基于单片机的车距检测与防撞系统
基于51单片机的汽车防碰撞系统的设计
基于51单片机的汽车防碰撞系统的设计
1.引言
随着汽车技术的不断进步，尤其是自动驾驶技术的发展，越来越多的距离检测设备将会不断面世。
目前，运用于汽车测距主要有以下四种方式：毫米波雷达测距方式；摄像系统测距方式；激光测距方式；超声波测距方式。
毫米波雷达存在电磁波相互干扰问题，摄像系统则造价高昂，均难以在汽车上普及。
激光测距具有测量时间短、量程大、精度高等优点，适应汽车从低速前进到高速前进的测距需求，避免汽车高速行驶时因测距速度慢造成的测距失准现象。
超声波测距原理简单，制作方便，成本比较低，但其只适用于较短距离低速测距，故将其应用于汽车倒车时测距。
本文提出的将激光测距和超声波测距相结合的安全报警系统，旨在帮助驾驶员在汽车多种行驶状况、多方位探知并显示车辆与周围障碍物的距离，当障碍物距离小于设定安全距离时给驾驶员警报，避免驾驶员反应不及时引发交通事故。
2.防碰撞系统的方案设计
实现汽车防碰撞，关键还在于测距防碰撞系统的应用。
本系统由测距模块、控制计算单元、显示单元、报警单元、执行单元等组成。
其中测距模块包括汽车前进时工作的激光测距模块和汽车倒车时工作的超声波测距模块。
两者分别通过各自的通讯电路与控制单元相连，可在汽车前进后退等多种工况对汽车周边障碍物进行全方位监测，并把汽车与障碍物距离传递至控制单元，控制单元通过连接的执行单元，报警单元等进行声光报警，主动制动等防碰撞功能的执行。
系统组成如图1所示。
3.测距原理。
基于单片机的倒车防撞预警系统毕业设计
基于单片机的倒车防撞预警系统毕业设计倒车防撞预警系统是一种能够帮助驾驶员在倒车过程中避免碰撞的设备。
本文基于单片机设计了一种倒车防撞预警系统，并进行了详细的介绍。
该系统主要由倒车传感器、控制电路、显示屏和蜂鸣器组成。
其中，倒车传感器用于检测车辆周围的障碍物，通过将传感器输出的数据传给控制电路进行处理。
控制电路根据接收到的传感器数据，计算出障碍物与车辆的距离，并控制显示屏和蜂鸣器发出相应的警报。
在设计中，我们选择了超声波传感器作为倒车传感器，因为它能够准确地测量障碍物与车辆的距离。
我们将超声波传感器固定在车辆的后部，并将其与单片机相连。
当车辆开始倒车时，超声波传感器开始工作，并将检测到的障碍物距离传给单片机。
单片机接收到传感器数据后，根据一定的算法计算出车辆与障碍物的距离，并根据距离的大小决定是否发出警报。
为了方便驾驶员了解障碍物的距离，我们在车辆驾驶室内安装了一个显示屏，用于显示障碍物与车辆的距离。
当障碍物与车辆的距离小于一定值时，系统还会通过蜂鸣器发出警报，提醒驾驶员注意。
在系统的设计过程中，我们考虑到了多种因素。
首先，我们要确保传感器的数据准确性，要选择合适的传感器并进行校准。
其次，我们要考虑到驾驶员对系统的操作是否方便，要保证显示屏和蜂鸣器能够清晰地传达信息。
最后，我们还要考虑系统的可靠性和稳定性，要进行充分的测试和优化。
倒车防撞预警系统可以提高驾驶安全性，避免驾驶员在倒车过程中因为盲区而发生碰撞。
我们通过基于单片机的设计，实现了一个简单有效的倒车防撞预警系统。
通过这个设计，我们还深入了解了单片机的应用和原理。
希望这个设计能够对相关领域的研究和开发工作提供一些参考和启示。
基于单片机的汽车防撞报警系统设计PPT
第二章
硬件简介
本设计中主要采用以AT89S51单片机芯 片、时钟电路、复位电路、LED显示、超 声波传感器5部分。
AT89S51单片机
各引脚功能
Hale Waihona Puke P2.0：接地 P4.0：正电源脚，正常工作或对片内EPROM写程序时，接+5V电源。 P1.9：时钟XTAL1脚，片内振荡电路的输入端，是外接晶体的一个引脚。 P1.8：时钟XTAL2脚，片内振荡电路的输出端，是外接晶体的另一端。当采用 外部振荡器时，此引脚接外部振荡源。 RST/VPP(PIN1):复位引脚，引脚上出现2个机器周期的高电平将使单片机复 位。 P0.0~p0.7：输入信号用于控制LED段选。 P1.0和p1.5、p1.6、p1.7与单片机编程器连接，是程序下载端口。 P3.0：ALE是允许地址锁存输出/编程脉冲输入引脚。当访问外部程序器时， ALE(地址锁存)的输出用于锁存地址的低位字节。而访问内部程序存储器时， ALE端将有一个1/6时钟频率的正脉冲信号，这个信号可以用于识别单片机是 否工作，也可以当作一个时钟向外输出。更有一个特点，当访问外部程序存储 器，ALE会跳过一个脉冲。 PSE：复位。 EA：电源输入端。
超生波传感器原理
超声波传感器采用电气方式中的压电式超声波换 能器。它是利用压电晶体的谐振来工作的。它有两 个压电晶体和一个共振板。当它的两级外加脉冲信 号其频率等于压电晶体的固有振荡频率时，压电晶 体片将会发生共振，并带动共振板振动，产生超声 波。反之，如果两电极间未外加电压，当共振板接 收到超声波时，将压迫压电晶体片做振动，将机械 能转换为电信号，就成为超声波接收器。在超声波 电路中，发射端输出一系列脉冲方波，脉冲宽度越 大，输出的个数越多，能量越大，所能检测到的距 离也越远。
基于单片机的汽车防碰撞系统研究
基于单片机的汽车防碰撞系统研究摘要：随着国家经济发展，我国汽车拥有者的数量大大提高，汽车给人们的出行带来了巨大的便利。
在带来便利的同时，交通事故发生的频率也大大上升，为了减少交通事故的发生，我们用单片机对汽车的防碰撞系统进行研究。
