51单片机的倒车雷达的设计
本文介绍了以一个以STC89C51单片机为核心的倒车雷达系统。系统的设计总体而言比较简洁，功能强大且操作不复杂。如今市场上的汽车倒车雷达大都采用超声波测距原理。当驾驶员倒车时，启动倒车雷达，位于车尾的探头发射超声波，遇障碍物信号返回，再经控制器处理，超过设定距离发声报警驾驶员，从而实现更好的对汽车的操控，同时也可以避免不必要的碰撞。论文主要说明了倒车雷达的一些普遍的特征，基本的原理方法，还对一些选用的元器件的性能等进行了探讨与尝试，并有系统的总体构要。诸多的方案进行详细对比，最终确定了本设计的最好的方案。对于每个部分的组成芯片等，也进行了讨论，做出的实物也达到了最初的目的。编程的方法实现了系统软件部分的工作。设计简明易懂，构造不复杂，系统稳定性较好。
目 录
一 绪 论 4
（一）研究的背景 4
（二）课题主要任务 4
二 方案讨论 5
（一）方案对比 5
1. 激光测距 5
2.超声波测距 5
三 单片机概述 7
（一）单片机强大性能 7
1.STC89C51外部构成 7
2.STC89C51内部组成 7
四 超声波测距模块 9
（一）超声波传感器简介 9
（二）HCSR04超声波测距模块的性能特点 9
（三）HCSR04的管脚排列 10
1.管脚简介 10
（四）超声波时序图 10
五 系统硬件电路设计 11
（一）单片机最小系统 11
1.STC89C51芯片 11
2. 复位电路 11
3.晶振电路 11
（二）驱动显示电路及报警电路 12
1. LED数码管显示电路 12
2. 蜂鸣器和LED报警 13
（三）HCRS04超声波测距原理 13
六 系统程序的设计 15
（一）主程序 15
（二）显示数据子程序 15
（三）报警子程序 16
结 论 20
参考文献 21
附 录
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
一：原理图 22
附录二：pcb图 23
附录三：元器件清单 24
附录四：源程序 25
一 绪 论
（一）研究的背景
改革开放后，国民经济快速发展，人民生活水平越来越高了，越来越多的人拥有了自己的汽车，不过由此产生的交通事故也很多，尤其倒车事故野发生的极多，引起了社会各界的高度关注。倒车事故也给驾驶员带来了很多烦恼，比如撞坏自己的车、撞到后方的车辆行人，都是令人不想发生的。因此，“倒车雷达”的产生可以提高驾驶安全性，为驾驶员带来实实在在的便利安心。
当汽车开始倒车时，倒车雷达才开始工作。4个探头是目前最常用的，安装于汽车后方，驾驶员在驾驶室内就可以观察到汽车后方的实时状况，一般的有可以检测到后方两米远的地方，直观在驾驶室内显示出是“几号”探头看到的。倒车雷达通常可以有声音提示、图像显示提示，有的倒车雷达更是用五颜六色的彩光来提示驾驶员。
当前来说，很多发达国家的汽车公司都投入了大量的力量来研制倒车预警系统，目前有很多汽车在车身四周都装有雷达探测，雷达实时观测四周，并把探测到的信号传导幸好控制处理器，从而形成虚拟影像。如今，更多的厂商瞄准这一市场潜力，很多都做倒车雷达，一片繁荣竞争的景象。单片机价格的下调，很多倒车雷达都是用单片机为其核心，用单片机来智能测距。市场上倒车雷达种类很多，质量性能也是层次不齐，所以选择一款适合自己的倒车雷达最好了。
总而言之，倒车雷达可以用声音或影像直观的为驾驶员显示周围障碍情况，为驾驶员解除泊车、倒车时帮助驾驶员客服视线盲区死角。倒车雷达的出现使得驾驶员的安全驾驶及停车倒车有了安全保障。倒雷达也已经成为了汽车的标配了。为了提高安全性，汽车在生产时就常常装上倒车雷达。目前，国内外高档汽车基本都有倒车雷达了，并且还在更多汽车行业普及。
（二）课题主要任务
倒车雷达在给定距离下的测距和警示。
倒车雷达实物的制作与调试。
二 方案讨论
（一）方案对比
1. 激光测距
激光测距仪向被测物发射一束激光，然后接受到反射的激光束，计时器计算出时间，从而可以计算出距离。相位法和脉冲法师激光测距常用的两种方法。相位法测距：无线电频率、振幅调制和激光束的光线测量的往返时延产生的相位调制，然后根据调制的波长转换，相位延迟所代表的距离，用间接的方法确定往返时间后所需的光线。脉冲法是测距仪发射的激光被物体反射又被测距仪收到，记录下来来回回的时间，这样距离才能算出来了。
