基于单片机倒车防撞预警系统设计
基于单片机倒车防撞预警系统设计[20200410135323]
摘要
本设计选用的是以STC89C52单片机为核心而设计的，STC89C52单片机具有成本低,精度高，使用起来方便等特点，在自动控制领域里享有很高的价值。本次毕业设计采用STC89C52单片机芯片为核心器件与超声波传感器为辅共同来完成单片机倒车防撞预警系统的制作，以STC89C52为控制中心，通过超声波对距离的检测，将前方物体的距离数据测量出来，然后单片机处理运算，与原先设定的安全距离值进行比较判断，如果大于安全距离，则系统不发生警报，而当测得距离小于安全距离，通过STC89C52单片机发出指令，蜂鸣器就会发出警报与亮起红灯。
*查看完整论文请 +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2
关键字:超声波测距传感器芯片STC89C52
目 录
1.绪论 1
1.1倒车防撞系统背景、目的和意义 1
1.2超声波的发展历史 1
1.2.1发展历史 1
1.3本文的主要研究工作 2
1.4章节安排 2
1.5 本章小结 3
2.总体设计方案及论证 4
2.1总体方案设计 4
2.2系统的设计框图 4
2.3 本章小结.........................................................................................................5
3.单片机倒车防撞预警系统总体设计 6
3.1倒车防撞预警系统的结构 6
3.2单片机STC89C52 6
3.2.1单片机的选择 6
3.2.2 STC89C52的功能描述 7
3.3主控制模块设计 8
3.4元器件的介绍 9
3.4.1 4位共阳数码管 9
3.4.2电源 自锁开关 10
3.4.3 独立按钮与蜂鸣器 11
3.4.4 三极管的介绍 12
3.5电路设计 12
3.5.1电源设计 12
3.5.2 时钟电路的设计 13
3.5.3复位电路的设计 13
3.5.4 声音报警电路的设计 14
3.5.5显示模块 14
3.6 超声波测试模块 14
3.6.1人的听觉范围 16
3.6.2超声波的两个主要参数 18
3.6.3超声波的特性 18
3.6.4 超声换能器 19
3.6.5 超声波传感器的主要性能指标 20
3.6.6压电式超声波发生器原理 20
3.6.7超声波传感器原理 21
3.7 测距分析 22
4.单片机倒车防撞预警系统的软件设计 24
4.1 主程序工作流程图 24
4.2 超声波探测程序 25
5.单片机倒车防撞预警系统调试 26
5.1倒车防撞预警的实物调试 26
5.2倒车防撞预警调试的不足 29
6.总结与展望 31
参考文献...................................................................................................................32
附 录 33
附件1：原理图 33
附件2 34
附件3：程序 35
附件3：元件清单 50
致谢 51
1.2.绪论
1.1倒车防撞系统背景、目的和意义
随着现代人们对汽车的需求越来越大，越来越多的人有了自己的车，车的不断的增多，从而引发交通问题，交通压力使得许多车在倒车，行驶等方面，再加上许多时候加上视野盲区还有视野不清从而引发交通事故，使得车主承受很大的损失，倒车防撞系统的出现降低了一些车主出事故的概率。倒车防撞系统主要是利用超声波进行距离的测量，把测量的距离与安全距离作比较，并作出相应的回应，如小于安全距离则就发生报警，反之，就不发生报警。
倒车防撞系统的发展分为很多的阶段，从以前的“倒车请注意”到通过蜂鸣器发出警报声的大小来判断障碍物距离的大小，再到数码波段显示距离的大小，再到液晶屏幕动态的显示，再到比较先进的魔幻镜倒车雷达。这些倒车系统不断更新，说明人们对于车的安全性能越来越重视。
1.2超声波的运用和发展历史
1.2.1超声波的运用
随着超声波传感器的不断发展，在超声波传感器测距方面运用的很多，比如机器人自动避障行走、汽车的倒车系统、工地的施工安全和工业现场等。作为探测方面：可以测量未知水面的深度、管道的长度等。可以说利用超声波测距的原理可以解决人们很多问题，不需要消耗很多的精力与财力，意义非凡。对于此次基于单片机超声波测距的设计，不仅可以增强自己在电路方面分析与策划的能力，还能够加强理解与运用单片机，使自己不断的进步。单片机倒车防撞预警系统的核心就是超声波测距。
1.2.2发展历史
在国外，人们对于超声波的认知大约是在20世纪初，人们采用了压电和反压电效应实验，从而发现了超声波。利用现有所知的电子学的知识了解了超声波怎么样能够形成，从此就拉开了超声技术的发展和利用的历史新篇章。
