单片机的汽车倒车智能防撞系统软件设计(附件)
本课题的主要任务是通过超声波实现测距功能，同时对数据进行时时采集并予以显示，以达到汽车在倒车时对障碍物的监测，保证泊车的安全性。为此，本论文设计一种基于STC89C52RC单片机的汽车倒车智能防撞系统。采用HC-SR04超声波测距模块实现倒车时后方空间的测距。系统设计的软件部分采用C语言编写，软件设计主要包括主程序、温度检测子程序、超声波测距子程序、液晶显示子程序等。利用超声波能在空气中传播的性质，由微处理器控制时间计数，计算超声波自发射至接收的往返时间，结合温度补偿校正波速，计算得到实测距离，同时依据障碍物与车尾的距离远近情况，发出不同频率的声音报警。关键词 STC89C52RC单片机，超声波，防撞报警系统
目 录
1 引言 1
1. 1 选题背景及意义 1
1. 2 国内外研究状况 1
1. 3 发展趋势 3
2 系统方案分析与论证 4
2.1 整体方案设计 4
2.2 超声波测距模块 5
2.3 单片机介绍 8
3 系统软件设计 10
3.1 主程序 10
3.2 超声波测距子程序 12
3.3 温度检测子程序 12
3.4 液晶显示子程序 13
4 系统软件调试 14
结 论 16
致 谢 17
参 考 文 献 18
附 录 19
引言
1. 1 选题背景及意义
我国经济的快速发展，人们需求日益增长，汽车保有量的不断攀升，行车安全与泊车安全越来越受到人们的关注。其中倒车就是一个典型[1，2]。驾驶员在倒车时，如果没有旁人的帮助，充当驾驶员的“眼睛”，弥补视野的不足的话，驾驶员需要不停的左右张望，不知不觉间酝酿着事故，很多倒车事故就是在驾驶员视野不明的情况下发生的 [3]。因此，提升驾驶员对车尾的视野范围的工具，在日常生活中的需求越来越大。驾驶员接收来自倒车雷达的提醒，选择安全的操作处理倒车中碰到的突发情况。倒车雷达的出现，大幅降低了倒车事故发生的概率，提高了泊车的安全性。一定程度上帮助驾驶员，完成更安全 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
、高效的泊车，是21世纪的驾驶员的福音。
1. 2 国内外研究状况
在智能化程度日益发达的今天，非接触测距的应用越来越普遍，要求也越来越苛刻。市场的需求催化了科技的进步，敦促制造商寻找更可靠易行的测距方式，鉴于超声波测距抗环境干扰性强、测量精度高、易于实现，成本相对较低，被广泛运用于日常使用。
目前，国内超声波测距技术仍相对落后、功能低端。国外超声波测距仪则型号齐全、性能稳定、精度较高[4]。上世纪60年代开始，欧美国家就已经注意到防撞雷达系统可以应用于日常汽车驾驶中，并对此进行了深入的研究，到了80年代，随着集成电路的发展，雷达设计开始引入了集成电路，集成电路的使用，推动了雷达体积的轻量化发展，为它在汽车领域的应用提供了保证。90年代，一家美国公司研发出了可以适用于汽车的雷达防撞系统，测试结果显示，安装了雷达防撞系统之后的汽车。发生交通事故的概率下降了三分之一，安全性得到了大幅提升[5]。早期的防撞雷达，由于研发和生产成本过高，无法在市场普及，只能在高档汽车上发现它们的踪影。
汽车市场的蓬勃发展，带动了汽车雷达防撞产品的发展。许多发达国家的大型公司都纷纷踏足这个新兴产业。奔驰公司在其高档系列的轿车上，尝试安装了距离调控雷达，并进行相关测试检验调控雷达的安全性、实用性[6]。该雷达产品能自动判断两车间的距离，并进行相应操作，确保两车在安全车距内。测试结果证明安装距离调控雷达装置的尝试是一个正确的选择，它的存在提高了行车的安全性。防撞雷达系统设计中，微波雷达被各大汽车制造厂商看好，微波的方向性好，在介质中的传播速度等于光速，微波雷达具有环境抗干扰能力强，稳定性高等特点。目前市场上主流的车载毫米波雷达主要由2大类——24Ghz频段和77Ghz频段。这2类也是毫米波雷达的主要研究方向。24Ghz 频段的毫米波雷达，存在频带宽度有限、角分辨率较低等短板，主要应用于中短距离的测距使用。