基于51单片机控制的自动停泊小车的设计与实现毕业论文.docx
《基于51单片机控制的自动停泊小车的设计与实现毕业论文.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基于51单片机控制的自动停泊小车的设计与实现毕业论文.docx（37页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
基于51单片机控制的自动停泊小车的设计与实现毕业论文
（此文档为word格式，下载后您可任意编辑修改！
）
本科专业学生毕业设计（论文）
题目：
基于51单片机控制的自动停泊小车的设计与实现
系别：
计算机工程系
专业：
电子信息工程
年级：
2010级
学号：
20100302022
姓名：
白昂松
指导教师：
刘博
摘要
在当今社会，汽车更加成为了千家万户必不可少的工具。
然而，对于大多数人来说，将车子停车入车位都是件头疼的事，尤其是停入那种前后各一辆车的车位，也叫顺列式车位，新手对这种车位最为恐惧。
如果稍有不慎，那么停车时发生刮蹭的小事故的几率非常高。
为了解决驾驶员们的这一难题，自动停泊技术走进了人们的视野中。
此次设计采用STC89C52RC单片机作为控制核心，由L298N电机驱动模块来控制小车的运动轨迹，利用超声波模块进行与障碍之间距离的检测，还使用了红外避障模块对障碍进行检测，最后使用了LCD1602显示屏对数据进行显示，以提示驾驶员。
整个系统先由电机驱动模块控制小车移动，期间由红外避障模块进行障碍物检测，如果检测到障碍，超声波模块则开始测量距离并显示在LCD液晶屏上，并且小车停止移动。
上述流程循环至小车停入库内，最后由超声波传感器测量小车与后方障碍物的距离，并最终做出调整。
整个过程由单片机进行数据处理，是一种既方便又安全的停车方式。
论文中首先提出了整体方案，然后在对STC89C52RC单片机开发及运用的基础上对各个模块的工作原理及其特性进行了分析与介绍，并加以说明。
在论文中还对系统的软件结构进行介绍。
在对硬件工作原理的理解为前提条件，用C语言编程来实现系统的功能。
关键词：
超声波传感器；STC89C52RC单片机；自动停泊；C语言
Abstract
Nowadays,automobileessentialtoolforeveryfamily.Almosteveryfamilycar.spaces.Theparkingscratchesaccidentisveryordertosolvethedifficulties,automaticberthingtechnologyintopeople'svision.ThisdesignusestheSTC89C52RCsingle-chipmicrocomputerascontrolcore,byL298Nmotordrivermoduletocontrolthemovementofthecar,usingtheultrasonicmoduleandthedistancebetweentheobstacledetection,alsousedtheinfraredobstacleavoidancemoduletodetectobstacles,finallyusestheLCD1602displayscreentodisplaythedata.Thewholesystemmoduletocontrolthecardrivenbyamotortomovefirst,duringtheobstacledetectionbyinfraredobstacleavoidancemodule,ifdetectedobstacle,ultrasonicmodulebegantomeasuredistanceanddisplayedintheLCDscreen,andthecarstopmoving.Theprocesscycletothecarstoppedwithinthelibrary,andfinallythetrolleyandtherearobstacledistanceismeasuredbytheultrasonicsensor,andeventuallymakeadjustments.Thewholeprocessbysingle-chipcomputerfordataprocessing,itisaconvenientandsafewayofparking.
Thethesisfirstputsforwardtheoverallplan,andthenbasedonSTC89C52RCMCUdevelopmentandapplication,andexplained.Inthepaperalsointroducesthesoftwarestructureofthesystem.Onthepremiseofunderstandingoftheworkingprincipleoftheofthesystem.
KeyWords:
ThetransducerSTC89C52RCSCMAutomaticparkingTheClanguage
第一章引言1
1.1研究背景及发展现状1
1.2研究目的及意义1
1.3研究内容1
第二章方案的论证及设计2
2.1自动泊车系统的设计要求2
2.2系统的主要功能2
第三章自动泊车系统的硬件设计4
3.1自动停泊小车的硬件系统4
3.2STC89C52单片机的电路图及引脚说明4
3.3L298N电机驱动模块7
3.4超声波传感器模块10
3.5红外避障模块12
3.6LCD1602液晶显示14
第四章自动泊车系统的软件设计16
