超声波测距的汽车倒车雷达系统设计
本次设计就是为了实现超声波雷达测距，主要用到了STC89C52单片机，超声波传感器，LCD1602液晶显示屏，DS18B20温度传感器，蜂鸣器等器件。在这次设计中采用STC89C52作为处理器，利用超声传感来完成本次设计的测量任务，利用传感器的输出和接收，运用晶振电路计算时间，然后录入各模块程序，再利用单片机来对我们测到的数据开始处理，用测距算法得到距离，得到距离数值后，系统会自动决策是否报警，报警根据是我们自己事先设定的数值，大于设定时，自然是不报警的，反之就会报警。关键词 超声波测距，STC89C52单片机，超声波传感器，温度传感器
目 录
1 绪论 2
1.1 项目研究背景 2
1.2 超声波的应用 2
2 设计方案与思路 3
2.1 方案选择 3
2.2 总体设计 3
3 硬件实现及单元电路设计 4
3.1 最小系统 4
3.2 电源设计 8
3.3 超声波测试模块 9
3.4 测距分析 12
3.5 温度补偿模块 13
3.6 报警电路 14
3.7 显示模块 15
3.8 按键模块 16
4 软件设计 17
4.1 主程序工作流程图 17
4.2 探测程序流程图 19
4.3 DS18B20初始化流程图 19
5 系统调试与实物制作 20
5.1 程序调试 20
5.2 实物测试 21
总 结 23
致 谢 24
参 考 文 献 25
附录A 源程序 26
附录B 器件清单 42
1 绪论
1.1 项目研究背景
现如今，生产力飞速提升，汽车也走进千万百姓家，大多数人都会选择驾车出行，而倒车更是每一位驾驶员都必须掌握的基础技能，但是倒车引起的碰撞事故也一直不断，这种事故不断地威胁着本人与他人的安全、利益，所以，增加汽车后视能力，研制汽车后部探视能力成为研究热点。
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
其实早在20年前，就已经出现了倒车雷达，不过它是以红外线制成的，根据光的反射和接收（这倒是和声波雷达一样的），不过我们现在都知道，红外线是极易受到干扰的，甚至在照射深色物体表面时，都会被吸收掉，这就使得报警器会发生不稳定的响起，而且在射到灰尘或者积雪地方，它甚至会失效，这就显得很不实用。
1.2 超声波的应用
在经过一代代科研人员的研究，人们开始利用超声波，利用摄像技术来为汽车倒车测距，本次的设计就是利用超声波。
超声波测距是一种非接触检测技术，我们平时的日常情况，比如水汽、强光、物体外形等，这些都不会对我们超声测距产生过大影响，虽然说还是有一点，但是基本上可以忽略不计了，当然，这次的设计主要考虑的是温度影响，因为，温度影响相对来说大些，而且日常生活温差较大，所以，就在这一设计中添加了温度补偿，这就确保我们测出的数据更加接近实际。既然是科技的进步，那么他相比人工测量肯定是更简单，更好用，哪怕是工业使用，只要精度加高，自然能完美胜任，对于我们平时开车测距，当然也是没有任何问题。
当然，超声波的应用，可不仅仅用来倒车测距，这太过片面了，我们平时肉眼或者人工不方便测的东西，都可以使用它进行测量，比如我们平时见到的液罐，我们想知道其中液体深度，我们用超声测距仪一下子就能得到。超声波它的频率很高，本身就具有很大的能量，所以还在医学、工业等各方各面都有深度应用，比如，在临床医学中除结石，我国这一项技术甚至是世界领先的，这项技术不会给患者带来身体上的痛苦，结石就可以通过人体自己的代谢系统排出；在工业中，我们可以用它来焊接、除锈、钻孔等等。目前超声波已经被科研人员大力开发，根据它特有的属性，人们开发出越来越多的应用。可以说超声波在慢慢渗入我们的生活。
2 设计方案与思路
2.1 方案选择
我们这一设计是要针对倒车，关于测距雷达，我们有以下几种较常见的款式，所以有必要进行设计方案筛选：
方案1、采用毫米波雷达。优点：适合长距离测距。缺点：成本比较高，信号处理难度高，关键是不适合处理短距离测距。
方案2、摄像系统测距。优点：可以直观地看到车辆后面的实际情况。缺点：信号处理起来很麻烦，这方面的知识比较艰涩难懂，而且成本较高。
方案3、超声波测距。优点：原理简单，制作方便，适合在一般短距离的测距。缺点：有一定局限性，就如之前所说的受温度影响等等[1]。
经过事先的学习，我们筛选出以上的方案，经过各方面的考虑，对于倒车雷达的设计，我们最终还是选择方案三。因为不仅是课题的要求，其他的方案成本高，难度高，所以就更应该选择三号方案了。
2.2 总体设计
根据设计的课题及其要求，我们的设计要实现以下项目：
（1）温度补偿，以便提高测量精度；
（2）实时液晶显示测试模块与障碍物之间的温度和距离；
（3）当障碍物小于设定的距离时，蜂鸣器发出警报。
经过以往的实习，学习，我们还是选用经典51系列单片机的STC89C52单片机，此单片机具有以下特性：8K字节程序存储空间，512字节数据存储空间，内有4K字节EEPROM存储空间，可直接使用串口下载[2]。
就单片机设计而言，任何的成品设计都要有硬件和软件设计，以下会主要讲述软硬件所包含的内容。数据采集、LCD液晶显示屏、控制按键、蜂鸣器等模块。蜂鸣器、超声波传感器、单片机控制电路构成其电路结构。设计的中心单元单片机即是它的核心模块，上述的这些模块，构成了本次设计的硬件部分,软件部分就是我们即将说到的各种的程序，其中有主程序，计时程序，温补程序等，这些都是本次设计的难点与重点。超声波传感器输出、接收声波，再利用回声测距的办法，我们就可以算出距离，单片机将得到的数据显示出来，如果我们得出的数值小于我们手动设定的值，就会发出报警声。系统设计框图，如图1所示。
