单片机的汽车倒车智能防撞系统硬件设计
本论文设计的是基于单片机STC89C52的汽车智能防撞预警系统。该系统主要包括单片机的复位电路，时钟电路，电源电路，超声波测距电路，温度采集模块电路以及声光报警模块电路。通过使用HC-SR04超声波传感器实现汽车到障碍物之间的距离测量；DS18B20温度传感器进行温度补偿，来提高超声波传感器的测量精度；LCD1602液晶显示屏显示所测量的温度和距离；LED灯和声鸣器可以实现声光报警功能，提醒驾驶员及时作出调整。使用该汽车智能防撞系统的能够极大程度上提高驾驶员倒车的安全性，减少倒车碰撞问题的发生。关键词 STC89C52单片机，汽车倒车，超声波测距系统，防撞报警
目 录
1 绪论 1
1.1 研究背景 1
1.2 研究目的和意义 1
2 总体方案分析 2
3 主要元器件介绍 3
3.1 超声波传感器 3
3.2 STC89C52单片机 4
3.3 温度传感器 6
3.4 液晶显示屏 7
3.5 有源蜂鸣器 8
4 硬件电路图分析 9
4.1 系统总体设计 9
4.2 主控制模块 9
4.3 显示电路 12
4.4 排阻 13
4.5 声光报警电路 14
4.6 按键模块电路 15
4.7 温度传感模块电路 16
4.8 超声波感模块电路 16
5 系统调试 17
5.1 元器件的选择与测量 17
5.2 焊接注意事项 17
5.3 硬件调试 18
5.4 调试结果 18
结 论 20
致 谢 21
参 考 文 献 22
附录A 原理图 23
附录B PCB图 24
1 绪论
超声波测距经过使用空气这一物质作为传播媒介，是一种间接接触性的检测技术[1]，大多数情况下，外部室温，空气质量等环境因素对超声波检测结果的影响不大，也不受外部光照，被测物体的具体形态，颜色的制约。 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072$
超声波的穿透能力强，无论是固状物体还是深度较深的液体都可以测量。所以，超声波技术在化工厂，海洋探测，电厂，环境检测等领域有广泛应用。同时，超声波具备较高的频率，良好的方向性等突出优点，在比较难测量的区域使用超声波测量就会很方便[1]。超声波会在介质的介面处产生反射反应，折射波形转换的景象，在国防，医疗等领域也经常被使用。
研究背景
随着时代的发展，改革的推进，人们的经济水平，生活质量得到了不断的提高，私家车已经被大家广为使用，但是在人口流动的密集场所，停车位数量与私家车数量差距悬殊，在车辆密集场所，比如大型超市停车场，地下车库，老旧小区，酒店等地方，撞车，汽车之间的碰撞摩擦问题不断增多，造成经济损失和人们的身体伤害，汽车防撞始终成为大家一直关注的问题。事故产生的主要原因是驾驶员通过肉眼不能正确判断倒车的安全距离，不能根据距离状况及时做出调整。基于此，大力开发汽车倒车防撞智能报警系统迫在眉睫。通过这个汽车倒车防撞装置，可以减轻驾驶员开车的负担，不用肉眼观察倒车距离，极大程度上提高了驾驶员的驾驶安全[12]。使用超声波进行距离测量是我们一种经常使用的的办法，广泛应用于我们的日常生活和工作中。超声波测量具备超高精度测量，价格低廉的使用成本，性能稳定等突出优点。基于单片机的汽车倒车防撞装置在车辆在倒车或者有障碍物接近车辆时会主动的发出报警信息，从而避免交通事故的发生。
自动化技术的应用是将来社会进步的大方向，智能化的信息采集，能根据周围环境信息做出一个正确决策，并将采集到的信息进行反馈，实现车辆自动感知障碍物，无需肉眼直接观察。同时，通过对信号灯的辨认，前方车辆运行状态的识别，可以实现自动停车或前行，极大程度上降低了车辆事故的发生，减轻驾驶员的驾驶负担，避免驾驶员疲劳驾驶，诚然，智能化汽车还需要我们做出很多研究，付出很多努力，但是，未来必然是智能化交通的世界，高速安全便捷的交通终会成为现实。
研究目的和意义
无论是长途运输货物或者是工作通勤，小轿车这类使用方便的交通工具已经在我们的日常生活中被广泛使用。但是，在驾驶汽车过程中产生的驾驶安全问题一向备受大家关注。通过汽车倒车防撞智能系统的设计，能够经过HCSR04超声波传感器进行到障碍物之间的距离测量，并且将测距结果显示到LED电子显示屏幕上。驾驶员不必通过肉眼观测电子显示屏上的距离，直接通过听觉来判断汽车倒车是否在安全距离范围内。随着汽车倒车安全距离越来越小，声鸣器的报警频率也会越来越快。
