基于单片机的汽车防撞报警器设计
基于单片机的汽车防撞报警器设计[20200406125414]
摘 要
STC系列单片机STC89C52广泛应用在自动控制领域，具有很高的价值，它的使用和多功能迎合大量的电子设计爱好者。主要测距系统是采用STC89C52RC单片机，超声波测距模块的报警系统。
采用STC89C52RC这种STC系列单片机作为主要控制芯片，对检测到的超声波回波进行测量距离，然后单片机处理，并设定报警距离值进行比较来判断，当比设定值小时，STC89C52RC发出信号，指示蜂鸣器进行报警。本设计具有一定的实用价值，具有小体积、硬件简易、软件完善、控制性能可靠等优点。可以利用超声波测距在汽车上做出倒车警告，采用单芯片系统的实时控制和数据处理功能的控制。
*查看完整论文请 +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2
关键字:超声波传感器单片机STC89C52
目录
1绪论 1
1.1 引言 1
1.2 超声波检测发展综述 1
1.3 项目可研究意义 2
2超声波检测设计 3
2.1 设计内容 3
2.2 总体设计方案 3
2.3.1 硬件设计 3
2.3.2 软件设计 4
3超声波测距设计 6
3.1单片机硬件介绍 6
3.1.1 单片机STC89C52RC介绍 6
3.1.2 HC-SR04超声波测距模块介绍 7
3.1.3 运算放大器 10
3.2硬件设计 11
3.2.1 主控制模块 11
3.2.2 电源设计 12
3.2.3 按键电路模块设计 12
3.2.3 声音报警电路的设计 13
3.2.4 系统显示电路设计 14
3.2.5 时钟电路的设计 15
3.2.6 复位电路的设计 16
4 软件设计 17
4.1 主程序工作流程图 18
4.2 显示子程序和蜂鸣报警子程序 19
4.3 延时程序与中断程序 22
5 系统调试与分析 23
5.1 软件调试与分析 23
5.2 硬件调试与分析 24
结束语 27
参考文献 28
附录 29
致谢 40
1绪论
随着时代经济的迅猛发展，交通工具已成为人们生活中必不可少的东西。交通拥堵，交通事故频繁发生，对人们社会生活和社会经济安定产生了重大的影响。设计车载测距报警系统已经成为不可避免的问题。要求系统具有快响应，高可靠性，经济适用的特点。利用超声波来进行测距是最为常见的测距方法。报告设计了一种汽车防撞预警系统的微机控制。可以检测到车辆行驶方向上的障碍物。通过数字显示装置显示距离，并根据远程报警声音提醒[1]。
1.1引言
利用超声波来进行测距是一种不需要接触的检测性技术，光线和颜色对测距的影响较低，相比较其它仪器有着卫生、适应恶劣环境、维护简易、无污染、高可靠、寿命长优点 。它可广泛适用工业，采矿业，电厂，化工，水处理厂，污水处理厂，农业，环境监测，水产，食物，洪涝预防，水位测量，通道，空间位置的测量和公路行业之中[2]。距离校准精度在不同的环境中，可直接用于水，糖，酒，饮料，液位控制，直接显示液位，储液罐液位。因此，超声波测距能广泛应用于特殊环境。快速，使用方便，计算简单，实时控制的超声波检测，实现工业测量的精度和实用的目标。因此超声波测距的研究上得到广泛的应用。在超声波测距系统具有这些优点的同时，它已被广泛用于汽车倒车雷达的发展。
1.2超声波检测发展综述
国内近年来也陆续研究出数字化超声波仪器和分析系统。数字超声检测的国际研究也备受瞩目。
伴随着技术研究过程逐渐进行，超声波检测仪器的功能需求逐渐提高，单数码显示的超声波检测测试时会体现出误差。超声波生产后，可以显示双单板微处理功能。然后检测，记录，存储，智能检测的数据处理和分析功能分析系统的成功开发，发展繁荣。处理结果，状态信息是在管成像显示，并可与微型打印机相连接[3]。数字和波形相对清晰稳定，操作简单，可靠性高。储能，其串行端口的发展可以方便用户对仪器测试数据处理和相关手续后。与国内同类产品相比，仪器有着设计新颖、合理，功能齐全，突破性创新，达到国际先进水平。