2.超声波测距
超声波测距原理是，探头发射声波，声波发射出去感应碰到墙体或障碍物，根据发射接收的时间差算出距离。综上，而方案设计简单易操作，而且基于我的知识操作能力，所有我选择了下面的方案。
（二）电路总体方案
图2.1是电路的总体框图。包括了以下几个方面
（1）51单片机最小系统
（2）HCSR04超声波测距模块
（3）LED数码管显示电路
（4）蜂鸣器报警电路
（5）LED指示灯电路
图2.1 电路基本框图
三 单片机概述
（一）单片机强大性能
STC89C51 是一款低功耗CMOS 8位单片机。 具有可在线编程，加密性高，抗干扰强等优点。工作温度范围广，集成度高，指令精简也是它的特点。该片内含有8k bytes的可反复1000次的只读程序存储器。芯片中集成了8位中央处理器的存储单位。很多困难复杂的场合STC89C51都能够很好的胜任，所以它的应用也越来越广泛，其性能也得到人们的认可。
1.STC89C51外部构成
外形封装有两种方式如图3.1所示，外部总线结构如图3.2所示：
图3.1 STC89C51的引脚排列示意图 图3.2 外部总线示意图
2.STC89C51内部组成
CPU、RAM、ROM、定时器/计数器、多种功能的 I/O 口设备都集成在单片机的一个芯片中。它的集成度高，具有良好的可控性操作性。学习开发的人可以选择自己需要的模板进行学习研究，完成实验。
STC89C51单片机部分组成结构如下：
l
一个8 位 CPU。
l一个片内振荡器及时钟电路。
4KB Flash 程序存储器。
128 B RAM 数据存储器。
l三个16 位定时器/计数器。
它的工作框图如图所示。
图3.3 单片机工作示意图 四 超声波测距模块
（一）超声波传感器简介
超声波传感器是将超声波信号转换成其他能量信号（通常是电信号）的传感器。超声波是振动频率高于20KHz的机械波。它具有频率高、波长短、绕射现象小，特别是方向性好、能够成为射线而定向传播等特点。超声波对液体、固体的穿透本领很大，尤其是在阳光不透明的固体中。超声波碰到杂质或分界面会产生显著反射形成反射成回波，碰到活动物体能产生多普勒效应。超声波传感器广泛应用在工业、国防、生物医学等方面。
目 录
一 绪 论 4
（一）研究的背景 4
（二）课题主要任务 4
二 方案讨论 5
（一）方案对比 5
1. 激光测距 5
2.超声波测距 5
三 单片机概述 7
（一）单片机强大性能 7
1.STC89C51外部构成 7
2.STC89C51内部组成 7
四 超声波测距模块 9
（一）超声波传感器简介 9
（二）HCSR04超声波测距模块的性能特点 9
（三）HCSR04的管脚排列 10
1.管脚简介 10
（四）超声波时序图 10
五 系统硬件电路设计 11
（一）单片机最小系统 11
1.STC89C51芯片 11
2. 复位电路 11
3.晶振电路 11
（二）驱动显示电路及报警电路 12
1. LED数码管显示电路 12
2. 蜂鸣器和LED报警 13
（三）HCRS04超声波测距原理 13
六 系统程序的设计 15
（一）主程序 15
（二）显示数据子程序 15
（三）报警子程序 16
结 论 20
参考文献 21
附 录
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
一：原理图 22
附录二：pcb图 23
附录三：元器件清单 24
附录四：源程序 25
一 绪 论
（一）研究的背景
改革开放后，国民经济快速发展，人民生活水平越来越高了，越来越多的人拥有了自己的汽车，不过由此产生的交通事故也很多，尤其倒车事故野发生的极多，引起了社会各界的高度关注。倒车事故也给驾驶员带来了很多烦恼，比如撞坏自己的车、撞到后方的车辆行人，都是令人不想发生的。因此，“倒车雷达”的产生可以提高驾驶安全性，为驾驶员带来实实在在的便利安心。
