苏ICP备112451047180号-6
基于单片机的汽车倒车测距仪的设计
摘要
本文利用超声波传输中距离与时间的关系采用AT89C51单片机进行控制及数据处理设计出了能精确测量点间距离的超声波测距仪,利用所设计出的汽车倒车测距仪，能比较精确测量车后障碍物距离。
在分析国内外单片机汽车倒车测距仪相关技术的基础上，结合最新研究成果，对基于超声波测距的倒车测距系统的研制进行了深入探讨和研究。该系统分为测距模块、系统控制模块和显示报警模块，并分别对其进行方案分析，构建了单片机汽车倒车测距仪构架和设计方案,在硬件电路中，详细阐述了运用单片机技术实现的可视倒车预警系统的测距实现原理，分析了以单片机为主控单元的系统硬件和软件设计，并对该系统进行了试验和误差分析，给出了本系统的稳定性指标。
关键词：AT89C51单片机 超声波传感器 LED收发电路
The design of car parking rangefinder
Abstract：
In this paper, using the relation of the ultrasonic transmission distance and time by C8051F MCU controlling and data processing design capacity points that can accurately measure the distance between the ultrasonic range finder, using the design of car parking ranger, can more accurately measure the distance between the obstacle and vehicle.SCM car parking on the analysis on the basis of rangefinders related technologies, combined with the latest research results, Based on Ultrasonic Ranging System reversing conducted in-depth study and research. The system is divided into distance module, alarm system control module and display module, with respect to their program analysis, construction of the single chip architecture and design of car parking ranger program; in the hardware circuit, described in detail the use of microcomputer technology to achieve Distance visual reversing warning system implementation principle, analysis based on single chip main control unit of the system hardware and software design, and tested the system and error analysis, Given the stability of the system indicators.
Keywords ： AT89C51 MCU Ultrasound LEDTransceiver Circuit
结论
毕业设计是我作为学生在学习阶段的最后一个环节，是对所学基础知识和专业知识的一种综合应用，是一种综合的再学习、再提高的过程，这一过程对学生的学习能力和独立思考及工作能力也是一个培养，同时毕业设计的水平也反映了大学教育的综合水平，因此学校十分重视毕业设计这一环节，加强了对毕业设计工作的指导和动员教育。在大学的学习过程中，毕业设计是一个重要的环节，是我步入社会参与实际工作的一次极好的演示，也是对我自学能力和解决问题能力的一次考验，是学校生活与社会生活间的过渡。在完成毕业设计的时候，我尽量的把毕业设计和实际工作有机的结合起来，实践与理论相结合。这样更有利于自己能力的提高。
在完成毕业设计的这段时间里，我收获颇多：
本文利用超声波传输中距离与时间的关系采用AT89C51单片机进行控制及数据处理设计出了能精确测量点间距离的超声波测距仪，利用所设计出的汽车倒车测距仪，能比较精确测量车后障碍物距离。
主要做了下面几点较突出的工作：
1.通过查阅大量的相关资料，详细了解了超声波传感器原理和测距仪原理，清楚地了解了51单片机与其它单片机相比较有那些优点，明确了研究目标。
2.本文设计的汽车倒车测距仪能够比较准确测出汽车后面障碍物距离。
3.文章给出了系统具体的硬件设计方案,硬件结构电路图，软件流程图和具体汇编语言程序设计与调试等方面。
