单片机的倒车雷达系统设计与制作
目录
引 言 1
一丶系统整体设计 2
（一）功能介绍 2
（二）系统结构图 2
（三）超声波的发展与测距原理 2
（四）超声波传感器的介绍 4
二、系统硬件结构的设计与介绍 4
（一）单片机的介绍 4
（二）单片机的复位电路 5
（三）单片机的时钟电路 5
（四）超声波测距电路 6
（五）显示电路 8
（六）报警电路 9
三、系统软件设计 9
（一）主程序流程图 9
（二）超声波接受中断程序流程图 10
（三）LCD子程序流程图 11
四、实物调试 12
结论 13
致谢 14
参考文献 15
附 录 16
一、元器件清单 16
二、原理图 17
三、PCB图 18
四、源程序 19
引 言
随着社会的发展，汽车成为了不可缺少的交通工具，由于它的普及，人为的碰撞的问题越来越严重。因此增加汽车后视能力并且能探测后方障碍物的倒车雷达成为了这些年来的研究热点。汽车越来越多，引发的有倒车和泊车事故也越来越多，这时候助于驾驶员倒车的倒车雷达所出现从而可以有效的减少事故给驾驶员带来的头疼的麻烦。我们一般把倒车雷达叫做“倒车防撞雷达”或者“泊车辅助装置”
它的存在使驾驶员视野的死角和视线模糊被完全扫除，并给司机了解驾驶车辆前后左右视角情况，仅仅通过声音的这个非常直观安全的提醒方法，帮助司机排除周围障碍物的困扰。或许我们在生活中直呼倒车是多么的靠技术，多么的难，有了这个系统之后，那些曾 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2
经被称为“马路杀手”的菜鸟司机也能变的得心应手。人们的生活中的倒车事故越来越少 了，这样的生活才会美好。
整个系统由超声波模块发出声波，然后通过发射回来的 声波来判断车的身后是否有障碍物，但必须要在适当超声波测距范围之内才有较好的用处，在检测到障碍物之后，倒车雷达还能自动做出判断，并进行提示正在驱车的驾驶员，这样一来，司机并不需要太顾及车身后的具体情况，只需看好前方，就能安全倒车和驾驶。这种安全方便的驾驶享受就是倒车防撞雷达系统所给我们带来的。
一丶系统整体设计
（一）功能介绍
本系统通过中心单片机STC89C52来实现功能。当司机倒车时产生信号传输到单片机中，再根据单片机来发送信号给驱动电路，在里面的信号返回之前，超声波的发送模块先被驱动电路驱动了，单片机不能直接接受发出来的信号，必须接受三极管放大一下才行，发送到显示模块或者蜂鸣器模块。
（二）系统结构图
超声波测距原理系统结构图如图1所示。
图 1系统结构图
（三）超声波的发展与测距原理
在日常学习与生活中，我们了解到了当物体震动时就会产生声音，而我们人类所能听到的声音频率在20-20000赫兹。所以当一个声音低于20赫兹或者大于20000赫兹的时候，我们人类的耳朵就不能识别这个声音，也就是听不见了。科学界是怎么样定义声音频率的呢？将一个物体每秒钟震动的次数定位声音的频率，这也就是赫兹这个单位的由来。
声波和超声波都有一个共同的特点就是都是一种机械震动。声波的产生就是该物体在机械震动的状态下传播的一种能量。每个物质都有其平衡位置，当物体震动了，就是在其平衡位置附近来回往返运动，并发出一种能量形式叫做声波。超声波也属于这样的界定。他们一般在弹性介质内以纵波的形式传播，超声波的波长较短，但是其频率很高。在空气中会以直线传播的发射发散性具有方向的传播，当遇到障碍物时也会直线弹回。这很类似我们生活中，比如在大山里大声呼喊，会听得见一定的回声，这就是声波在空气中传播之后遇到了障碍物又由直线弹射回来，回到了我们的耳朵里。
超声波有着两个主要的参数：
频率：F大于等于20KHZ（在生活中应用过程里因为效果享受的原因，我们把F大于等于15K的声波也叫着超声波）
超声波应用在生活里已经非常广泛。比如在医学上的超声波检测，超声波能透过不透明的物体是因为其波长较短，方向性较好。故这一特性在医学运用，用作超声波探伤。超声波也可以测量厚度，测量距离，遥控和超声波成像。还有一种叫超声波显微镜的超声波成像技术在医疗检测的领域获得广泛的应用。其他领域也可以用在对合金中不停的晶粒间界和不同的分组区域的显示，还有在微电子元器件制造界中用来对集成电路的精准的检测。利用声全息术在和重视不透明物体和声成像技术都是利用超声波原理得以实现。
超声波在工矿业和农业也得到广泛的应用，利用了超声的机械作用，热效应和化学效应的超声处理可进行超声钻孔焊接，固体粉碎等等。
