智能倒车防碰撞控制系统设计
【摘 要】本文实现了一款能够辅助司机进行安全倒车的超声波雷达控制系统，选用了享誉盛名的STC89C51来当作控制器，通过STC89C51最小系统电路、LCD1602液晶显示电路、报警电路、超声波传感器等电路的构建，完美的实现了对车辆后方障碍物的距离测量、距离过近报警以及液晶显示等功能，通过多方面的测试，该系统无论是在硬件电路上还是软件程序上都能够流畅运行，特别是程序代码，通过专业软件的测试看出它的底层的运行效率极高。在进行硬件电路设计时，考虑到为能够把系统的价格、功率消耗以及系统外形体积开销降到最小，从而把全部无用和可有可无的模块和电子元器件进行裁剪，在软件上把使用不到的变量和函数进行屏蔽，使软件代码量能够完成大幅度压缩，大幅度的增加程序运行的流畅性。验证环节中对智能倒车防碰撞器系统的设计成果进行了逐个测试，通过测试结果信号的清楚显示，反映出了本智能倒车防碰撞器系统具有极高的实用价值和推广潜力。
目录
引言 1
一、方案设计及元器件选择 2
（一）智能倒车防碰撞器的方案设计 2
（二）STC89C51单片机简介 2
（三）LCD1602液晶屏简介 3
（四）HCSR04超声波传感器简介 3
二、系统硬件设计 4
（一）最小系统电路设计 4
（二）距离显示电路设计 5
（三）报警电路设计 5
（四）距离探测电路设计 6
（五）按键电路设计 6
三、系统软件设计 7
（一）智能倒车防碰撞器的主程序流程设计 7
（二）液晶显示流程设计 8
（三）超声波距离检测流程设计 9
四、实物制作与安装 10
总结 12
参考文献 13
致辞 14
附录一 原理图 15
附录二 PCB图 16
附录三 元件列表 17
附录四 程序 18
引言
伴随着科学技术的不断发展和电子技术的渐渐趋向于传感化和智能化，人们生活中的绝大多数经常用到的东西都将逐步被电子系统给取代掉，这是人类社会的一个突出的发展趋势，就如本课题将要 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
研究的这类智能倒车防碰撞器系统。智能倒车防碰撞器控制系统的飞速发展使得用户对于数据处理和其他智能特性提出了越发高的要求，而要完成这些近似苛刻的需求，重要的关键技术是提升其里面微处理器关键部分的性能，一些早期的智能倒车防碰撞器系统是以8位微处理器当作主控器件的，这类内核在单位时间内只能够对8比特的二进制数据进行运算，这种运算能力相比如今大肆流行的32位机和64位机来说，可以说是小巫见大巫了，从而当时在这类数据运算能力下，智能倒车防碰撞器控制系统仅能完成几项简要的功效。近些年来32位内核生产技术的快速发展使得控制器芯片进入了高速运算时代，这个技术的成熟无疑给智能倒车防碰撞器控制系统带来了上帝的福音，好似受了最强劲的加持，在数据运算性能上相对过去的8位机就提升了4倍，那么这给智能倒车防碰撞器控制系统的功效带来了不但是功能上的增加，更加给控制系统赠予了更加流畅的工作性能。快速发展的经济在实质上是对人们生活的根本改变，这个过程可以很好的反映在人们对智能倒车防碰撞器系统的见解上，过去人们仅仅满足于其几项简单功能，而在一切都成熟后，不同的用户对于智能倒车防碰撞器系统都有一套自己的见解，良好的人机交互界面、友好的数据交互接口以及愈加智能的工作方式在一定程度上迎合了用户的常见追求。本论文的设计理念是一款高性价比智能倒车防碰撞器控制系统，然而并没有选用32位处理器来当作主控，只是选用STC89C51来进行控制，仅是通过这种型号的8位单片机的处理，就已能够对很多现有产品进行优化了。
智能倒车防碰撞器控制系统的研究技术的掌握程度现如今在国内外具备较为明显的差距，欧美一些发达国家由于对智能倒车防碰撞器系统开始设计的时间比较早，从而在经过多年持续优化和优化过程中催生出非常多学会了顶尖技术的企业，而国内多所企业和高校如今正沉下心去并且以攻坚克难的态度在对上乘智能倒车防碰撞器控制系统进行研究。智能倒车防碰撞器控制系统的高度集成技术是国际上企业的研究重点，把实现智能倒车防碰撞器控制系统的所有功能的电路全部集成在一片硅片中而且把一切接口引脚引出来，这是未来智能倒车防碰撞器控制系统的最后发展趋势。通过对当前市面上所有的智能倒车防碰撞器控制系统产品进行各角度比较之后可以发现，高端产品和中低端产品的价格区间具备极大一部分重叠区，差距不是很大，如今国内对于高端产品的研究技术掌握力度还不是很够，而中低端产品和高端产品不论是在价格方面还是性能方面都没有足以的竞争力。
