AT89S51单片机的倒车雷达
目 录
绪论 5
一、装置设计的任务和目标 6
1.1、装置的设计要求 6
1.2、装置的设计方法 6
二、系统原理设计 7
2.1、设计思想 7
2．2、装置总系统图 7
三． 硬件设计 8
3.1、单片机的要求 8
3.2、单片机的内部结构 9
3.3 、系统硬件设计原理图 10
3.3.1、 显示电路 10
3.3.2、报警电路 12
3.3.3、超声波发射系统 13
3.3.4、超声波接收电路 14
3.3.5、复位电路 15
四、软件系统设计 16
4.1、 超声波测量距离的原理 16
4.2、超声波主流程图 16
4.3、中断子程序流程图 17
五、结束语 18
六、附 录 20
6.1、原理图 20
6.2、程序 22
七、参考文献 38
八、致谢 39
绪论
现代化市场化告诉发展的当今社会，便捷的快速的交通工具数量在中国有了翻天覆地的增长，交通工具急速增长的同时也带来了严重的交通问题，特别是很多新司机在狭小的空间里停车的时候发生的一些小事故也呈现出爆炸性增长的趋势，追求智能化的当今，汽车的智能化也是一个大的市场环境了，所以就研究一套“现代汽车预警装置”。这种装置在保障架乘人员的安全、市场运输上都有着极强的重要性。因此，一个安装于汽车等交通工具上的预警装置是很有价值的。超声波在空气等介质中传播有着较好稳定性、指向性，在传播的过程中对能量的消耗很缓慢，多以传得距离也是比较远， *好棒文|www.hbsrm.com +Q: %3^5`1^9`1^6^0`7^2#
因此是一种非常常见的测量的工具。超声波测距是比较常见的一些工业现场和移动机器人的建设与发展，工作环境很低，在潮湿的要求，灰尘等不高。与此相反，技术的其他成本低，运行平稳，精度高，易于掌握超声是非常严重的，在测量距离的定位很多运动。单片机AT89C51在该装置中起着中枢神经的作用，单片机有着很多的资源，可以为装置提供稳定而准确的解决办法，从而实现整个装置的正常运行。
本文设计的现代汽车预警装置系统由单片机提供控制，在超声波的发射、接收，传感器、电子显示器等共同工作参与下完成测距、显示、报警等一系列的步骤。
一、装置设计的任务和目标
1.1、装置的设计要求
1. 测距：该系统装置需要精确的测量出汽车与车身周围障碍物的实时距离，同时向芯片发送准确的报告。
2. 显示：在电子显示屏上提供给驾驶人员数值。
3. 预警：当车辆移动时车辆与周围障碍物的距离小于设定的安全范围时，系统中的喇叭将会发出预警声。
1.2、装置的设计方法
1．子系统：这些子系统可以分为，数据处理系统，超声波发射接受系统，显示系统，报警系统.
2．系统的工作流程：数据处理系统分析处理超声波传感器发出并接收的超声波信号，单片机进行分析数据处理系统转变成为数字信号的数据是否需要预警，同时在电子显示屏上显示出测量得出的数值。
3．发送信号系统：超声波换能器是由T和反向74LS04振荡器系统，该电路可以提供一个简单的，稳定的声发射的强度时，系统工作。
4．接收系统采用专用芯片”：一个红外探测器恢复集成电路CX20106A”，在测距中40KHZ作为超声波的频率为与该芯片通常用的38KHZ载波频率非常的类似。
二、系统原理设计
2.1、设计思想
本文中研究的预警装置将采用模块化的设计，与单片机连接着控制线和信号线，并由单片机的统一指挥并协调的工作。当驾驶员将挡把挂入倒车档后，系统会通过传感器的控制自动工作，40 kHz的信号瞬时频率的超声波传感器输出放大电路中的单片机AT89C51由，当在介质空气中传播的超声波遇到车辆周围的障碍物后会发生反射现象，通过各个子系统的计算得到实时的距离值，计算得出的数值会通过电子显示屏显示出来，同时当得出的数值小于安全值的时候会触发报警电路，驾驶员将通过蜂鸣器的响声得到预警的信号。
由于存在超声波在介质空气中的传播的速率是我们已经知道的一个固定的数值（C=340m/s)，同时我们通过测量超声波信号在发射与接收过程中的时间差来计算出汽车与周围障碍物的距离。所以说超声波的测速原理和以前使用较多的多普勒雷达测速的原理是类似的。
距离的测量，L=（C×T）/2是测量的公式。
2．2、装置总系统图
图1 装置总系统图
图1为装置总系统图，在总设计中单片机AT89C51作为中枢控制，驾驶中当司机将汽车的档位挂入倒档时系统中的超声波发射器会自动的发射出超声波信号，当超声波信号传播中遇到的接收器的反射和透射传播过程中障碍物接收接收信号给单片机和微机处理。被单片机分析处理后的信号显示在电子显示器上，同时单片机分析汽车与周围障碍物的距离是否需要报警。
