单片机的倒车雷达设计
摘 要本课题将嵌入式类型的智能倒车雷达系统作为了研究对象，在研究过程中对这种系统的发展过程以及发展现状进行了广泛的研究，根据相关产品所能表现出的功能和性能，确立了本课题的设计内容。本文选用了一款性价比极高的AT89C51单片机芯片来作为主控器件，结合了LCD1602液晶显示屏、有源蜂鸣器、HC-SR04测距模块和SC8035语音播报芯片等一些常见器件，设计出了一款具有较高性能的智能倒车雷达系统，实现了对车辆后方障碍物的距离测量、距离过近报警、真人语音播报以及液晶显示等功能。这款系统的实现降低了市面上大多数产品的研发成本，更为重要的是解决了这些产品所表现出的普遍弊端，不但能够长时间稳定工作，工作过程中还不容易受到环境因素的干扰，经过了多种方式的系统测试之后，这款系统将所有的预期功能都得到了实现，如果能够将它推向市场，具有非常积极的意义。
目录
一、 引言 1
（一） 智能倒车雷达的发展背景 1
（二） 智能倒车雷达的国内外发展现状 1
（三） 本文主要研究内容 2
二、 方案设计及元器件选择 3
（一） 智能倒车雷达的方案设计 3
（二） AT89C51单片机简介 3
（三） HCSR04传感器简介 4
（四） LCD1602液晶屏简介 4
（五） 真人语音芯片简介 5
三、 系统硬件设计 6
（一） 最小系统电路设计 6
（二） 距离测量电路设计 7
（三） 距离显示电路设计 7
（四） 距离过近报警电路设计 8
（五） 语音播报电路设计 8
四、 系统软件设计 10
（一） 主程序的设计 10
（二） 距离测量子程序设计 11
（三） 液晶驱动子程序设计 11
（四） 距离过近报警子程序设计 12
（五） 语音输出子程序设计 13
五、 实物安装与调试 14
（一） 实物安装 14
（二） 实物调试 16
（三） 问题总结 17
总结 18
参考文献 19
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
致 谢 20
附录一 原理图 21
附录二 PCB图 22
附录三 元件列表 23
附录四 实物图 24
附录五 程序 29
引言
智能倒车雷达的发展背景
本课题为这款智能倒车雷达系统的主控核心选用的是目前市面上性价比较高的AT89C51单片机芯片，智能倒车雷达系统在发展到今天这个阶段，主要的特征就是已经实现了整体数字化，无论是对外部的信号采集还是内部的数据运算，以及液晶显示或者触摸操控等功能，都需要通过高性能的全数字式的微处理器芯片来控制，这种主控芯片有单片机、FPGA或者DSP等类型，本课题采用的则是AT89C51型号的单片机芯片。现如今通过单片机芯片控制实现的智能倒车雷达系统之所以能够进行普及，是因为这种系统具有独特的自身魅力，首先智能倒车雷达控制系统实现的所有智能功能几乎都是在一片外形体积非常小的硅片芯片中进行控制实现的，这种高集成度的芯片不但工作稳定，还能够将智能倒车雷达系统所要实现的智能功能实现高效的转换，程序设计员通过各种类型的语句代码即可将功能进行底层转换；另一方面要说到具有智能采集功能的传感器技术对单片机控制系统的贡献，通过各种各样的传感器的植入，使得单片机控制系统能够对系统外部的各种类型的信号进行高速采集并将采集信号以最大兼容方式送入单片机芯片中进行使用，这样就能够保证单片机系统的功能更加丰富。通过对大量的产品文档和技术资料进行详细查阅后可以知道智能倒车雷达系统这种控制系统历经了多个有代表性意义的阶段，首先在单片机等微处理器芯片研发和应用技术还没有普及甚至是没出现之前，智能倒车雷达系统的研发人员只能够在种类较少的数字集成芯片中找寻到一些功能较为简单的逻辑门芯片、译码或者解码芯片，通过数十个这种功能较为简单的数字芯片进行电路搭建，构建出一个电路形式非常复杂的智能倒车雷达系统架构，虽然电路架构看起来非常复杂，但是最终能够实现的功能却非常简单，此时的智能倒车雷达系统外形体积较为庞大，大多数资料表示工程师最为头疼的就是当智能倒车雷达系统出现故障时，故障排查工作以及维修非常麻烦，需要对硬件电路架构中的各个节点进行逐一排查，需要消耗较多的时间才能够找寻到问题的所在。