一、方案设计及元器件选择
（一）智能倒车防碰撞器的方案设计
本部分主要对智能倒车防碰撞器系统的实现方案进行配置，通过结构框图中的连接关系以及信号流动箭头来说明软硬件系统的主要结构和工作关系。
图11 系统原理框图设计
其中STC89C51当作整个系统的控制器，不论是在硬件结构框架还是软件程序上，都处于核心角色，接下来对框图中的各电路的指标进行简要的介绍：这其中STC89C51芯片、复位电路和时钟电路三个部分组成了最小系统电路，完成了对LCD1602、有源蜂鸣器、HCSR04超声波传感器和SC8035语音芯片的控制；
机械按键模块主要构成参数设置电路，该电路主要用于对系统内的一些报警阀值参数进行手动设置，与单片机的GPIO管脚直接相连；
LCD1602液晶屏模块构成显示电路，该电路主要用于对测到的障碍物距离以及其他一些关键参数进行显示；
蜂鸣器模块主要结合MOS开关管构成报警电路，在单片机的高低电平控制下能够实现蜂鸣报警信号的发出与关闭；
HCSR04传感器为超声波模块，单片机将通过控制器超声波的发射、接收以及定时器的计时功能实现对障碍物距离的真人语音播报；
（二）STC89C51单片机简介
为完成对智能倒车防碰撞器系统中各电路模块的高效控制和驱动，该系统必须应用STC89C51来作为核心电路部分。智能倒车防碰撞器控制系统的核心电路部分需要一种具备高性能运算内核的处理器芯片来担任，这款器件的性能高低将牵制着智能倒车防碰撞器系统的效果高低与否，下面的图片是STC89C51的实物图。
图12 STC89C51单片机
（三）LCD1602液晶屏简介
下图中的LCD液晶屏模块将当作对智能倒车防碰撞器系统的相关参数进行显示的电子元器件，多次对比了目前市面上较常使用的显示屏幕元件能够发现：将这个器件构建在此智能倒车防碰撞器系统中能够带来如下优秀特性：对智能倒车防碰撞器系统的参数进行清晰显示、将系统参数灵活呈现给用户。和OLED屏等比较常用的显示屏幕元器件相比，LCD1602液晶屏具有对单片机等主控器件的处理速度要求较低以及不需要复杂的底层驱动。
目录
引言 1
一、方案设计及元器件选择 2
（一）智能倒车防碰撞器的方案设计 2
（二）STC89C51单片机简介 2
（三）LCD1602液晶屏简介 3
（四）HCSR04超声波传感器简介 3
二、系统硬件设计 4
（一）最小系统电路设计 4
（二）距离显示电路设计 5
（三）报警电路设计 5
（四）距离探测电路设计 6
（五）按键电路设计 6
三、系统软件设计 7
（一）智能倒车防碰撞器的主程序流程设计 7
（二）液晶显示流程设计 8
（三）超声波距离检测流程设计 9
四、实物制作与安装 10
总结 12
参考文献 13
致辞 14
附录一 原理图 15
附录二 PCB图 16
附录三 元件列表 17
附录四 程序 18
引言
伴随着科学技术的不断发展和电子技术的渐渐趋向于传感化和智能化，人们生活中的绝大多数经常用到的东西都将逐步被电子系统给取代掉，这是人类社会的一个突出的发展趋势，就如本课题将要 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