本文将介绍汽车防碰撞系统的基本原理及测距系统的特点和应用。
关键词：单片机；防碰撞；测距Abstract:With the development of the national economy, the number of China’scar ownership is greatly improved, the automobile has broughtgreat convenience to people’s travel.In the convenience,trafficaccident frequencyis greatlyincreased,in order toreduce the occurrence of traffic accidents,we useMCUanti-collisionsystem forautomotiveresearch.This paper will introduce thecharacteristics andapplication of the basic principlesandmeasuring systemfor automobile collision avoidancesystem.Keywords:single chip microcomputer;anti-collision; ranging随着社会经济的发展，汽车已经成为了主流的出行工具，给大家的出行带来很多的便利，然而同时汽车也给大家的生活带来了更多隐患，大量交通事故的发生造成了严重的生命财产损失。
社会的发展也带动了科技的进步，而科技总会给人们的生活带来更多的福利，如何利用现有的科技手段有效的减少交通事故的发生也称为了人们热议的话题。
基于单片机的汽车防撞测距警报系统毕业论文
命运如同于•中的卑纹，无论篡曲折，终掌握在自己于•中。
本科毕业设计（论文）基于单片机的汽车防撞测距警报系统学院名称：__________ 电气信息学院_______________专业：____________ 测控技术与仪器______________班级：_______________ 08东测控_________________姓名：___________________________________指导教师姓名：____________________________指导教师职称：__________________________命运如同手中的掌纹,无论多曲折,终掌握在自己手中。
2012年6月基于单片机的汽车防撞测距警报系统摘要：本文介绍了一种单片机控制的汽车防撞测距报警系统，此系统利用AT89C52单片机作为主控制器，结合超声波测距原理，通过发射和接收超声波信号，再山单片机进行数据处理，通过数码管显示距离，当超过设定的距离时蜂鸣器报警。
该系统采用软、硬结合的方法，具有模块化和多用化的特点。
该论文对系统各个单元的原理进行了介绍。
对组成的各系统电路的芯片进行了介绍，并阐述了它们的工作原理。
此系统具有结构简单，精度高，使用方便等特点。
关键词：单片机；超声波；测距Automobile^ Anti-collision Distance Alarm System Based on MUCAbstract：This article describes a microprocessor controlled car crash ranging alarm system, this system using AT89C52 microcontroller as the main controller, combined with the principle of ultrasonic distance measurement by transmitting and receiving ultrasonic signals, and then by the microcontroller for data processing, through digitaldisplay distance, buzzer alarm when exceeds a set distance. The system uses a soft hard combination, modular and multi-use characteristics. The paper introduced the principle of the system unit・ The composition of each system circuit chips were introduced, and described how they work. This system has a simple structure, high precision, easy to use features.Keywords: Single-chip microcomputer ； Ultrasonic wave； Measuring distance目录前言............................................................. 错误!未定义书签。
基于单片机超声波测距仪汽车防撞系统方案说明书