4.通过这次毕业设计，重新复习并进一步学习AT89C51；熟练掌握了WORD软件的使用。
5.存在缺陷：没有考虑抗干扰的问题。
通过毕业设计，我对单片机等有了一定的认识，这是对我专业知识和专业基础知识一次实际检验和巩固，也是走向工作岗位前的一次热身。毕业设计收获很多，比如学查找相关资料相关标准，分析数据，提高了自己的绘图能力，懂得了许多经验公式的获得是前人不懈努力的结果。在设计中要保持清醒的头脑，不断接受新事物，遇到不明白的要及时请教，从中获益，让自己的思想也不断得到修正和提高。
参考文献
1 李建忠 主编 单片机原理及应用，西安电子科技大学出版社，2010
2 李全利，单片机原理及应用技术，第二版，北京高等教育出版社，2005
3 胡文金. 单片机应用技术实训教程.重庆大学出版社，2010
4 夏继强. 主编， 单片机实验与实践教程.北京：北京航空航天大学出版社, 2009
5 陈少航. 单片机实训教程,机械工业出版社，2008
6 张毅刚 主编 , 新编MCS-51单片机应用设计, 哈尔滨工业大学出版社, 2008
7 贾伯年. 传感器技术. 南京: 东南大学出版社, 2010
8 李叶紫. MCS-51单片机应用教程. 北京: 清华大学出版社, 2007
9 马西秦. 自动检测技术. 北京: 机械工业出版社, 2003
10 刘守亦. 单片机应用技术. 陕西: 西安电子科技大学出版社, 1998
11 李雅轩 单片机实训教程 北京航空航天大学出版社, 2008
摘要
本文利用超声波传输中距离与时间的关系采用AT89C51单片机进行控制及数据处理设计出了能精确测量点间距离的超声波测距仪,利用所设计出的汽车倒车测距仪，能比较精确测量车后障碍物距离。
在分析国内外单片机汽车倒车测距仪相关技术的基础上，结合最新研究成果，对基于超声波测距的倒车测距系统的研制进行了深入探讨和研究。该系统分为测距模块、系统控制模块和显示报警模块，并分别对其进行方案分析，构建了单片机汽车倒车测距仪构架和设计方案,在硬件电路中，详细阐述了运用单片机技术实现的可视倒车预警系统的测距实现原理，分析了以单片机为主控单元的系统硬件和软件设计，并对该系统进行了试验和误差分析，给出了本系统的稳定性指标。
关键词：AT89C51单片机 超声波传感器 LED收发电路
The design of car parking rangefinder
Abstract：
In this paper, using the relation of the ultrasonic transmission distance and time by C8051F MCU controlling and data processing design capacity points that can accurately measure the distance between the ultrasonic range finder, using the design of car parking ranger, can more accurately measure the distance between the obstacle and vehicle.SCM car parking on the analysis on the basis of rangefinders related technologies, combined with the latest research results, Based on Ultrasonic Ranging System reversing conducted in-depth study and research. The system is divided into distance module, alarm system control module and display module, with respect to their program analysis, construction of the single chip architecture and design of car parking ranger program; in the hardware circuit, described in detail the use of microcomputer technology to achieve Distance visual reversing warning system implementation principle, analysis based on single chip main control unit of the system hardware and software design, and tested the system and error analysis, Given the stability of the system indicators.
