基于單片機(jī)汽車倒車測(cè)距儀的設(shè)計(jì)

本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)、創(chuàng)作）題目： 基于單片機(jī)汽車倒車測(cè)距儀的設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名： 學(xué)號(hào)： 103402034 所在系院： 專業(yè)： 電子信息工程 入學(xué)時(shí)間： 2010 年 9 月導(dǎo)師姓名： 職稱/學(xué)位： 副 教 授 /碩 士 導(dǎo)師所在單位： 完成時(shí)間： 2014 年 5 月安徽三聯(lián)學(xué)院教務(wù)處 制安徽三聯(lián)學(xué)院畢業(yè)論文0基于單片機(jī)汽車倒車測(cè)距儀的設(shè)計(jì)摘要：在分析國(guó)內(nèi)外基于單片機(jī)汽車倒車測(cè)距儀相關(guān)技術(shù)的基礎(chǔ)上，結(jié)合最新的相關(guān)測(cè)距儀的研究成果，對(duì)超聲波測(cè)距的汽車倒車測(cè)距系統(tǒng)進(jìn)行了深入的探討與研究。通過(guò)利用超聲波傳輸中的距離與時(shí)間的關(guān)系，采用 AT89S52 單片機(jī)進(jìn)行控制以及數(shù)據(jù)的處理,從而進(jìn)行設(shè)計(jì)的能精確測(cè)量汽車車尾與障礙物間點(diǎn)與點(diǎn)距離的超聲波測(cè)距儀，其能夠比較精確測(cè)量我們所需的車后障礙物的距離。系統(tǒng)可分為測(cè)距模塊、系統(tǒng)控制模塊與 LED 顯示報(bào)警模塊,分別對(duì)此系統(tǒng)進(jìn)行方案分析，初步構(gòu)建了單片機(jī)汽車倒車測(cè)距儀構(gòu)架與設(shè)計(jì)方案,在其硬件電路中，分析了運(yùn)用單片機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)的可視倒車預(yù)警系統(tǒng)，闡述并分析了以單片機(jī)為主控單元的系統(tǒng)軟件與硬件設(shè)計(jì)，并對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行了試驗(yàn)和誤差分析，能夠基本上滿足設(shè)計(jì)的需求。關(guān)鍵字：測(cè)距儀； 單片機(jī)； 超聲波傳感器安徽三聯(lián)學(xué)院畢業(yè)論文1The design range finder of car parkingbased on microcomputer Abstract：In the analysis of domestic and foreign-based microcontroller car reversing range finder based on relevant technologies, combined with the latest research results on ultrasonic distance measuring system car reversing conducted in-depth discussion and research. Through the use of the relationship between the distance between the ultrasonic transmission time using AT89S51 MCU control and data processing, and thus between the ultrasonic range finder designed to accurately measure the distance between points, which can more accurately measure the vehicle obstacle distance. The system can be divided ranging module, alarm system control module and display module and system solutions for this analysis were initially constructed single-chip architecture and design of the car parking finder program, in its hardware circuit, detailed account of the use of visual reversing warning system microcontroller technology, describes and analyzes the microcontroller as the main control unit system software and hardware design, and the system was tested and error analysis, Which can substantially meet the design, gives the corresponding stability and safety index of the system.Key words: range finder; MCU; Ultrasonic