电动汽车安全自动刹车系统设计与仿真(附件)【字数：6047】
【摘 要】伴随着社会的飞速发展与进步，人们的生活水平也在不断提高，汽车的数量正在急剧增加。同时在“十二五”规划以来，国家对新能源汽车开始进行强力扶持，电动汽车的衍生产品发展良好。在这种利好形势下，为确保电动汽车的驾驶安全，亟需设计一款汽车安全自动刹车系统的汽车电子产品。汽车安全自动刹车系统，是一种汽车安全辅助装置，主要功能为实时监控汽车周围障碍物情况，规避驾驶员视野死角和或由于个人操作原因造成的碰撞危险，在检测到障碍物时，立即驱动制动继电器，避免碰撞。本汽车安全自动刹车系统采用AT89C51单片机为系统控制核心，使用超声波传感器测距，并实时将测量距离反馈在LCD1602液晶显示屏上，另系统设置声光报警功能，出现危险时及时通知司机并自行刹车制动，提高了汽车的安全和效率。
Key words: AT89C51, ultrasonic distance measurement, LCD1602, audible and visual alarm 目 录
前言 1
一、系统方案设计 2
（一） 处理芯片设计 2
（二） 显示模块设计 2
（三） I/O输入输出控制方案 2
（四）系统方案确定 3
二、硬件电路设计 4
（一） 单片机最小系统设计 4
1. AT89C51简介 4
2. 单片机最小系统电路设计 5
（二） 晶振振荡电路 5
1. 方案选择 5
2. 原理图设计 6
（三） 复位电路 7
（四） LCD1602液晶显示 8
1. 液晶显示屏LCD1602 8
2.液晶显示原理图 10
（五） 超声波探测电路 10
（六） 测速原理图 11
（七） 报警电路 12
（八） 制动控制电路 12
三、系统软件设计 13
（一） 程序设计 13
（二）主程序流程图 14
（三） LCD显示程序流程图 15
四、系统仿真结果 16
（一）仿真步骤 16
（二）仿真结果 16 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
总 结 19
致 谢 20
参考文献 20
附录1：原理图 21
附录2：源程序 22
附录3：仿真图 31
前言
随着社会的进步，科技的发展变化日新月异，同时也带来了巨大的好处，越来越多科技成果都被应用到人们日常生活中的不同方面,给人们的吃穿住行都带来了质的飞跃更加快捷方便。尤其是在汽车行业，更是突飞猛进，相关衍生产品更是高速发展。但是随着汽车数量的急剧增加，越来越多的交通安全事故正在发生，因此如何做到既高效又安全的驾驶成为当前汽车行业面临的最大挑战。同时在“十二五”规划以来，国家对新能源汽车开始进行强力扶持，电动汽车的衍生产品发展良好。在这种利好形势下，为确保电动汽车的驾驶安全，亟需设计一款汽车安全自动刹车系统的汽车电子产品。汽车安全自动刹车系统，是一种汽车安全辅助装置，主要功能为实时监控汽车周围障碍物情况，规避驾驶员视野死角和或由于个人操作原因造成的碰撞危险，在检测到障碍物时，立即驱动制动继电器，避免碰撞。
由于人们对汽车驾驭附带系统易用性渴求的提高，对汽车行驶的安全行车距离的要求也越来越高，面对这些问题开发一种感应快，安全性高且较为实惠的汽车智能刹车系统大势所趋，超声波测距法是最常见的测量距离方法，用来应对汽车泊车的前后旁边等状态。本系统就是本着这个宗旨出发,测距传感器使用当前使用率较高的高精度超声波测距，超声波传感器具备指向性强,原理简单，数据可靠的优点，因此常常用于汽车控制中距离的测量。超声波测量距离原理主要包括发射器及接收器，其中具体工作原理为超声波发射器将超声波发射到特定位置并在发射的同时开始计时，超声波在空中传播并在遇到障碍物时立即返回，超声波接收器在接收到反射波后立即停止计时。空气中的传播速度为v。根据计时器记录的时间t，可以计算出射击点与障碍物之间的距离s：s=v * t/2，这就是所谓的时间差测距法。
利用超声波和集成霍尔部件完成对汽车的测量距离和测量速度，由单片机把测量车距与事先设定好的安全行车距离和车速进行对比，利用控制系统的实时控制和数据处理能力，完成整个系统的控制。
一、系统方案设计
（一） 处理芯片设计
将单品机用作系统设计很好，它体积小、重量很轻、功耗也低，但功能十分强大，并且现在的单片机价格相对较低，其他电路元器件也不贵，整体设计看来成本较低。单片机连接电路比较方便，设计起来比较灵活，并且LCD显示器是低压、功耗的，使它在单片机系统中得到广泛的应用。所以此次设计采用了AT89C51。
（二） 显示模块设计
LCD显示屏有两种，LCD1206和LCD12864。LCD12864是一种图形点阵液晶显示器，液晶显示信息量大，相对来说程序和电路都比较复杂，所以对于毕业设计难度较大。 LCD1206是工业字符LCD，可以同时显示32个字符。 1602 LCD模块的内部字符生成存储器存储了160种不同的点矩阵字符模式，其中包含阿拉伯数字，英文字母以及常用的符号和日志，并且每个字符都有固定的代码。它的特点是显示字迹清楚价格相对便宜。
因此采用液晶显示屏LCD1602进行显示。设置显示内容，而且比较美观，整体控制也比较容易。
（三） I/O输入输出控制方案