目前，在计算机市场价格降得太大，非集成的超声检测仪可以使计算机可以一机多用的功能发挥，节约大量的实际应用。这个全功能的设置工具，而不是单独的系统，计算机能够充分发挥各自的特点。该设备设计的实际情况，满足客户的要求。总之，超声仪器在中国的研发和生产，具有较大的发展，一些模型已超过国外同类设备水平。
1.3项目可研究意义
超声波是一种波动，振动频率高于声波，它具有频率高，波长短的现象，特别是在一个固定的方向，能够具有一种射线定向传播特性[4]。超声波应用在测量时有良好的定向性，并且耗能缓慢，受介质影响较小。使利用超声波检测是相对快速，简单，易于控制，能满足检测精度方面，工业的要求，因此被广泛应用于移动机器人的研究与开发[5]。
在超声波检测发展过程当中，已经成为重要的无损耗检测技术。在对比固体材料组织微小化、探求性能在力学方面的体现、对比微观和宏观组织性能及特性方面成为良好的手段。但是，对于检测结果要求的人为因素较高。人为分析信号存在误差较大，对检测人员要求较高。
因为超声波具有良好的定向性和方向性，易于控制，速度较光速小，所以采用其仿真技术进行测距。超声波测距可以在一定程度上无视地形，气候，理由是对发射和接受的回波进行测距，所以它可以用在一些特殊的场合和恶劣的环境。超声波是一种在20kHz的频率波[6]。在精度方面相对可以达到工业要求，因此在建筑生产上广泛应用，例如：水平方向测距，井深，管道长度等[7]。
2超声波检测设计
2.1设计内容
超声波防撞报警是本课题的设计，包括硬件电路设计，软件设计和相应的控制电路设计。
2.2总体设计方案
设计的两个部分由硬件和软件组成。该模块分为数据采集，控制按钮，液晶显示，报警模块。该电路结构可分为：超声波传感器，蜂鸣器，按键电路。核心模块的设计是微控制器的设计，使系统设计的一个方面供应链管理系统中的应用。本设计是单片机应用系统的硬件和软件的结合。硬件部分包括单片机系统，输入/输出设备，和外部应用电路。该软件是为各工序提供相应的软件代码支持。STC89C52单片机是此次设计的核心控制单元,当待测距离小于设定距离时，主要控制芯片会将待测距离数值与设定值进行比较处理。当不能满足要求，将控制蜂鸣器报警。总体设计框图如图2.1所示。
图2.1 总体设计方框图
2.3.1 硬件设计
系统设计的测距模块采用 单片机为核心芯片。通过考虑，分别设计了传感器模块、按键模块、蜂鸣模块以及LCD显示模块，采用STC89C52为主要程序芯片，设计一个简单的需求显示，精度高，便于携带，超声波报警装置。
超声波模块测距时，它是从超声波发出方波开始，超声波传播障碍遇到了回来，在接收模块搜索到的超声波来进行停止时钟。根据发射和接受回波的时间差来进行距离的测量和转化。电路流程图如图2.2所示。
图2.2 电路流程图
在工作系统中，由脉冲发生器发出的信号，通过驱动电路驱动脉冲发生器产生的超声波脉冲的信号，另一方面，导致STC89C52定时器启动时间 ，并根据时间自动改变放大器的增益由STC89C52控制，根据波传播的时间，使波信号到达接收器，电信号使放大器增益增加。通过回波T0计数器窗口标识号，根据计数N值确定给定值下辨识，闭环控制n≤5。然后比对N和补偿值对应的补偿值表，T1时间修改，往复行程时间的超声波系统。然后通过浮点算法计算距离，由STC89C52串行通信口送LCD显示。
2.3.2 软件设计
STC89C52单片机及其应用系统的简单语言，可移植性好，表达能力强，表达是灵活的，可以结构化设计，可以直接控制计算机硬件，生成高质量的代码，使用方便等诸多优点。包括模块的设计，即主程序，定时器模块，显示模块。
摘 要
