数字超声波倒车测距仪设计-毕业设计.doc
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数字超声波倒车测距仪设计
学生：
XX指导教师：
XX
内容摘要：
在实时检测和自动控制的单片机应用系统中，单片机往往是作为一个核心部件来使用。
单片机是把主要计算机功能部件都集成在一块芯片上的微型计算机。
它是一种集计数和多中接口于一体的微控制器。
而52单片机是个单片机中最为典型和最有代表性的一种。
本设计主要应用AT89C52作为控制核心，与显示器，驱动电路等相结合的系统。
基于单片机设计。
利用单片机AT89C52作为报警装置的控制器，能充分发挥AT89C52的数据处理和实时控制功能而设计的数字超声波倒车测距仪。
使系统工作于最佳状态，提高系统的灵敏度。
其优点是体积小、使用方便、硬件电路简单，软件功能完善，控制系统可靠，具有一定的使用和参考价值。
若将安全距离设为0.5m，就可作为汽车倒车报警器，提高汽车倒车时的安全性。
该数字超声波倒车测距仪利用超声波实现对汽车的测距。
利用单片机的实时控制和数据处理功能完成系统的控制。
文章给出了测距仪的硬件电路原理及软件设计。
关键词：
AT89C52超声波测距仪
I
ThedesignofDigitalultrasonicReverserangefinder
Abstract：
Intheapplicationsystemofsingle-chipmicrocomputerofreal-timedetectionandautomaticcontrol,thesingle-chipmicrocomputeralwaysbeusedasacorecomponents.Thesingle-chipmicrocomputerisamicrocomputerwhichcollectalltheimportantcomputercomponentstoachip.Itisakindofmicrocontrollerwhichcontainscountandvarietiesofinterface.However,the52single-chipisthemosttypicalandrepresentativeoneofallthesingle-chip.
ThisdesignismainlytakingAT89C52asthecontrolcore,itisasystemofconnectingmonitor,drivecircuitetc.Accordingtothedesignofthesingle-chip,usingAT89C52asthecontrollerofalarmdevicewillfullydevelopthefunctionofdataprocessingandreal-timecontrolofAT89C52.Thiskindofsingle-chipensuresthebestconditionandarisesthesensitivityofthesystem.Themeritofthissingle-chipisthesmallvolume,convenience,simplehardwarecircuit,perfectsoftwarefunctions,theControlsystemisreliable,aswellasthevalueofusingandreference.Ifthesafetydistanceis0.5m,thesingle-chipmaybesettedasthereversealarmandthesafetywillbeimproved.Thisdigitalultrasonicreverserangefinderusesultrasonicstofinishthetestofthedistanceofvehicles.Completingthecontrolofthesystemwithreal-timedetectionandthefunctionofdataprocessing.Thisessayismainlytalkingaboutthehardwarecircuitprincipleandthesoftwaredesignofrangefinder.
Keywords:
AT89C52ultrasonicrangefind
目录
前言 1
1数字超声波倒车测距仪介绍 1
1.1数字超声波倒车测距仪功能分析 1
1.1.1数字超声波倒车测距仪的基本功能 1
1.2.1AT89C52的硬件结构图 2
1.2.2AT89C52各部分的作用与工作原理 3
2系统硬件电路设计 6
2.1单片机的最小系统 6
2.2时钟电路 6
2.3复位电路 7
2.4多谐振荡器 7
2.5超声波传感器 8
2.6超声波接收电路 9
2.7放大电路及参数设定 9
2.8电压比较电路及参数设计 10
2.9AT89C52和LCD显示器模块的硬件接口 11
3系统软件设计 14
3.1超声波接收发射软件设计 14
3.1.1距离计算问题 14
3.1.2串扰问题 14
3.1.3 程序流程图 15
3.2LCD液晶显示器软件设计 16
3.2.1读/写时序 17
4结束语 18
附录：
19
参考文献：
25
III
25
数字超声波倒车测距仪设计
前言