4.1开发软件16
4.1.1Keil软件的介绍16
4.1.2STC_ISP软件介绍17
4.2自动泊车系统主程序17
4.3L298N电机驱动程序19
4.4超声波测距程序19
4.5红外避障模块程序21
4.6LCD1602液晶显示程序21
第五章自动停泊小车的测试24
结论26
致谢27
参考文献28
附录29
附录一29
附录二36
第一章引言
1.1研究背景及发展现状
在当今社会，科技不断发展和更新，逐渐形成了家有一车的趋势，拥有一辆自己的汽车成为了当今社会人们生活中的重要一部分。
然而拥有了自己的爱车之后，许多棘手的问题也都随之而来。
最重要的是考取驾照，考取驾照时，倒库和移库作为必考科目之一，有一定的道理。
只要不开车就要停车，如果作为一名新手或者倒车技术还不够硬的驾驶者，这无疑是最折磨人的事情，导致发生爱车小规模摩擦等不必要的麻烦。
为了解决这种情况的发生，各大汽车厂商研发出了自动泊车功能，自动泊车逐渐进入了人们的视野之中，并广泛被大众使用。
1.2研究目的及意义
伴随着汽车的普及和人们物质文化水平的提高，自动停泊小车正迅速地走进人们的生活中来，自动泊车系统不但给人们带来方便，也让停车成为了一种享受。
自动泊车作为一个强大的控制系统，对距离的检测和车辆行驶速度的把握能力要远远强于驾驶者的手动控制。
自动泊车是由处理器，检测系统和控制系统组成。
先由检测系统来检测汽车周围的环境和汽车自身状况，然后传出到处理器，对数据进行处理。
最后由控制系统来控制汽车的行动方式和轨迹，从而达到自动停车的功能。
在此过程中，驾驶员需要按下启动自动停泊装置的按钮即可，双手可完全脱离方向盘既舒适又简单。
1.3研究内容
本次设计就是利用所学的单片机知识设计一款具有自动停泊功能的小车，对小车进行自动倒入车位、测量安全距离和对驾驶员的危险距离提示等功能进行完善，并且参照各大汽车制造商研发出来的自动泊车功能，对自己的小车进行完善与改进，并与生活接轨做出一款既能丰富自己知识面又能应用到现实生活中的设计。
研究的内容有：
具有自动倒车与停泊，对切入车位的角度和车辆行驶的速度进行控制；超声波检测距离，并将距离呈现给驾驶者，提供距离信息给驾驶员；危险距离提示，给予驾驶员提醒，使驾驶员作出相应判断。
并将这一系列的功能用基于单片机的小车来实现。
第二章方案的论证及设计
2.1自动泊车系统的设计要求
整个系统应用51单片机作为处理数据的核心部位，并利用其它各部件实现侧方位停车，与距离检测，危险提示等模块来实现此次自动停泊小车的设计。
应对各个模块、各部件结构进行熟悉了解，对代码进行编写和优化，以及外围传感器的驱动和测距模块所使用的相关电气化元器件的工业要求。
首先要确定小车开启自动停泊模式的位置，然后计算好距离、角度和速度然后进行倒车，利用小车后面的红外模块对障碍物进行检测，确保倒车过程能顺利实现。
完成倒车后利用超声波模块检测车尾与后面障碍物的距离，并显示在LCD显示屏上，最后对位置进行调整。
整个过程中要计算好车与停车位的参数，比如：
车身长度与宽度，入库时车与障碍形成的角度，停车的长度与宽度，还有小车实现功能时的位置。
2.2系统的主要功能
本次设计的自动停泊小车具有以下功能：
1、自动将小车停泊到停车位中（列式停车位）。
2、LCD1602距离显示：
先输出超声波模块所测出的距离。
3、红外避障：
对障碍物进行探测。
4、超声波测距：
测量小车与后方障碍物的距离。
5、蜂鸣器报警提示：
进行危险状态提示。
系统功能图如下图2-1所示。
图2-1系统功能图
用图的方式可以展示出本次设计：
基于51单片机的自动停泊小车设计的基本工作原理，输入输出部分。
超声波传感器和红外传感器能够让车更加规范的完成倒车动作，而LCD1602液晶屏和蜂鸣器也能让驾驶者更加顺利地得到实时数据，并且完成倒车。
第三章自动泊车系统的硬件设计
3.1自动停泊小车的硬件系统
在本次的毕业设计中自动停泊小车的硬件上主要使用了：
STC89C52RC的单片机、超声波传感器、红外线避障传感器、L298N电机驱动模块以及小车部件等。
将自动泊车系统应用于小车上，使普通小车转变成具有自动停泊功能的小车并能模拟自动泊车的基本过程。
自动停泊小车的硬件框图如下图3-1所示。
图3-1自动停泊小车的硬件框图
图3-1表示自动泊车系统应用在小车上时，各个输入、采集数据的模块的工作状态以及通过单片机计算处理后的作出的数据输出和相应的电机驱动状态的展现。
3.2STC89C52单片机的电路图及引脚说明
STC89C52单片机是美国ATMEL公司生产的低电压，高性能CMOS8位单片机，片内含8KBYTES的可反复擦写的FLASH只读程序存储器和256BYTES的随机数据存储器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度，非易失性存储技术生产，与标准MCS-51指令系统及8052产品引脚兼容。
功能强大的STC89C52单片机适合于许多较为复杂的控制应用场合【11】。
引脚图如图3-2所示：
图3-2STC89C52RC引脚图
主要特性如下：
●增强型8051单片机，6时钟机器周期和12时钟机器周期可以任意选择，兼容MCS51兼容系统；
●8k可反复擦写（大于1000次）FLASHROM；
●256x8bit内部RAM；
●工作电压：
5.5V～3.3V（5V单片机）3.8V～2.0V（3V单片机）；
●工作频率范围：
0～40MHz，相当于普通8051的0～80MHz，实际工作频率可达48MHz；
●用户应用程序空间为8K字节；
●时钟频率0-24MHz；
●双向32个IO口复位后为：
P1P2P3P4是准双向口弱上拉
升级会员 