三． 硬件设计
3.1、单片机的要求
单片机的选择对错往往能对一个设计起着决定性的作用，单片机的选择可以通过对单片的性能特点来，如：
1．芯片的存储能力。
2．芯片的性能。
3．芯片的封装。
4．芯片的功耗。
5．芯片保密性、抗干扰能力。
6．成本。
平常所见的单片简略有如下几种：AT89C51、AT89C1052、AT89S53、AT89L55等。在考虑了多方面的综合因素后，在“现代汽车预警装置”中选择AT89S51作为该系统装置的中枢控制器。
3.2、单片机的内部结构
AT89S51是一种具备高性能和低功耗特色的CMOS 8位控制器。采用的是Atmel 公司的保存安全和高密度的技术制造，在与工业中的产品80C51，引脚和它的指令是可以彻底得兼容。
(1) 8位CPU；
(2) 片内振荡器和时钟电路；
(3) 4KB ROM；
(4) 128B内RAM；
(5) 寻址64KB的RAM和ROM的控制电路；
(6) 两个16位定时/计数器；
(7) 21个特殊功能的寄存器；
外部时钟源 外部事件计数
(8) 4个8位并行I/O口，共32条可编程I/O端线，每个口都可输入输出；
外中断 控制 并 行 口 p0-p3 串行通信
图2 51单片机功能结构框图
3.3 、系统硬件设计原理图
3.3.1、 显示电路
图3 显示电路
3.3.5、复位电路
图7复位电路
上图7是一个复位电路，概括的来说复位电路就是为了使微机系统中电路稳定可靠的工作而处理解决因为电源毛刺与电源电压下降等导致的问题的，所以来说在整个系统装置中复位电路是不可缺少的一个电路。复位电路通常来说的功能是上电复位功能。供电电源的电压是5V±5%（4.75～5.25V）是微机电路所需要的正常的工作电压范围。单片机是一个序列的数字电路，稳定的时钟信号是这个电路所需要得，所以说当电源上电的时候，唯有当VCC在4.75V和5.25V之间以及处于工作稳定的晶体振荡器，那么微机电路正常的工作以及复位信号不工作。
绪论 5
一、装置设计的任务和目标 6
1.1、装置的设计要求 6
1.2、装置的设计方法 6
二、系统原理设计 7
2.1、设计思想 7
2．2、装置总系统图 7
三． 硬件设计 8
3.1、单片机的要求 8
3.2、单片机的内部结构 9
3.3 、系统硬件设计原理图 10
3.3.1、 显示电路 10
3.3.2、报警电路 12
3.3.3、超声波发射系统 13
3.3.4、超声波接收电路 14
3.3.5、复位电路 15
四、软件系统设计 16
4.1、 超声波测量距离的原理 16
4.2、超声波主流程图 16
4.3、中断子程序流程图 17
五、结束语 18
六、附 录 20
6.1、原理图 20
6.2、程序 22
七、参考文献 38
八、致谢 39
绪论
现代化市场化告诉发展的当今社会，便捷的快速的交通工具数量在中国有了翻天覆地的增长，交通工具急速增长的同时也带来了严重的交通问题，特别是很多新司机在狭小的空间里停车的时候发生的一些小事故也呈现出爆炸性增长的趋势，追求智能化的当今，汽车的智能化也是一个大的市场环境了，所以就研究一套“现代汽车预警装置”。这种装置在保障架乘人员的安全、市场运输上都有着极强的重要性。因此，一个安装于汽车等交通工具上的预警装置是很有价值的。超声波在空气等介质中传播有着较好稳定性、指向性，在传播的过程中对能量的消耗很缓慢，多以传得距离也是比较远， *好棒文|www.hbsrm.com +Q: %3^5`1^9`1^6^0`7^2#
因此是一种非常常见的测量的工具。超声波测距是比较常见的一些工业现场和移动机器人的建设与发展，工作环境很低，在潮湿的要求，灰尘等不高。与此相反，技术的其他成本低，运行平稳，精度高，易于掌握超声是非常严重的，在测量距离的定位很多运动。单片机AT89C51在该装置中起着中枢神经的作用，单片机有着很多的资源，可以为装置提供稳定而准确的解决办法，从而实现整个装置的正常运行。
本文设计的现代汽车预警装置系统由单片机提供控制，在超声波的发射、接收，传感器、电子显示器等共同工作参与下完成测距、显示、报警等一系列的步骤。
一、装置设计的任务和目标
1.1、装置的设计要求
1. 测距：该系统装置需要精确的测量出汽车与车身周围障碍物的实时距离，同时向芯片发送准确的报告。
2. 显示：在电子显示屏上提供给驾驶人员数值。
3. 预警：当车辆移动时车辆与周围障碍物的距离小于设定的安全范围时，系统中的喇叭将会发出预警声。
1.2、装置的设计方法
1．子系统：这些子系统可以分为，数据处理系统，超声波发射接受系统，显示系统，报警系统.