sensors 安徽三聯(lián)學(xué)院畢業(yè)論文目錄 第一章 緒論 .11.1 研究 背景及意義 .11.2 國(guó)內(nèi) 外研究現(xiàn)狀 .11.3 研究 內(nèi)容及論文構(gòu)成 .1第二章 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) .32.1 方案 設(shè)計(jì)與論證 .32.1.1 控制器的選擇 .32.1.2 距離測(cè)量的器件選擇 .32.1.3 顯示子系統(tǒng)設(shè)計(jì) .32.1.4 聲音報(bào)警設(shè)計(jì) .32.2 系統(tǒng) 的 總體結(jié)構(gòu) .3第三章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) .53.1 單片 機(jī)控制電路設(shè)計(jì) .53.2 超聲 波發(fā)射及接收電路設(shè)計(jì) .53.2.1 超聲波發(fā)射電路的設(shè)計(jì) .63.2.2 超聲波接收器 .73.3 LED 顯示及報(bào)警電路設(shè)計(jì) .83.4 本章 小節(jié) .9第四章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) .104.1 主程 序的設(shè)計(jì) .104.2 中斷 處理程序設(shè)計(jì) .114.3 測(cè)距 模塊設(shè)計(jì) .124.4 顯示 及報(bào)警模塊設(shè)計(jì) .12第五章 硬件組裝與性能分析 .13第六章 結(jié)論及展望 .15致謝 .16參考文獻(xiàn) .17附錄 A 硬件電路連接圖 .18安徽三聯(lián)學(xué)院畢業(yè)論文I附錄 B 主要程序清單 .19安徽三聯(lián)學(xué)院畢業(yè)論文0第一章 緒論 1.1 研究 背景及意義 隨著生活節(jié)奏的加快，汽車行業(yè)的逐漸普及，非職業(yè)汽車駕駛員渴望汽車倒車裝置的出現(xiàn)，可以在一定程度上緩解駕駛員的一些擔(dān)憂，從而提高了駕駛的安全性。此種需求可用單片機(jī)控制的汽車倒車測(cè)距儀來(lái)實(shí)現(xiàn)。本測(cè)距儀把單片機(jī)的各種功能及技術(shù)相結(jié)合， 通 過(guò) 距 離 的 顯 示 滴 答 報(bào) 警 等 ， 在 聽(tīng) 覺(jué) 和 視 覺(jué) 上 共 同 達(dá) 到 駕 駛 員 的 要 求 ， 有 利 的 緩解駕駛員在泊車和起動(dòng)車輛時(shí)探視所引起的困擾，方 便 了 駕 駛 ， 使 駕駛的安全率提高。1.2 國(guó)內(nèi) 外研究現(xiàn)狀 本文所設(shè)計(jì)的汽車倒車測(cè)距儀實(shí)現(xiàn)了各部件有效的聯(lián)系，具有精確測(cè)距及提示和報(bào)警的功能，且以蜂鳴器提示才真正開(kāi)始的，因此很好操作。蜂鳴聲的頻率標(biāo)志車輛離障礙物的遠(yuǎn)近。液晶熒屏動(dòng)態(tài)顯示能夠有效地幫助駕駛員看清路況，因此作用明顯。其 動(dòng)態(tài)顯示， 直接粘貼在儀表盤上， 安裝很方便，色彩清晰漂亮， 外表美觀。 但 在 靈 敏 度 方 面 要 求 很 高 ， 所 以 在 一 定 程 度 上 容 易 產(chǎn) 生 誤報(bào) 的 現(xiàn) 象 。魔幻鏡倒車測(cè)距儀在目前測(cè)距儀市場(chǎng)上算是現(xiàn)在較先進(jìn)的倒車測(cè)距儀， 它是在取其精華，去其糟粕，綜合前幾代產(chǎn)品的優(yōu)點(diǎn)， 較 完 美 的 展 現(xiàn) 出 來(lái) ， 設(shè) 計(jì) 而 完 成 的 。 其 可有效地測(cè)量2 米以內(nèi)的障礙物， 能 夠 顯 示 并 及 時(shí) 提醒駕駛員。 把后視鏡、 溫度顯示、倒車?yán)走_(dá)、 免提電話和車內(nèi)空氣污染顯示等多項(xiàng)功能整合在一起的魔幻鏡倒車?yán)走_(dá)， 還 有 語(yǔ) 音 功 能 。 其 安 裝 方 便 且 不 占 空 間 。顏色款式各異，可自由裝飾調(diào)配。隨電子技術(shù)的發(fā)展， 其 相關(guān)技術(shù)日新月異， 使高度信息化、 電子化的車輛研制有了基礎(chǔ)。 該 測(cè) 距 儀 能 通 過(guò) 測(cè) 距 、 顯 示 、 報(bào) 警 、 提 示 功 能 給 司機(jī) 提 供 優(yōu) 質(zhì) 服 務(wù) ， 且 不 影 響 視 覺(jué) 效 果 ， 占 用 空 間 小 。1.3 研究 內(nèi)容及論文構(gòu)成 論文內(nèi)容及構(gòu)成主要由以下部分組成： 第 1章 主要介紹了本研究測(cè)距儀的背景、意義及相關(guān)技術(shù)在國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀。 第 2章 論述了系統(tǒng)的總體方案設(shè)計(jì)。 本 測(cè)距儀對(duì)測(cè)距系統(tǒng)傳感器的選擇、顯示報(bào)警系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)的分析，并對(duì)本系統(tǒng)總的方案設(shè)計(jì)進(jìn)行了模擬。