1922年，德国出现了首例超声波治疗的发明专利。
1939年发表了有关超声波治疗取得临床效果的文献报道。
一直到了40年代底，在欧洲和美国才开始利用超声波来用于治疗，直到时间为1949年国际医学超声波学术论坛上，讨论与交流了超声波用于治疗方面的学术，为超声治疗学的发展奠定了坚实的根基。
还有在1956年第二届国际超声医学学术会议上，关于超声波治疗的研究与交流已有很多，从此超声治疗已进入人们的视线当中，也标志着超声波治疗由幼小走向成熟。
在国内我国对于超声波治疗研究起源比较晚，研究超声波大多数是用于医疗方面，直到20世纪50年代初开始才逐渐在少量医院开展超声治疗工作，起初在北京才投入使用，主要用于治疗，使用超声治疗机800KHz高的频率来治疗疾病，一直等到50年代，中国人自己研究超声波治疗并发明国产超声波治疗仪器。关于文献报道，一直等到1957年才有了公开的文献报道。直至70年代有了很多国产超声治疗仪。
四十几年的研究，在我国各大医院已拥有了相当数量的材料和相当丰富的临床经验。在20世纪80年代初，超声体外机械波碎石术与超声外科的发现对于整个人类意义非凡，在治疗结石症历史上的取得了非凡的突破。现今已在国际范围内推广和应用。超声无创外科也突破性的一刻，它把超声治疗成为现代医疗技术的重要组成部分。在第二十一世纪，使用聚焦超声（HIFU）在肿瘤治疗中的一个伟大的成就。
1.3本文的主要研究工作
本论文主要介绍了单片机倒车防撞预警系统中超声波的研究。在本课题中是以超声波测距测量为主要对象，利用超声波传感器来测得距离并把测来的距离信号传送到单片机系统中，与原先设定的安全距离进行对比，当测量的距离低于设定值时，蜂鸣器就会发生报警并红灯亮起。
1.4章节安排
第一章：介绍了传感器系统的背景、目的和意义以及其超声波的发展历史，还介绍了整个论文研究工作和章节安排。
第二章：介绍了单片机倒车防撞预警系统的总体设计方案及论证。
第三章：硬件的选择与介绍及单元电路的设计，包括单片机的选择、主控制模块的选择、元器件的介绍、电路的设计、超声波测试模块的分析以及测距分析。
第四章：给出了单片机倒车防撞预警系统的软件设计。
第五章：介绍了单片机倒车防撞预警系统调试。
第六章：对论文工作进行总结与展望。
1.5 本章小结
本章节主要是来介绍了超声波的一些的背景、目的、意义以及发展历史，本文研究的内容，及论文内容的章节安排。
摘要
本设计选用的是以STC89C52单片机为核心而设计的，STC89C52单片机具有成本低,精度高，使用起来方便等特点，在自动控制领域里享有很高的价值。本次毕业设计采用STC89C52单片机芯片为核心器件与超声波传感器为辅共同来完成单片机倒车防撞预警系统的制作，以STC89C52为控制中心，通过超声波对距离的检测，将前方物体的距离数据测量出来，然后单片机处理运算，与原先设定的安全距离值进行比较判断，如果大于安全距离，则系统不发生警报，而当测得距离小于安全距离，通过STC89C52单片机发出指令，蜂鸣器就会发出警报与亮起红灯。
*查看完整论文请 +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2
关键字:超声波测距传感器芯片STC89C52
目 录
1.绪论 1
1.1倒车防撞系统背景、目的和意义 1
1.2超声波的发展历史 1
1.2.1发展历史 1
1.3本文的主要研究工作 2
1.4章节安排 2
1.5 本章小结 3
2.总体设计方案及论证 4
2.1总体方案设计 4
2.2系统的设计框图 4
2.3 本章小结.........................................................................................................5
3.单片机倒车防撞预警系统总体设计 6
3.1倒车防撞预警系统的结构 6
3.2单片机STC89C52 6
3.2.1单片机的选择 6
3.2.2 STC89C52的功能描述 7
3.3主控制模块设计 8
3.4元器件的介绍 9
3.4.1 4位共阳数码管 9
3.4.2电源 自锁开关 10
3.4.3 独立按钮与蜂鸣器 11
3.4.4 三极管的介绍 12
3.5电路设计 12
3.5.1电源设计 12
3.5.2 时钟电路的设计 13
3.5.3复位电路的设计 13
3.5.4 声音报警电路的设计 14
3.5.5显示模块 14
3.6 超声波测试模块 14
3.6.1人的听觉范围 16
3.6.2超声波的两个主要参数 18
3.6.3超声波的特性 18
3.6.4 超声换能器 19
3.6.5 超声波传感器的主要性能指标 20
3.6.6压电式超声波发生器原理 20
3.6.7超声波传感器原理 21
3.7 测距分析 22