2．系统的工作流程：数据处理系统分析处理超声波传感器发出并接收的超声波信号，单片机进行分析数据处理系统转变成为数字信号的数据是否需要预警，同时在电子显示屏上显示出测量得出的数值。
3．发送信号系统：超声波换能器是由T和反向74LS04振荡器系统，该电路可以提供一个简单的，稳定的声发射的强度时，系统工作。
4．接收系统采用专用芯片”：一个红外探测器恢复集成电路CX20106A”，在测距中40KHZ作为超声波的频率为与该芯片通常用的38KHZ载波频率非常的类似。
二、系统原理设计
2.1、设计思想
本文中研究的预警装置将采用模块化的设计，与单片机连接着控制线和信号线，并由单片机的统一指挥并协调的工作。当驾驶员将挡把挂入倒车档后，系统会通过传感器的控制自动工作，40 kHz的信号瞬时频率的超声波传感器输出放大电路中的单片机AT89C51由，当在介质空气中传播的超声波遇到车辆周围的障碍物后会发生反射现象，通过各个子系统的计算得到实时的距离值，计算得出的数值会通过电子显示屏显示出来，同时当得出的数值小于安全值的时候会触发报警电路，驾驶员将通过蜂鸣器的响声得到预警的信号。
由于存在超声波在介质空气中的传播的速率是我们已经知道的一个固定的数值（C=340m/s)，同时我们通过测量超声波信号在发射与接收过程中的时间差来计算出汽车与周围障碍物的距离。所以说超声波的测速原理和以前使用较多的多普勒雷达测速的原理是类似的。
距离的测量，L=（C×T）/2是测量的公式。
2．2、装置总系统图
图1 装置总系统图
图1为装置总系统图，在总设计中单片机AT89C51作为中枢控制，驾驶中当司机将汽车的档位挂入倒档时系统中的超声波发射器会自动的发射出超声波信号，当超声波信号传播中遇到的接收器的反射和透射传播过程中障碍物接收接收信号给单片机和微机处理。被单片机分析处理后的信号显示在电子显示器上，同时单片机分析汽车与周围障碍物的距离是否需要报警。
三． 硬件设计
3.1、单片机的要求
单片机的选择对错往往能对一个设计起着决定性的作用，单片机的选择可以通过对单片的性能特点来，如：
1．芯片的存储能力。
2．芯片的性能。
3．芯片的封装。
4．芯片的功耗。
5．芯片保密性、抗干扰能力。
6．成本。
平常所见的单片简略有如下几种：AT89C51、AT89C1052、AT89S53、AT89L55等。在考虑了多方面的综合因素后，在“现代汽车预警装置”中选择AT89S51作为该系统装置的中枢控制器。
3.2、单片机的内部结构
AT89S51是一种具备高性能和低功耗特色的CMOS 8位控制器。采用的是Atmel 公司的保存安全和高密度的技术制造，在与工业中的产品80C51，引脚和它的指令是可以彻底得兼容。
(1) 8位CPU；
(2) 片内振荡器和时钟电路；
(3) 4KB ROM；
(4) 128B内RAM；
(5) 寻址64KB的RAM和ROM的控制电路；
(6) 两个16位定时/计数器；
(7) 21个特殊功能的寄存器；
外部时钟源 外部事件计数
(8) 4个8位并行I/O口，共32条可编程I/O端线，每个口都可输入输出；
外中断 控制 并 行 口 p0-p3 串行通信
图2 51单片机功能结构框图
3.3 、系统硬件设计原理图
3.3.1、 显示电路
图3 显示电路
3.3.5、复位电路
图7复位电路
上图7是一个复位电路，概括的来说复位电路就是为了使微机系统中电路稳定可靠的工作而处理解决因为电源毛刺与电源电压下降等导致的问题的，所以来说在整个系统装置中复位电路是不可缺少的一个电路。复位电路通常来说的功能是上电复位功能。供电电源的电压是5V±5%（4.75～5.25V）是微机电路所需要的正常的工作电压范围。单片机是一个序列的数字电路，稳定的时钟信号是这个电路所需要得，所以说当电源上电的时候，唯有当VCC在4.75V和5.25V之间以及处于工作稳定的晶体振荡器，那么微机电路正常的工作以及复位信号不工作。
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