2015届毕业生毕业设计说明书题目: 基于单片机超声波测距仪汽车防撞系统院系名称：信息学院专业班级：电信1108学生姓名：顾豪贝学号： 201116910817 指导教师：杨铁军教师职称：教授2015年 5 月29日目次1绪论 (1)1.1所选题目背景 (1)2 方案设计和论证 (1)2.1方案设计 (1)3×××××（正文第3章）………………………………………………Y ………………………………………（略）X ×××××（正文第X章）……………………………………………………… Y 结论…………………………………………………………………………………… Y 致谢…………………………………………………………………………………… Y 参考文献………………………………………………………………………………Y 附录 A ××××（必要时）………………………………………………………… Y 附录 B ××××（必要时）………………………………………………………… Y图 1 ×××××（必要时）………………………………………………………… Y 图2×××××（必要时）………………………………………………………… Y表 1 ×××××（必要时）………………………………………………………… Y 表 2 ×××××（必要时）………………………………………………………… Y注：1. 目次中的内容一般列出“章”、“条”二级标题即可；2．Y表示具体的阿拉伯数字；3. 目录前的页码采用罗马数字。
基于单片机的倒车防撞报警系统设计
3.单片机通过发射和接收的数据计算出距离，通过液晶模块显示距离，若距离小于设定值则进行报警提示
4.可以通过键盘设置提示距离值
三、工作总体安排
2019年8月至2019年9月，开始选题，收集相关资料，然后拟定题目。
2019年10月1日至2020年1月初，查阅自己所涉及知识的相关资料，复习相关知识，初步完成各个模块的电路原理图设计。
二、主要研究内容和方法、步骤、预期目的
研究内容、方法和步骤
利用超声波电路原理，用C语言编写一个完整的测距系统，实现对靠近的物体进行测距。
一、超声波测距
1.当倒车键按下时通过超声波模块测量到后方物体的距离，单片机主控模块实现超声波发射脉冲的发射和通过超声波接收模块接收到的信号计算出距离。
2.温度传感器：超声波在空气中传播速度受环境温度的影响，根据声波在空气中的传播速度与温度的关系：V = 331.5 + 0.6t（m/s），温度越高，速度增大。
2020年1月至4月在老师指导下根据电路原理图，基本完成系统模型，并完成和改进论文
2020年5月初，完成毕业论文《基于单片机的倒车防撞报警系统设计》，准备毕业论文答辩。
四、指导教师意见：
签字：
年 月 日
备注：题目类别栏应填：应用研究、理论研究、艺术设计、程序软件开发等。
只要将此系统应用于社会交通运输业中一定会对减少交通事故的发生做出更突出的贡献。
国内外研究现状：
国际上对汽车防撞的研究开始于二十世纪六十年代，以德、美、日为代表的西方国 家内开始研究，与众多汽车制造厂商合作，制造出世界上第一批汽车防撞报警器。但局 限于当时器件的发展水平和单片机成本过高， 导致报警器难以做到体积轻巧、 结构简单、 价格便宜。此外，报警器的干扰因素很多，在实验室制造的样机，对许多干扰因素考虑 不全面，使在实际得应用中，防撞效果并不让众多研究者满意。
基于单片机的汽车防追尾碰撞报警系统设计
基于单片机的汽车防追尾碰撞报警系统设计随着汽车数量的不断增加，交通事故也日益频繁，其中追尾碰撞事故成为了一个较为普遍的类型。
为了减少此类事故的发生率，我们可以设计一个基于单片机的汽车防追尾碰撞报警系统。
本文将从系统设计的整体框架、具体的硬件设计、软件设计和实施效果等方面进行讨论。
首先，我们来看设计的整体框架。
该系统分为传感器模块、处理器模块和报警模块三个主要部分。
传感器模块负责检测车辆周围的情况，包括前方道路情况、前车的距离以及车速等；处理器模块负责接收传感器模块的数据并进行处理，判断是否存在追尾风险并触发报警；报警模块则负责发出报警信号，提醒驾驶员注意安全。
其次，我们来看具体的硬件设计。
传感器模块可以选择使用超声波传感器或红外传感器来检测前方车辆的距离。
通过测量距离和车速，我们可以计算出与前车的相对速度，并据此判断是否存在追尾风险。
处理器模块可以选择使用8051单片机来实现，该单片机具有较为成熟和稳定的开发生态系统。
报警模块可以选择使用蜂鸣器发出声音警告，或者使用LED灯发出光警告。
然后，我们来看软件设计。
在处理器模块中，我们需要编写相应的程序来实现功能。
首先，我们需要配置单片机的IO口和串口通信，并初始化传感器模块。
其次，我们需要编写函数来读取传感器模块的数据，并进行处理。
根据距离和速度等数据，我们可以设定一个阈值来判断是否存在追尾风险，并触发报警。
如果存在追尾风险，我们需要及时发出报警信号。
最后，我们可以编写用户界面程序，用于显示车辆信息和报警状态等。
最后，我们来看实施效果。
通过实际测试，我们可以验证系统的有效性和可靠性。
首先，我们需要对传感器模块进行准确性和稳定性的测试，确保其能够正确地检测车辆的距离和速度等信息。
然后，我们需要对处理器模块进行功能和性能的测试，确保其能够准确地判断追尾风险并触发报警。
最后，我们需要对整个系统进行集成测试，确保各模块正常工作并协同配合。
通过以上测试，我们可以评估系统的实施效果，并根据测试结果进行进一步优化和改进。
基于单片机的汽车防追尾碰撞报警系统设计