超声波测距原理示意图如图2所示。
在图2中当单片机发出信号使发射信号到发射管，障碍物在后面，是让超声波进行反弹的，声波从发射管里出来，出来的信号让接收管接受到信号，处理之后再到单片机。单片机处理后的信号发送到显示器，数字显示出来。外面的功能键也能发送信号给单片机，由单片机进行处理。
倒车雷达是在倒车的过程中开始工作，在倒车的过程中为车内的司机提供一个车后方的较为准确的信息。我们也知道，司机的倒车是个缓慢的过程，而且声波传播的速度也是非常快的，所以，我们尚且定义倒车雷达处于一个汽车静止时候的一种工作状态。并且忽略掉其他的种种微乎其微影响。在此过程中的脉冲测距方法，只需要测出汽车与障碍物直接的距离和与声波与障碍物之间的往返时间。
超声波测距原理其实也很简单，当超声波发生器发出一段声波出去的时候，在这个发射时刻的同时，计时器也开始计时，发出去的超声波通过空气传播之后，在遇到行径途中的障碍物即刻返回，当返回的声波反射波被接收器接受到时，计时器就立刻停止计时。我们在初中物理中也早就知道，声音在空气中传播的速度为340米每秒，计时器计时的时间为t，根据公式
s=340t/2，
这样就可以得到发射点到障碍物直接的距离是多少了。
（四）超声波传感器的介绍
超声波传感器是由换能晶片在电压下的作用下不停的震动产生的超声波的一种仪器，该声波是属于机械波。超声波传感器主要是由超声波探头组成的，而超声波探头主要是由电压晶片构成。本设计用的是一个简单的拥有双探头的传感器，一个发射，另一个接收，并由芯片进行对其数据的处理。
图3 STC89C52最小系统
（二）单片机的复位电路
如图3中，RST的引脚是复位信号的输入端。有效时间持续24个震荡周期及以上就，复位的信号就是高电平有效。若是使用频率为6MHZ的晶振，那么复位的信号会持续4us才可以完成复位的操作。
这个芯片由两部分构成，施密特触发器接受复位信号由外电路产生，再在复位电路中的芯片内的每个机器的周期的每个时刻对施密特触发器的输出进行采样，才得到内部所有的复位操作所需的信号。
复位操作中有两种方式，分别是上电复位和按键电平复位。
引 言 1
一丶系统整体设计 2
（一）功能介绍 2
（二）系统结构图 2
（三）超声波的发展与测距原理 2
（四）超声波传感器的介绍 4
二、系统硬件结构的设计与介绍 4
（一）单片机的介绍 4
（二）单片机的复位电路 5
（三）单片机的时钟电路 5
（四）超声波测距电路 6
（五）显示电路 8
（六）报警电路 9
三、系统软件设计 9
（一）主程序流程图 9
（二）超声波接受中断程序流程图 10
（三）LCD子程序流程图 11
四、实物调试 12
结论 13
致谢 14
参考文献 15
附 录 16
一、元器件清单 16
二、原理图 17
三、PCB图 18
四、源程序 19
引 言
随着社会的发展，汽车成为了不可缺少的交通工具，由于它的普及，人为的碰撞的问题越来越严重。因此增加汽车后视能力并且能探测后方障碍物的倒车雷达成为了这些年来的研究热点。汽车越来越多，引发的有倒车和泊车事故也越来越多，这时候助于驾驶员倒车的倒车雷达所出现从而可以有效的减少事故给驾驶员带来的头疼的麻烦。我们一般把倒车雷达叫做“倒车防撞雷达”或者“泊车辅助装置”
它的存在使驾驶员视野的死角和视线模糊被完全扫除，并给司机了解驾驶车辆前后左右视角情况，仅仅通过声音的这个非常直观安全的提醒方法，帮助司机排除周围障碍物的困扰。或许我们在生活中直呼倒车是多么的靠技术，多么的难，有了这个系统之后，那些曾 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2
经被称为“马路杀手”的菜鸟司机也能变的得心应手。人们的生活中的倒车事故越来越少 了，这样的生活才会美好。
整个系统由超声波模块发出声波，然后通过发射回来的 声波来判断车的身后是否有障碍物，但必须要在适当超声波测距范围之内才有较好的用处，在检测到障碍物之后，倒车雷达还能自动做出判断，并进行提示正在驱车的驾驶员，这样一来，司机并不需要太顾及车身后的具体情况，只需看好前方，就能安全倒车和驾驶。这种安全方便的驾驶享受就是倒车防撞雷达系统所给我们带来的。
一丶系统整体设计
（一）功能介绍