图1 系统方框图
3 硬件实现及单元电路设计
3.1 最小系统
目 录
1 绪论 2
1.1 项目研究背景 2
1.2 超声波的应用 2
2 设计方案与思路 3
2.1 方案选择 3
2.2 总体设计 3
3 硬件实现及单元电路设计 4
3.1 最小系统 4
3.2 电源设计 8
3.3 超声波测试模块 9
3.4 测距分析 12
3.5 温度补偿模块 13
3.6 报警电路 14
3.7 显示模块 15
3.8 按键模块 16
4 软件设计 17
4.1 主程序工作流程图 17
4.2 探测程序流程图 19
4.3 DS18B20初始化流程图 19
5 系统调试与实物制作 20
5.1 程序调试 20
5.2 实物测试 21
总 结 23
致 谢 24
参 考 文 献 25
附录A 源程序 26
附录B 器件清单 42
1 绪论
1.1 项目研究背景
现如今，生产力飞速提升，汽车也走进千万百姓家，大多数人都会选择驾车出行，而倒车更是每一位驾驶员都必须掌握的基础技能，但是倒车引起的碰撞事故也一直不断，这种事故不断地威胁着本人与他人的安全、利益，所以，增加汽车后视能力，研制汽车后部探视能力成为研究热点。
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
其实早在20年前，就已经出现了倒车雷达，不过它是以红外线制成的，根据光的反射和接收（这倒是和声波雷达一样的），不过我们现在都知道，红外线是极易受到干扰的，甚至在照射深色物体表面时，都会被吸收掉，这就使得报警器会发生不稳定的响起，而且在射到灰尘或者积雪地方，它甚至会失效，这就显得很不实用。
1.2 超声波的应用
在经过一代代科研人员的研究，人们开始利用超声波，利用摄像技术来为汽车倒车测距，本次的设计就是利用超声波。
超声波测距是一种非接触检测技术，我们平时的日常情况，比如水汽、强光、物体外形等，这些都不会对我们超声测距产生过大影响，虽然说还是有一点，但是基本上可以忽略不计了，当然，这次的设计主要考虑的是温度影响，因为，温度影响相对来说大些，而且日常生活温差较大，所以，就在这一设计中添加了温度补偿，这就确保我们测出的数据更加接近实际。既然是科技的进步，那么他相比人工测量肯定是更简单，更好用，哪怕是工业使用，只要精度加高，自然能完美胜任，对于我们平时开车测距，当然也是没有任何问题。
当然，超声波的应用，可不仅仅用来倒车测距，这太过片面了，我们平时肉眼或者人工不方便测的东西，都可以使用它进行测量，比如我们平时见到的液罐，我们想知道其中液体深度，我们用超声测距仪一下子就能得到。超声波它的频率很高，本身就具有很大的能量，所以还在医学、工业等各方各面都有深度应用，比如，在临床医学中除结石，我国这一项技术甚至是世界领先的，这项技术不会给患者带来身体上的痛苦，结石就可以通过人体自己的代谢系统排出；在工业中，我们可以用它来焊接、除锈、钻孔等等。目前超声波已经被科研人员大力开发，根据它特有的属性，人们开发出越来越多的应用。可以说超声波在慢慢渗入我们的生活。
2 设计方案与思路
2.1 方案选择
我们这一设计是要针对倒车，关于测距雷达，我们有以下几种较常见的款式，所以有必要进行设计方案筛选：
方案1、采用毫米波雷达。优点：适合长距离测距。缺点：成本比较高，信号处理难度高，关键是不适合处理短距离测距。
方案2、摄像系统测距。优点：可以直观地看到车辆后面的实际情况。缺点：信号处理起来很麻烦，这方面的知识比较艰涩难懂，而且成本较高。
方案3、超声波测距。优点：原理简单，制作方便，适合在一般短距离的测距。缺点：有一定局限性，就如之前所说的受温度影响等等[1]。
经过事先的学习，我们筛选出以上的方案，经过各方面的考虑，对于倒车雷达的设计，我们最终还是选择方案三。因为不仅是课题的要求，其他的方案成本高，难度高，所以就更应该选择三号方案了。
2.2 总体设计
根据设计的课题及其要求，我们的设计要实现以下项目：
（1）温度补偿，以便提高测量精度；
（2）实时液晶显示测试模块与障碍物之间的温度和距离；
（3）当障碍物小于设定的距离时，蜂鸣器发出警报。
经过以往的实习，学习，我们还是选用经典51系列单片机的STC89C52单片机，此单片机具有以下特性：8K字节程序存储空间，512字节数据存储空间，内有4K字节EEPROM存储空间，可直接使用串口下载[2]。
就单片机设计而言，任何的成品设计都要有硬件和软件设计，以下会主要讲述软硬件所包含的内容。数据采集、LCD液晶显示屏、控制按键、蜂鸣器等模块。蜂鸣器、超声波传感器、单片机控制电路构成其电路结构。设计的中心单元单片机即是它的核心模块，上述的这些模块，构成了本次设计的硬件部分,软件部分就是我们即将说到的各种的程序，其中有主程序，计时程序，温补程序等，这些都是本次设计的难点与重点。超声波传感器输出、接收声波，再利用回声测距的办法，我们就可以算出距离，单片机将得到的数据显示出来，如果我们得出的数值小于我们手动设定的值，就会发出报警声。系统设计框图，如图1所示。
图1 系统方框图
3 硬件实现及单元电路设计
3.1 最小系统
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