单片机的汽车倒车系统设计硬件子系统
通过测量汽车尾部到车后障碍物的距离变化，设计一种以STC89C51单片机为核心并提醒驾驶员及时停车的报警系统。本汽车倒车系统由电源、按键、STC89C51单片机、HC-SR04超声波传感器、DS18B20测温传感器、蜂鸣器、LCD1602显示器等主要部分组成。通过超声波传感器测量从超声波发射到接收回波需要的时间，传输到STC89C51单片机，单片机进行计算处理得到距离值，再与预先设定的值来比较，根据结果来控制蜂鸣器是否报警，同时将数值在液晶显示器上显示。该装置简单易操作，且制作成本低，可以使汽车驾驶员的倒车变的更加安全。关键词超声波；单片机；蜂鸣器报警
目 录
1 绪论 1
1.1 课题研究背景和意义 1
1.2 研究现状和发展趋势 2
1.3 课题研究内容 4
2 硬件方案设计与论证 6
2.1 汽车倒车系统模块框图 6
2.2 汽车倒车系统的工作原理 6
2.3 单片机的选择与介绍 7
2.4 测距传感器的选择 8
2.5 超声波测距的工作原理 9
2.6 报警器的选择 10
2.7 温度检测器件的选择 11
2.8 显示模块的选择 12
3 硬件电路设计 14
3.1 系统硬件框图 14
3.2 系统工作方式 14
3.3 电源电路 14
3.4 晶振电路 15
3.5 复位电路 15
3.6 温度检测电路 16
3.7 蜂鸣器报警电路 16
3.8 超声波测距电路 17
3.9 显示模块电路 18
4 硬件调试及分析 20
4.1电气原理图的仿真 20
4.2硬件的调试 22
4.2.1 显示模块测试 23
4.2.2 报警距离测试 24
4.2.3 最小测量范围测试 24
4.2.4 测量精度测试 25
4.2.5 复位功能测试 26
4.3误差分析 26
结 论 28
致 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072$
谢 29
参 考 文 献 30
附录A 电路原理图 32
附录B HCSR04超声波模块电路图 33
绪论
1.1 课题研究背景和意义
随着时间的推移，社会的进步，工业经济也愈发蓬勃发展。曾经作为高档产品的汽车作为原先只有一少部分人群才用得起的交通工具开始向着大众化、普及化发展，逐渐成为了人们生活中的一个重要角色。但是从各种新闻媒介所获得的信息上来看，汽车在给我们带来便利的同时，也产生了不少问题。
一方面，随着经济的发展，经济飞速发展带来的生活质量的提升，小汽车的拥有量大幅度上涨，不仅给道路交通带来了巨大的问题，同时对于汽车的停放，使得本来相对而言就不多的诸如室内停车场，公共停车场等场所变得拥挤不堪。
另一方面，因为汽车越来越普遍，驾驶人员也越来越多，驾驶人的年龄跨度也变得越来越大，很多新司机初学上路，对于一些情况的把握远没有那么准确，因此带来的因为车辆碰撞而导致的交通事故越来越多，而在这之中，倒车问题占很大部分比例。首当其冲，驾驶证考试中，倒车在所占比例份额相对较大，诸如倒车入库，侧方位停车，并且也是出现问题最多的环节。当然在正常驾驶中当需要停车，或者移动位置的时候，倒车这个动作也会经常性地用到，诸如在狭窄的空间里让行、掉头等等情况。并且，对于新司机而言，倒车时所需要的每一个角度、障碍物离车身的距离都不能做到及时而精确的判断，因此，停车或倒车入库的时候都会遭遇一定的麻烦，花费了时间不说，还及其容易与其他车辆产生摩擦乃至碰撞。
由此可见环境因素以及驾驶技术的不娴熟，都会不同程度上给人们的生活带来一些不利的影响。针对这些情况，科研人员经过多方位的努力，研发出了部分辅助装置以此期望能够给人们带来一些便利。常见的就是倒车雷达。
倒车雷达也可称之为“泊车辅助装置”；是汽车停车安全辅助装置，通过声音、视频显示或者声光结合来进行提示，将车尾后的状况告诉驾驶员，解除了司机停车和启动车辆时需要过分注意周围环境所引起的麻烦，也减小了一些视觉死角所引起的安全隐患，提高了驾驶的安全性。但是同时由于倒车雷达体积的问题，主要用来判断车尾到障碍物的距离，并对司机进行提示。
该装置在一定程度上使得倒车问题得到了明显的改善，但是因为现代技术的不成熟，或多或少都存在着一些缺陷。所以本课题的研究方向就是研发出一个精良的汽车倒车系统，通过这个系统，做到有效地减少驾驶员在倒车时碰撞的几率，提高驾驶的安全性；在地图导航方面和车辆控制方面完善，最终可以实现倒车的自动控制。
1.2 研究现状和发展趋势
汽车倒车系统作为汽车行驶安全的一个重要保障，国际和国内都进行了很多的研究，而研究出来的产品也从一些方面减少了倒车问题的产生，本节主要从国内外发展趋势展开论述。
世界上首个汽车碰撞报警装置由美国，德国和日本等国家的代表，在1967年研究成功，这也是诸多汽车厂商共同合作打造出来的汽车碰撞系统。但由于当时器件的开发水平较低和微控制器的应用成本太高，导致汽车碰撞报警装置难以广泛的应用到实际生产中。另外，由于现实实际运用时会存在较多因素对装置产生干扰，而实验室中制造的原型，对于实际运用中的许多干扰因素认识并未达到全面了解，这使得装置制造后实战检测的效果，并不让开发者满意。
