超声波测距汽车防撞系统毕业设计(论文)

毕业设计(论文)

20年月

基于51的超声波测距汽车防撞系统

【摘要】

基于51的超声波测距汽车防撞系统，介绍了超声波测距的基本原理和系统框图，给出了超声波发射和接收电路，通过盲区的消除，提高了测距的精确度。利用超声波传输中距离与时间的关系，采用51单片机进行控制及数据处理，设计出了能精确测量两点间距离的超声波液位检测系统。系统主要由超声波发射器电路、超声波接收器电路、单片机控制电路、按键电路及显示电路构成。利用所设计出的超声波测距汽车防撞系统，对行驶中的车距进行了测试，采集当时两车距离过近系统会发出声光警报提示司机作出相应反应动作。此系统具有易控制、工作可靠、测量精度高的优点，可实时车距检测。

【关键词】

超声波、MC U、LED、测距、传感器

51 car collision avoidance system based on 【Abstract】Ultrasonic ranging car anti-collision system based on 51, introduces

the principle and system frame of ultrasonic distance measurement, the ultrasonic transmitter and receiver circuit, the blind area elimination, to improve the measurementaccuracy. The relation between ultrasonic transmission distance and time, using 51 single-chip microcomputer control and data processing, design the ultrasonic liquid level detection system for accurate measurement of distance between two points. The system is mainly composed of the ultrasonic transmitter circuit,ultrasonic receiver circuit, single-chip microcomputer control circuit, keyboard circuit and display circuit. The use of ultrasonic ranging automotive anti-collision system are designed, the running distance between vehicles were tested,two carcollection was too close to the system will send out sound and light alarm to warn the driver response action. This system has the advantages of easy control,reliable operation, high measuring precision, real-time vehicle distance detecting.

【Key Words】Ultrasonic, MCU, LED, location, sensor

目录

1 绪论 (5)

1.1研究的背景 (5)

1.2研究的主要内容 (6)

1.3应解决的关键问题 (6)

2 电路方案论证 (7)

2.1方案比较 (7)

2.1.1 激光测距 (7)

2.1.2 超声波测距 (7)

2.2电路总体方案 (7)

3单片机概述 (9)

3.1 STC89C51主要性能 (9)

3.2 STC89C51外部结构及特性 (9)

3.3 STC89C51内部组成 (11)

4 超声波测距模块 (12)

4.1 超声波传感器介绍 (12)

4.2 HC-SR04超声波测距模块的性能特点 (13)

4.3 HC-SR04的管脚排列和电气参数 (14)

4.3.1 管脚简介 (14)

4.3.2 HC-SR04的电气参数 (14)

4.4超声波时序图 (15)

5系统硬件电路设计 (16)

5.1单片机最小系统 (16)

5.1.1 STC89C51芯片 (16)

5.1.2 复位电路 (16)

5.1.3 晶振电路 (17)

5.2 驱动显示电路及报警电路 (18)

5.2.1 LED数码管显示电路 (18)

5.2.2 蜂鸣器和LED报警 (18)

5.3 HC-RS04超声波测距原理 (19)

5.4 按键设置电路 (20)

6系统程序的设计 (22)

6.1主程序 (22)

6.2显示数据子程序 (22)

6.3报警子程序 (23)

6.4按键子程序 (23)

结论 (25)

参考文献 (26)

附录（A） (27)

附录（B） ...................................................................... 错误!未定义书签。致谢.. (1)

1 绪论

1.1研究的背景

汽车业与电子业是世界工业的两大金字塔，随着汽车工业与电子工业的不断发展，在现代汽车上，电子技术的应用越来越来广泛，汽车电子化的程度越来越高。汽车电子技术是汽车技术与电子技术想结合的产物。汽车上的电器与电子控制系统在汽车技术进入机电一体化阶段的今天，地位极为重要，正在汽车技术领域发展成为一门独立的分支学科，其性能的优劣直接影响到汽车的动力性、经济性、可靠性、安全性、排放干净、及舒适性等。电子控制技术在汽车上，首先应用于发动机燃油消耗控制与排放进化与排放控制，接着被应用于底盘部分的控制，以提高行驶的稳定性、安全性、与舒适性等。随着交通运输向高密度发展，电子控制技术又进一步应用于汽车的乘坐安全性和导航等方面。

电子技术在汽车安全控制系统的应用主要是为了增强汽车的安全、舒适和方便。应用的电子技术主要有：电子控制安全气囊，智能记录仪，雷达式距离报警器，中央控制门锁，自动空调，自动车窗、车门、座椅、刮水器，车灯控制，电源控制以及充电器等。近年来汽车的自动调速系统，主动式汽车防撞系统，汽车监测和自诊断系统以及汽车导航系统也得到了广泛的应用。

在过去20~30年中，人们主要把精力集中于汽车的被动安全性方面，例如，在汽车的前部或后部安装保险杠、在汽车外壳四周安装某种弹性材料、在车内相关部位安装各种形式的安全带及安全气囊等等，以减轻汽车碰撞带来的危害。安装防撞保险杠固然能在某种程度上减轻碰撞给本车造成损坏，却无法消除对被撞物体的伤害；此外，车上安装的安全气囊系统，在发生车祸时不一定能有效地保护车内乘务员的安全。所有这些被动安全措施都不能从根本上解决汽车在行驶中发生碰撞造成的问题。如果从预防撞车事故的发生的角度着眼，在提高汽车主动安全性方面下功夫，则可在汽车安全性领域有较大的突破。

汽车发生碰撞的主要原因是由于汽车距其前方物体（如汽车、行人或其他障碍物）的距离与汽车本身的车速不相称造成的，即距离近而相对速度又太高。为了防止汽车与前方物体发生碰撞，汽车的车速就要根据与前方物体的距离变化由执行机构进行控制，使汽车始终在安全车速下行驶。这样就会大大提高汽车行驶的安全性，减少车祸的发生。

发展汽车防撞技术，对提高汽车智能化水平有重要意义。据统计，危险境况时，如果能给驾驶员半秒钟的预处理时间，则可分别减少追尾事故的30%，路面相关事故