相比于24Ghz 频段，77Ghz应用于长距离雷达系统的设计。不过，由于发展早，成本低的缘故，在现今的车载毫米波雷达市场中24Ghz 频段的毫米波雷达占据了主要市场。前端单片微波集成电路（MMIC）的技术研发，决定了毫米波雷达系统的功能能否实现，但就目前而言，该项技术主要掌握在英飞凌、意法半导体、荷兰NXP半导体等国外科技公司手中，当然国内的厦门意行也实现了该技术的关键性突破，有望打破国外的技术封锁。随着汽车消费市场的渐渐饱和，汽车消费在发达国家增速放缓，科技公司开始触及汽车新领域，并引入了无人驾驶概念，特斯拉的自动驾驶系统着实吸人眼球，仿佛未来正在向我们招手。但碍于人们的安全观念的限制，还未真正被消费者所接受 [7]。
中国汽车行业的繁荣，拉动了与之相关行业的发展。人们越来越重视汽车驾驶中的安全问题。嗅到了市场需求的企业、科研机构开始从事汽车防撞雷达关键组件和系统产品的研究开发[8]。我国MMIC起步较晚，但发展迅速，产品不管从质量还是数量上都有很大提高，但于国外相比还是有一定差距，产品的可靠性和各项性能指标有待进一步升级。但随着国家对半导体等的高新制造业的重视，《中国制造2025》的出台，“国家存储基地”项目的启动，巨量资金的注入，官、企、研、学的通力合作，未来的10年内，中国的半导体产业一定能实现自给自足，并迈入世界领先之列。虽然国外的主要半导体公司在MMIC技术对中国封锁多年，但国内公司厦门意行用24Ghz毫米波集成电路的量产，予以响亮的回应，起步晚，也能追上，难以望其项背的时代已经结束。难度更大的77Ghz毫米波集成电路，也在众多公司和科研院所的孜孜不怠的努力下，取得技术突破。随着国内科研机构和高校相继加入到MMIC相关技术的研究行列，硕果不断。24Ghz 频段的毫米波雷达技术越来越完善，并广泛运用于中短距离的预警系统。相对于短距离预警系统的开发成绩斐然，运用于长距离的预警系统就相对落寞了[9]。不过，对于“画家”而言，没有比白纸更能展现其实力功底了。
随着消费者对行车安全的日益关注，市场的导向引导众多公司参与倒车雷达系统的研发之中，国内市面上的倒车雷达品牌越来越多，人们的选择范围越来越大，价格区间也涵盖了百元、千元不等。某些厂家还与汽车制造商合作，针对不同的系列车型，设计专用的倒车雷达[10]。
目 录
1 引言 1
1. 1 选题背景及意义 1
1. 2 国内外研究状况 1
1. 3 发展趋势 3
2 系统方案分析与论证 4
2.1 整体方案设计 4
2.2 超声波测距模块 5
2.3 单片机介绍 8
3 系统软件设计 10
3.1 主程序 10
3.2 超声波测距子程序 12
3.3 温度检测子程序 12
3.4 液晶显示子程序 13
4 系统软件调试 14
结 论 16
致 谢 17
参 考 文 献 18
附 录 19
引言
1. 1 选题背景及意义
我国经济的快速发展，人们需求日益增长，汽车保有量的不断攀升，行车安全与泊车安全越来越受到人们的关注。其中倒车就是一个典型[1，2]。驾驶员在倒车时，如果没有旁人的帮助，充当驾驶员的“眼睛”，弥补视野的不足的话，驾驶员需要不停的左右张望，不知不觉间酝酿着事故，很多倒车事故就是在驾驶员视野不明的情况下发生的 [3]。因此，提升驾驶员对车尾的视野范围的工具，在日常生活中的需求越来越大。驾驶员接收来自倒车雷达的提醒，选择安全的操作处理倒车中碰到的突发情况。倒车雷达的出现，大幅降低了倒车事故发生的概率，提高了泊车的安全性。一定程度上帮助驾驶员，完成更安全 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
、高效的泊车，是21世纪的驾驶员的福音。
1. 2 国内外研究状况
在智能化程度日益发达的今天，非接触测距的应用越来越普遍，要求也越来越苛刻。市场的需求催化了科技的进步，敦促制造商寻找更可靠易行的测距方式，鉴于超声波测距抗环境干扰性强、测量精度高、易于实现，成本相对较低，被广泛运用于日常使用。