人们能听到声音是由于物体振动产生的，它的频率在20HZ-20KHZ范围内，超过20KHz称为超声波，低于20Hz的称为次声波。
常用的超声波频率为几十KHz~几十MHz。
由于超声波指向性强，因而常于距离的测量。
利用超声波检测往往比较迅速、方便、计算简单、易于做到实时控制，并且在测量精度方面能达到工业实用的要求，因此在移动机器人，汽车安全，海洋测量等上得到了广泛的应用。
本设计提供一种液晶显示测距装置，该装置利用了发射接收一体化的超声波传感器和微处理器。
采用超声波传感器分时工作于发射和接收，利用声波在空气中的传播速度和发射脉冲到接收反射脉冲的时间间隔计算出障碍物到超声波测距器之间的距离。
距离是在不同的场合和控制中需要检测的一个参数，所以，测距就成为数据采集中要解决的一个问题。
尽管测距有多种方式，比如，激光测距，微波测距，红外线测距和超声波测距等。
但是，超声波测距不失为一种简单可行的方法。
虽然超声波测距电路多种多样，甚至已有专用超声波测距集成电路。
但是，有的电路复杂，技术难度大，有的调试困难，有的元件不易购买。
本文介绍的电路，成本低廉，性能可靠，所用元件易购，并且利用测距原理，结合单片机的数据处理，使测量精度提高，电路实现容易，无须调试，工作稳定可靠。
1数字超声波倒车测距仪超声波倒车测距仪俗称倒车雷达又称泊车辅助系统，一般由超声波传感器（俗称探头）、控制器和显示器等部分组成，现在市场上的倒车雷达大多采用超声波测距原理，驾驶者在倒车时，启动倒车雷达，在控制器的控制下，由装置于汽车车尾保险杠上的探头发送超声波，遇到障碍物，产生回波信号，传感器接收到回波信号后经过控制器进行数据处理，判断障碍物的位置，由显示器显示距离并发出警示信号，得到及时警示，从而使驾驶者倒车时做到心中有数，使倒车变得更轻松。
介绍
1.1数字超声波倒车测距仪功能分析
这部分阐述了数字超声波倒车测距仪的各种动作功能和控制要求，给出了完整的数字超声波倒车测距仪操作规程，并介绍了数字超声波倒车测距仪运行系统种所包括的人工操作步骤。
1.1.1数字超声波倒车测距仪的基本功能
在进行程序编写之前，首先要做的工作是数字超声波倒车测距仪本身所具备的功能及在进行某种操作后所具有的状态。
数字超声波倒车测距仪的基本功能就是对汽车尾部到静止物体的距离进行运算，并根据所测距离数值判断是否能够顺利完成车辆的倒车，并作出相应的反应。
数字超声波倒车测距仪的工作框图如图1.1.1-1所示：
AT89C52
单片机
超声波发射头
放大电路
超声波接收头
放大电路
LCD显示
键盘
图1.1.1-1超声波倒车测距仪工作框图
1.2控制器的选型与工作原理
当某一个控制任务决定由控制器来完成后，选择控制器就成为最重要的事情。
一方面要选择多大容量的控制器，另一方面是选择什么公司的单片机及外设。
对第一个问题，首先要对控制任务进行详细的分析，把所有的I/O口找出来，包括每个端口的具体功能。
1.2.1AT89C52的硬件结构图
XTAL1
RESET
EA
PSTN
ALE
XTAL2
CPU
（运算器）
（控制器）
程序存储器
4KbFlashROM
数据存储器
RAM
特殊功能寄存器SFR
P0
P2
看门
狗定
时器
串行口
定时器/计数器16位2个
中
断
系
统
P1
P3
图1.2.1-1AT89C52硬件结构图
1.2.2AT89C52各部分的作用与工作原理
1.2.2.1中央处理器
CPU是由控制器和运算器组成的。
运算器也称为算术逻辑单元，它的功能就是进行算术运算和逻辑运算。
控制器的作用是控制整个计算机的各个部件有条不紊地工作，其基本功能是从内存中取指令和执行指令。
他的重要功能如下：
★为一般控制应用的8位单芯片；
★晶片内部具时钟振荡器（传统最高工作频率可至12MHz）；
★内部程式存储器（ROM）为4KB；
★内部数据存储器（RAM）为128B；
★外部程序存储器可扩充至64KB；
★外部数据存储器可扩充至64KB；
★32条双向输入输出线，且每条均可以单独做I/O的控制；
★5个中断向量源；
★2组独立的16位定时器；
★1个全多工串行通信端口；
★8751及8752单芯片具有数据保密的功能；
★单芯片提供位逻辑运算指令。
1.2.2.2存储器
AT89C52的存储器分为两大部分
一大部分是程序存储器，用来存放系统管理程序、监控程序及其系统内部数据；二大部分是数据存储器，用于存放中间运算结果、数据暂存和缓冲、标志位。
1.2.2.3I/O口介绍
图1.2.2.3-1AT89C52管脚图
◆VCC:
电源
◆GND:
电源地
◆P0口：
P0口是一个8位漏极开路的双向I/O口。
作为输出口，每位能驱动8个TTL逻辑电平。
对P0端口写“1”时，引脚用作高阻抗输入。
当访问外部程序和数据存储器时，P0口也被作为低8位地址/数据复用。
在这种模式下，P0具有内部上拉电阻。
在flash编程时，P0口也用来接收指令字节；在程序校验时，输出指令字节。
程序校验时，需要外部上拉电阻。
◆P1口：
P1口是一个具有内部上拉电阻的8位双向I/O口，P1输出缓冲器能驱动4个TTL逻辑电平。
对P1端口写“1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。
作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流（IIL）。
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