经过使用HCSR04超声波测距芯片制作的超声波测距电路，可以实现对汽车到障碍物间的间距进行测量。同时为了提高测量距离的精度还加入了DS18B20温度补偿模块，为了同时能够显示测量到的距离以及环境温度的变化，使用的是液晶显示屏。液晶显示屏第一排显示的是周围环境的温度，第二排显示的则是小车到障碍物之间的间距。STC89C52单片机是本次设计的最重要部件，根据实际情况和设计要求添加功能模块设计汽车倒车防撞装置，这样就可以实现驾驶员在倒车时存在的碰撞等安全问题，很大程度上提高了汽车驾驶员的驾车安全。
2 总体方案分析
本文基于单片机的汽车倒车智能防撞系统的主要芯片是STC89C52芯片，STC89C52是各类硬件设计中经常使用的主要元器件，该芯片具有低功耗，性能稳定等突出特点。本次设计主要围绕HCSR04超声波传感器，STC89C52单片机以及DS18B20温度传感器。该系统还括单片机最小系统硬件设计及显示报警模块系统。超声波传感器在C语言程序的指令下能够测量出汽车到障碍物之间的距离，并将测量到的距离送回单片机，与安全距离进行比较，如果超声波测量到的距离比安全距离小时，则会发出报警语音，距离越小，蜂鸣器响的频率就会越快，提醒驾驶员做出对应调整。HCSR04超声波传感器将测量到的距离在的第一排显示，将温度传感器采集到的温度数值在LCD1602液晶显示屏的第二排上进行显示。系统的整体框图如图2.1所示。
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图2.1 系统的整体框图
3 主要元器件介绍
3.1 超声波传感器
超声波的本质是机械波，它的振动频率相对于声波来说，频率偏高。超声波相对于其他波而言，超声波的波长较短，波速也比较慢，这样而来，超声波的传播时长就会变长，我们就可以轻松的区分超声波和其他声波。本次设计使用的超声波传感器能够同时接收，发送超声波。HCSR04超声波测距模块具有非直接探测距离的功能，测量距离可以从2cm到400cm，测量精度也非常高，可以高达3mm。本次设计采用的是HCSR04传感器，该传感器性能稳定，测距精度高。超声波传感器的主要技术参数如下表3.1。
目 录
1 绪论 1
1.1 研究背景 1
1.2 研究目的和意义 1
2 总体方案分析 2
3 主要元器件介绍 3
3.1 超声波传感器 3
3.2 STC89C52单片机 4
3.3 温度传感器 6
3.4 液晶显示屏 7
3.5 有源蜂鸣器 8
4 硬件电路图分析 9
4.1 系统总体设计 9
4.2 主控制模块 9
4.3 显示电路 12
4.4 排阻 13
4.5 声光报警电路 14
4.6 按键模块电路 15
4.7 温度传感模块电路 16
4.8 超声波感模块电路 16
5 系统调试 17
5.1 元器件的选择与测量 17
5.2 焊接注意事项 17
5.3 硬件调试 18
5.4 调试结果 18
结 论 20
致 谢 21
参 考 文 献 22
附录A 原理图 23
附录B PCB图 24
1 绪论
超声波测距经过使用空气这一物质作为传播媒介，是一种间接接触性的检测技术[1]，大多数情况下，外部室温，空气质量等环境因素对超声波检测结果的影响不大，也不受外部光照，被测物体的具体形态，颜色的制约。 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072$
超声波的穿透能力强，无论是固状物体还是深度较深的液体都可以测量。所以，超声波技术在化工厂，海洋探测，电厂，环境检测等领域有广泛应用。同时，超声波具备较高的频率，良好的方向性等突出优点，在比较难测量的区域使用超声波测量就会很方便[1]。超声波会在介质的介面处产生反射反应，折射波形转换的景象，在国防，医疗等领域也经常被使用。
研究背景