目录摘要........................................... ............................................. (I)一引言 (1)（一）社会背景及意义 (1)（二）国内外研究现状 (1)（三）设计思路 (2)（四）论文组织结构 (3)二系统关键技术分析 (4)（一）模数转换技术 (4)1. 模数转换模块（ADC） (4)2. ADC工作原理 (5)3． ADC采样时间和转换时间 (6)(二). 寻迹导航技术 (9)（三）．红外检测技术 (11)（四）．脉宽调制技术 (12)三系统架构设计 (13)（一）系统功能结构设计 (13)（二）各模块功能分析 (14)四系统硬件电路设计 (16)（一）稳压电源电路设计 (16)（二）模拟光电传感器电路设计 (17)（三）红外避障传感器控制电路设计 (20)（五）电机驱动电路设计 (22)五系统测试 (24)（一）系统测试工具 (24)（二）测试结果与分析 (26)摘要随着人们生活水平的日益提高，汽车数量也与日俱增，因此汽车的行驶安全就显得尤为重要。
介绍一种基于单片机Fusion FPGA AFS600芯片的汽车防追尾碰撞报警系统，他是自动检测行进中汽车前后方障碍物的距离，当达到安全极限距离时，会发出声光报警，提示驾驶员进行相应的操作。
给出该报警系统的软硬件设计，实践证明该系统有效且准确。
为提高汽车运行的安全性和降低碰撞发生的可能,本文讲述一种主动型汽车防追尾碰撞报警系统。
该系统装置将单片机的实时控制及数据处理功能，与毫米波雷达的测距技术、传感器技术相结合，可检测汽车运行中前方、后方障碍物与汽车的距离及汽车车速，通过数显装置显示距离，并由发声电路根据距离远近情况发出警告声。
关键词：单片机；碰撞；报警；检测AbstractWith rising of living stangard,the number of cars increased every day,so cars driving safety is particularly important. The system of automobile anti-collision alarming system based on single Fusion FPGA AFS600-chip is introduced,it can auto detect distance frontage an rear fraise,when reach critical security distance,alarming of sound an light are given,the system hardware composition anf software project are showed,Experiment results prove validity and veracity.In order to enhance the safety of cars and reduce the possibility of a collision, the paper about a pro-active anti-vehicle collision warning system. The system will be installed real-time control of the microcontroller and data processing functions, and millimeter-wave radar ranging technology, sensor technology, could be detected in the vehicle running in front, the rear vehicle barriers and the distance and vehicle speed, through the significant number of Device shows that distance by distance voice circui ts based on the situation issued a warning sound.Keywords:single chip computer; collision; alarming;detection一引言（一）社会背景及意义为有效降低小汽车碰撞事故的高发率，近年来广大电子爱好者始终都在试图通过制作模型的方式，努力探寻解决该问题的可行方案，而模型制作所需的硬件基础尤其成为解决问题的关键。
基于单片机的倒车防撞预警系统设计
基于单片机的倒车防撞预警系统设计倒车防撞预警系统是一种广泛应用于汽车上的辅助设备，可以帮助驾驶员在倒车过程中避免与障碍物发生碰撞。
本文将介绍一个基于单片机的倒车防撞预警系统的设计。
一、系统设计方案1.硬件设计部分：(1)超声波传感器：用于检测倒车车辆后方距离的变化，一般使用多个超声波传感器进行检测。
(2) 单片机（如Arduino）：用于接收超声波传感器的信号并进行处理，同时控制显示器和蜂鸣器发出预警信号。
(3)显示器：用于显示倒车车辆后方的障碍物距离，可以使用LCD显示屏。
(4)蜂鸣器：用于发出声音预警信号，提醒驾驶员注意。
2.软件设计部分：(1)超声波传感器信号处理：单片机接收超声波传感器的信号，并进行滤波和幅值处理，得到障碍物距离值。
