基于单片机的倒车雷达系统设计.doc

基于单片机的倒车雷达系统设计.doc

《基于单片机的倒车雷达系统设计.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基于单片机的倒车雷达系统设计.doc（29页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

基于单片机的倒车雷达系统设计

学生：

指导教师：

内容摘要：

随着科学技术的飞速发展，汽车已经由原来的奢侈品变为现在人们日常生活工作中的必需品，在汽车生活中单片机作为一种结构简单价格低廉的控制系统逐渐得到运用。

在实时检测和自动控制的单片机应用系统中，单片机一般是作为一个系统的核心部件来使用。

单片机是把主要计算机功能部件都集成在一块芯片上集计数和多种接口于一体的微型计算机。

它是一种集计数和多种接口于一体的微控制器。

而51单片机是一种最为典型最有代表性的单片机。

本设计主要应用AT89S51作为控制核心，与显示器，驱动电路等相结合的系统。

利用单片机AT89S51作为报警装置的控制器，能充分发挥AT89S51的数据处理和实时控制功能。

使系统工作于最佳状态，提高系统的灵敏度。

本次设计的超声波倒车雷达具有体积小、使用方便、硬件电路简单、软件功能完善、控制系统可靠等优点，是现代社会发展必不可少的工具和动力。

本设计将安全距离设为0.5m，就可作为汽车倒车报警器，提高汽车倒车时的安全性。

该防撞报警器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，文章给出了报警器的硬件电路原理及软件设计。

关键词：

单片机AT89S51超声波

BasedonAT89S51back-draftradarsystemsdesign

Abstract:

Inrecentyears,Alongwiththescienceandtechnologyandeconomyflyceaselessly,carshavebyoriginalluxuryintonowpeopledailylifework,thenecessitiesinautomotivelifeasakindofsimplestructuremicrocontrollerinexpensivecontrolsystemcanbeappliedgradually.Inreal-timedetectionandautomaticcontrolofmicrocomputerapplicationsystem,microcontrollerisgenerallyasacomponenttothecoreofthesystemoftheheartforasystemfunction.Themainfunctionofsinglechipcomputeriscomputerpartswereintegratedinachipusedtocountandvariousinterfaceintheintegrationofmicrocomputer.ThisdesignUSES51SCMisamosttypicalmostrepresentativeofmicrocontroller.

ThisdesignmainapplicationAT89S51ascontrolcore,anddisplay,drivecircuitcombinationofsystem.AT89S51microcontrollerasalarmdevicecontroller,canmakefulluseofdataprocessingandAT89S51real-timecontrolfunction.Makethesystemworkinthebestcondition,andimprovethesystemofsensitivity.Thedesignofultrasonicreverseradarhassmallvolume,convenient,hardwarecircuitissimple,perfectfunction,controlsystemsoftwarereliability,isthemodernsocialdevelopmentessentialtoolsandpower.Thisdesignwillbesafedistancesetto0.5m,canbeusedasautomobilereversealarm,improvethesafetycarwhilebacking.Thereversesystemusingultrasonicrealizefortheautomobiledistance.Ofthemicrocontrollerreal-timecontrolanddataprocessingfunctioncompletesystemcontrolandgivethealarmhardwarecircuitprincipleandsoftwaredesign.

Keywords:

MicrocontrollerAT89S51Ultrasonic

II

目录

前言 1

1绪论 1

1.1超声波检测的发展 1

1.2单片机发展综述 2

1.3本设计所涉及问题的现状综述 2

2超声波简介 3

2.1超声波特点 3

2.2超声波传感器定义 4

2.3超声波传感器的特性 5

2.3.1 超声波传感器的频率特性 5

2.3.2指向特性 6

2.4超声波传感器应用 6

3各硬件组成单元方案设计 7

3.1发射和接收单元方案设计 7

3.1.1主要模块设计 7

3.1.2发射接收电路中应考虑的问题 8

3.2显示报警单元方案设计 10

3.2.1系统显示电路设计 10

3.2.2系统报警电路设计 11

3.3单片机复位电路 11

3.4时钟电路 11

3.5驱动电路 11

3.6硬件电路设计 12

4系统硬件及软件实现 12

4.1单片机硬件介绍 12

4.1.1单片机AT89S51介绍 12

4.2CX20106A超声波芯片介绍 13

4.3探头UCM介绍 14

4.4系统软件结构 15

4.4.1软件功能 15

4.4.2显示子程序和蜂鸣报警子程序 17

4.4.3延时程序 17

5结束语 17

附录1：

系统图 19

附录2：

主程序 20

参考文献：

26

基于单片机的倒车雷达系统设计

前言

伴随着中国的国内生产总值（GDP）以两位数持续增长，中国进行着日新月异的变化，汽车最为一种交通、运输工具在现代社会中扮演者不容忽视的地位，因此人们对汽车的需求也相应提高，据统计2009年光是成都市平均每天新增车辆在1000辆左右。

