汽车倒车超声波报警器设计软件设计
本文介绍了一种由STC89C52单片机、超声波传感器实现汽车倒车测距报警的设计方案。STC89C52采用51单片机的内核，它具有加密性强、抗干扰性强、低功耗、低成本等优点，是一种比较常用的单片机。利用超声波传感器发射并接收超声波测得待测距离，并在数码管上显示出来，再通过单片机进行处理运算，当测得的数据小于设定的报警距离时蜂鸣器发出警报，并且距离越近，报警频率越高。该设计实时、准确，可以有效避免汽车倒车时和障碍物发生碰撞，具有良好的应用前景。给出了超声波测距的原理、部分硬件电路图、程序设计以及软件仿真过程。关键词 超声波传感器，单片机，测距，报警，中断
目录
1 引言 1
1.1 课题的背景及意义 1
1.2 超声波报警器的发展 1
1.3 研究内容和目标 2
2 超声波的原理及应用 2
2.1 超声波的测距原理 2
2.2 超声波的应用 4
3 系统总体设计 6
3.1 系统的总体框图 6
3.2 主要元器件选择 7
3.2.1 超声波测距模块 7
3.2.2 单片机的选择 8
3.2.3 数码管的选择 8
4 硬件电路设计 8
5 软件设计 11
5.1 主程序设计 11
5.2 中断处理程序流程图 12
5.3 计算及显示模块程序设计 13
5.4 报警模块程序设计 13
6 软件仿真与调试过程 14
6.1 软件仿真 14
6.1.1 利用keil软件生成HEX文件 14
6.1.2 用Proteus进行报警电路的仿真 15
6.2 调试过程 16
结论 19
致谢 20
参考文献 21
附录 22
1 引言
1．1 课题的背景及意义
随着科学技术的日益进步和社会经济的发展，汽车在日常生活中越来越普及，无论是家庭使用的小轿车还是公路货运车，尤其在现代公路运输发 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
展迅速的今天，我国的高速公路建设已经发展了一大步，然而交通车辆的创新和发展却相对滞后，因此对于汽车的研发和性能的提升仍然是一个重要的议题。其中，驾驶安全的保障是人们最关心也是最重要的研究方向。倒车就是一个典型例子，由于视野死角、倒车位置狭窄障碍物多等原因，碰撞事故屡见发生。本课题是基于单片机控制的汽车倒车超声波报警器，能够帮助驾驶员在倒车的时候全方位的掌握周围的情况，很大程度上可以避免汽车尾部和周围物体发生碰撞，对于倒车安全有着重要意义。
1．2 超声波报警器的发展
利用超声波测距技术的汽车倒车防撞报警系统，近年来逐渐在行业流行，一些著名品牌车如：奔驰、法拉利、本田雅阁等几乎都安装了该系统用于倒车提示，并以此为卖点。倒车防撞报警系统之所以流行起来很大原因是驾驶者仅通过倒视镜观测车后情况并不能很好避让车后物体，因为倒视镜有视觉盲区，同时人眼也不能精确确认与障碍物的距离，种种原因导致倒车事故频发。人们需要发明一种全新的倒车辅助系统来帮助驾驶员精准倒车，从而降低事故率。高档车品牌率先发现商机，以汽车倒车报警系统为卖点在车展上越来越常见。虽然汽车倒车安全如此重要，超声波技术又由来已久，但超声波倒车报警器在近十年才得到发展，原因是以往的超声波传感器在构造上不符合汽车的安装的要求。如今的超声波传感器是全封闭的，换能器部分与外界隔绝，对外壳的选材也进行了优化，可以防潮抗锈，这样才满足汽车安装的诸多要求。汽车本身存在很多干扰源，如电磁波干扰、噪声干扰、晃动、碰撞等。为了消除这些干扰，通常需要提高倒车雷达的硬件及软件设备。硬件的提高早已能够做到，但是软件的数字智能辨别和筛选功能直到近几年电子信息技术的发展才得以得到发展和运用。因此超声波报警器在近十年才真正发展起来。
