单片机控制倒车预警系统的设计与制作.docx

本科举业企女f<¼题目：单片机控制倒车预警系统的设计与制作单片机控制倒车预警系统的设计与制作摘要在高速发展的21世纪，人类追求经济效益，所以对汽车的需求量与日俱增。旨在于降低倒车时因后方无视野无法判断车距造成的刮擦碰撞。所以本文是关于单片机控制的倒车预警系统的设计与制作，设计出一种成本低、结构简、性能优、测距准、工作稳定便捷的倒车预警系统。本次设计是以STC89C51单片机为控制核心的倒车预警系统的设计，系统论述了倒车预警系统的基础原理。是以超声波的性质为基点，文中首先介绍了超声波测距和超声波传感器的原理以及特性；其次，提出了系统的总体设计方案，分析了基于单片机倒车报警系统的硬件及软件实现。并且将超声波接收发射电路测距系统与STC89C51结合起来。此次设计采用了软硬件相结合的方式，硬件部分由单片机接口电路、超声波发射和接收电路、1.ED数码管显示电路、喇叭报警电路供电电路组成，软件包括主程序、超声波发射、接收中断子程序、测距子程序和声光报警子程序及其流程图等部分构成，具有模块化的优势。汽车倒车时，倒车预警系统将利用超声波来进行测距，并且以文字的形式在数码二极管实时显示车尾与后方障碍物之间的距离；当障碍物与车之间的距离小于预先设定的危险距离时，报警系统开始发出声响，达到预期目的，随着危险距离的逐渐逼近缩小，报警频率越来越高以此警示驾驶员，避免发生汽车碰撞事故。有效地提高停车和倒车时的安全。最后对本系统做了功能分析和性能检测，找出了产生误差的原因和改进方案。能提升日常驾车倒车中的安全系数，满足了设计要求，本次设计的倒车预警系统具有一定的实用价值。关键词：超声波测距；倒车预警系统；防撞报警；STC89C51单片机；DesignandproductionofasinglechipmicrocomputercontrolledreversewarningsystemAbstractIntherapidlydeveloping21stcentury,ashumanspursueeconomicbenefits,thedemandforcarsisincreasingdaybyday.Moreover,thedemandforareversewarningsystem,whichisoneoftheunderlyingsafetyrequirements,isincreasingdaybyday,withtheaimofreducingscratchesandcollisionscausedbytheinabilitytodeterminethedistancebetweenvehiclesduetoalackofvisibilityfromtherearwhenreversing.Sothisarticleisaboutthedesignandproductionofamicrocontrollercontrolledreversewarningsystem,designingalowcost,simplestructure,excellentperformance,accuratedistancemeasurement,stableandconvenientoperationreversewarningsystem.Thisarticleisthedesignofacarmountedanti-collisionalarmbasedontheSTC89C51microcontroller,thebasicprincipleofreversingearlywarningsystemissystematicallydiscussed.Basedonthepropertiesofultrasound,thearticlefirstintroducestheprinciplesandcharacteristicsofultrasonicrangingandultrasonicsensors;Secondly,thispaperdiscussesthedesignschemeofthereversewarningsystem,andanalyzesthehardwareandsoftwaredesignandimplementationofthesystembasedonamicrocontroller.TheultrasonicrangingsystemisalsointegratedwiththeSTC89C51microcontroller.Thesystemadoptsacombinationofsoftwareandhardware,thehardwarepartiscomposedofMCUinterfacecircuit,ultrasonicemission,receivingcircuit,1.EDNixietubedisplaycircuit,audibleandvisualalarmcircuitandpowersupplycircuit,softwarepartincludessubprogramultrasonicemission,receivinginterruptionprogram,calculationdistancesubprogramanddisplayalarmsubprogram,andhasthecharacteristicsofmodularityandversatility.Whenthecarisreversing,thereversingwarningsystemwilluseultrasoundtomeasuredistance,anddisplaythedistancebetweentherearofthecarandtherearobstaclesinreal-timeonadigitaldiodeintheformoftext;Whenthedistancebetweentheobstacleandthevehicleislessthanthepredetermineddangerousdistance,thealarmsystemstartstosound,achievingtheexpectedpurpose.Asthedangerousdistancegraduallyapproachesandnarrows,thealarmfrequencyincreasestoalertthedriverandavoidcarcollisions.Greatlyimprovessafetyandefficiencywhenparkingandreversing.Thisarticlealsoconductsaperformanceanalysisofthesystem,explainingthereasonsforerrorsandsolutions.ltcanmeettheneedsofdriversinactualreversingandmeettheoriginaldesignrequirements.Theresearchinthistopichascertaintheoreticalandpracticalvalue.Keywords:Ultrasonicranging;Reversewarningsystem;Collisionpreventionalarm;STC89C51microcontroller;第1章绪论11.1 项目的基本内容11.2 课题研究的背景和意义11.3 国内外倒车预警系统的发展现状2第2章超声波概述42.1超声波基本理论42.1.1超声波发展史42.1.2超声波的本质42.1.3超声波的应用42. 2超声波物理性质52. 212身j¼j寸斤53. 2.2散射与绕射64. 2.3超声波衰减特性6第3章超声波测距方法与原理84.1 超声波测距原理与超声波传感器85. 1.l超声波测距原理83. 1.2超声波传感器9第4章系统硬件设计124.1主要元件概述124. 1.1STC89C51单片机124. 1.2超声波测距模块芯片CSlOO144. 2系统总体电路的设Vf*154. 3万个卜F各Vl"174.3. 1发射与接收电路设计174. 3.2显示电路设计194. 3.3报警电路设计204. 3.4复位电路设计214. 3.5按键电路设计224. 3.6日日I1.1.展各Ir234. 4I-Ji245-Ti-255. 1主程序设计255. 1.l按键程序设计255. 1.2声光报警程序设计275. 1.3超声波测距程序设计27第6章系统仿真及功能测试305.1 系统的仿真306. 2倒车预警系统实物功能检测326. 2.1电源部分检测327. 2.2按键功能检测336. 2.3测距及报警测试36第7章误差分析及其改进方法397. 1产生误差的因素397. 1.1超声波速度关于空气温度的干扰397. 1.2回波检测对于时间测量的影响397. 2数据测量408. 3解决错误成因的方案40第8章结论42参考文献43致谢与展望44第1章绪论1.1项目的基本内容本次毕业设计主要研究的大致内容是在超声波测量距离的原理的理论基础上，系统论述了超声波传感器的运行原理、系统发射和接收等电路的设计，硬件电路设计的制作,软件设计的运行调试，并以此实现超声波测距，再结合报警电路设计出倒车预警系统。我决定采用STC89C51单片机作为整个倒车预警控制系统的控制核心。该系统安装简单抗震能力强。在汽车倒车过程中，利用超声波测出障碍物和车子之间的距离，并在1.ED二极管显示，障碍物与汽车后的距离达到了设置的报警值时，在倒车的过程中，会引起蜂鸣器的警报，以提示车子后面有个障碍物。本人设计的硬件电路，元器件简洁，电路不复杂、设计成本不高，使用范围十分广泛。12课题研究的背景和意义随着我国经济迅速发展，人民的生活日渐富裕，汽车需求越来越高，随之而来的是日益严重交通驾驶安全问题，驾驶安全问题也引起了人们的高度重视司机在倒车的过程中有一定的视觉盲区，导致倒车的时候很容易发生安全事故。为了满足驾驶员的迫切需求，并且相关政策提出要提高汽车的安全性，要求汽车都要装备有倒车预警系统,促进了倒车预警系统的发展。目前，国内外销售的汽车基本都装有倒车预警系统。倒车预警系统是一种安全辅助系统，可大幅度提升汽车停车和倒车的安全性，可以帮助驾驶员解除在停车和启动车辆过程中因汽车后方视野不良所引起的困扰，依据超声波测距提醒驾驶员周围有障碍物，减少交通事故发生。近几年已成为汽车电子产业新的增长点，所以本设计对提高汽车行驶安全性，具有较大的意义。激光测距和红外测距成本要比用超声波大，利用超声波速度比光速小很多，其传播时间的检测较为容易，所以能满足倒车雷达所需的精度，不像红外线容易受到天气和环境等因素的影响，更好的是超声波的方向和强度易控制，可以实现定向发射，但是，在空中的超声波传输过程中，它的能