测接收电路 (13)3.6温度补偿电路 (14)3.7显示单元电路 (15)3.7.1 12864液晶资料 (16)3.7.2 12864液晶基本特性 (16)3.8语音播报电路 (17)3.9无线发射与接收电路 (18)3.9.1APC240无线通信模块主要特点 (18)3.9.2APC240无线通信模块主要技术指标 (19)第四章系统的软件设计 (20)4.1超声波测距仪的算法设计 (20)4.2主程序流程图 (20)4.3超声波发生子程序和超声波接收中断程序 (22)4.4系统的软硬件的调试 (24)总结 (25)致谢 (27)参考文献 (28)附录一超声波测距电路原理图 (30)附录二程序清单 (31)第一章绪论1.1课题设计目的及意义1.1.1设计的目的随着科学技术的快速发展，超声波将在测距仪中的应用越来越广。
基于51单片机的汽车倒车雷达设计
基于51单片机的汽车倒车雷达设计LT第一章绪论1.1 课题设计的目的和意义随着汽车的普及，越来越多的家庭拥有了汽车。
交通拥挤状况也随之出现，撞车事件也是经常发生，人们在享受汽车带来的乐趣和方便的同时，更加注重的是汽车的安全性，许多“追尾”事故都与车距有着密切的关系。
为了解决这个安全问题，设计一种汽车测距防撞报警系统势在必行。
由于超声波指向性强，能量消耗缓慢，在介质中传播的距离较远，因而超声经常用于距离的测量，如测距仪和物位测量仪等都可以通过超声波来实现。
利用超声波检测往往比较迅速、方便、计算简单。
所以超声波测距法是一种非常简单常见的方法，应用在汽车停车的前后左右防撞的近距离测量，以及在汽车倒车防撞报警系统中，超声波作为一种特殊的声波，具有声波传输的基本物理特性—折射，反射，干涉，衍射，散射。
超声波测距是利用其反射特性，当车辆后退时，超声波测距传感器利用超声波检测车辆后方的障碍物位置，并利用LED显示出来，当到达一定距离时，系统能发出报警声，进而提醒驾驶人员，起到安全的左右。
通过本课题的研究，将所学到的知识用在实践中并有所创新和进步。
该设计可广泛应用在生活、军事、工业等各个领域，它需要设计者有较好的数电、模电知识，并且有一定的编程能力，综合运用所学的知识实现对超声波发射与接收信号进行控制，通过单片机程序对超声波信号进行相应的分析、计算、处理最后显示在LED数码管上。
1.2 国内应用现状近年来，由于导航系统、工业机器人的自动测距、机械加工自动化等方面的需要，自动测距变得十分重要。
与同类测距方法相比，超声波测距法具有以下优势：（1）相对于声波，超声波有定向性较好、能量集中、在传输过程中衰减较小、反射能力强等优势。
（2）和光学方法相比，超声波的波速较小，可以直接测量较近的目标，纵向分辨率高；对色彩、光照度、电磁场不敏感，被测物体处于黑暗、烟雾、电磁干扰、有毒等比较恶劣的环境有一定的适应能力。
特别是在海洋勘测具有独特的优点。
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课程设计报告（嵌入式系统设计实践）学院：电气工程与自动化学院题目：基于51单片机的车倒车雷达设计专业班级：自动化131班学号：********** 学生姓名：***指导老师：***时间：2015年12月1 日摘要倒车雷达又称泊车辅助系统，是汽车泊车安全辅助装置，能以声音或者更为直观的显示告知驾驶员周围障碍物的情况，解除了驾驶员泊车和起动车辆时前后左右探视所引起的困扰，并帮助驾驶员扫除了视野死角和视线模糊的缺陷，提高了安全性。
本文介绍了以STC89C51RC单片机为核心的一种低成本、高精度、微型化，并有数字显示和声光报警功能的倒车雷达系统。
倒车雷达一般由超声波传感器（俗称探头）、控制器和显示器等部分组成，现在市场上的倒车雷达大多采用超声波测距原理，驾驶者在倒车时，启动倒车雷达，在控制器的控制下，由装置于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，判断出障碍物的位置，由显示器显示距离并发出警示信号，得到及时警示，从而使驾驶者倒车时做到心中有数，使倒车变得更轻松。
倒车雷达的提示方式可分为液晶、语言和声音三种；接收方式有无线传输和有线传输等。
本方案采用语音提示的方式，利用STC89C51RC单片机所具备的功能，外接超声波测距模组，即超声波发射模块和超声波接收模块，加上显示模块和语音报警模块，组成一个示例的倒车雷达系统，语音提示报警（0.27m~1.0m）范围内的障碍物，并通过数码管显示与障碍物之间的距离。