超声波报警器经过多年的发展，从最初作为高档车的专属配置，发展到如今成为普通品牌轿车的基本配置，这期间一共经历了六代技术和结构的改良。
第一代：倒车喇叭提示。当司机挂倒车档时，倒车喇叭就会发出声音提醒周围人避让。该类产品技术成分低，制造成本也低，对司机的帮助有限，因此除了货运卡车等大型车辆现在几乎已不使用该类产品。
第二代：通过蜂鸣器发出不同声音来提醒驾驶员。这是倒车雷达系统的真正开端。倒车时在车后一定距离内有障碍物，蜂鸣器就开始工作。蜂鸣声越急，表示车辆离障碍物越近。但是仅有声音提示，帮助不大。
第三代：数码波段显示的倒车雷达系统。一种是数字显示方式，通过数码管显示车体与障碍物之间的距离；另一种是靠颜色来区别，绿色代表安全区，红色代表危险距离。这一代已经比较先进了，但是缺点是：精确度不高，外型不够美观。
第四代：液晶荧屏动态显示。这是倒车雷达发展史上的一个巨大的进步。显示屏直接随汽车发动而显示汽车尾部示意图，显示与障碍物的距离，省去了换挡。显示屏的色彩更加丰富，外观也更漂亮。同时安装简便，不需对车做调整，直接粘贴就可以。但这一代的倒车雷达报警还不够精确，受到外界影响较多，测量误差比较大。
第五代：魔幻镜倒车雷达。具备了传统倒车后视镜和倒车雷达的的功能，又增加了语音通话功能，还安装了温度传感器，可以将车内车外温度显示在屏幕上。其设计更加人性化，配备了语音播报功能。整体功能更加丰富，造价也随之增高。
第六代：整合影音系统。融合了魔幻镜的全部功能优点外，对外观做出了较大的改善，整体造型是历代倒车雷达中最精巧时尚的，符合现代人的审美。更增加了休闲娱乐功能，可以播放视频DVD，使乘车人的坐车体验更加美好。成本上也是最高的。
1．3 研究内容和目标
本课题主要研究汽车倒车时与障碍物的防撞报警的设计，利用超声波传感器检测距离计算简单、迅速、准确度高，可以大大提高驾驶员倒车的安全性。汽车倒车报警器在倒车时不断测量汽车尾部与其后面障碍物的距离，并通过数码管实时显示出来，蜂鸣器在不同的距离范围内发出不同程度的报警信号。本警器由单片机来控制。整个控制系统由超声波发射电路、超声波接收电路、报警电路、复位电路、显示电路等组成。
目录
1 引言 1
1.1 课题的背景及意义 1
1.2 超声波报警器的发展 1
1.3 研究内容和目标 2
2 超声波的原理及应用 2
2.1 超声波的测距原理 2
2.2 超声波的应用 4
3 系统总体设计 6
3.1 系统的总体框图 6
3.2 主要元器件选择 7
3.2.1 超声波测距模块 7
3.2.2 单片机的选择 8
3.2.3 数码管的选择 8
4 硬件电路设计 8
5 软件设计 11
5.1 主程序设计 11
5.2 中断处理程序流程图 12
5.3 计算及显示模块程序设计 13
5.4 报警模块程序设计 13
6 软件仿真与调试过程 14
6.1 软件仿真 14
6.1.1 利用keil软件生成HEX文件 14
6.1.2 用Proteus进行报警电路的仿真 15
6.2 调试过程 16
结论 19
致谢 20
参考文献 21
附录 22
1 引言
1．1 课题的背景及意义
随着科学技术的日益进步和社会经济的发展，汽车在日常生活中越来越普及，无论是家庭使用的小轿车还是公路货运车，尤其在现代公路运输发 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
展迅速的今天，我国的高速公路建设已经发展了一大步，然而交通车辆的创新和发展却相对滞后，因此对于汽车的研发和性能的提升仍然是一个重要的议题。其中，驾驶安全的保障是人们最关心也是最重要的研究方向。倒车就是一个典型例子，由于视野死角、倒车位置狭窄障碍物多等原因，碰撞事故屡见发生。本课题是基于单片机控制的汽车倒车超声波报警器，能够帮助驾驶员在倒车的时候全方位的掌握周围的情况，很大程度上可以避免汽车尾部和周围物体发生碰撞，对于倒车安全有着重要意义。
