超声波倒车雷达设计(附件)【字数：9698】
摘 要超声波具有较好的指向性，能量易于集中而且损耗的速度缓慢，可以在不同的介质中传播且传播距离较远等一系列优点，因而在利用传感器技术结合自动控制技术的测距方案中，超声波测距是当下最为常见的一种应用，被广泛应用于倒车雷达、液位检测、明渠流量检测、施工工地和其它一些工业现场。本次课题对于超声波传感器的原理和特性做了详细介绍，以及ATMEL公司的AT89C51的单片机的功能特点，同时在对分析超声波测距原理的基础之上，对于设计测距系统的不足之处进行了必要改进，使用DS18B20传感器将温度引起的误差做出修正，给出了以AT89C51单片机为核心的低成本、高精度、液晶显示超声波测距系统的硬件电路和软件设计方法。本系统电路、状态稳定、性能良好、检测速度快。可以达到在一定范围内对障碍物进行提前警报的设计要求。
目 录
摘 要 I
Abstract II
第一章 绪 论 1
1.1 选题的背景 1
1.2选题的内容 1
1.3选题待解决问题 1
第二章 方案的论证及选择 2
2.1 激光方案 2
2.1超声波方案 2
2.2总方案 2
第三章 超声波测距模块 3
3.1 超声波传感器介绍 3
3.2 HCSR04超声波测距模块的性能特点 4
3.3HCSR04外形及参数 4
3.3.1 电气参数 5
3.4超声波时序图 5
第四章 系统硬件电路设计 6
4.1单片机最小系统 6
4.1.1 AT89C51芯片 6
4.1.2 复位电路 7
4.1.3晶振电路 7
4.2 超声波发射电路 7
4.3超声波接收模块电路 9
4.4 HCRS04超声波测距原理 9
4.5驱动显示电路 9
4.5.1 1602LCD液晶显示屏 10
4.5.2 蜂鸣器报警 10
4.6 5V稳压电路 10
4.7温度检测电路 11
4.7.1 温度检测的分析 11 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
4.7.2 温度传感器简介 12
4.7.3 结构组成 12
第五章 系统程序的设计 13
5.1主程序 13
5.2显示数据子程序 13
5.3报警子程序 14
5.4按键子程序 14
5.5超声波模块部分程序 14
5.6温度补偿模块部分程序 14
第六章 安装调试 15
6.1设计过程 15
6.2 毕业设计检测数据 15
结束语 17
致谢 18
参考文献 19
附录（A） 20
附录（B） 21
第一章 绪论
1.1选题的背景
单片机于1971年被发明，是第一代微处理器问世的标志，历经了几个阶段的发展，得益于消费电子产品的这些年来的大发展，单片机技术也得了极大的提高，数据的处理能力较之刚面世时提升了数百倍，同时因为大规模的使用，使得其价格降低，反过来又促进了单片机的进一步发展和使用。当下单片机的使用已经很普遍，被广泛的应用于工业控制、智能仪器、网络通信、家用电器、汽车电子、模块系统等方面。单片机属于集成电路芯片，是采用超大规模集成电路技术制造的，所以它的体积小，它是把诸多功能电路集成到一块硅片上构成的一个微型计算机系统，和我们用的计算机相比，它只是缺少了输入输出设备。受限于集成度，单片机最小系统开始只能用于一些小型的控制单元，随着发展，单片机的扩展功能得到了发展，拥有了更多的功能，也就自然而然的被更广泛运用。
超声波随着科学技术的快速发展，在传感器中的应用也愈发广泛，可以预见在未来，利用超声波原理的传感器将会在自动智能化方面发展，也会和其它传感器集成组成功能更加强大的多传感器。在当下，超声测距技术因为本身的特性，能够不被环境轻易干扰，人们利用它这样的适应能力在多个方面使用它，我们普通人生活中接触最多的就是超声波测距，比如停车辅助系统就是我们大家在日常的生活中每天都要接触到的，因为它，我们在停车时有极大的便利。同时在其它领域超声波也在大显身手。
