基于AT89C51的倒车防撞装置
基于AT89C51的倒车防撞装置[20200128190859]
【摘 要】
倒车防撞装置简称“倒车雷达”是一种能够用声音或者更直观的方式提醒车主车后障碍物距离的装置。本文介绍了AT89C51单片机的功能及特点，并设计了以之为核心的低成本的小型数字化显示倒车防撞报警器。本次设计将超声波的测距技术与传感器技术以及AT89C51单片机的实时控制和数据处理相结合，可用于汽车倒车时检测汽车与后方障碍物的距离，然后通过数据显示装置显示距离，并由报警电路根据汽车与障碍物的距离发出报警。汽车倒车时的安全性得到了很大的提高，且对防止倒车事故的发生有重大意义。
*查看完整论文请+Q: 351916072
关键字:】单片机防撞报警超声波
引言 1
一．系统设计的任务和目标 1
（一）系统设计的基本要求 1
（二）系统设计的方法 1
二．系统原理设计 2
（一） 设计思想 2
（二） 系统总框图 2
三． 硬件电路工作原理设计 3
（一） 单片机应用 3
1. 单片机的选择 3
2.AT89C51单片机的内部结构 3
（二） 超声波测距原理及应用 4
1.超声波测距原理 4
2.超声波发射电路 5
3.超声波接收电路 6
（三） 显示电路 7
（四）报警电路 7
（五）单片机最小系统 8
四．系统程序软件设计 9
(一) 系统主流程图 9
（二） 中断子程序及报警子程序流程图 10
五．调试、仿真 10
（一）程序调试 10
（二） PROTUES仿真 11
六．总结 13
七．致谢 14
八．参考文献 15
九．附录 16
（一）电路原理图 16
（二） 程序 17
引言
现如今交通事故时常发生，随着现代汽车行业的发展，汽车已经成为我们日常生活中很普遍的交通工具，但是汽车安全也是一个人们经常关注的问题。其中由于倒车事故发生的频率高，已引起了社会和交通部门的高度重视。倒车事故发生的原因是多方面的，造成倒车时的事故率远大于汽车前进时的事故率，由于倒车时存在视觉盲区，无法看清车后状况，司机在倒车时很容易发生事故。而倒车事故给车主带来许多麻烦，不仅经济上，更有人身伤害，例如撞上别人的车，如果伤及儿童更是不堪设想，为了减少带来的损失，需要有一种专门帮助司机安全倒车的装置，所以倒车雷达应运而生。目前一般都采用波在介质中的传播速度和时间关系进行测量距离。常用的测距技术主要有激光测距、微波雷达测距和超声波测距三种。由于超声波测距技术成本低、工作稳定、精度高、操作简单、指向性强、能量消耗缓慢且在介质中传播的距离较远的优点，所以非常适用于距离测量和定位。目前超声波测距主要用于建筑工地以及一些工业现场和移动机器人研制上，可在潮湿，多尘等环境下工作。所以我将超声波测距技术利用于倒车防撞装置的设计上，并且结合了AT89C51单片机，利用单片机控制整个系统，这样既为小车防撞控制系统提供了稳定、可靠的解决办法，而且充分利用它的片内资源，实现了超声波测距和报警。
一．系统设计的任务和目标
（一）系统设计的基本要求
本设计是基于AT89C51单片机的倒车防撞装置，主要是利用超生波的测距功能将其与AT89C51单片机想结合，设计出一种基于AT89C51单片机的倒车防撞警报系统。
设计的基本要求：
1. 测距：能够准确的测出汽车与后障碍物的距离，并定时向单片机传送数据以确保汽车的安全。
2. 显示：能够将测出的距离在显示器上显示出来。
3. 报警：当汽车与障碍物的距离小与安全值时能够准确并及时的报警从而提醒驾驶员。
（二）系统设计的方法
1．系统分为：超声波发射，数据接收，数据处理，数据显示，报警等部分。