1．2 超声波报警器的发展
利用超声波测距技术的汽车倒车防撞报警系统，近年来逐渐在行业流行，一些著名品牌车如：奔驰、法拉利、本田雅阁等几乎都安装了该系统用于倒车提示，并以此为卖点。倒车防撞报警系统之所以流行起来很大原因是驾驶者仅通过倒视镜观测车后情况并不能很好避让车后物体，因为倒视镜有视觉盲区，同时人眼也不能精确确认与障碍物的距离，种种原因导致倒车事故频发。人们需要发明一种全新的倒车辅助系统来帮助驾驶员精准倒车，从而降低事故率。高档车品牌率先发现商机，以汽车倒车报警系统为卖点在车展上越来越常见。虽然汽车倒车安全如此重要，超声波技术又由来已久，但超声波倒车报警器在近十年才得到发展，原因是以往的超声波传感器在构造上不符合汽车的安装的要求。如今的超声波传感器是全封闭的，换能器部分与外界隔绝，对外壳的选材也进行了优化，可以防潮抗锈，这样才满足汽车安装的诸多要求。汽车本身存在很多干扰源，如电磁波干扰、噪声干扰、晃动、碰撞等。为了消除这些干扰，通常需要提高倒车雷达的硬件及软件设备。硬件的提高早已能够做到，但是软件的数字智能辨别和筛选功能直到近几年电子信息技术的发展才得以得到发展和运用。因此超声波报警器在近十年才真正发展起来。
超声波报警器经过多年的发展，从最初作为高档车的专属配置，发展到如今成为普通品牌轿车的基本配置，这期间一共经历了六代技术和结构的改良。
第一代：倒车喇叭提示。当司机挂倒车档时，倒车喇叭就会发出声音提醒周围人避让。该类产品技术成分低，制造成本也低，对司机的帮助有限，因此除了货运卡车等大型车辆现在几乎已不使用该类产品。
第二代：通过蜂鸣器发出不同声音来提醒驾驶员。这是倒车雷达系统的真正开端。倒车时在车后一定距离内有障碍物，蜂鸣器就开始工作。蜂鸣声越急，表示车辆离障碍物越近。但是仅有声音提示，帮助不大。
第三代：数码波段显示的倒车雷达系统。一种是数字显示方式，通过数码管显示车体与障碍物之间的距离；另一种是靠颜色来区别，绿色代表安全区，红色代表危险距离。这一代已经比较先进了，但是缺点是：精确度不高，外型不够美观。
第四代：液晶荧屏动态显示。这是倒车雷达发展史上的一个巨大的进步。显示屏直接随汽车发动而显示汽车尾部示意图，显示与障碍物的距离，省去了换挡。显示屏的色彩更加丰富，外观也更漂亮。同时安装简便，不需对车做调整，直接粘贴就可以。但这一代的倒车雷达报警还不够精确，受到外界影响较多，测量误差比较大。
第五代：魔幻镜倒车雷达。具备了传统倒车后视镜和倒车雷达的的功能，又增加了语音通话功能，还安装了温度传感器，可以将车内车外温度显示在屏幕上。其设计更加人性化，配备了语音播报功能。整体功能更加丰富，造价也随之增高。
第六代：整合影音系统。融合了魔幻镜的全部功能优点外，对外观做出了较大的改善，整体造型是历代倒车雷达中最精巧时尚的，符合现代人的审美。更增加了休闲娱乐功能，可以播放视频DVD，使乘车人的坐车体验更加美好。成本上也是最高的。
1．3 研究内容和目标
本课题主要研究汽车倒车时与障碍物的防撞报警的设计，利用超声波传感器检测距离计算简单、迅速、准确度高，可以大大提高驾驶员倒车的安全性。汽车倒车报警器在倒车时不断测量汽车尾部与其后面障碍物的距离，并通过数码管实时显示出来，蜂鸣器在不同的距离范围内发出不同程度的报警信号。本警器由单片机来控制。整个控制系统由超声波发射电路、超声波接收电路、报警电路、复位电路、显示电路等组成。
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