(2)倒车距离显示：将障碍物距离值显示在LCD屏幕上，可以设计多级警戒区，显示不同距离范围内的预警信息。
(3)声音预警：当距离过近时，单片机控制蜂鸣器发出声音预警信号，提醒驾驶员注意。
二、系统实现步骤1.硬件实现：(1)连接超声波传感器：按照超声波传感器的规格书连接传感器与单片机。
(2)连接LCD显示屏：将LCD显示屏连接到单片机。
(3)连接蜂鸣器：将蜂鸣器连接到单片机。
2.软件实现：(1)单片机初始化：初始化单片机，设置IO口的输入输出模式和引脚功能。
(2)读取超声波传感器信号：通过IO口读取超声波传感器的信号，并进行幅值处理，得到障碍物距离值。
(3)显示距离信息：将障碍物距离值显示在LCD显示屏上，可以设计多级警戒区，显示不同距离范围内的预警信息。
(4)发出声音预警信号：当距离过近时，单片机控制蜂鸣器发出声音预警信号，提醒驾驶员注意。
三、系统测试和优化1.测试：将倒车防撞预警系统连接到倒车车辆上，进行实际测试。
测试过程中要注意校准超声波传感器和LCD显示屏的正确读数，以及蜂鸣器声音的预警效果。
2.优化：根据实际测试结果优化系统设计，可考虑加入其他传感器，如摄像头等，提高系统的准确性和可靠性。
基于单片机控制的汽车防撞自动测距系统
沈阳城市学院毕业设计（论文）基于单片机控制的汽车防撞自动测距系统专业：自动化班级：2013级2班学号：姓名：陈小康指导教师：吴峰华答辩日期：2017 年 6 月14 日本科生毕业论文（设计）独创性声明本人声明所呈交的毕业论文（设计）是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，本论文中没有抄袭他人研究成果和伪造数据等行为。
与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。
论文（设计）作者签名：日期：本科生毕业论文（设计）使用授权声明沈阳城市学院有权保留并向国家有关部门或机构送交毕业论文（设计）的复印件和磁盘，允许毕业论文（设计）被查阅和借阅。
本人授权沈阳城市学院可以将本科毕业论文（设计）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、缩印或其他复印手段保存、汇编毕业论文（设计）。
论文（设计）作者签名：日期：指导教师签名：日期：目录摘要 (1)Abstract (2)引言 (3)1 单片机简介 (6)1.1AT89C51单片机概述 (6)2 避障小车的总体设计 (8)2.1 设计原理与方法 (8)2.2 软件设计 (9)2.2.1 C语言 (9)2.2.2 Keil软件简介 (10)2.3 设计准备 (10)3 硬件模块 (12)3.1 各模块的的基本性能 (12)3.1.1 电机、电机驱动模块 (12)3.1.2 避障模块 (13)3.1.3 电源模块 (14)3.1.4 1602液晶模块 (15)4 软件模块 (17)4.1 软件设计思路 (17)4.2 电机前进模块 (17)4.3 电机后退模块 (18)4.4 电机停止工作模块 (18)4.5 电机右转模块 (18)4.6 防卡死模块 (18)4.7 主函数 (19)结论 (21)致谢 (22)参考文献 (23)摘要本设计主要介绍了一种基于AT89C51单片机的超声波避障测距报警小车。
基于单片机的倒车防撞测距报警系统设计
(1) 能实现集中监控, 价格低廉；
(2) 采用模块化设计,使用维护方便,易于普及；
(3) 易安装,稳定性好；
(4) 超声波发射与接收分开, 信号发射与接收更加精确。
谢谢各位评委老师！
1 绪论
1.1 设计的目的
随着社会的开展，有车族越来越多，交通隐患越来越大， 本文所设计的超声波汽车倒车测距系统正是为倒车平安方面 考虑的而设计的。
1.2 设计的研究意义
本设计可成为驾驶员特别是货车以及公共汽车驾
驶员的好帮手，可有效的减少和防止那些视野不良的大型汽
车的倒车交通事故，甚至还能防止盗贼扒车，对提高我国汽
车工业实际水平，具有较大的实际意义。
.3 汽车倒车防撞系统的改进思想
1 超声波的最大有效探测距离的改进思想:设计时
将最大有效探测距离提高约一倍。
2 超声波反响速度改进思想:1 尽可能的缩短工作
周期、稍加余量; 2 采取有一数取一数的方法，同时改进了软
硬件的抗干扰措施。
3 超声波探测盲区改进思想: 改变传感器“外耳〞
4 汽车倒车防撞报警器的软件设计
4.1 主程序设计
超超 超超
超超超超超
超超超超超
超超超超超
N 超超超超超
超超超 Y
超超超超超超
超超超超
超超超超
超超超超超超超 超超超超超超超
超超超超 超超超超
小结
在设计本作品时，通过查阅网络与图书馆搜集资料和导师 的指导，与生活中对于超声波的工作原理的观察研究相结 合，根本完成了课题的要求。但由于设计的理论根底尚浅， 对课题的研究经验还不成熟，使得在技术的解决与运用上 显得粗糙了一些，在某些技术关键上的表达不能到达详细、 精辟。这个系统的设计仍不乏自己的特点和创新，归纳为 以下几点：
基于单片机的车距检测与防撞系统
《基于单片机的车距检测与防撞系统》作品设计说明书学院：专业班级：组员姓名：指导教师：设计时间: 2013年 3月10日----------------学院摘要基于单片机的车距检测与防撞系统【摘要】本文介绍了AT89S51单片机的性能及特点，设计了以其为核心的一种低成本、高精度、微型化、数字显示的汽车防撞报警器。