2．系统的工作流程为：由设备发射超声波待超声波遇障碍物返回时由超声波传感器接收并将数据传送至数据处理系统，数据处理系统将数据转换为数字信号的同时单片机进行分析是否需要报警，之后由显示系统将距离显示在显示器上。
3．发送系统：由反向器CD4069和超声波发射换能器T构成震荡器。这种电路可以提高超声波发射强度，且电路简单，稳定性高。
4．接收系统：由集成电路CX20106A完成，它是一种红外线检波接收的专用芯片，考虑到红外常用的载波频率38KHZ与测距的超声波40KHZ较为接近，可以利用它制作超声波检测接受电路，且电路简单，灵敏度高，还有较强的抗干扰能力。
二．系统原理设计
（一） 设计思想
由于传统测量距离的方法存在不可克服的缺陷，以及超声波具有强度大，方向性好等特点，所以现如今超声波测距被广泛的用于工业控制，勘探测量，机器人定位等方面。超声波测距电路可以由传统的模拟电路及数字电路构建，但是这样构建的电路往往可靠性比较差，调试困难。所以现在基于单片机的超声波测距系统得到广泛的应用。此系统只需通过简单的外围电路就可以发射以及接收超声波，单片机通过获取到超声波信号所需的时间可以计算出距离障碍物的距离，并且测量电路简单，精确高，反应速度快，可靠性高。所以利用超声波测距技术设计系统的测距模块。
而单片机就好比中央处理器，以AT89C51单片机作为主控电路元件，12MHZ晶振作为标准脉冲振荡电路元件，通过超声波发射探头发射超声波遇障碍物返回后由超声波接收电路接收并传送至AT89C51单片机，并且经过单片机处理后算出汽车距障碍物的距离，显示并决定是否进行报警提示。
（二）系统总框图
图1 系统框架
如图1，为系统的总框架图，当驾驶员挂倒车档位时系统启动，由单片机控制整个系统，通过超声波发射模块发射40KHZ的信号，遇到障碍物后反射回来，再通过超声波接受模块接受反射回来的信号，经过单片机的处理决定是否报警并且传送至显示模块通过数码管显示车与后障碍物的距离。
三． 硬件电路工作原理设计
（一） 单片机应用
1.单片机的选择
在系统的设计中，选择合适的系统核心器件就成为能否成功完成设计任务的关键，而作为控制系统核心的单片机的选择更是重中之重。目前各半导体公司、电气商都向市场上推出了形形色色的单片机，并提供了良好的开发环境。一般来说，选择单片机需要考虑以下几个方面：
（1）单片机的基本性能参数。例如指令执行速度、程序存储器容量、I/O引脚数量等。
（2）单片机的存储介质。对于程序存储器来说，Flash存储器和OTP（一次性可编程）存储器相比较，最好是Flash存储器。
（3）芯片的封装形式。如DIP（双列直插）封装，PLCC（PLCC有对应插座）封装及表面贴附等。
（4）芯片的功耗。比如设计并口加密狗时，信号线取电只能提供几毫安的电流，选用AT89C51单片机就是因为它能满足低功耗的要求。
（5）供货渠道是否畅通、价格是否低廉。
（6）芯片保密性能好、单片机的抗干扰性能好。
综合考虑以上因素，选择AT89C51作为本系统的控制部件。
2.AT89C51单片机的内部结构
图2为AT89C51单片机功能结构框图。
AT89C51芯片内部集成了CPU、RAM、ROM、定时/计数器和I/O口等各功能部件，并由内部总线把这些部件连接在一起。
AT89C51单片机内部包含以下一些功能部件：
(1) 一个8位CPU；
(2) 一个片内振荡器和时钟电路；
(3) 4KB Flash ROM；
(4) 128B内RAM；
(5) 可寻址64KB的外ROM和外RAM控制电路；
(6) 两个16位定时/计数器；
【摘 要】