当汽车开始倒车时，倒车雷达才开始工作。4个探头是目前最常用的，安装于汽车后方，驾驶员在驾驶室内就可以观察到汽车后方的实时状况，一般的有可以检测到后方两米远的地方，直观在驾驶室内显示出是“几号”探头看到的。倒车雷达通常可以有声音提示、图像显示提示，有的倒车雷达更是用五颜六色的彩光来提示驾驶员。
当前来说，很多发达国家的汽车公司都投入了大量的力量来研制倒车预警系统，目前有很多汽车在车身四周都装有雷达探测，雷达实时观测四周，并把探测到的信号传导幸好控制处理器，从而形成虚拟影像。如今，更多的厂商瞄准这一市场潜力，很多都做倒车雷达，一片繁荣竞争的景象。单片机价格的下调，很多倒车雷达都是用单片机为其核心，用单片机来智能测距。市场上倒车雷达种类很多，质量性能也是层次不齐，所以选择一款适合自己的倒车雷达最好了。
总而言之，倒车雷达可以用声音或影像直观的为驾驶员显示周围障碍情况，为驾驶员解除泊车、倒车时帮助驾驶员客服视线盲区死角。倒车雷达的出现使得驾驶员的安全驾驶及停车倒车有了安全保障。倒雷达也已经成为了汽车的标配了。为了提高安全性，汽车在生产时就常常装上倒车雷达。目前，国内外高档汽车基本都有倒车雷达了，并且还在更多汽车行业普及。
（二）课题主要任务
倒车雷达在给定距离下的测距和警示。
倒车雷达实物的制作与调试。
二 方案讨论
（一）方案对比
1. 激光测距
激光测距仪向被测物发射一束激光，然后接受到反射的激光束，计时器计算出时间，从而可以计算出距离。相位法和脉冲法师激光测距常用的两种方法。相位法测距：无线电频率、振幅调制和激光束的光线测量的往返时延产生的相位调制，然后根据调制的波长转换，相位延迟所代表的距离，用间接的方法确定往返时间后所需的光线。脉冲法是测距仪发射的激光被物体反射又被测距仪收到，记录下来来回回的时间，这样距离才能算出来了。
2.超声波测距
超声波测距原理是，探头发射声波，声波发射出去感应碰到墙体或障碍物，根据发射接收的时间差算出距离。综上，而方案设计简单易操作，而且基于我的知识操作能力，所有我选择了下面的方案。
（二）电路总体方案
图2.1是电路的总体框图。包括了以下几个方面
（1）51单片机最小系统
（2）HCSR04超声波测距模块
（3）LED数码管显示电路
（4）蜂鸣器报警电路
（5）LED指示灯电路
图2.1 电路基本框图
三 单片机概述
（一）单片机强大性能
STC89C51 是一款低功耗CMOS 8位单片机。 具有可在线编程，加密性高，抗干扰强等优点。工作温度范围广，集成度高，指令精简也是它的特点。该片内含有8k bytes的可反复1000次的只读程序存储器。芯片中集成了8位中央处理器的存储单位。很多困难复杂的场合STC89C51都能够很好的胜任，所以它的应用也越来越广泛，其性能也得到人们的认可。
1.STC89C51外部构成
外形封装有两种方式如图3.1所示，外部总线结构如图3.2所示：
图3.1 STC89C51的引脚排列示意图 图3.2 外部总线示意图
2.STC89C51内部组成
CPU、RAM、ROM、定时器/计数器、多种功能的 I/O 口设备都集成在单片机的一个芯片中。它的集成度高，具有良好的可控性操作性。学习开发的人可以选择自己需要的模板进行学习研究，完成实验。
STC89C51单片机部分组成结构如下：
l
一个8 位 CPU。
l一个片内振荡器及时钟电路。
4KB Flash 程序存储器。
128 B RAM 数据存储器。
l三个16 位定时器/计数器。
它的工作框图如图所示。
图3.3 单片机工作示意图 四 超声波测距模块
（一）超声波传感器简介
超声波传感器是将超声波信号转换成其他能量信号（通常是电信号）的传感器。超声波是振动频率高于20KHz的机械波。它具有频率高、波长短、绕射现象小，特别是方向性好、能够成为射线而定向传播等特点。超声波对液体、固体的穿透本领很大，尤其是在阳光不透明的固体中。超声波碰到杂质或分界面会产生显著反射形成反射成回波，碰到活动物体能产生多普勒效应。超声波传感器广泛应用在工业、国防、生物医学等方面。
版权保护: 本文由 hbsrm.com编辑，转载请保留链接: www.hbsrm.com/dzxx/dzkxyjs/1822.html