4.单片机倒车防撞预警系统的软件设计 24
4.1 主程序工作流程图 24
4.2 超声波探测程序 25
5.单片机倒车防撞预警系统调试 26
5.1倒车防撞预警的实物调试 26
5.2倒车防撞预警调试的不足 29
6.总结与展望 31
参考文献...................................................................................................................32
附 录 33
附件1：原理图 33
附件2 34
附件3：程序 35
附件3：元件清单 50
致谢 51
1.2.绪论
1.1倒车防撞系统背景、目的和意义
随着现代人们对汽车的需求越来越大，越来越多的人有了自己的车，车的不断的增多，从而引发交通问题，交通压力使得许多车在倒车，行驶等方面，再加上许多时候加上视野盲区还有视野不清从而引发交通事故，使得车主承受很大的损失，倒车防撞系统的出现降低了一些车主出事故的概率。倒车防撞系统主要是利用超声波进行距离的测量，把测量的距离与安全距离作比较，并作出相应的回应，如小于安全距离则就发生报警，反之，就不发生报警。
倒车防撞系统的发展分为很多的阶段，从以前的“倒车请注意”到通过蜂鸣器发出警报声的大小来判断障碍物距离的大小，再到数码波段显示距离的大小，再到液晶屏幕动态的显示，再到比较先进的魔幻镜倒车雷达。这些倒车系统不断更新，说明人们对于车的安全性能越来越重视。
1.2超声波的运用和发展历史
1.2.1超声波的运用
随着超声波传感器的不断发展，在超声波传感器测距方面运用的很多，比如机器人自动避障行走、汽车的倒车系统、工地的施工安全和工业现场等。作为探测方面：可以测量未知水面的深度、管道的长度等。可以说利用超声波测距的原理可以解决人们很多问题，不需要消耗很多的精力与财力，意义非凡。对于此次基于单片机超声波测距的设计，不仅可以增强自己在电路方面分析与策划的能力，还能够加强理解与运用单片机，使自己不断的进步。单片机倒车防撞预警系统的核心就是超声波测距。
1.2.2发展历史
在国外，人们对于超声波的认知大约是在20世纪初，人们采用了压电和反压电效应实验，从而发现了超声波。利用现有所知的电子学的知识了解了超声波怎么样能够形成，从此就拉开了超声技术的发展和利用的历史新篇章。
1922年，德国出现了首例超声波治疗的发明专利。
1939年发表了有关超声波治疗取得临床效果的文献报道。
一直到了40年代底，在欧洲和美国才开始利用超声波来用于治疗，直到时间为1949年国际医学超声波学术论坛上，讨论与交流了超声波用于治疗方面的学术，为超声治疗学的发展奠定了坚实的根基。
还有在1956年第二届国际超声医学学术会议上，关于超声波治疗的研究与交流已有很多，从此超声治疗已进入人们的视线当中，也标志着超声波治疗由幼小走向成熟。
在国内我国对于超声波治疗研究起源比较晚，研究超声波大多数是用于医疗方面，直到20世纪50年代初开始才逐渐在少量医院开展超声治疗工作，起初在北京才投入使用，主要用于治疗，使用超声治疗机800KHz高的频率来治疗疾病，一直等到50年代，中国人自己研究超声波治疗并发明国产超声波治疗仪器。关于文献报道，一直等到1957年才有了公开的文献报道。直至70年代有了很多国产超声治疗仪。
四十几年的研究，在我国各大医院已拥有了相当数量的材料和相当丰富的临床经验。在20世纪80年代初，超声体外机械波碎石术与超声外科的发现对于整个人类意义非凡，在治疗结石症历史上的取得了非凡的突破。现今已在国际范围内推广和应用。超声无创外科也突破性的一刻，它把超声治疗成为现代医疗技术的重要组成部分。在第二十一世纪，使用聚焦超声（HIFU）在肿瘤治疗中的一个伟大的成就。
1.3本文的主要研究工作
本论文主要介绍了单片机倒车防撞预警系统中超声波的研究。在本课题中是以超声波测距测量为主要对象，利用超声波传感器来测得距离并把测来的距离信号传送到单片机系统中，与原先设定的安全距离进行对比，当测量的距离低于设定值时，蜂鸣器就会发生报警并红灯亮起。
1.4章节安排
第一章：介绍了传感器系统的背景、目的和意义以及其超声波的发展历史，还介绍了整个论文研究工作和章节安排。
第二章：介绍了单片机倒车防撞预警系统的总体设计方案及论证。
第三章：硬件的选择与介绍及单元电路的设计，包括单片机的选择、主控制模块的选择、元器件的介绍、电路的设计、超声波测试模块的分析以及测距分析。
第四章：给出了单片机倒车防撞预警系统的软件设计。
第五章：介绍了单片机倒车防撞预警系统调试。
第六章：对论文工作进行总结与展望。
1.5 本章小结
本章节主要是来介绍了超声波的一些的背景、目的、意义以及发展历史，本文研究的内容，及论文内容的章节安排。
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