倒车防撞装置简称“倒车雷达”是一种能够用声音或者更直观的方式提醒车主车后障碍物距离的装置。本文介绍了AT89C51单片机的功能及特点，并设计了以之为核心的低成本的小型数字化显示倒车防撞报警器。本次设计将超声波的测距技术与传感器技术以及AT89C51单片机的实时控制和数据处理相结合，可用于汽车倒车时检测汽车与后方障碍物的距离，然后通过数据显示装置显示距离，并由报警电路根据汽车与障碍物的距离发出报警。汽车倒车时的安全性得到了很大的提高，且对防止倒车事故的发生有重大意义。
*查看完整论文请+Q: 351916072
关键字:】单片机防撞报警超声波
引言 1
一．系统设计的任务和目标 1
（一）系统设计的基本要求 1
（二）系统设计的方法 1
二．系统原理设计 2
（一） 设计思想 2
（二） 系统总框图 2
三． 硬件电路工作原理设计 3
（一） 单片机应用 3
1. 单片机的选择 3
2.AT89C51单片机的内部结构 3
（二） 超声波测距原理及应用 4
1.超声波测距原理 4
2.超声波发射电路 5
3.超声波接收电路 6
（三） 显示电路 7
（四）报警电路 7
（五）单片机最小系统 8
四．系统程序软件设计 9
(一) 系统主流程图 9
（二） 中断子程序及报警子程序流程图 10
五．调试、仿真 10
（一）程序调试 10
（二） PROTUES仿真 11
六．总结 13
七．致谢 14
八．参考文献 15
九．附录 16
（一）电路原理图 16
（二） 程序 17
引言
现如今交通事故时常发生，随着现代汽车行业的发展，汽车已经成为我们日常生活中很普遍的交通工具，但是汽车安全也是一个人们经常关注的问题。其中由于倒车事故发生的频率高，已引起了社会和交通部门的高度重视。倒车事故发生的原因是多方面的，造成倒车时的事故率远大于汽车前进时的事故率，由于倒车时存在视觉盲区，无法看清车后状况，司机在倒车时很容易发生事故。而倒车事故给车主带来许多麻烦，不仅经济上，更有人身伤害，例如撞上别人的车，如果伤及儿童更是不堪设想，为了减少带来的损失，需要有一种专门帮助司机安全倒车的装置，所以倒车雷达应运而生。目前一般都采用波在介质中的传播速度和时间关系进行测量距离。常用的测距技术主要有激光测距、微波雷达测距和超声波测距三种。由于超声波测距技术成本低、工作稳定、精度高、操作简单、指向性强、能量消耗缓慢且在介质中传播的距离较远的优点，所以非常适用于距离测量和定位。目前超声波测距主要用于建筑工地以及一些工业现场和移动机器人研制上，可在潮湿，多尘等环境下工作。所以我将超声波测距技术利用于倒车防撞装置的设计上，并且结合了AT89C51单片机，利用单片机控制整个系统，这样既为小车防撞控制系统提供了稳定、可靠的解决办法，而且充分利用它的片内资源，实现了超声波测距和报警。
一．系统设计的任务和目标
（一）系统设计的基本要求
本设计是基于AT89C51单片机的倒车防撞装置，主要是利用超生波的测距功能将其与AT89C51单片机想结合，设计出一种基于AT89C51单片机的倒车防撞警报系统。
设计的基本要求：
1. 测距：能够准确的测出汽车与后障碍物的距离，并定时向单片机传送数据以确保汽车的安全。
2. 显示：能够将测出的距离在显示器上显示出来。
3. 报警：当汽车与障碍物的距离小与安全值时能够准确并及时的报警从而提醒驾驶员。
（二）系统设计的方法
1．系统分为：超声波发射，数据接收，数据处理，数据显示，报警等部分。
2．系统的工作流程为：由设备发射超声波待超声波遇障碍物返回时由超声波传感器接收并将数据传送至数据处理系统，数据处理系统将数据转换为数字信号的同时单片机进行分析是否需要报警，之后由显示系统将距离显示在显示器上。
