单片机的倒车雷达设计
引言 1
一、整体的设计方案 5
二、电路整体模块设计以及硬件部分的实施 6
（一）系统总设计电路图 6
（二）单片机的最小系统 6
（三） 超声波测距模块 9
（四）声音报警电路的设计 9
三、软件设计 11
（一）keil软件 11
（二）Protel 99SE软件 11
四、倒车雷达的实际制作与测试 13
（一） PCB版的设计总图 13
（二）Keil编程图 13
（三）电路板的实际焊接 14
1. 使用工具清单 14
2. 硬件焊接过程 14
（四）上电测试 15
五、总结 17
谢辞 19
附录： 20
引言
当今社会是一个多样化的社会，人们坐飞机、坐火车、坐轮船等，处处都离不开雷达，对于一个司机而言，完整的汽车雷达测距系统便可为自己提供许多便捷。而相当于一个微型计算机（最小系统）的单片机就给了我们明确的目标，和计算机相比它的体积较小、质量轻便、价格便宜、为学习、应用和开发提供了便利条件。同时，学习使用单片机是了解计算机原理与结构的最佳选择。所以我选择了以单片机来制作一个简单的倒车雷达测距方案。
一、整体的设计方案
倒车雷达主要是为了防止车辆停泊时发生碰撞，主要由超声波传感器、蜂鸣器和控制器等部分组成，它用声音直观的让驾驶员了解周边环境，防止因视线不清视野不开阔而导致车辆间进行碰撞，大大的提高了驾驶的安全性。这次倒车雷达的设计主要分为两个部分：分别为硬件部分和软件 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5`1^9`1^6^0`7^2#
部分。整个主控制器模块大体可分为电源模块、倒车雷达模块、蜂鸣器报警模块、按键控制模块和四位数码管显示模块。电路的结构可划分为：内部蜂鸣器的报警声响电路、倒车雷达系统中的声波传感器电路和AT89C51单片机的主要控制电路。对于本次设计的核心模块来看，如图1-1所示为系统整体设计模块图。
图1-1 系统整体设计模块图
二、电路整体模块设计以及硬件部分的实施
（一）系统总设计电路图
系统总体的设计电路包括数码管驱动电路、超声波接口电路、电源接口电路、按键电路以及蜂鸣器电路。把整个电路拆分为这几个单体电路模块，分析每个电路可以得到我们所需要用到的电路元器件有AT89C51型号的单片机、四位数码管、蜂鸣器、超声波雷达、多触控按键、电阻、二极管、三极管、电容、按键开关和若干导线等。如图所示电源的工作指示灯为D1，此外，整个电路中所用到的按键有设定键、递增键和递减键。
图2-1 系统总设计电路图
（二）单片机的最小系统
大学专业课程大部分都是围绕单片机系统展开的，而这种单片机其实是一种微型的计算机，称为（MCU），是典型的嵌入式微控制器，所以它又叫单片微控制器。它不单单只是一块小小的芯片，它的功能不只是为你提供某些逻辑计算，它是将整个计算机系统压缩集成于这么一块小小的芯片上，采用超大规模集成电路技术把运算功能、控制器、存储功能和输入输出功能等（可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路）集成到一块硅片上构成的一个小而完善的微型计算机系统。单片机的体积小巧，质量轻便，其便宜的价格适于我们学生来学习和研究，为我们的学习提供了有益的条件。
单片机分为很多种，而我们学生接触到的到的大多是89C系类的但单片机，课本上介绍的最多的也是这个系列。我之所以选择89C52而不是89C51组要原因在于以下几点。
(1) 51单片机的程序存储器（ROM）大小为4K而 52单片机的程序存储器（ROM）大小为8K。
（2） 51单片机的定时器只有T0和T1，52单片机有T0,T1和T2。
(3) 相比于同样的价格52单片机的性能远高于51单片机。
如图2-2所示为单片机的最小系统，它包括了时钟电路、复位电路、电源设计等模块
图2-2 单片机最小系统
1、时钟电路的设计
时钟电路的核心是个比较稳定的振荡器 (一般都用晶体振荡器 ），振荡器 产生的是正弦波 ，频率不一定是电路工作的时钟频率 ，所以我们要把这正弦波 进行分频 ，处理，形成时钟脉冲 ，然后分配到需要的地方，让系统里各部分工作时使用。
图2-3 时钟电路设计图
图中XTAL1为反向放大器的输入部分，而XTAL2为反向放大器的输出部分，图中包含了两个无极性电容C、石英晶体振荡器X和一个公共接地端。
该反向放大器的振荡器采用石英晶体振荡器或者陶瓷晶体振荡器。一个机器周期=6个状态周期=12个时钟周期，而时钟周期又叫振荡周期，是单片机外接晶振时钟脉冲的倒数，它是最小的单位（当晶振为6M时，那么时间周期则是1/6us），如图2-3所示为时钟电路。
2、复位电路的设计
复位电路的功能是为了使电路恢复到初始状态，便于重新计算，为了确保电路系统的稳定工作，复位电路成为了其不可或缺的一个组成部分。复位电路包括了上电自动复位和外部按键手动复位两个，当时钟电路中的单片机工作时, 如果想要完成复位操作，那么就必须要保证RST端的高电平一直大于2个机器周期。我们本次复位电路的设计运用的便是自动复位，如图2-4示为复位电路的自动复位。