该防撞报警器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，可检测汽车运行中后方障碍物与汽车的距离，通过数显装置显示距离，并由发声电路根据距离远近情况发出警告声。
对防范汽车倒车事故的发生具有重要的意义。
【关键词】单片机;超声波;防撞;报警目录引言 (13)1系统设计的目标和任务 (13)1.1系统设计的基本要求 (13)1.2系统设计的思路 (13)1.3方案论证 (13)1.3.1发送模块 (13)1.3.2接收模块 (13)2 AT89S51单片机与超声波简介 (14)2.1 AT89S51单片机的概述 (14)2.2 AT89S51单片机的特点 (14)2.3 超声波简介 (15)2.4 基于CX20106超声波测距的调试 (15)3系统软件部分设计 (15)3.1超声波系统主流程图 (15)3.2超声波硬件设计与软件编程 (17)3.2.1复位电路 (17)3.2.2显示电路 (18)3.2.3超声波发送与接收模块 (18)3.2.4 报警模块 (19)4 调试及性能分析 (20)4.1 硬件调试 (20)4.2 软件调试 (20)4.3测试结果与分析 (20)5设计总结 (21)致谢 (21)参考文献 (21)附录1电路原理图......................................................................................... 错误！未定义书签。
附录2 PCB图................................................................................................ 错误！未定义书签。
基于单片机的车载防撞报警器
Part 5
结论
结论
1
基于单片机的车载防撞报警器利用先进的传感器技术和MCU控制技 术，能够实时监测车辆周围环境，预防碰撞，提高驾驶安全性
通过精心设计和优化，实现了低功耗、高灵敏度和高可靠性
2
3
在实际应用中，它将成为驾驶员的得力助手，为行车安全保驾护航
Part 6
未来展望
未来展望
基于单片机的车载防撞报警器在提高驾 驶安全性方面具有重要作用
技术细节
传感器选择
超声波传感器用于检 测车辆周围的障碍物 ，具有成本低、穿透 性强、不受光线影响 等优点。毫米波雷达 则具有更高的测距精 度和测速精度，适用 于高速行驶的车辆
技术细节
MCU选择
技术细节
考虑到性能、功耗和 成本等因素，我们选 用了一款基于ARM Cortex M4内核的MCU 。它具有较高的处理 速度和丰富的外设接 口，适合于车载防撞 报警器的控制
实现过程
硬件设计
根据系统需求，设计各个部分 的电路原理图和PCB板图
软件编程
使用C语言为MCU编写控制程序， 实现传感器数据的采集、处理
和报警控制
系统测试
在实验室环境下对系统进行测 试，包括传感器性能测试、MCU
功能测试和报警功能测试
实车测试
将系统安装到实际车辆上进行 测试，验证其在各种道路条件
下的性能表现
为了更好地满足车载 环境的要求，我们需 要进一步优化MCU的 功耗和性能。例如， 我们可以采用更先进 的制程技术，或者设 计更高效的算法和架 构
智能化和自适应性
未来的车载防撞报警 器将更加智能化和自 适应性。例如，系统 可以根据车辆的速度 、行驶环境等因素自 动调整报警阈值，以 实现更精准的报警。 此外，系统还可以通 过学习算法，不断优 化自身的性能
基于单片机的汽车倒车防撞系统设计
基于单片机的汽车倒车防撞系统设计汽车倒车防撞系统是现代汽车的重要安全装置之一，其主要功能是帮助驾驶员避免在倒车时发生撞击和碰撞事故。
本文将介绍一个基于单片机的汽车倒车防撞系统设计。
1.系统概述汽车倒车防撞系统由超声波传感器模块、单片机控制模块和蜂鸣器模块组成。
超声波传感器模块用于测量周围的障碍物距离，单片机控制模块负责接收传感器数据并进行处理，最后根据测量结果控制蜂鸣器发出声音警示驾驶员。
2.硬件设计系统采用了传感器模块和单片机模块进行设计。
超声波传感器模块采用了多个超声波传感器，可以实现多个方向同时进行距离测量。
单片机模块采用了一颗高性能的单片机芯片，具备快速处理能力和丰富的接口。
3.软件设计软件设计主要包括以下几个方面：3.1超声波传感器数据采集：通过对超声波传感器发送脉冲信号并接收回波信号，可以计算出测得的距离值。
3.2数据处理和判断：将采集到的距离值与事先设定的安全距离进行比较，当距离小于设定值时，证明有障碍物靠近，需要发出警示信号。
3.3警示信号发出：当检测到障碍物靠近时，单片机控制蜂鸣器发出声音警示驾驶员。
可以通过改变声音的频率和持续时间来表达不同的警示级别。
4.系统测试和优化设计完成后，需要对系统进行测试，并根据测试结果进行优化。
4.1传感器精度和稳定性：测试传感器的测距精度和稳定性，确保传感器测量结果准确可靠。
4.2系统响应时间：测试系统的响应时间，确保系统能够及时发出警示信号。
4.3警示效果：通过模拟实际倒车场景，测试系统的警示效果，确保驾驶员能够准确理解警示信号。
5.总结和展望基于单片机的汽车倒车防撞系统设计可以有效地帮助驾驶员避免倒车事故的发生。
然而，目前的设计还有一些问题需要进一步解决，如系统的稳定性和可靠性需要不断优化，同时还可以考虑引入图像处理技术来提升系统的性能。
总之，基于单片机的汽车倒车防撞系统设计有着广阔的应用前景和发展空间。