关键词：倒车雷达；超声波；单片机STC89C51RC目录第一章概述 (1)1.1设计目的 (1)1.2设计要求 (1)1.3 本设计主要内容 (1)第二章倒车雷达的基本工作原理 (2)2.1 单片机的发展及其应用 (2)2.2 超声波测距原理 (2)2.2.2 超声波测距的基本原理 (2)2.2.3 超声波测距的设计实现 (5)2.3 超声波倒车雷达系统工作原理 (5)2.3.1 超声波倒车雷达的工作原理 (5)2.3.2 系统原理框图 (6)2.4 本章小结 (6)第三章系统硬件设计 (7)3.1 单片机系统及显示电路 (7)3.1.1 单片机控制芯片选择 (7)3.1.2 单片机系统及其外围电路 (9)3.1.3 显示电路 (10)3.2 超声波发射电路 (11)3.3 超声波接收电路 (12)3.4 语音部分原理图 (13)3.5 电源电路的设计 (14)3.6 本章小结 (15)第四章系统软件设计 (15)4.1 超声波测距仪的算法设计 (16)4.2 主程序设计 (17)4.3 超声波发生与接收程序设计 (19)4.3.1 超声波发生子程序设计 (19)4.3.2 外部中断子程序设计 (21)4.4 倒车距离显示及语音报警程序设计 (22)4.4.1 显示报警子程序设计 (22)4.4.2 LED显示子程序设计 (23)4.5 本章小结 (24)第五章分析调试及结论 (25)5.1 硬件组装 (25)5.2 软件实现 (25)5.3 整机调试 (26)5.4 结论分析 (26)5.5 本章小结 (26)致谢 (27)参考文献 (28)附录I (29)附录II (30)第一章概述1.1设计目的伴随着我国汽车行业的高速发展，特别是近几年来，开始进入私家车时代，汽车的数量正在逐步增加，造成交通越来越拥挤。
驾驶员开始越来越担心行车安全，其中倒车最为典型。
同时汽车驾驶员中非职业汽车驾驶员的比例也在逐年增加。
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件。
本系统是将微计算机技术与超声波的测距技术、传感器技术、单片机技术等相结合，可以检测到汽车倒车时障碍物与车尾的距离，通过液晶显示屏显示距离，并根据实际距离发出报警等级。
驾驶员只要在驾驶室里就能做到心中有数，极大的提高了停车和倒车时的安全和效率。
1.2设计要求本系统主要由超声波发射、接收电路、单片机处理模块、LED数码显示以及声光报警等部分组成。
设计要求：1、设计硬件系统；2、设计软件系统；3、绘制硬件电路图；4、进行图像显示提示及声音提示，当距离小于5CM（2.5M）的时候声音提示，小于0.5CM（0.5M）时，急促声音提示。
1.3 本设计主要内容本设计是以STC89C51RC单片机为核心，一种低成本、高精度、微型化，并有数字显示和声光报警功能的倒车雷达系统。
利用STC89C51RC单片机所具备的功能，外接超声波测距模组，即超声波发射模块和超声波接收模块，加上显示模块和语音报警模块，组成一个示例的倒车雷达系统，语音提示报警（0.27m~1.5m）范围内的障碍物，并通过数码管显示与障碍物之间的距离。
设计共分六章，主要内容包括：绪论，倒车雷达的基本工作原理，系统硬件设计，系统软件设计，安装调试及分析，以及对测距仪改进的一些设想。
第二章倒车雷达的基本工作原理2.1 单片机的发展及其应用单片机又称微控制器，是在一块硅片上集成了各种部件化微型计算机，这些部件包括中央处理器CPU、数据存贮器RAM、程序存贮器ROM、定时器/计数器和多种I/O接口电路。
单片机体积小、重量轻、具有很强的灵活性而且价格不高，越来越得到广泛的应用。
8051在小中型应用场合很常见，已成为单片机领域的实际标准。
80年代中期，Intel 公司将8051内核使用权以专利互换或出售形式转给世界许多著名IC制造厂商，如PHILIPS、西门子、AMD、OKI、NEC、Atmel等，这样8051就变成有众多制造厂商支持的、发展出上百个品种的大家族。
90年代，PHILIPS推出支持16位计算的X4系列。
XA系列是16位单片机，又可完全兼容8051的指令系统。
Intel推出的80C51也是与8051在机器代码级兼容，这样保证了8051用户到21世纪技术的领先性。
随着硬件的发展，8051软件工具已有C级编译器及实时多任务操作系统（RIOS），单片机的程序设计更简单、更可靠、实时性更强。
因而8051系列是单片机教学的首选机型。
而有内部可擦写RAM 的89C51/52是目前我们常用的芯片。