研究的这类智能倒车防碰撞器系统。智能倒车防碰撞器控制系统的飞速发展使得用户对于数据处理和其他智能特性提出了越发高的要求，而要完成这些近似苛刻的需求，重要的关键技术是提升其里面微处理器关键部分的性能，一些早期的智能倒车防碰撞器系统是以8位微处理器当作主控器件的，这类内核在单位时间内只能够对8比特的二进制数据进行运算，这种运算能力相比如今大肆流行的32位机和64位机来说，可以说是小巫见大巫了，从而当时在这类数据运算能力下，智能倒车防碰撞器控制系统仅能完成几项简要的功效。近些年来32位内核生产技术的快速发展使得控制器芯片进入了高速运算时代，这个技术的成熟无疑给智能倒车防碰撞器控制系统带来了上帝的福音，好似受了最强劲的加持，在数据运算性能上相对过去的8位机就提升了4倍，那么这给智能倒车防碰撞器控制系统的功效带来了不但是功能上的增加，更加给控制系统赠予了更加流畅的工作性能。快速发展的经济在实质上是对人们生活的根本改变，这个过程可以很好的反映在人们对智能倒车防碰撞器系统的见解上，过去人们仅仅满足于其几项简单功能，而在一切都成熟后，不同的用户对于智能倒车防碰撞器系统都有一套自己的见解，良好的人机交互界面、友好的数据交互接口以及愈加智能的工作方式在一定程度上迎合了用户的常见追求。本论文的设计理念是一款高性价比智能倒车防碰撞器控制系统，然而并没有选用32位处理器来当作主控，只是选用STC89C51来进行控制，仅是通过这种型号的8位单片机的处理，就已能够对很多现有产品进行优化了。
智能倒车防碰撞器控制系统的研究技术的掌握程度现如今在国内外具备较为明显的差距，欧美一些发达国家由于对智能倒车防碰撞器系统开始设计的时间比较早，从而在经过多年持续优化和优化过程中催生出非常多学会了顶尖技术的企业，而国内多所企业和高校如今正沉下心去并且以攻坚克难的态度在对上乘智能倒车防碰撞器控制系统进行研究。智能倒车防碰撞器控制系统的高度集成技术是国际上企业的研究重点，把实现智能倒车防碰撞器控制系统的所有功能的电路全部集成在一片硅片中而且把一切接口引脚引出来，这是未来智能倒车防碰撞器控制系统的最后发展趋势。通过对当前市面上所有的智能倒车防碰撞器控制系统产品进行各角度比较之后可以发现，高端产品和中低端产品的价格区间具备极大一部分重叠区，差距不是很大，如今国内对于高端产品的研究技术掌握力度还不是很够，而中低端产品和高端产品不论是在价格方面还是性能方面都没有足以的竞争力。
一、方案设计及元器件选择
（一）智能倒车防碰撞器的方案设计
本部分主要对智能倒车防碰撞器系统的实现方案进行配置，通过结构框图中的连接关系以及信号流动箭头来说明软硬件系统的主要结构和工作关系。
图11 系统原理框图设计
其中STC89C51当作整个系统的控制器，不论是在硬件结构框架还是软件程序上，都处于核心角色，接下来对框图中的各电路的指标进行简要的介绍：这其中STC89C51芯片、复位电路和时钟电路三个部分组成了最小系统电路，完成了对LCD1602、有源蜂鸣器、HCSR04超声波传感器和SC8035语音芯片的控制；
机械按键模块主要构成参数设置电路，该电路主要用于对系统内的一些报警阀值参数进行手动设置，与单片机的GPIO管脚直接相连；
LCD1602液晶屏模块构成显示电路，该电路主要用于对测到的障碍物距离以及其他一些关键参数进行显示；
蜂鸣器模块主要结合MOS开关管构成报警电路，在单片机的高低电平控制下能够实现蜂鸣报警信号的发出与关闭；
HCSR04传感器为超声波模块，单片机将通过控制器超声波的发射、接收以及定时器的计时功能实现对障碍物距离的真人语音播报；
（二）STC89C51单片机简介
为完成对智能倒车防碰撞器系统中各电路模块的高效控制和驱动，该系统必须应用STC89C51来作为核心电路部分。智能倒车防碰撞器控制系统的核心电路部分需要一种具备高性能运算内核的处理器芯片来担任，这款器件的性能高低将牵制着智能倒车防碰撞器系统的效果高低与否，下面的图片是STC89C51的实物图。
图12 STC89C51单片机
（三）LCD1602液晶屏简介
下图中的LCD液晶屏模块将当作对智能倒车防碰撞器系统的相关参数进行显示的电子元器件，多次对比了目前市面上较常使用的显示屏幕元件能够发现：将这个器件构建在此智能倒车防碰撞器系统中能够带来如下优秀特性：对智能倒车防碰撞器系统的参数进行清晰显示、将系统参数灵活呈现给用户。和OLED屏等比较常用的显示屏幕元器件相比，LCD1602液晶屏具有对单片机等主控器件的处理速度要求较低以及不需要复杂的底层驱动。
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