Keywords ： AT89C51 MCU Ultrasound LEDTransceiver Circuit
目录
1绪论 …………………………………………………………………..........….….…..1
2 超声波传感器的介绍 ……………………………...................................................2
2.1超声波传感器的概述 ………………………………………..............................2
2.2 超声波传感器的特点 ……………………………………………………............3
2.3超声效应 ……………………………………………………………….……....... 3
2.4超声波传感器的应用 …………………………………………………................4
3 单片机的介绍 ………………………………………………………......………. ..5
3.1 单片机的定义 ……………………………………………………………………..5
3.2 单片机的特点 ……………………………………………………………………. 5
3.3 单片机的应用 ……………………………………………………………………..5
3.4 AT89C51单片机的介绍 …………………………………………………………....6
4 汽车倒车测距仪的硬件设计 ………………………………………….....................9
4.1 设计的思路 ……………………………………………………………………… 9
4.2 设计的重点与难点 ……………………………………………………………… .9
4.3硬件设计的基本原理及原理图 ………………………………………………..... 9
5 超声波汽车倒车测距仪软件设计 ……………………………………….................14
5.1 主程序编制及流程图 ………………………………………………………….....16
5.2 中断服务程序的流程图及编制 ………………………………………………….16
5.3 显示距离子程序和延时子程序 …………………………………………………. 17
5.4信号处理程序 …………………………………………………………………......18
5.5程序中有关存储器，寄存器及标志位的内容及用途 …………………………. .21
结论 ……………………………………………………………………….................. 23
致谢 ……………………………………………………………………………….... 25
参考文献 ……………………………………………………………………………....26
1 绪论
汽车倒车测距仪能测量并显示车辆后部障碍物离车辆的距离,同时用间歇嘟嘟声报警,间歇时间随障碍物距离缩短而缩短。驾驶员不但可以直接观察被显示的距 离,还可以用听觉判断车后障碍物距离的远近。特别适用于长车身车辆倒车。仪器共有三部分组成:监控器、接线盒与探测器。监控器由单片计算机为核心的集成电路组成,发射,并接收频率稳定的40kHz超声波,根据发射信号与回波信号之间的时间差计算障碍物与车辆后部的距离。监控器安装在驾驶室驾驶员便于观察的位置,面板上有3位LED数码管显示器,清晰悦目,小数点固定在第一位数后, 显示单位精确到厘米。
接线盒包括电器盒主体，电器盒主体内设有电器插座，所述电器插座与电器盒主体。由于本实用新型中电器插座与电器盒主体之间为拆分式结构连接，根据车型需要，当汽车的电气电路或电气连接变更时，不用重新开发电器盒模具，只需拔掉电器插座，在其空位上安装另一个不同结构的电器插座，快速便捷。探测器是用来探测汽车后障碍物离车距离及时反馈给电路，保证倒车安全性。
利用超声测距技术与单片机设计制作出超声波汽车倒车测距仪。该系统在常见的汽车倒车预警装置的基础上采用计算机控制技术和超声波测距技术，通过显示障碍物与汽车的距离并根据其距离远近实时发出报警，解除了驾驶员泊车和起动车辆时前后左右探视所引起的困扰，提高了驾驶安全性。
目前国内一般使用专用集成电路设计超声波测距仪，但是专用集成电路的成本很高，并且显示距离也比较困难，操作使用也不是很方便，而本设计研究的测距器成本低廉，性能优良，市场前景极为广阔，对提高我国汽车工业实际水平，具有较大的时间意义，在整个倒车过程中自动测量车尾到最近障碍物的距离，并用数字显示出来，在倒车到极限距离时会发出急促的警告声，提醒驾驶员注意刹车。本设计可有效的减少和避免那些视野不良的大型汽车如冷藏车、集装箱车、垃圾车、食品车、载货车、公共汽车等倒车交通事故，另外还特别适用于夜间辅助倒车、倒车入库以及进入停车场停车到位，甚至还能防止盗贼扒车。
近年来随着科技的飞速发展，单片机的应用正在不断深入，同时带动传统控制检测技术更新快。在自动控制的单片机应用系统中，单片机往往作为一个核心部件来使用，仅单片机方面知识是不够的，应根据具体硬件结构软硬件结合，加以完善。
1 绪论