目前，国内超声波测距技术仍相对落后、功能低端。国外超声波测距仪则型号齐全、性能稳定、精度较高[4]。上世纪60年代开始，欧美国家就已经注意到防撞雷达系统可以应用于日常汽车驾驶中，并对此进行了深入的研究，到了80年代，随着集成电路的发展，雷达设计开始引入了集成电路，集成电路的使用，推动了雷达体积的轻量化发展，为它在汽车领域的应用提供了保证。90年代，一家美国公司研发出了可以适用于汽车的雷达防撞系统，测试结果显示，安装了雷达防撞系统之后的汽车。发生交通事故的概率下降了三分之一，安全性得到了大幅提升[5]。早期的防撞雷达，由于研发和生产成本过高，无法在市场普及，只能在高档汽车上发现它们的踪影。
汽车市场的蓬勃发展，带动了汽车雷达防撞产品的发展。许多发达国家的大型公司都纷纷踏足这个新兴产业。奔驰公司在其高档系列的轿车上，尝试安装了距离调控雷达，并进行相关测试检验调控雷达的安全性、实用性[6]。该雷达产品能自动判断两车间的距离，并进行相应操作，确保两车在安全车距内。测试结果证明安装距离调控雷达装置的尝试是一个正确的选择，它的存在提高了行车的安全性。防撞雷达系统设计中，微波雷达被各大汽车制造厂商看好，微波的方向性好，在介质中的传播速度等于光速，微波雷达具有环境抗干扰能力强，稳定性高等特点。目前市场上主流的车载毫米波雷达主要由2大类——24Ghz频段和77Ghz频段。这2类也是毫米波雷达的主要研究方向。24Ghz 频段的毫米波雷达，存在频带宽度有限、角分辨率较低等短板，主要应用于中短距离的测距使用。相比于24Ghz 频段，77Ghz应用于长距离雷达系统的设计。不过，由于发展早，成本低的缘故，在现今的车载毫米波雷达市场中24Ghz 频段的毫米波雷达占据了主要市场。前端单片微波集成电路（MMIC）的技术研发，决定了毫米波雷达系统的功能能否实现，但就目前而言，该项技术主要掌握在英飞凌、意法半导体、荷兰NXP半导体等国外科技公司手中，当然国内的厦门意行也实现了该技术的关键性突破，有望打破国外的技术封锁。随着汽车消费市场的渐渐饱和，汽车消费在发达国家增速放缓，科技公司开始触及汽车新领域，并引入了无人驾驶概念，特斯拉的自动驾驶系统着实吸人眼球，仿佛未来正在向我们招手。但碍于人们的安全观念的限制，还未真正被消费者所接受 [7]。
中国汽车行业的繁荣，拉动了与之相关行业的发展。人们越来越重视汽车驾驶中的安全问题。嗅到了市场需求的企业、科研机构开始从事汽车防撞雷达关键组件和系统产品的研究开发[8]。我国MMIC起步较晚，但发展迅速，产品不管从质量还是数量上都有很大提高，但于国外相比还是有一定差距，产品的可靠性和各项性能指标有待进一步升级。但随着国家对半导体等的高新制造业的重视，《中国制造2025》的出台，“国家存储基地”项目的启动，巨量资金的注入，官、企、研、学的通力合作，未来的10年内，中国的半导体产业一定能实现自给自足，并迈入世界领先之列。虽然国外的主要半导体公司在MMIC技术对中国封锁多年，但国内公司厦门意行用24Ghz毫米波集成电路的量产，予以响亮的回应，起步晚，也能追上，难以望其项背的时代已经结束。难度更大的77Ghz毫米波集成电路，也在众多公司和科研院所的孜孜不怠的努力下，取得技术突破。随着国内科研机构和高校相继加入到MMIC相关技术的研究行列，硕果不断。24Ghz 频段的毫米波雷达技术越来越完善，并广泛运用于中短距离的预警系统。相对于短距离预警系统的开发成绩斐然，运用于长距离的预警系统就相对落寞了[9]。不过，对于“画家”而言，没有比白纸更能展现其实力功底了。
随着消费者对行车安全的日益关注，市场的导向引导众多公司参与倒车雷达系统的研发之中，国内市面上的倒车雷达品牌越来越多，人们的选择范围越来越大，价格区间也涵盖了百元、千元不等。某些厂家还与汽车制造商合作，针对不同的系列车型，设计专用的倒车雷达[10]。
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