在上世纪八十年代前后低性能的单片机等微处理器芯片被研发出来，伴随着微处理器芯片一同出现的是最新版本的C语言编程语言，单片机系统研发人员将这种最初适用于unix系统开发的高级语言，率先引入到了单片机系统开发领域，将C语言能够直接操作底层硬件的属性加以使用，由于可以直接操作单片机芯片中的各种类型的寄存器，因此就能够使得单片机按照C语言程序代码的控制而实现工作，这样设计人员就能够将设计灵感通过C语言程序代码进行转换，从而实现单片机控制系统的各种智能功能。
智能倒车雷达的国内外发展现状
智能倒车雷达系统发展到今天这个阶段已经在市面上形成了低中高三种性能的产品档次，在过去一段时间内，由于中高端产品中采用的新型嵌入式技术刚被引入到这种系统中，因此研发成本迟迟下不来，处于一个较高成本的水平，而低端产品所表现出的性能尚且能够满足绝大多数用户的使用需求，所以在过去一段时间内低端档次的智能倒车雷达系统竞争力非常足；而随着这种新型技术在智能倒车雷达系统的研发中不断得到普及并且走向成熟，几乎任何一家研发企业都能够自主研发出这种新型技术，所以在最近一段时间内中高端系统的成本一直在下降，更为重要的是它的智能元素和功能都在不断被丰富，所以中高端档次的智能倒车雷达系统性价比逐渐提高，市场竞争力也在不断提升。
本文主要研究内容
本文在论文结构方面主要划分成五大部分，首先对本课题将要设计的这款智能倒车雷达系统的发展历程以及每个重要阶段能够实现的最佳性能进行归纳总结，找寻出前人是如何通过中低端性能器件设计出高性能的智能倒车雷达系统的。论文的第二部分主要对本课题将要使用的实现方案以及系统的大体结构和信号流通关系进行设计，并且通过绘制模块框图来阐述方案设计方法。随后本课题通过对AT89C51主控微处理器和各个功能模块的电路构建，实现整个硬件系统，在设计过程中将整个硬件系统划分成了单片机最小系统电路、LCD1602显示电路、报警信号生成电路、HCSR04超声波传感器电路和SC8035语音芯片电路等。硬件系统设计完成后则对软件系统进行了设计，使用C语言构建程序代码，从而实现对各个功能电路的控制。
目录
一、 引言 1
（一） 智能倒车雷达的发展背景 1
（二） 智能倒车雷达的国内外发展现状 1
（三） 本文主要研究内容 2
二、 方案设计及元器件选择 3
（一） 智能倒车雷达的方案设计 3
（二） AT89C51单片机简介 3
（三） HCSR04传感器简介 4
（四） LCD1602液晶屏简介 4
（五） 真人语音芯片简介 5
三、 系统硬件设计 6
（一） 最小系统电路设计 6
（二） 距离测量电路设计 7
（三） 距离显示电路设计 7
（四） 距离过近报警电路设计 8
（五） 语音播报电路设计 8
四、 系统软件设计 10
（一） 主程序的设计 10
（二） 距离测量子程序设计 11
（三） 液晶驱动子程序设计 11
（四） 距离过近报警子程序设计 12
（五） 语音输出子程序设计 13
五、 实物安装与调试 14
（一） 实物安装 14
（二） 实物调试 16
（三） 问题总结 17
总结 18
参考文献 19
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
致 谢 20
附录一 原理图 21
附录二 PCB图 22
附录三 元件列表 23
附录四 实物图 24
附录五 程序 29
引言
智能倒车雷达的发展背景