1.2选题的内容
本次的毕业设计超声波倒车雷达主要由下面几个部分组成，单片机最小系统、超声波发射及接收电路、显示电路等，可以做到有效预警障碍物体，为安全泊车提供辅助。
1.3选题待解决问题
（1）在实际使用测距时时因为温度的影响，会导致超声波测出数据有误差，从而影响最终预警结果。
（2）之前没有接触过这种类型的程序，写的都是些入门简单的，要花大功夫编写程序。
第二章 方案的论证及选择
2.1激光方案
激光测距是以激光器做为光源进行测距的手段，根据工作方式的不同可以分为连续激光器和脉冲激光器，一般气体激光器工作时处于连续输出状态，用于相位式激光测距；半导体激光器用于红外线测距；固体激光器用于脉冲式激光测距。一般使用脉冲法和相位法来进行测距。
2.2超声波方案
超声波传感器检测距离的方式是先由超声波发射探头发出超声波，在途中遇见障碍物后立刻返回，有超声波接收探头接收返回的声波，再根据超声波在空气中传播的速度，就可以将与障碍物之间的距离给计算出来。
本次毕业设计决定采用超声波方案，较之激光方案更为方便，不过，超声波本身属于声波的一种，声波在空气中传播是受温度影响的，所以最终探测出来的距离是有一定误差的，在电路中加入了温度补偿器，可以使得最终测量结果更加精准。
2.3总方案
本次超声波倒车雷达设计主要组成部分如图21所示
图21 电路基本框图
第三章 超声波测距模块
3.1超声波传感器介绍
研究人员把声音每秒钟振动的次数称为频率，又根据频率的不同，把声波划分为不同的类型，通常是以我们人耳所能听见的声波频率作为一个基本的参照，低于这个频率的我们称它为次声波，这个我们不多做叙述，高于这个频率的我们称它为超声波超声波。自然界中蝙蝠就是使用超声波的好手，它利用超声波来辨别方向和确认距离，因此虽然它的视力极差，但是确并没有影响它的生存。我们人类也由此的到了启发，研究出了以超声波为探测手段的仪器，由于超声波本身具有着很多的优良特性，比如探测的距离很远而且在传输途中能量耗损也比较慢，尤其是它的指向方向的能力强很精准，所以不用担心方向出现较大误差的问题，使得该仪器得到了广泛的使用，在各行各业都可以看到超声波仪器大显身手的场面，比如医疗行业，超声波就可以被用来震碎身体内的结石来解决病人的痛苦，在电子工业领域它的使用更多，比如清洗，焊接等等。
目 录
摘 要 I
Abstract II
第一章 绪 论 1
1.1 选题的背景 1
1.2选题的内容 1
1.3选题待解决问题 1
第二章 方案的论证及选择 2
2.1 激光方案 2
2.1超声波方案 2
2.2总方案 2
第三章 超声波测距模块 3
3.1 超声波传感器介绍 3
3.2 HCSR04超声波测距模块的性能特点 4
3.3HCSR04外形及参数 4
3.3.1 电气参数 5
3.4超声波时序图 5
第四章 系统硬件电路设计 6
4.1单片机最小系统 6
4.1.1 AT89C51芯片 6
4.1.2 复位电路 7
4.1.3晶振电路 7
4.2 超声波发射电路 7
4.3超声波接收模块电路 9
4.4 HCRS04超声波测距原理 9
4.5驱动显示电路 9
4.5.1 1602LCD液晶显示屏 10
4.5.2 蜂鸣器报警 10
4.6 5V稳压电路 10
4.7温度检测电路 11
4.7.1 温度检测的分析 11 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
4.7.2 温度传感器简介 12
4.7.3 结构组成 12
第五章 系统程序的设计 13
5.1主程序 13
5.2显示数据子程序 13
5.3报警子程序 14
5.4按键子程序 14
5.5超声波模块部分程序 14
5.6温度补偿模块部分程序 14
第六章 安装调试 15
6.1设计过程 15
6.2 毕业设计检测数据 15
结束语 17
致谢 18