本系统通过中心单片机STC89C52来实现功能。当司机倒车时产生信号传输到单片机中，再根据单片机来发送信号给驱动电路，在里面的信号返回之前，超声波的发送模块先被驱动电路驱动了，单片机不能直接接受发出来的信号，必须接受三极管放大一下才行，发送到显示模块或者蜂鸣器模块。
（二）系统结构图
超声波测距原理系统结构图如图1所示。
图 1系统结构图
（三）超声波的发展与测距原理
在日常学习与生活中，我们了解到了当物体震动时就会产生声音，而我们人类所能听到的声音频率在20-20000赫兹。所以当一个声音低于20赫兹或者大于20000赫兹的时候，我们人类的耳朵就不能识别这个声音，也就是听不见了。科学界是怎么样定义声音频率的呢？将一个物体每秒钟震动的次数定位声音的频率，这也就是赫兹这个单位的由来。
声波和超声波都有一个共同的特点就是都是一种机械震动。声波的产生就是该物体在机械震动的状态下传播的一种能量。每个物质都有其平衡位置，当物体震动了，就是在其平衡位置附近来回往返运动，并发出一种能量形式叫做声波。超声波也属于这样的界定。他们一般在弹性介质内以纵波的形式传播，超声波的波长较短，但是其频率很高。在空气中会以直线传播的发射发散性具有方向的传播，当遇到障碍物时也会直线弹回。这很类似我们生活中，比如在大山里大声呼喊，会听得见一定的回声，这就是声波在空气中传播之后遇到了障碍物又由直线弹射回来，回到了我们的耳朵里。
超声波有着两个主要的参数：
频率：F大于等于20KHZ（在生活中应用过程里因为效果享受的原因，我们把F大于等于15K的声波也叫着超声波）
超声波应用在生活里已经非常广泛。比如在医学上的超声波检测，超声波能透过不透明的物体是因为其波长较短，方向性较好。故这一特性在医学运用，用作超声波探伤。超声波也可以测量厚度，测量距离，遥控和超声波成像。还有一种叫超声波显微镜的超声波成像技术在医疗检测的领域获得广泛的应用。其他领域也可以用在对合金中不停的晶粒间界和不同的分组区域的显示，还有在微电子元器件制造界中用来对集成电路的精准的检测。利用声全息术在和重视不透明物体和声成像技术都是利用超声波原理得以实现。
超声波在工矿业和农业也得到广泛的应用，利用了超声的机械作用，热效应和化学效应的超声处理可进行超声钻孔焊接，固体粉碎等等。
超声波测距原理示意图如图2所示。
在图2中当单片机发出信号使发射信号到发射管，障碍物在后面，是让超声波进行反弹的，声波从发射管里出来，出来的信号让接收管接受到信号，处理之后再到单片机。单片机处理后的信号发送到显示器，数字显示出来。外面的功能键也能发送信号给单片机，由单片机进行处理。
倒车雷达是在倒车的过程中开始工作，在倒车的过程中为车内的司机提供一个车后方的较为准确的信息。我们也知道，司机的倒车是个缓慢的过程，而且声波传播的速度也是非常快的，所以，我们尚且定义倒车雷达处于一个汽车静止时候的一种工作状态。并且忽略掉其他的种种微乎其微影响。在此过程中的脉冲测距方法，只需要测出汽车与障碍物直接的距离和与声波与障碍物之间的往返时间。
超声波测距原理其实也很简单，当超声波发生器发出一段声波出去的时候，在这个发射时刻的同时，计时器也开始计时，发出去的超声波通过空气传播之后，在遇到行径途中的障碍物即刻返回，当返回的声波反射波被接收器接受到时，计时器就立刻停止计时。我们在初中物理中也早就知道，声音在空气中传播的速度为340米每秒，计时器计时的时间为t，根据公式
s=340t/2，
这样就可以得到发射点到障碍物直接的距离是多少了。
（四）超声波传感器的介绍
超声波传感器是由换能晶片在电压下的作用下不停的震动产生的超声波的一种仪器，该声波是属于机械波。超声波传感器主要是由超声波探头组成的，而超声波探头主要是由电压晶片构成。本设计用的是一个简单的拥有双探头的传感器，一个发射，另一个接收，并由芯片进行对其数据的处理。
图3 STC89C52最小系统
（二）单片机的复位电路
如图3中，RST的引脚是复位信号的输入端。有效时间持续24个震荡周期及以上就，复位的信号就是高电平有效。若是使用频率为6MHZ的晶振，那么复位的信号会持续4us才可以完成复位的操作。
这个芯片由两部分构成，施密特触发器接受复位信号由外电路产生，再在复位电路中的芯片内的每个机器的周期的每个时刻对施密特触发器的输出进行采样，才得到内部所有的复位操作所需的信号。
复位操作中有两种方式，分别是上电复位和按键电平复位。
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