方案一：采取8255扩展芯片用来扩展I/O输入输出口及显示等。8255芯片是I/O口扩展芯片，主要作用是能够在单片机I/O口不够使用时扩展I/O输入输出口，主要应用于I/O口需求量比较多的系统，同时8255芯片内部可以进行编程，使用起来也是极其灵活方便，但是由于采用该方案在原理图的设计及设计成本上都有相应的增加，同时由于单片机自带的I/O输入输出口已经完全能够满足本自控控制系统的使用需求，因此不采用8255扩展芯片方案。
Key words: AT89C51, ultrasonic distance measurement, LCD1602, audible and visual alarm 目 录
前言 1
一、系统方案设计 2
（一） 处理芯片设计 2
（二） 显示模块设计 2
（三） I/O输入输出控制方案 2
（四）系统方案确定 3
二、硬件电路设计 4
（一） 单片机最小系统设计 4
1. AT89C51简介 4
2. 单片机最小系统电路设计 5
（二） 晶振振荡电路 5
1. 方案选择 5
2. 原理图设计 6
（三） 复位电路 7
（四） LCD1602液晶显示 8
1. 液晶显示屏LCD1602 8
2.液晶显示原理图 10
（五） 超声波探测电路 10
（六） 测速原理图 11
（七） 报警电路 12
（八） 制动控制电路 12
三、系统软件设计 13
（一） 程序设计 13
（二）主程序流程图 14
（三） LCD显示程序流程图 15
四、系统仿真结果 16
（一）仿真步骤 16
（二）仿真结果 16 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
总 结 19
致 谢 20
参考文献 20
附录1：原理图 21
附录2：源程序 22
附录3：仿真图 31
前言
随着社会的进步，科技的发展变化日新月异，同时也带来了巨大的好处，越来越多科技成果都被应用到人们日常生活中的不同方面,给人们的吃穿住行都带来了质的飞跃更加快捷方便。尤其是在汽车行业，更是突飞猛进，相关衍生产品更是高速发展。但是随着汽车数量的急剧增加，越来越多的交通安全事故正在发生，因此如何做到既高效又安全的驾驶成为当前汽车行业面临的最大挑战。同时在“十二五”规划以来，国家对新能源汽车开始进行强力扶持，电动汽车的衍生产品发展良好。在这种利好形势下，为确保电动汽车的驾驶安全，亟需设计一款汽车安全自动刹车系统的汽车电子产品。汽车安全自动刹车系统，是一种汽车安全辅助装置，主要功能为实时监控汽车周围障碍物情况，规避驾驶员视野死角和或由于个人操作原因造成的碰撞危险，在检测到障碍物时，立即驱动制动继电器，避免碰撞。
由于人们对汽车驾驭附带系统易用性渴求的提高，对汽车行驶的安全行车距离的要求也越来越高，面对这些问题开发一种感应快，安全性高且较为实惠的汽车智能刹车系统大势所趋，超声波测距法是最常见的测量距离方法，用来应对汽车泊车的前后旁边等状态。本系统就是本着这个宗旨出发,测距传感器使用当前使用率较高的高精度超声波测距，超声波传感器具备指向性强,原理简单，数据可靠的优点，因此常常用于汽车控制中距离的测量。超声波测量距离原理主要包括发射器及接收器，其中具体工作原理为超声波发射器将超声波发射到特定位置并在发射的同时开始计时，超声波在空中传播并在遇到障碍物时立即返回，超声波接收器在接收到反射波后立即停止计时。空气中的传播速度为v。根据计时器记录的时间t，可以计算出射击点与障碍物之间的距离s：s=v * t/2，这就是所谓的时间差测距法。
利用超声波和集成霍尔部件完成对汽车的测量距离和测量速度，由单片机把测量车距与事先设定好的安全行车距离和车速进行对比，利用控制系统的实时控制和数据处理能力，完成整个系统的控制。
一、系统方案设计
（一） 处理芯片设计
将单品机用作系统设计很好，它体积小、重量很轻、功耗也低，但功能十分强大，并且现在的单片机价格相对较低，其他电路元器件也不贵，整体设计看来成本较低。单片机连接电路比较方便，设计起来比较灵活，并且LCD显示器是低压、功耗的，使它在单片机系统中得到广泛的应用。所以此次设计采用了AT89C51。
（二） 显示模块设计
LCD显示屏有两种，LCD1206和LCD12864。LCD12864是一种图形点阵液晶显示器，液晶显示信息量大，相对来说程序和电路都比较复杂，所以对于毕业设计难度较大。 LCD1206是工业字符LCD，可以同时显示32个字符。 1602 LCD模块的内部字符生成存储器存储了160种不同的点矩阵字符模式，其中包含阿拉伯数字，英文字母以及常用的符号和日志，并且每个字符都有固定的代码。它的特点是显示字迹清楚价格相对便宜。
因此采用液晶显示屏LCD1602进行显示。设置显示内容，而且比较美观，整体控制也比较容易。
（三） I/O输入输出控制方案
方案一：采取8255扩展芯片用来扩展I/O输入输出口及显示等。8255芯片是I/O口扩展芯片，主要作用是能够在单片机I/O口不够使用时扩展I/O输入输出口，主要应用于I/O口需求量比较多的系统，同时8255芯片内部可以进行编程，使用起来也是极其灵活方便，但是由于采用该方案在原理图的设计及设计成本上都有相应的增加，同时由于单片机自带的I/O输入输出口已经完全能够满足本自控控制系统的使用需求，因此不采用8255扩展芯片方案。
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