STC系列单片机STC89C52广泛应用在自动控制领域，具有很高的价值，它的使用和多功能迎合大量的电子设计爱好者。主要测距系统是采用STC89C52RC单片机，超声波测距模块的报警系统。
采用STC89C52RC这种STC系列单片机作为主要控制芯片，对检测到的超声波回波进行测量距离，然后单片机处理，并设定报警距离值进行比较来判断，当比设定值小时，STC89C52RC发出信号，指示蜂鸣器进行报警。本设计具有一定的实用价值，具有小体积、硬件简易、软件完善、控制性能可靠等优点。可以利用超声波测距在汽车上做出倒车警告，采用单芯片系统的实时控制和数据处理功能的控制。
*查看完整论文请 +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2
关键字:超声波传感器单片机STC89C52
目录
1绪论 1
1.1 引言 1
1.2 超声波检测发展综述 1
1.3 项目可研究意义 2
2超声波检测设计 3
2.1 设计内容 3
2.2 总体设计方案 3
2.3.1 硬件设计 3
2.3.2 软件设计 4
3超声波测距设计 6
3.1单片机硬件介绍 6
3.1.1 单片机STC89C52RC介绍 6
3.1.2 HC-SR04超声波测距模块介绍 7
3.1.3 运算放大器 10
3.2硬件设计 11
3.2.1 主控制模块 11
3.2.2 电源设计 12
3.2.3 按键电路模块设计 12
3.2.3 声音报警电路的设计 13
3.2.4 系统显示电路设计 14
3.2.5 时钟电路的设计 15
3.2.6 复位电路的设计 16
4 软件设计 17
4.1 主程序工作流程图 18
4.2 显示子程序和蜂鸣报警子程序 19
4.3 延时程序与中断程序 22
5 系统调试与分析 23
5.1 软件调试与分析 23
5.2 硬件调试与分析 24
结束语 27
参考文献 28
附录 29
致谢 40
1绪论
随着时代经济的迅猛发展，交通工具已成为人们生活中必不可少的东西。交通拥堵，交通事故频繁发生，对人们社会生活和社会经济安定产生了重大的影响。设计车载测距报警系统已经成为不可避免的问题。要求系统具有快响应，高可靠性，经济适用的特点。利用超声波来进行测距是最为常见的测距方法。报告设计了一种汽车防撞预警系统的微机控制。可以检测到车辆行驶方向上的障碍物。通过数字显示装置显示距离，并根据远程报警声音提醒[1]。
1.1引言
利用超声波来进行测距是一种不需要接触的检测性技术，光线和颜色对测距的影响较低，相比较其它仪器有着卫生、适应恶劣环境、维护简易、无污染、高可靠、寿命长优点 。它可广泛适用工业，采矿业，电厂，化工，水处理厂，污水处理厂，农业，环境监测，水产，食物，洪涝预防，水位测量，通道，空间位置的测量和公路行业之中[2]。距离校准精度在不同的环境中，可直接用于水，糖，酒，饮料，液位控制，直接显示液位，储液罐液位。因此，超声波测距能广泛应用于特殊环境。快速，使用方便，计算简单，实时控制的超声波检测，实现工业测量的精度和实用的目标。因此超声波测距的研究上得到广泛的应用。在超声波测距系统具有这些优点的同时，它已被广泛用于汽车倒车雷达的发展。
1.2超声波检测发展综述
国内近年来也陆续研究出数字化超声波仪器和分析系统。数字超声检测的国际研究也备受瞩目。
伴随着技术研究过程逐渐进行，超声波检测仪器的功能需求逐渐提高，单数码显示的超声波检测测试时会体现出误差。超声波生产后，可以显示双单板微处理功能。然后检测，记录，存储，智能检测的数据处理和分析功能分析系统的成功开发，发展繁荣。处理结果，状态信息是在管成像显示，并可与微型打印机相连接[3]。数字和波形相对清晰稳定，操作简单，可靠性高。储能，其串行端口的发展可以方便用户对仪器测试数据处理和相关手续后。与国内同类产品相比，仪器有着设计新颖、合理，功能齐全，突破性创新，达到国际先进水平。