如此庞大数量的汽车数量所带来的交通问题成为城市中不容忽视的问题，不仅是城市的规划者还有庞大的汽车车主们都纷纷为此挠头，因为他们不仅要面对道路上的交通问题还要面对停车带来的各种问题。

汽车作为一种机械它就有着机械本身的一个特点这就是笨拙，它不会像人或者动物一样判断问题，在倒车的过程中就会出现一系列的问题。

特别是新手在倒车的过程中无法达到人车合一的境界，所以一个能使一个新手也能得心应手的把车安全的停到车位上就显得尤为必要——倒车雷达（carreversingaidsystem）是汽车泊车时的安全辅助装置,能以声音警示和距离显示提醒驾驶员后方障碍物的情况,解除了驾驶员泊车和起动车辆时前后左右探视的困扰,提高了安全性。

目前市面上的倒车雷达大多采用超声波测距原理,所以设计一种较低成本、较高性能的倒车雷达对国内中低端汽车市场很有价值。

1绪论

1.1超声波检测的发展

19世纪人们开始研究超声波，由于超声波是声波的一个分支，只是超声波的频率超过了可听的限度。

而超声波作为无损检测的方法最早是由苏联萨哈切夫1929年提出并与1936年经过首次试验并取得成功；后来分别在1943年和1946年由美国和英国开发出发出A型脉冲反射式超声波检测仪，并将其运用于钢板检测和探伤中，到了现在超声波光在各个领域均得到了相当广泛的运用。

我国超声波检测仪器起步较晚但是发展迅猛，20世纪50年代我国第一次引进超声波检测技术，1950年我国铁道部首次从瑞士引进的穿透式超声仪运用于路轨检测。

1953年，国内首台脉冲反射式超声波检测仪在中科院长春机电研究所研制成功，由此也专门办了培训班塑造出了我国第一代超声波检测人才。

到了现阶段我国的超声波技术与国际上还有一些差距，这些差距主要表现在高层次的技术上但从整体上说我国的超声波技术还是有着较高层次的研究和运用。

改革开放以来中国的经济蒸蒸日上面对各式各样越来越高的生产要求和工艺要求使得超声波有了发展和进一步完善的大好机会。

超声波的进一步开发和利用有待提高。

1.2单片机发展综述

单片机是属于微型计算机的一种，二者既有相同的地方，又有区别。

单片机集成了微型计算机的很多功能部件，如具有数据处理功能的CPU、随机和只读存储器、输入/输出口和中断系统。

但它们的具体结构和处理方法不同。

AT89S51是美国ATMEL公司生产的低功耗、高性能CMOS8位单片机，片内含4Kbytes的可系统编程的Flash只读存储器，这枚芯片集Flash程序存储器既可在线编程也可用传统方法进行编程及通用8位微处理器于单片机芯片中，Atmel公司的功能强大，低价位AT89s51单片机可以提供许多高性价比的应用场合，可灵活应用于各种控制领域。

尽管AT89S51与89C51在外型管脚上完全相同，但AT89S51在在性能方面比89C51要优越一些，它可以在线编程，这样在改写片内程序时，不需要将芯片从工作环境中取下来，使用更加方便；有了更高的工作频率：

范围大概为33MHz，根据有关资料得知89c51的极限工作频率只有24M，使得其计算速度得到了提高；稳定性更好，抗干扰能力更强；烧写次数更多；程序的保密性大大加强；兼容性方面：

AT89S51向下完全兼容51全部字系列产品。

向89S51也可以向下兼容[1]比如8051、89S51等早期MCS-51兼容产品。

1.3本设计所涉及问题的现状综述

声波是物体机械振动状态（或能量）的传播形式。

所谓振动是指物质的质点在其平衡位置附近进行的往返运动形式可以分为横波和纵波。

譬如，鼓面经敲击后，它就上下振动，这种振动状态通过空气媒质向四面八方传播，这种能量的传播方式叫做声波。

超声波是指振动频率大于20kHz的声波,由于频率超出了人耳听觉的上限（20000Hz），我们将这种听不见的声波叫做超声波。

超声波和声波本质上是一致的，它们的共同点都是一种机械振动模式是一种能量的传播形式，通常以纵波的方式在弹性介质内会传播，其不同点是超声波频率高，波长短，在一定距离内沿直线传播具有良好的束射性和方向性。

由于超声波的速度和声音传播速度差不多，其传播时间就比较容易检测，并且还具有定向发射、方向性好、强度易于控制等优点是超声波得以广泛应用的先决条件。

超声波测距是一种利用声波特性，电子计数相结合来实现非接触式距离测量的方法。

超声波测距在某些场合有着显著的优点，因为这种方法是利用计算超声波在被测物体与超声波探头之间的传输来测量距离的所以它就能够在某些特定场合和环境比较恶劣的情况下使用[2]。

超声波也是一种机械