2.2 超声波测距原理2.2.2 超声波测距的基本原理（1）认识超声波超声波是指振动频率大于20KHz以上的,其每秒的振动次数（频率）甚高，超出了人耳听觉的上限（20000Hz），人们将这种听不见的声波叫做超声波。
超声和可闻声本质上是一致的，它们的共同点都是一种机械振动，通常以纵波的方式在弹性介质内会传播，是一种能量的传播形式，其不同点是超声频率高，波长短，在一定距离内沿直线传播具有良好的束射性和方向性。
超声波由于其指向性强、能量消耗缓慢、传播距离较远等优点，而经常用于距离的测量，如测距仪和物位测量仪等都可以通过超声波来实现。
超声波测距主要应用于倒车雷达、建筑施工工地以及一些工业现场，例如液位、井深、管道长度等场合。
利用超声波检测往往比较迅速、方便、计算简单、易于做到实时控制，并且在测量精度方面能达到工业实用的要求，因此在测控系统的研制上得到了广泛应用。
（2）超声波发生器为了研究和利用超声波，人们已经设计和制成了许多超声波发生器。
总体上讲，超声波发生器可以分为两大类：一类是用电气方式产生超声波，一类是用机械方式产生超声波。
电气方式包括压电型、磁致伸缩型和电动型等；机械方式有加尔统笛、液哨和气流旋笛等。
它们所产生的超声波的频率、功率和声波特性各不相同，因而用途也各不相同。
目前较为常用的是压电式超声波发生器。
（3）超声波传感器的特性超声波传感器的基本特性有频率特性和指向特性，这里以课题中选用的传感器T/R40发射型超声波传感器的特性为例加以说明。
①频率特性图2-1 超声波传感器的升压能级和灵敏度图2-1是超声波发射传感器的升压能级和灵敏度。
其中，40KHz处为超声波发射传感器的中心频率，在40KHz处，超声发射传感器所产生的超声机械波最强，也就是说在40KHz处所产生的超声声压能级最高。
而在40KHz两侧，声压能级迅速衰减。
其频率特性如图2-2所示。
因此，超声波发射传感器一定要使用非常接近中心频率40KHz的交流电压来激励。
发射灵敏度（dB）图2-2 超声发射传感器频率特性另外，超声波接收传感器的频率特性与发射传感器的频率特性类似。
超声发射传感器频率特性如图2-2所示，曲线在40KHz处曲线最尖锐，输出电信号的振幅最大，即在40KHz处接收灵敏度最高。
因此，超声波接收传感器具有很好的频率选择特性。
超声接收传感器的频率特性曲线和输出端外接电阻R也有很大关系，如果R很大，频率特性是尖锐共振的，并且在这个共振频率上灵敏度很高。
如果R较小，频率特性变得光滑而且有较宽的带宽，同时灵敏度以随之降低。
并且最大灵敏的向稍低的频率移动。
因此，超声接收传感器应与输入阻抗的前置放大器配合使用，才能有较高的接收灵敏度。
考虑到实际工程测量的要求，可以选用超声波频率f = 40KHz，波长λ = 0.85cm。
②指向特性实际的超声波传感器中的压电晶片是一个小圆片，可以把表面上每个点看成一个振荡器，辐射出一个半球波（子波），这些子波没有指向性。
但离开超声传感器的空间某一点的声压是这些子波迭加的结果（衍射），却有指向性。
超声传感器的指向图由一个主瓣和几个副瓣构成，其物理意义是0度时电压最大，角度逐渐增大时，声压减小。
超声传感器的指向角一般为40度到80度，本设计要求传感器的指向角为75度。
图2-3是电路中选用的发射传感器的指向特性及结构。
图2-3 超声波传感器指向特性及结构（4）超声波传感器的应用超声波传感技术应用在生产实践的不同方面，而医学应用是其最主要的应用之一，以医学为例子说明超声波传感技术的应用。
超声波在医学上的应用主要是诊断疾病，它已经成为了临床医学中不可缺少的诊断方法。
超声波诊断的优点是：对受检者无痛苦、无损害、方法简便、显像清晰、诊断的准确率高等。
因而推广容易，受到医务工作者和患者的欢迎。
超声波诊断可以基于不同的医学原理，其中有代表性的一种所谓的A型方法。
这个方法是利用超声波的反射。
当超声波在人体组织中传播遇到两层声阻抗不同的介质界面是，在该界面就产生反射回声。
每遇到一个反射面时，回声在示波器的屏幕上显示出来，而两个界面的阻抗差值也决定了回声的振幅的高低。
在工业方面，超声波的典型应用是对金属的无损探伤和超声波测厚两种。
过去，许多技术因为无法探测到物体组织内部而受到阻碍，超声波传感技术的出现改变了这种状况。
当然更多的超声波传感器是固定地安装在不同的装置上，“悄无声息”地探测人们所需要的信号。
在未来的应用中，超声波将与信息技术、新材料技术结合起来，将出现更多的智能化、高灵敏度的超声波传感器。