在20世纪末， Mercedes – Benz设立了一个项目——即将通信、传感器和智能技术融合在一个单一统一的系统，从而达到减少汽车成本，提高安全性的目的。在这个项目的执行，为世界带来了具有优越性能的汽车防撞报警器，它可以有效地减少司机交通事故的概率，使得造价低，性优越的汽车碰撞雷达广泛地运用到汽车上能够实现。
目 录
1 绪论 1
1.1 课题研究背景和意义 1
1.2 研究现状和发展趋势 2
1.3 课题研究内容 4
2 硬件方案设计与论证 6
2.1 汽车倒车系统模块框图 6
2.2 汽车倒车系统的工作原理 6
2.3 单片机的选择与介绍 7
2.4 测距传感器的选择 8
2.5 超声波测距的工作原理 9
2.6 报警器的选择 10
2.7 温度检测器件的选择 11
2.8 显示模块的选择 12
3 硬件电路设计 14
3.1 系统硬件框图 14
3.2 系统工作方式 14
3.3 电源电路 14
3.4 晶振电路 15
3.5 复位电路 15
3.6 温度检测电路 16
3.7 蜂鸣器报警电路 16
3.8 超声波测距电路 17
3.9 显示模块电路 18
4 硬件调试及分析 20
4.1电气原理图的仿真 20
4.2硬件的调试 22
4.2.1 显示模块测试 23
4.2.2 报警距离测试 24
4.2.3 最小测量范围测试 24
4.2.4 测量精度测试 25
4.2.5 复位功能测试 26
4.3误差分析 26
结 论 28
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谢 29
参 考 文 献 30
附录A 电路原理图 32
附录B HCSR04超声波模块电路图 33
绪论
1.1 课题研究背景和意义
随着时间的推移，社会的进步，工业经济也愈发蓬勃发展。曾经作为高档产品的汽车作为原先只有一少部分人群才用得起的交通工具开始向着大众化、普及化发展，逐渐成为了人们生活中的一个重要角色。但是从各种新闻媒介所获得的信息上来看，汽车在给我们带来便利的同时，也产生了不少问题。
一方面，随着经济的发展，经济飞速发展带来的生活质量的提升，小汽车的拥有量大幅度上涨，不仅给道路交通带来了巨大的问题，同时对于汽车的停放，使得本来相对而言就不多的诸如室内停车场，公共停车场等场所变得拥挤不堪。
另一方面，因为汽车越来越普遍，驾驶人员也越来越多，驾驶人的年龄跨度也变得越来越大，很多新司机初学上路，对于一些情况的把握远没有那么准确，因此带来的因为车辆碰撞而导致的交通事故越来越多，而在这之中，倒车问题占很大部分比例。首当其冲，驾驶证考试中，倒车在所占比例份额相对较大，诸如倒车入库，侧方位停车，并且也是出现问题最多的环节。当然在正常驾驶中当需要停车，或者移动位置的时候，倒车这个动作也会经常性地用到，诸如在狭窄的空间里让行、掉头等等情况。并且，对于新司机而言，倒车时所需要的每一个角度、障碍物离车身的距离都不能做到及时而精确的判断，因此，停车或倒车入库的时候都会遭遇一定的麻烦，花费了时间不说，还及其容易与其他车辆产生摩擦乃至碰撞。
由此可见环境因素以及驾驶技术的不娴熟，都会不同程度上给人们的生活带来一些不利的影响。针对这些情况，科研人员经过多方位的努力，研发出了部分辅助装置以此期望能够给人们带来一些便利。常见的就是倒车雷达。
倒车雷达也可称之为“泊车辅助装置”；是汽车停车安全辅助装置，通过声音、视频显示或者声光结合来进行提示，将车尾后的状况告诉驾驶员，解除了司机停车和启动车辆时需要过分注意周围环境所引起的麻烦，也减小了一些视觉死角所引起的安全隐患，提高了驾驶的安全性。但是同时由于倒车雷达体积的问题，主要用来判断车尾到障碍物的距离，并对司机进行提示。
该装置在一定程度上使得倒车问题得到了明显的改善，但是因为现代技术的不成熟，或多或少都存在着一些缺陷。所以本课题的研究方向就是研发出一个精良的汽车倒车系统，通过这个系统，做到有效地减少驾驶员在倒车时碰撞的几率，提高驾驶的安全性；在地图导航方面和车辆控制方面完善，最终可以实现倒车的自动控制。
1.2 研究现状和发展趋势
汽车倒车系统作为汽车行驶安全的一个重要保障，国际和国内都进行了很多的研究，而研究出来的产品也从一些方面减少了倒车问题的产生，本节主要从国内外发展趋势展开论述。
世界上首个汽车碰撞报警装置由美国，德国和日本等国家的代表，在1967年研究成功，这也是诸多汽车厂商共同合作打造出来的汽车碰撞系统。但由于当时器件的开发水平较低和微控制器的应用成本太高，导致汽车碰撞报警装置难以广泛的应用到实际生产中。另外，由于现实实际运用时会存在较多因素对装置产生干扰，而实验室中制造的原型，对于实际运用中的许多干扰因素认识并未达到全面了解，这使得装置制造后实战检测的效果，并不让开发者满意。
在20世纪末， Mercedes – Benz设立了一个项目——即将通信、传感器和智能技术融合在一个单一统一的系统，从而达到减少汽车成本，提高安全性的目的。在这个项目的执行，为世界带来了具有优越性能的汽车防撞报警器，它可以有效地减少司机交通事故的概率，使得造价低，性优越的汽车碰撞雷达广泛地运用到汽车上能够实现。
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