汽车倒车测距仪能测量并显示车辆后部障碍物离车辆的距离,同时用间歇嘟嘟声报警,间歇时间随障碍物距离缩短而缩短。驾驶员不但可以直接观察被显示的距 离,还可以用听觉判断车后障碍物距离的远近。特别适用于长车身车辆倒车。仪器共有三部分组成:监控器、接线盒与探测器。监控器由单片计算机为核心的集成电路组成,发射,并接收频率稳定的40kHz超声波,根据发射信号与回波信号之间的时间差计算障碍物与车辆后部的距离。监控器安装在驾驶室驾驶员便于观察的位置,面板上有3位LED数码管显示器,清晰悦目,小数点固定在第一位数后, 显示单位精确到厘米。
接线盒包括电器盒主体，电器盒主体内设有电器插座，所述电器插座与电器盒主体。由于本实用新型中电器插座与电器盒主体之间为拆分式结构连接，根据车型需要，当汽车的电气电路或电气连接变更时，不用重新开发电器盒模具，只需拔掉电器插座，在其空位上安装另一个不同结构的电器插座，快速便捷。探测器是用来探测汽车后障碍物离车距离及时反馈给电路，保证倒车安全性。
利用超声测距技术与单片机设计制作出超声波汽车倒车测距仪。该系统在常见的汽车倒车预警装置的基础上采用计算机控制技术和超声波测距技术，通过显示障碍物与汽车的距离并根据其距离远近实时发出报警，解除了驾驶员泊车和起动车辆时前后左右探视所引起的困扰，提高了驾驶安全性。
目前国内一般使用专用集成电路设计超声波测距仪，但是专用集成电路的成本很高，并且显示距离也比较困难，操作使用也不是很方便，而本设计研究的测距器成本低廉，性能优良，市场前景极为广阔，对提高我国汽车工业实际水平，具有较大的时间意义，在整个倒车过程中自动测量车尾到最近障碍物的距离，并用数字显示出来，在倒车到极限距离时会发出急促的警告声，提醒驾驶员注意刹车。本设计可有效的减少和避免那些视野不良的大型汽车如冷藏车、集装箱车、垃圾车、食品车、载货车、公共汽车等倒车交通事故，另外还特别适用于夜间辅助倒车、倒车入库以及进入停车场停车到位，甚至还能防止盗贼扒车。
近年来随着科技的飞速发展，单片机的应用正在不断深入，同时带动传统控制检测技术更新快。在自动控制的单片机应用系统中，单片机往往作为一个核心部件来使用，仅单片机方面知识是不够的，应根据具体硬件结构软硬件结合，加以完善。
结论
毕业设计是我作为学生在学习阶段的最后一个环节，是对所学基础知识和专业知识的一种综合应用，是一种综合的再学习、再提高的过程，这一过程对学生的学习能力和独立思考及工作能力也是一个培养，同时毕业设计的水平也反映了大学教育的综合水平，因此学校十分重视毕业设计这一环节，加强了对毕业设计工作的指导和动员教育。在大学的学习过程中，毕业设计是一个重要的环节，是我步入社会参与实际工作的一次极好的演示，也是对我自学能力和解决问题能力的一次考验，是学校生活与社会生活间的过渡。在完成毕业设计的时候，我尽量的把毕业设计和实际工作有机的结合起来，实践与理论相结合。这样更有利于自己能力的提高。
在完成毕业设计的这段时间里，我收获颇多：本文利用超声波传输中距离与时间的关系采用AT89C51单片机进行控制及数据处理设计出了能精确测量点间距离的超声波测距仪，利用所设计出的汽车倒车测距仪，能比较精确测量车后障碍物距离。
主要做了下面几点较突出的工作：
1.通过查阅大量的相关资料，详细了解了超声波传感器原理和测距仪原理，清楚地了解了51单片机与其它单片机相比较有那些优点，明确了研究目标。
2.本文设计的汽车倒车测距仪能够比较准确测出汽车后面障碍物距离。
3.文章给出了系统具体的硬件设计方案,硬件结构电路图，软件流程图和具体汇编语言程序设计与调试等方面。
4.通过这次毕业设计，重新复习并进一步学习AT89C51；熟练掌握了WORD软件的使用。
5.存在缺陷：没有考虑抗干扰的问题。
通过毕业设计，我对单片机等有了一定的认识，这是对我专业知识和专业基础知识一次实际检验和巩固，也是走向工作岗位前的一次热身。毕业设计收获很多，比如学查找相关资料相关标准，分析数据，提高了自己的绘图能力，懂得了许多经验公式的获得是前人不懈努力的结果。在设计中要保持清醒的头脑，不断接受新事物，遇到不明白的要及时请教，从中获益，让自己的思想也不断得到修正和提高。
参考文献
1 李建忠 主编 单片机原理及应用，西安电子科技大学出版社，2010
2 李全利，单片机原理及应用技术，第二版，北京高等教育出版社，2005
3 胡文金. 单片机应用技术实训教程.重庆大学出版社，2010
4 夏继强. 主编， 单片机实验与实践教程.北京：北京航空航天大学出版社, 2009
5 陈少航. 单片机实训教程,机械工业出版社，2008
6 张毅刚 主编 , 新编MCS-51单片机应用设计, 哈尔滨工业大学出版社, 2008
7 贾伯年. 传感器技术. 南京: 东南大学出版社, 2010
8 李叶紫. MCS-51单片机应用教程. 北京: 清华大学出版社, 2007
9 马西秦. 自动检测技术. 北京: 机械工业出版社, 2003
10 刘守亦. 单片机应用技术. 陕西: 西安电子科技大学出版社, 1998
11 李雅轩 单片机实训教程 北京航空航天大学出版社, 2008