本课题为这款智能倒车雷达系统的主控核心选用的是目前市面上性价比较高的AT89C51单片机芯片，智能倒车雷达系统在发展到今天这个阶段，主要的特征就是已经实现了整体数字化，无论是对外部的信号采集还是内部的数据运算，以及液晶显示或者触摸操控等功能，都需要通过高性能的全数字式的微处理器芯片来控制，这种主控芯片有单片机、FPGA或者DSP等类型，本课题采用的则是AT89C51型号的单片机芯片。现如今通过单片机芯片控制实现的智能倒车雷达系统之所以能够进行普及，是因为这种系统具有独特的自身魅力，首先智能倒车雷达控制系统实现的所有智能功能几乎都是在一片外形体积非常小的硅片芯片中进行控制实现的，这种高集成度的芯片不但工作稳定，还能够将智能倒车雷达系统所要实现的智能功能实现高效的转换，程序设计员通过各种类型的语句代码即可将功能进行底层转换；另一方面要说到具有智能采集功能的传感器技术对单片机控制系统的贡献，通过各种各样的传感器的植入，使得单片机控制系统能够对系统外部的各种类型的信号进行高速采集并将采集信号以最大兼容方式送入单片机芯片中进行使用，这样就能够保证单片机系统的功能更加丰富。通过对大量的产品文档和技术资料进行详细查阅后可以知道智能倒车雷达系统这种控制系统历经了多个有代表性意义的阶段，首先在单片机等微处理器芯片研发和应用技术还没有普及甚至是没出现之前，智能倒车雷达系统的研发人员只能够在种类较少的数字集成芯片中找寻到一些功能较为简单的逻辑门芯片、译码或者解码芯片，通过数十个这种功能较为简单的数字芯片进行电路搭建，构建出一个电路形式非常复杂的智能倒车雷达系统架构，虽然电路架构看起来非常复杂，但是最终能够实现的功能却非常简单，此时的智能倒车雷达系统外形体积较为庞大，大多数资料表示工程师最为头疼的就是当智能倒车雷达系统出现故障时，故障排查工作以及维修非常麻烦，需要对硬件电路架构中的各个节点进行逐一排查，需要消耗较多的时间才能够找寻到问题的所在。在上世纪八十年代前后低性能的单片机等微处理器芯片被研发出来，伴随着微处理器芯片一同出现的是最新版本的C语言编程语言，单片机系统研发人员将这种最初适用于unix系统开发的高级语言，率先引入到了单片机系统开发领域，将C语言能够直接操作底层硬件的属性加以使用，由于可以直接操作单片机芯片中的各种类型的寄存器，因此就能够使得单片机按照C语言程序代码的控制而实现工作，这样设计人员就能够将设计灵感通过C语言程序代码进行转换，从而实现单片机控制系统的各种智能功能。
智能倒车雷达的国内外发展现状
智能倒车雷达系统发展到今天这个阶段已经在市面上形成了低中高三种性能的产品档次，在过去一段时间内，由于中高端产品中采用的新型嵌入式技术刚被引入到这种系统中，因此研发成本迟迟下不来，处于一个较高成本的水平，而低端产品所表现出的性能尚且能够满足绝大多数用户的使用需求，所以在过去一段时间内低端档次的智能倒车雷达系统竞争力非常足；而随着这种新型技术在智能倒车雷达系统的研发中不断得到普及并且走向成熟，几乎任何一家研发企业都能够自主研发出这种新型技术，所以在最近一段时间内中高端系统的成本一直在下降，更为重要的是它的智能元素和功能都在不断被丰富，所以中高端档次的智能倒车雷达系统性价比逐渐提高，市场竞争力也在不断提升。
本文主要研究内容
本文在论文结构方面主要划分成五大部分，首先对本课题将要设计的这款智能倒车雷达系统的发展历程以及每个重要阶段能够实现的最佳性能进行归纳总结，找寻出前人是如何通过中低端性能器件设计出高性能的智能倒车雷达系统的。论文的第二部分主要对本课题将要使用的实现方案以及系统的大体结构和信号流通关系进行设计，并且通过绘制模块框图来阐述方案设计方法。随后本课题通过对AT89C51主控微处理器和各个功能模块的电路构建，实现整个硬件系统，在设计过程中将整个硬件系统划分成了单片机最小系统电路、LCD1602显示电路、报警信号生成电路、HCSR04超声波传感器电路和SC8035语音芯片电路等。硬件系统设计完成后则对软件系统进行了设计，使用C语言构建程序代码，从而实现对各个功能电路的控制。
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