目前，在计算机市场价格降得太大，非集成的超声检测仪可以使计算机可以一机多用的功能发挥，节约大量的实际应用。这个全功能的设置工具，而不是单独的系统，计算机能够充分发挥各自的特点。该设备设计的实际情况，满足客户的要求。总之，超声仪器在中国的研发和生产，具有较大的发展，一些模型已超过国外同类设备水平。
1.3项目可研究意义
超声波是一种波动，振动频率高于声波，它具有频率高，波长短的现象，特别是在一个固定的方向，能够具有一种射线定向传播特性[4]。超声波应用在测量时有良好的定向性，并且耗能缓慢，受介质影响较小。使利用超声波检测是相对快速，简单，易于控制，能满足检测精度方面，工业的要求，因此被广泛应用于移动机器人的研究与开发[5]。
在超声波检测发展过程当中，已经成为重要的无损耗检测技术。在对比固体材料组织微小化、探求性能在力学方面的体现、对比微观和宏观组织性能及特性方面成为良好的手段。但是，对于检测结果要求的人为因素较高。人为分析信号存在误差较大，对检测人员要求较高。
因为超声波具有良好的定向性和方向性，易于控制，速度较光速小，所以采用其仿真技术进行测距。超声波测距可以在一定程度上无视地形，气候，理由是对发射和接受的回波进行测距，所以它可以用在一些特殊的场合和恶劣的环境。超声波是一种在20kHz的频率波[6]。在精度方面相对可以达到工业要求，因此在建筑生产上广泛应用，例如：水平方向测距，井深，管道长度等[7]。
2超声波检测设计
2.1设计内容
超声波防撞报警是本课题的设计，包括硬件电路设计，软件设计和相应的控制电路设计。
2.2总体设计方案
设计的两个部分由硬件和软件组成。该模块分为数据采集，控制按钮，液晶显示，报警模块。该电路结构可分为：超声波传感器，蜂鸣器，按键电路。核心模块的设计是微控制器的设计，使系统设计的一个方面供应链管理系统中的应用。本设计是单片机应用系统的硬件和软件的结合。硬件部分包括单片机系统，输入/输出设备，和外部应用电路。该软件是为各工序提供相应的软件代码支持。STC89C52单片机是此次设计的核心控制单元,当待测距离小于设定距离时，主要控制芯片会将待测距离数值与设定值进行比较处理。当不能满足要求，将控制蜂鸣器报警。总体设计框图如图2.1所示。
图2.1 总体设计方框图
2.3.1 硬件设计
系统设计的测距模块采用 单片机为核心芯片。通过考虑，分别设计了传感器模块、按键模块、蜂鸣模块以及LCD显示模块，采用STC89C52为主要程序芯片，设计一个简单的需求显示，精度高，便于携带，超声波报警装置。
超声波模块测距时，它是从超声波发出方波开始，超声波传播障碍遇到了回来，在接收模块搜索到的超声波来进行停止时钟。根据发射和接受回波的时间差来进行距离的测量和转化。电路流程图如图2.2所示。
图2.2 电路流程图
在工作系统中，由脉冲发生器发出的信号，通过驱动电路驱动脉冲发生器产生的超声波脉冲的信号，另一方面，导致STC89C52定时器启动时间 ，并根据时间自动改变放大器的增益由STC89C52控制，根据波传播的时间，使波信号到达接收器，电信号使放大器增益增加。通过回波T0计数器窗口标识号，根据计数N值确定给定值下辨识，闭环控制n≤5。然后比对N和补偿值对应的补偿值表，T1时间修改，往复行程时间的超声波系统。然后通过浮点算法计算距离，由STC89C52串行通信口送LCD显示。
2.3.2 软件设计
STC89C52单片机及其应用系统的简单语言，可移植性好，表达能力强，表达是灵活的，可以结构化设计，可以直接控制计算机硬件，生成高质量的代码，使用方便等诸多优点。包括模块的设计，即主程序，定时器模块，显示模块。
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