3．发送系统：由反向器CD4069和超声波发射换能器T构成震荡器。这种电路可以提高超声波发射强度，且电路简单，稳定性高。
4．接收系统：由集成电路CX20106A完成，它是一种红外线检波接收的专用芯片，考虑到红外常用的载波频率38KHZ与测距的超声波40KHZ较为接近，可以利用它制作超声波检测接受电路，且电路简单，灵敏度高，还有较强的抗干扰能力。
二．系统原理设计
（一） 设计思想
由于传统测量距离的方法存在不可克服的缺陷，以及超声波具有强度大，方向性好等特点，所以现如今超声波测距被广泛的用于工业控制，勘探测量，机器人定位等方面。超声波测距电路可以由传统的模拟电路及数字电路构建，但是这样构建的电路往往可靠性比较差，调试困难。所以现在基于单片机的超声波测距系统得到广泛的应用。此系统只需通过简单的外围电路就可以发射以及接收超声波，单片机通过获取到超声波信号所需的时间可以计算出距离障碍物的距离，并且测量电路简单，精确高，反应速度快，可靠性高。所以利用超声波测距技术设计系统的测距模块。
而单片机就好比中央处理器，以AT89C51单片机作为主控电路元件，12MHZ晶振作为标准脉冲振荡电路元件，通过超声波发射探头发射超声波遇障碍物返回后由超声波接收电路接收并传送至AT89C51单片机，并且经过单片机处理后算出汽车距障碍物的距离，显示并决定是否进行报警提示。
（二）系统总框图
图1 系统框架
如图1，为系统的总框架图，当驾驶员挂倒车档位时系统启动，由单片机控制整个系统，通过超声波发射模块发射40KHZ的信号，遇到障碍物后反射回来，再通过超声波接受模块接受反射回来的信号，经过单片机的处理决定是否报警并且传送至显示模块通过数码管显示车与后障碍物的距离。
三． 硬件电路工作原理设计
（一） 单片机应用
1.单片机的选择
在系统的设计中，选择合适的系统核心器件就成为能否成功完成设计任务的关键，而作为控制系统核心的单片机的选择更是重中之重。目前各半导体公司、电气商都向市场上推出了形形色色的单片机，并提供了良好的开发环境。一般来说，选择单片机需要考虑以下几个方面：
（1）单片机的基本性能参数。例如指令执行速度、程序存储器容量、I/O引脚数量等。
（2）单片机的存储介质。对于程序存储器来说，Flash存储器和OTP（一次性可编程）存储器相比较，最好是Flash存储器。
（3）芯片的封装形式。如DIP（双列直插）封装，PLCC（PLCC有对应插座）封装及表面贴附等。
（4）芯片的功耗。比如设计并口加密狗时，信号线取电只能提供几毫安的电流，选用AT89C51单片机就是因为它能满足低功耗的要求。
（5）供货渠道是否畅通、价格是否低廉。
（6）芯片保密性能好、单片机的抗干扰性能好。
综合考虑以上因素，选择AT89C51作为本系统的控制部件。
2.AT89C51单片机的内部结构
图2为AT89C51单片机功能结构框图。
AT89C51芯片内部集成了CPU、RAM、ROM、定时/计数器和I/O口等各功能部件，并由内部总线把这些部件连接在一起。
AT89C51单片机内部包含以下一些功能部件：
(1) 一个8位CPU；
(2) 一个片内振荡器和时钟电路；
(3) 4KB Flash ROM；
(4) 128B内RAM；
(5) 可寻址64KB的外ROM和外RAM控制电路；
(6) 两个16位定时/计数器；
版权保护: 本文由 hbsrm.com编辑，转载请保留链接: www.hbsrm.com/jxgc/zdh/4351.html
