单片机课程设计_智能超声波测距小车设计

单片机系统

课程设计

成绩评定表

设计课题：智能超声波测距小车设计

学院名称：电气工程学院

专业班级：

学生姓名：

学号：

指导教师：

设计地点：

设计时间：

指导教师意见：

成绩:

签名：年月日

单片机系统

课程设计

设计课题：智能超声波测距小车设计学院名称：电气工程学院

专业班级：

学生姓名：

学号：

指导教师：

课程设计地点：

课程设计时间：

单片机系统课程设计任务书

学生姓名专业班级学号

题目智能超声波测距小车设计

课题性质工程设计课题来源选题指导教师

主要内容（参数）利用89C51设计智能小车超声波测距，实现以下功能：

1.智能小车能够按照给定的程序进行运动，包括前进、后退、左拐、右拐的运动控制。

2.小车运动过程中，超声波测距模块正常工作，并将结果显示在1602液晶显示屏上。

任务要求（进度）

第1-2天：熟悉课程设计任务及要求，查阅技术资料，确定设计方案。

第3-4天：按照确定的方案设计单元电路。要求画出单元电路图，元件及元件参数选择要有依据，各单元电路的设计要有详细论述。

第5-6天：软件设计，编写程序。

第7-8天：实验室调试。

第9-10天：撰写课程设计报告。要求内容完整、图表清晰、文理流畅、格式规范、方案合理、设计正确，篇幅合理。

主要参考资料[1] 张迎新．单片微型计算机原理、应用及接口技术（第2版）[M]．北京：

国防工业出版社，2004

[2]伟福LAB6000系列单片机仿真实验系统使用说明书

[3] 阎石．数字电路技术基础（第五版）．北京：高等教育出版社，2006

审查意见

系（教研室）主任签字：年月日

目录

1 概述 (4)

1.1 应用情况及主要功能 (4)

1.2 技术指标 (5)

2总体方案设计及分析 (6)

2.1总体方案设计 (6)

2.2 系统方案 (7)

3 硬件电路设计 (7)

3.1 51单片机系统 (10)

3.2超声波发射和接收模块 (11)

3.3 1602液晶显示屏 (13)

3.4电源电路 (14)

3.5电机驱动模块 (14)

3.6小车骨架 (15)

4 系统软件设计 (15)

4.1 主程序设计 (15)

4.2 定义延时程序头文件 (16)

4.3电机运动控制模块 (17)

4.4液晶屏显示模块 (18)

4.5测距模块 (18)

5总结 (19)

参考文献 (20)

附录A 系统原理图 (21)

附录B 源程序 (21)

1.概述

本文所介绍的超声波测距报警系统在测距的时候采用的是两个超声波探头分别进行超声波发射和接收来进行距离的测量的。本设计的汽车防撞系统能测量出倒车方向的障碍物与汽车之间的距离, 并通过液晶屏显示单元模块显示两者之间的距离。本系统利用一片89C51单片机对超声波信号循环不断地进行采集。系统包括超声波测距单元（超声波集成模块）、89C51单片机控制、电机控制模块和液晶屏显示模块。这个设计的汽车倒车雷达要能够连续测距，数据经过单片机的处理后，用液晶屏显示所测量得到的距离。

1．1 应用情况及主要功能

当前社会经济的不断发展和工业科学技术的不断提高，汽车已逐渐进入不少百姓家。汽车使用数量的不断增加，从而由此导致的倒车交通安全问题也非常严重，道路交通压力增加，交通安全问题也是面临严峻挑战。在面临如此严峻的交通安全问题，许多涉及安全问题的汽车辅助系统也纷纷现世。而本设计就是利用单片机知识、传感器知识等，进行的汽车防撞装置的设计，在汽车倒车时，这种装置可以在驾驶员对车尾与障碍物体的距离远近无法目测和判断时进行报警。

倒车雷达系统的开始是以蜂鸣器报警为标志的。汽车离障碍物距离越近，蜂鸣器报警声越急，蜂鸣器报警虽然使驾驶员知道有障碍物的存在，但却不能确定汽车车尾离障碍物有多远，所以，蜂鸣器报警对驾驶员帮助不是很大；之后一个质的飞跃就是液晶屏显示的出现，特别是液晶显示开始出现动态显示系统，驾驶员就是只要发动车辆，而且不用挂倒挡，液晶显示器上就会出现汽车图案以及汽车与周围的障碍物的距离，液晶显示是动态显示，液晶显示器的外表美观，显示的色彩也很清晰，而且可以直接粘贴在仪表盘上，安装也很方便。不过由于液晶显示的灵敏度比较高，而且它的抗干扰能力也不是很强，所以误报的情况也较多。现在市面上的魔幻镜倒车雷达应该算是比较先进的倒车雷达了，它结合了前几代产品的优点，并采用了最新仿生超声雷达技术，并用高速电脑控制，可全天准确地进行探测2 m以内的障碍物，并以不同的声音提示和直观的距离显示来提醒驾驶员；魔幻镜倒车雷达把后视镜、倒车雷达、免提电话、温度显示和车内空气温度显示等多项功能整合在一起[1]，并设计了语音功能，因为其外形就是一块倒

车镜，所以可以不占用车内空间，可以直接安装在车内倒视镜的位置，而且它样式种类繁多，可以按照个人需求和车内装饰选配，当然它的价格也是比较贵的。最新的一代倒车雷达是整合影音系统，除了具备前几代倒车雷达的功能外还兼有影音系统。

随着科学技术水平的迅速发展，相关电子技术也是飞跃前进，当然，汽车电子产业也得到飞速发展，电子产业的飞速发展使得车载电子安全产品有很大的发展前景。倒车雷达当然是每辆车必备的电子安全产品，如今市面上的主流的汽车倒车雷达基本都是以单片机芯片为控制核心的智能测距报警系统。这些的倒车雷达能够连续测距并显示汽车与障碍物之间的距离，而且采用蜂鸣器的不同频率的鸣叫声进行报警提示和距离显示提示，从而能够尽量不占用驾驶员的视觉空间。此外，汽车电子系统的网络化的发展还要求作为汽车行驶安全辅助系统的倒车雷达要具有通信功能，并能够把数据发送到汽车总线上去。

1.2 技术指标

超声波测距模块：

1、典型工作用电压：5V

2、超小静态工作电流：小于5mA

3、感应角度(R3 电阻越大,增益越高,探测角度越大)：

R3 电阻为392,不大于15 度

R3 电阻为472, 不大于30 度

4、探测距离(R3 电阻可调节增益,即调节探测距离)：

R3 电阻为392 2cm-450cm

R3 电阻为472 2cm-700cm

5、高精度：可达0.3cm

6、盲区（2cm）超近