安徽三聯(lián)學(xué)院畢業(yè)論文1第 3章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 。 對(duì) 超聲波傳感器工作原理的分析， 討論測(cè)距模塊中電路硬件的設(shè)計(jì)，介紹了系統(tǒng)顯示報(bào)警模塊電路的設(shè)計(jì)。 第 4章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)。 對(duì) 各 個(gè) 模 塊 分別進(jìn)行了軟件設(shè)計(jì)。第 5章 硬件及其性能分析。 先對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行硬件組裝及連接， 接 著 對(duì)系統(tǒng)的性能誤差進(jìn)行論述。 第 6章 總結(jié)與展望。 先 對(duì) 論 文 總 體 進(jìn) 行 概 括 ， 繼 而 進(jìn) 行 總 結(jié) ， 最 后 做 了 預(yù) 測(cè) 。 安徽三聯(lián)學(xué)院畢業(yè)論文2第二章 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) 2.1 方案 設(shè)計(jì)與論證 為實(shí)現(xiàn)汽車倒車防撞報(bào)警， 本 設(shè) 計(jì) 方 案 需 要 解 決 的 方 案 ， 測(cè) 量 的 器 件 ， 顯 示 器 件 ， 數(shù) 據(jù) 芯 片 的 選 擇 。 為達(dá)到所需精度則用傳感器再經(jīng)由合適的核心芯片處理，以 下 將 分 別 論述。 2.1.1 控制器的選擇 52系 統(tǒng) 單 片 機(jī) 具 有 優(yōu) 良 的 特 點(diǎn) ， 目 前 其 技術(shù)也相當(dāng)成熟且是 一種功能強(qiáng)大的微控制器?？偠灾?89S51有設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單， 體積小， 安裝簡(jiǎn)易， 成本低等特點(diǎn)，所 以 此 數(shù) 據(jù) 模 塊 成 為 本 系 統(tǒng) 進(jìn) 行 設(shè) 計(jì) 的 首 選 。 2.1.2 距離測(cè)量的器件選擇關(guān)于測(cè)距傳感器，現(xiàn)在主要有以下幾種： （ 1） 紅 外 傳 感 器 。 通 過(guò) 發(fā) 出 紅 外 光 ， 接 收 到 前 方物體的反射光， 再 接收數(shù)據(jù)，計(jì)算距離后， 依此判斷障礙物距離。 （ 2） 激 光 測(cè) 距 。 由 于 激 光 的 特 性 中 單 色 抗 干 擾 好 且 有 較 強(qiáng) 的 方 向 性 ， 對(duì)于 檢 測(cè) 可 實(shí) 現(xiàn) 高 精 度 值 計(jì) 量 。（3）超聲波原理傳感器，如蝙蝠。超聲波傳感器通過(guò)超聲波的回波判斷是否檢測(cè)到物體。 綜合考慮時(shí)間干擾情況，此方案選用超聲波傳感器。 2.1.3 顯示子系統(tǒng)設(shè)計(jì) 顯示器應(yīng)用廣泛， 其 中 LED發(fā)光二極管，設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單易安裝，低成本。與此相比較，CR T監(jiān)視器、屏幕較大的 LCD液晶屏是復(fù)雜、較完整的顯示器， 其成本不等。 為 簡(jiǎn) 單 設(shè) 計(jì) ， 本論文采用 LED實(shí)現(xiàn)顯示功能。 2.1.4 聲音報(bào)警設(shè)計(jì) 本論文用單片機(jī)產(chǎn)生一方波來(lái)控制。本論文設(shè)計(jì)采用市場(chǎng)廉價(jià)蜂鳴器來(lái)完成聲音報(bào)警功能。2.2 系統(tǒng) 的 總體結(jié)構(gòu) 根據(jù)論文所需， 系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)需要符合相關(guān)要求，因此系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)框圖如 2.1所示。安徽三聯(lián)學(xué)院畢業(yè)論文3圖 2.1 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)框圖安徽三聯(lián)學(xué)院畢業(yè)論文4第三章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 超聲波傳感器(俗稱探頭)、 蜂鳴器、 控 制器和顯示器成為此系統(tǒng)的組成部分。 控制器的控制，通過(guò)采用超聲波測(cè)距， 由傳感器發(fā)射超聲波信號(hào)， 產(chǎn)生回波信號(hào)的方法， 當(dāng) 遇 到 障 礙 物 ， 后經(jīng)控制器進(jìn)行綜合數(shù)據(jù)處理 ， 來(lái) 判斷障礙物的位置，并顯示距離以用來(lái)發(fā)出警報(bào)，最后用以達(dá)到安全泊車的效果。 3.1 單片 機(jī)控制電路設(shè)計(jì) 本論文設(shè)計(jì)采用 AT89S52作為系統(tǒng)控制器。 其 能 兼容標(biāo) 準(zhǔn) 8051指令系統(tǒng)及引腳，具有很大的實(shí)用性。且在編程