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《基于单片机的车距检测与防撞系统》作品设计说明书学院：专业班级：组员姓名：指导教师：设计时间: 2013年 3月10日----------------学院摘要基于单片机的车距检测与防撞系统【摘要】本文介绍了AT89S51单片机的性能及特点，设计了以其为核心的一种低成本、高精度、微型化、数字显示的汽车防撞报警器。
该防撞报警器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，可检测汽车运行中后方障碍物与汽车的距离，通过数显装置显示距离，并由发声电路根据距离远近情况发出警告声。
对防范汽车倒车事故的发生具有重要的意义。
【关键词】单片机;超声波;防撞;报警目录引言 (13)1系统设计的目标和任务 (13)1.1系统设计的基本要求 (13)1.2系统设计的思路 (13)1.3方案论证 (13)1.3.1发送模块 (13)1.3.2接收模块 (13)2 AT89S51单片机与超声波简介 (14)2.1 AT89S51单片机的概述 (14)2.2 AT89S51单片机的特点 (14)2.3 超声波简介 (15)2.4 基于CX20106超声波测距的调试 (15)3系统软件部分设计 (15)3.1超声波系统主流程图 (15)3.2超声波硬件设计与软件编程 (17)3.2.1复位电路 (17)3.2.2显示电路 (18)3.2.3超声波发送与接收模块 (18)3.2.4 报警模块 (19)4 调试及性能分析 (20)4.1 硬件调试 (20)4.2 软件调试 (20)4.3测试结果与分析 (20)5设计总结 (21)致谢 (21)参考文献 (21)附录1电路原理图......................................................................................... 错误！未定义书签。
附录2 PCB图................................................................................................ 错误！未定义书签。
附录3程序..................................................................................................... 错误！未定义书签。
引言随着现代化城市的发展，城市密度越来越大，城市交通越来越拥堵，人们对自身的生命财产安全越来越重视，在公路上车辆行驶的安全性也得到了更多的关注，能否在高速行驶公路上及时提醒司机驾驶安全也变得更加重要。
因此，设计一个小车防撞系统也就变得很有必要。
目前测量距离一般都采用波在介质中的传播速度和时间关系进行测量。
常用的技术主要有激光测距、微波雷达测距和超声波测距三种[1]。
超声波具有指向性强、能量消耗缓慢且在介质中传播的距离较远的优点，因此经常用于距离的测量。
超声波测距主要用于建筑工地以及一些工业现场和移动机器人研制上，可在潮湿，多尘等环境下工作。
相对于其他技术而言，超声波定位技术成本低、工作稳定、精度高、操作简单等优点，非常适用于距离测量定位。
AT89S51为小车防撞控制系统提供了稳定、可靠的解决办法，充分利用它的片内资源，实现了超声波测距和报警 [2]。
1系统设计的目标和任务1.1系统设计的基本要求本次设计的主要内容是设计一种基于单片机汽车防撞报警系统的硬件电路，主要利用单片机对超声波传感器采集的模拟数据的处理及存储。
设计的基本要求：1.快速自动报警功能：当超声波传感器检测到汽车后方障碍物与汽车的距离小于安全值时，系统能快速进行声光报警。
2.准确地向终端报警：能够及时并准确地向司机进行报警，快速地实现安全检测。
3.实时检测功能：监测模块能实时采集汽车与后方障碍物距离的变化，将这些数据定时传送给单片机，有利于及时了解当前所处情况是否处于安全环境之下[3]。
1.2系统设计的思路该系统分为监测部分与终端接收部分。
监测部分，通过超声波系统对碰到的障碍物进行检测，再通过单片机系统对接收到的数据进行处理，保证在终端能准确地接收信息，蜂鸣器同时工作；终端接收部分，终端通过单片机分析接收的相关信息，在LED上显示与障碍物的距离[4]。
1.3方案论证1.3.1发送模块方案1：采用压电式超声波换能器。
压电式超声波换能器是利用压电晶体的谐振来工作的。
方案2：采用反向器74LS04和超声波发射换能器T构成震荡器。
这种电路可以提高超声波发射强度，且电路简单，稳定性高。
方案3：单电源乙类互补对称功率放大电路和UCM—40T发射器。
利用单电源乙类互补对称功率放大大路驱动发射器[5]。
经论证比较，三种方案差距不大，但鉴于用74LS04电路简单。
故选择方案2。
1.3.2接收模块方案1：采用集成电路CX20106A。
它是一款红外线检波接收的专用芯片，考虑到红外常用的载波频率38KHZ与测距的超声波40KHZ较为接近，可以利用它制作超声波检测接受电路，且电路简单，灵敏度高，还有较强的抗干扰能力。
方案2：采用uA741构成两级放大电路，这是专用运算放大器，高增益，增益带宽积大，抗干扰能力强，可测距离远，精度高[6]。