一、整体的设计方案 5
二、电路整体模块设计以及硬件部分的实施 6
（一）系统总设计电路图 6
（二）单片机的最小系统 6
（三） 超声波测距模块 9
（四）声音报警电路的设计 9
三、软件设计 11
（一）keil软件 11
（二）Protel 99SE软件 11
四、倒车雷达的实际制作与测试 13
（一） PCB版的设计总图 13
（二）Keil编程图 13
（三）电路板的实际焊接 14
1. 使用工具清单 14
2. 硬件焊接过程 14
（四）上电测试 15
五、总结 17
谢辞 19
附录： 20
引言
当今社会是一个多样化的社会，人们坐飞机、坐火车、坐轮船等，处处都离不开雷达，对于一个司机而言，完整的汽车雷达测距系统便可为自己提供许多便捷。而相当于一个微型计算机（最小系统）的单片机就给了我们明确的目标，和计算机相比它的体积较小、质量轻便、价格便宜、为学习、应用和开发提供了便利条件。同时，学习使用单片机
一、整体的设计方案
倒车雷达主要是为了防止车辆停泊时发生碰撞，主要由超声波传感器、蜂鸣器和控制器等部分组成，它用声音直观的让驾驶员了解周边环境，防止因视线不清视野不开阔而导致车辆间进行碰撞，大大的提高了驾驶的安全性。这次倒车雷达的设计主要分为两个部分：分别为硬件部分和软件 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5`1^9`1^6^0`7^2#
部分。整个主控制器模块大体可分为电源模块、倒车雷达模块、蜂鸣器报警模块、按键控制模块和四位数码管显示模块。电路的结构可划分为：内部蜂鸣器的报警声响电路、倒车雷达系统中的声波传感器电路和AT89C51单片机的主要控制电路。对于本次设计的核心模块来看，如图1-1所示为系统整体设计模块图。
图1-1 系统整体设计模块图
二、电路整体模块设计以及硬件部分的实施
（一）系统总设计电路图
系统总体的设计电路包括数码管驱动电路、超声波接口电路、电源接口电路、按键电路以及蜂鸣器电路。把整个电路拆分为这几个单体电路模块，分析每个电路可以得到我们所需要用到的电路元器件有AT89C51型号的单片机、四位数码管、蜂鸣器、超声波雷达、多触控按键、电阻、二极管、三极管、电容、按键开关和若干导线等。如图所示电源的工作指示灯为D1，此外，整个电路中所用到的按键有设定键、递增键和递减键。
图2-1 系统总设计电路图
（二）单片机的最小系统
大学专业课程大部分都是围绕单片机系统展开的，而这种单片机其实是一种微型的计算机，称为（MCU），是典型的嵌入式微控制器，所以它又叫单片微控制器。它不单单只是一块小小的芯片，它的功能不只是为你提供某些逻辑计算，它是将整个计算机系统压缩集成于这么一块小小的芯片上，采用超大规模集成电路技术把运算功能、控制器、存储功能和输入输出功能等（可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路）集成到一块硅片上构成的一个小而完善的微型计算机系统。单片机的体积小巧，质量轻便，其便宜的价格适于我们学生来学习和研究，为我们的学习提供了有益的条件。
单片机分为很多种，而我们学生接触到的到的大多是89C系类的但单片机，课本上介绍的最多的也是这个系列。我之所以选择89C52而不是89C51组要原因在于以下几点。
(1) 51单片机的程序存储器（ROM）大小为4K而 52单片机的程序存储器（ROM）大小为8K。
（2） 51单片机的定时器只有T0和T1，52单片机有T0,T1和T2。
(3) 相比于同样的价格52单片机的性能远高于51单片机。
如图2-2所示为单片机的最小系统，它包括了时钟电路、复位电路、电源设计等模块
图2-2 单片机最小系统
1、时钟电路的设计
时钟电路
图2-3 时钟电路设计图
图中XTAL1为反向放大器的输入部分，而XTAL2为反向放大器的输出部分，图中包含了两个无极性电容C、石英晶体振荡器X和一个公共接地端。
该反向放大器的振荡器采用石英晶体振荡器或者陶瓷晶体振荡器。一个机器周期=6个状态周期=12个时钟周期，而时钟周期又叫振荡周期，是单片机外接晶振时钟脉冲的倒数，它是最小的单位（当晶振为6M时，那么时间周期则是1/6us），如图2-3所示为时钟电路。
2、复位电路的设计
复位电路的功能是为了使电路恢复到初始状态，便于重新计算，为了确保电路系统的稳定工作，复位电路成为了其不可或缺的一个组成部分。复位电路包括了上电自动复位和外部按键手动复位两个，当时钟电路中的单片机工作时, 如果想要完成复位操作，那么就必须要保证RST端的高电平一直大于2个机器周期。我们本次复位电路的设计运用的便是自动复位，如图2-4示为复位电路的自动复位。
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