参考文献 19
附录（A） 20
附录（B） 21
第一章 绪论
1.1选题的背景
单片机于1971年被发明，是第一代微处理器问世的标志，历经了几个阶段的发展，得益于消费电子产品的这些年来的大发展，单片机技术也得了极大的提高，数据的处理能力较之刚面世时提升了数百倍，同时因为大规模的使用，使得其价格降低，反过来又促进了单片机的进一步发展和使用。当下单片机的使用已经很普遍，被广泛的应用于工业控制、智能仪器、网络通信、家用电器、汽车电子、模块系统等方面。单片机属于集成电路芯片，是采用超大规模集成电路技术制造的，所以它的体积小，它是把诸多功能电路集成到一块硅片上构成的一个微型计算机系统，和我们用的计算机相比，它只是缺少了输入输出设备。受限于集成度，单片机最小系统开始只能用于一些小型的控制单元，随着发展，单片机的扩展功能得到了发展，拥有了更多的功能，也就自然而然的被更广泛运用。
超声波随着科学技术的快速发展，在传感器中的应用也愈发广泛，可以预见在未来，利用超声波原理的传感器将会在自动智能化方面发展，也会和其它传感器集成组成功能更加强大的多传感器。在当下，超声测距技术因为本身的特性，能够不被环境轻易干扰，人们利用它这样的适应能力在多个方面使用它，我们普通人生活中接触最多的就是超声波测距，比如停车辅助系统就是我们大家在日常的生活中每天都要接触到的，因为它，我们在停车时有极大的便利。同时在其它领域超声波也在大显身手。
1.2选题的内容
本次的毕业设计超声波倒车雷达主要由下面几个部分组成，单片机最小系统、超声波发射及接收电路、显示电路等，可以做到有效预警障碍物体，为安全泊车提供辅助。
1.3选题待解决问题
（1）在实际使用测距时时因为温度的影响，会导致超声波测出数据有误差，从而影响最终预警结果。
（2）之前没有接触过这种类型的程序，写的都是些入门简单的，要花大功夫编写程序。
第二章 方案的论证及选择
2.1激光方案
激光测距是以激光器做为光源进行测距的手段，根据工作方式的不同可以分为连续激光器和脉冲激光器，一般气体激光器工作时处于连续输出状态，用于相位式激光测距；半导体激光器用于红外线测距；固体激光器用于脉冲式激光测距。一般使用脉冲法和相位法来进行测距。
2.2超声波方案
超声波传感器检测距离的方式是先由超声波发射探头发出超声波，在途中遇见障碍物后立刻返回，有超声波接收探头接收返回的声波，再根据超声波在空气中传播的速度，就可以将与障碍物之间的距离给计算出来。
本次毕业设计决定采用超声波方案，较之激光方案更为方便，不过，超声波本身属于声波的一种，声波在空气中传播是受温度影响的，所以最终探测出来的距离是有一定误差的，在电路中加入了温度补偿器，可以使得最终测量结果更加精准。
2.3总方案
本次超声波倒车雷达设计主要组成部分如图21所示
图21 电路基本框图
第三章 超声波测距模块
3.1超声波传感器介绍
研究人员把声音每秒钟振动的次数称为频率，又根据频率的不同，把声波划分为不同的类型，通常是以我们人耳所能听见的声波频率作为一个基本的参照，低于这个频率的我们称它为次声波，这个我们不多做叙述，高于这个频率的我们称它为超声波超声波。自然界中蝙蝠就是使用超声波的好手，它利用超声波来辨别方向和确认距离，因此虽然它的视力极差，但是确并没有影响它的生存。我们人类也由此的到了启发，研究出了以超声波为探测手段的仪器，由于超声波本身具有着很多的优良特性，比如探测的距离很远而且在传输途中能量耗损也比较慢，尤其是它的指向方向的能力强很精准，所以不用担心方向出现较大误差的问题，使得该仪器得到了广泛的使用，在各行各业都可以看到超声波仪器大显身手的场面，比如医疗行业，超声波就可以被用来震碎身体内的结石来解决病人的痛苦，在电子工业领域它的使用更多，比如清洗，焊接等等。
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