单片机课设

学号

天津城建大学

单片机原理及应用A课程设计

设计说明书

汽车倒车测距仪的设计

起止日期：2015 年01 月12 日至2015 年01 月16 日

学生姓名

班级

成绩

指导教师(签字)

控制与机械工程学院

2015年01月16 日

天津城建大学

课程设计任务书

2014 —2015 学年第1 学期

控制与机械工程学院专业班级

课程设计名称：单片机原理及应用A课程设计

设计题目：汽车倒车测距仪的设计

完成期限：自2015 年01 月12 日至2015 年01 月16 日共 1 周

设计依据、要求及主要内容（可另加附页）：

一、课程设计的目的

1、进一步熟悉和掌握单片机的结构及工作原理。

2、掌握单片机的接口技术及相关外围芯片的外特性，控制方法。

3、通过课程设计，掌握以单片机为核心的电路设计的基本方法和技术。

4、通过实际程序设计和调试，逐步掌握模块化程序设计方法和调试技术。

5、通过完成一个包括电路设计和程序开发的完整过程，了解开发一单片机应用系统的全过程，为今后从事相应打下基础。

二、课程设计的基本要求

1、认真认识设计的意义，掌握设计工作程序，学会使用工具书和技术参考资料，并培养科学的设计思想和良好的设计作风。

2、提高模型建立和设计能力，学会应用相关设计资料进行设计计算的方法。

3、提高独立分析、解决问题的能力，逐步增强实际应用训练。

4、课程设计的说明书要求简洁、通顺，计算正确，图纸表达内容完整、清楚、规范。

5、课程设计说明书封面格式要求见《天津城建大学课程设计教学工作规范》

附表1。

三、课程设计具体要求

1、要求每位同学独立完成设计任务。

2、原理图设计。

1）原理图设计要符合项目的工作原理，连线要正确。

2）图中所使用的元器件要合理选用，电阻，电容等器件的参数要正确标明。

3）原理图要完整，CPU，外围器件，扩器接口，输入/输出装置要一应俱全。

3、程序调计

1）根据要求，将总体项能分解成若干个子功能模块，每个功能模块完成一个特定的功能。 2）根据总体要求及分解的功能模块，确定各功能模块之间的关系，设直出完整的程序流程图。

4、设计说明书

1）原理图设计说明

简要说明设计目的，原理图中所使用的元器件功能及在图中的作用，各器件的工作过程及顺序。

2）程序设计说明

对程序设计总体功能及结构进行说明，对各子模块的功能以及各子模块之间的关系作较详细的描述。

3）画出工作原理图，程序流程图如并给出相应的程序清单。

四、设计任务

利用单片机AT89S51实现单片机在汽车倒车测距仪中的应用控制系统中的接口和编程设计，完成汽车倒车测距的准确性等相关功能。

五、参考资料

[1] 陈明荧，8051单片机课程设计实训教材，清华大学出版社，2004年3月。

[2] /search.php?q=At89s5&sType=part&ExactDS=Starts

[3] /MCU/example/05101910464585819_32343.html

[4] 维普数据库：http://211.81.31.53:808/index.asp

[5] 超星电子图书数据库：http://211.81.31.52:8080/

[6] CNKI数字图书馆镜像分站数据库http://202.113.91.130:8080/

指导教师（签字）：

系（教研室）主任（签字）：

批准日期：2015 年1月8 日

目录

一．绪论 (1)

1.1 研究背景及意义 (1)

1.2 国内外研究现状 (1)

二、系统组成及工作原理 (2)

2.1 整体电路框图 (2)

三．主要硬件电路设计 (3)

3.1 单片机控制电路设计 (3)

3.2 超声波发生及接收电路设计 (4)

3.2.1 超声波发射电路的设计 (4)

3.2.2 超声波接收器 (5)

3.3 LED显示及报警电路设计 (6)

3.4整体电路图 (8)

四．软件设计部分 (8)

4.1 主程序的设计 (8)

五．结论 (10)

六．参考文献 (11)

七．附录 (11)

一．绪论

1.1 研究背景及意义

随着现代生活节奏的加快，交通事故发生的频率也在增加，汽车倒车提示系统也就应运而生。经过调查，绝大部分非职业汽车驾驶员都希望有一种能发现汽车尾部障碍物的“后视眼”。因此我们需设计一种经济实惠的汽车倒车测距仪，以解决驾驶员的“后顾之忧”。

一个由单片机控制的汽车倒车测距仪就能满足这种需求。该测距仪将单片机的实时控制及数据处理功能，与超声波的测距技术、传感器技术相结合，能测量并显示车辆后部障碍物离车辆的距离，同时用间歇“嘟嘟”声发出警报，“嘟嘟”声间隙随障碍物距离缩小而缩短，驾驶员不但可以直接观察到显示的距离，还可以凭听觉判断车后障碍物离车辆的远近，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，并可以帮助驾驶员扫除视野死角和视线模糊的缺陷，提高驾驶的安全性。

1.2 国内外研究现状

汽车倒车测距仪应该包含有总控制器、测距传感器、语音提示及图像显示部件等。各部件有机地结合起来，实现测距及提示功能。蜂鸣器提示是倒车测距仪系统的真正开始。蜂鸣声越急，表示车辆离障碍物越近。虽然司机知道有障碍物，但不能确定障碍物离车有多远，对驾驶员帮助不大。之后液晶荧屏显示的出现是一个质的飞跃，特别是荧屏显示开始出现动态显示系统。不用挂倒挡，只要发动汽车，显示器上就会出现汽车图案以及车辆周围障碍物的距离。动态显示，色彩清晰漂亮，外表美观，可以直接粘贴在仪表盘上，安装很方便。不过液晶显示器外观虽精巧，但灵敏度较高，抗干扰能力不强，所以误报也较多。

现在比较先进的倒车测距仪应该算是魔幻镜倒车测距仪了，它结合了前几代产品的优点，采用了最新仿生超声雷达技术，配以高速电脑控制，可全天候准确地测知2米以内的障碍物，并以不同等级的声音提示和直观的显示提醒驾驶员。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污染显示等多项功能整合在一起，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，直接安装在车内倒视镜的位置。而且它颜色款式多样，可以按照个人需求和车内装饰选配。

近年来由于电子技术的飞跃发展，使得相关技术日新月异，尤其是汽车电子产业的迅速发展，使得高度信息化、电子化的车辆研制有了基础。目前主流的汽车倒车测距仪都是以单片机为核心的智能测距传感系统。这种测距仪能够连续测距和显示障碍物距离，并采用间歇不同的鸣叫声进行报警和提示距离，以尽量不占用驾驶员的视觉。此外，汽车电子系统网络化发展还要求作为驾驶辅助系统子系统的测距仪具有通信功能，能够把数据发送到汽车总线上去。