经论证比较，虽然方案2相对方案1可测的更远，但方案1已可满足项目功能的要求，且方案1电路结构简单，方便调试，故采用方案1。
2 AT89S51单片机与超声波简介2.1 AT89S51单片机的概述AT89S51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器（FPEROM—Flash Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压，高性能CMOS 8位微处理器。
该器件采用ATMEL 高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。
由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89S51是一种高效微控制器，为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案[7]。
AT89S51单片机的引脚结构如图1所示。
图1 AT89S51单片机引脚图2.2 AT89S51单片机的特点AT89S51是一个低功耗，高性能CMOS 8位单片机，片内含4k Bytes ISP(In-system programmable)的可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术制造，兼容标准MCS-51指令系统及80C51引脚结构，芯片内集成了通用8位中央处理器和ISP Flash存储单元，功能强大的微型计算机的AT89S51可为许多嵌入式控制应用系统提供高性价比的解决方案。
AT89S51具有如下特点：40个引脚，4k Bytes Flash片内程序存储器，128 bytes的随机存取数据存储器（RAM），32个外部双向输入/输出（I/O）口，5个中断优先级2层中断嵌套中断，2个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口，看门狗（WDT）电路，片内时钟振荡器[8]。
此外，AT89S51设计和配置了振荡频率可为0Hz并可通过软件设置省电模式。
空闲模式下，CPU暂停工作，而RAM定时计数器，串行口，外中断系统可继续工作，掉电模式冻结振荡器而保存RAM的数据，停止芯片其它功能直至外中断激活或硬件复位。
同时该芯片还具有PDIP、TQFP和PLCC等三种封装形式，以适应不同产品的需求[9]。
主要特性：· 8031 CPU与MCS-51 兼容· 4K字节可编程FLASH存储器(寿命：1000写/擦循环)· 全静态工作：0Hz-33MHz· 三级程序存储器保密锁定· 128*8位内部RAM· 32条可编程I/O线· 两个16位定时器/计数器· 6个中断源· 可编程串行通道· 低功耗的闲置和掉电模式· 片内振荡器和时钟电路.2.3 超声波简介超声波具有方向性好、在介质中能量消耗缓慢且速度远小于光速等特点，因而可用于距离测定。
超声波测量的思想是从超声波发射到接收到反射回波的时间间隔来计算距离。
超声波传感器是实现声电转换的装置，又称为超声波换能器或者超声波探头。
它是在超声频率的范围内将交变的电信号转变成声信号的能量转换器件。
考虑到实际情况，利用超声波测距时，选用频率为40KHz的超声波。
采用异地反射式来测距，即所测距离是声波传输距离的一半。
测量发射和接收回波的时间差ΔT,在声速V已知的情况下求出距离S[10]。
距离的计算公式如下：S=(V*ΔT)/22.4 基于CX20106A超声波测距的调试CX20106A是一款红外线检波接收的专用芯片，常用于电视机红外遥控接收器。
考虑到红外遥控常用的载波频率38KHz与测距的超声波频率40KHz较为接近，所以把它用于超声波检测接收电路。
实验证明用CX20106A接收超声波，具有很高的灵敏度和较强的抗干扰能力。
当超声波接收头接收到40KHz 方波信号时，将会将此信号通过CX20106A 驱动放大送入单片机的外部中断0 口。
单片机在得到外部中断0 的中断请求后，会转入外部中断0 的中断服务程序进行处理，在移动机器人的避障工作中，可以在中断服务程序设定需要单片机处理的最短距离，比如0.5m。
对于距离大于0.5 m 的障碍物，可以不做处理直接跳出中断服务程序[11]。
3系统软件部分设计3.1超声波系统主流程图图2主程序流程图图3 按键中断处理流程图3.2超声波硬件设计与软件编程综合考虑，控制模块采用单片机AT89S51控制；发射模块采用反向器74LS04；接收模块采用CX20106A ；显示模块采用液晶显示器LED 数码管显示；报警模块采用蜂鸣器。
其系统框图如图4所示。
图4超声波系统框图3.2.1复位电路单片机外围需要一个复位电路，复位电路的功能是：系统上电时提供复位信号，直至系统电源稳定后，撤消复位信号。
该设计采用含有电阻的复位电路，复位电路可以有效的解决电源毛刺和电源缓慢下降（电池电压不足）等引起的问题，在电源电压瞬间下降时可以使电容迅速放电，一定宽度的电源毛刺也可令系统可靠复位。
复位电路的设计图如图5所示：图5 复位电路单片机AT89S51 发送模块 接收模块LED 显示报警3.2.2显示电路显示电路采用的是共阳极8位数码管，该显示器与驱动电路相连用于控制LED的显示。
为使LED显示，只需在S1，S2，S3，S4依次置为低电平信号，再给LED延时一段很小的时间，使数码管分别显示，由于人眼的视觉暂留效应，数码管就像同时显示一样。