随着时代的发展，改革的推进，人们的经济水平，生活质量得到了不断的提高，私家车已经被大家广为使用，但是在人口流动的密集场所，停车位数量与私家车数量差距悬殊，在车辆密集场所，比如大型超市停车场，地下车库，老旧小区，酒店等地方，撞车，汽车之间的碰撞摩擦问题不断增多，造成经济损失和人们的身体伤害，汽车防撞始终成为大家一直关注的问题。事故产生的主要原因是驾驶员通过肉眼不能正确判断倒车的安全距离，不能根据距离状况及时做出调整。基于此，大力开发汽车倒车防撞智能报警系统迫在眉睫。通过这个汽车倒车防撞装置，可以减轻驾驶员开车的负担，不用肉眼观察倒车距离，极大程度上提高了驾驶员的驾驶安全[12]。使用超声波进行距离测量是我们一种经常使用的的办法，广泛应用于我们的日常生活和工作中。超声波测量具备超高精度测量，价格低廉的使用成本，性能稳定等突出优点。基于单片机的汽车倒车防撞装置在车辆在倒车或者有障碍物接近车辆时会主动的发出报警信息，从而避免交通事故的发生。
自动化技术的应用是将来社会进步的大方向，智能化的信息采集，能根据周围环境信息做出一个正确决策，并将采集到的信息进行反馈，实现车辆自动感知障碍物，无需肉眼直接观察。同时，通过对信号灯的辨认，前方车辆运行状态的识别，可以实现自动停车或前行，极大程度上降低了车辆事故的发生，减轻驾驶员的驾驶负担，避免驾驶员疲劳驾驶，诚然，智能化汽车还需要我们做出很多研究，付出很多努力，但是，未来必然是智能化交通的世界，高速安全便捷的交通终会成为现实。
研究目的和意义
无论是长途运输货物或者是工作通勤，小轿车这类使用方便的交通工具已经在我们的日常生活中被广泛使用。但是，在驾驶汽车过程中产生的驾驶安全问题一向备受大家关注。通过汽车倒车防撞智能系统的设计，能够经过HCSR04超声波传感器进行到障碍物之间的距离测量，并且将测距结果显示到LED电子显示屏幕上。驾驶员不必通过肉眼观测电子显示屏上的距离，直接通过听觉来判断汽车倒车是否在安全距离范围内。随着汽车倒车安全距离越来越小，声鸣器的报警频率也会越来越快。
经过使用HCSR04超声波测距芯片制作的超声波测距电路，可以实现对汽车到障碍物间的间距进行测量。同时为了提高测量距离的精度还加入了DS18B20温度补偿模块，为了同时能够显示测量到的距离以及环境温度的变化，使用的是液晶显示屏。液晶显示屏第一排显示的是周围环境的温度，第二排显示的则是小车到障碍物之间的间距。STC89C52单片机是本次设计的最重要部件，根据实际情况和设计要求添加功能模块设计汽车倒车防撞装置，这样就可以实现驾驶员在倒车时存在的碰撞等安全问题，很大程度上提高了汽车驾驶员的驾车安全。
2 总体方案分析
本文基于单片机的汽车倒车智能防撞系统的主要芯片是STC89C52芯片，STC89C52是各类硬件设计中经常使用的主要元器件，该芯片具有低功耗，性能稳定等突出特点。本次设计主要围绕HCSR04超声波传感器，STC89C52单片机以及DS18B20温度传感器。该系统还括单片机最小系统硬件设计及显示报警模块系统。超声波传感器在C语言程序的指令下能够测量出汽车到障碍物之间的距离，并将测量到的距离送回单片机，与安全距离进行比较，如果超声波测量到的距离比安全距离小时，则会发出报警语音，距离越小，蜂鸣器响的频率就会越快，提醒驾驶员做出对应调整。HCSR04超声波传感器将测量到的距离在的第一排显示，将温度传感器采集到的温度数值在LCD1602液晶显示屏的第二排上进行显示。系统的整体框图如图2.1所示。
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图2.1 系统的整体框图
3 主要元器件介绍
3.1 超声波传感器
超声波的本质是机械波，它的振动频率相对于声波来说，频率偏高。超声波相对于其他波而言，超声波的波长较短，波速也比较慢，这样而来，超声波的传播时长就会变长，我们就可以轻松的区分超声波和其他声波。本次设计使用的超声波传感器能够同时接收，发送超声波。HCSR04超声波测距模块具有非直接探测距离的功能，测量距离可以从2cm到400cm，测量精度也非常高，可以高达3mm。本次设计采用的是HCSR04传感器，该传感器性能稳定，测距精度高。超声波传感器的主要技术参数如下表3.1。
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