倒车测距报警器的设计与实现的毕业论文

毕业设计课题名称：基于AT89C51的倒车测距报警器的设计基于AT89C51的倒车测距报警器的设计[摘要]超声波测距在倒车雷达、液面高度测量等场合有着广泛的应用。本文根据超声波测距离原理，设计了一个简易的超声波倒车测距报警系统。系统主要由控制器模块、超声波收发模块、距离显示模块、声音提示模块、电源模块构成。控制器通过定时器产生周期的脉冲方波信号，经电声转换电路后发出超声波，同时打开定时器计时。声电转换电路将超声波的回波信号转换为电平送单片机中断，根据定时器计得的收发时间差计算障碍物的距离。本设计分析了超声波测距原理，给出了系统的总体设计方案，完成了具体硬件电路图设计以及软件程序设计，最后对系统进行了测试。测试数据表明系统具有较高的精度，较低成本的优点，因此具有一定的实际应用价值。[关键词]AT89C51；超声波测距；LED数码管显示DesignoftherangingreversingalarmBasedonAT89C51LiWei0902electricitytechniqueAbstract:Thereisawiderangeofoccasionswhereultrasonicrangingcanbeapplied,suchasinreversingcarandliquidlevelmeasurement.Basedontheultrasonicdistancemeasurementprinciple,thispaperaimsatdesigningasimpleultrasonicreversingrangingalarmsystem.Thesystemmainlyincludesthecontrollermodule,ultrasonicreceivingmodule,displaymodule,thevoicepromptdistancemoduleandpowersupplymodule.Thecontrollermodulegeneratesperiodicpulsesquarewavesignalthroughthetimer.Thentheconversioncircuitemitsultrasonicwavesandthetimerisopenedatthesametime.Theseismoelectricconversioncircuitoftheultrasonicechosignalisconvertedtoavoltage,whichissenttotheSCMinterruptport.TheSCMcalculatesthedistanceoftheobstacleaccordingtomeasuredtransceivertimedifference.Thispaperanalyzestheultrasonicrangingprinciple,givestheoveralldesignofthesystemandcompletestheconcretehardwarecircuitdesign,softwareprogramdesignandthefinaltestofthesystem.Thetestdatashowthatthesystemhashigheraccuracytogetherwithitslowcost.Theutilitymodelhasacertainpracticalvalue.Keywords:AT89C51；UltrasonicRanging；LEDdisplay目录第一章绪论.....................................................11.1课题研究背景...............................................11.2超声波测距发展历程.........................................11.3超声波测距研究现状.........................................21.4课题主要任务...............................................2第二章系统总体设计................................................32.1设计方案论证...............................................32.1.1控制模块...............................................32.1.2测距模块...............................................32.2系统总体设计方案...........................................4第三章系统硬件电路设计............................................63.1系统主控电路设计...........................................63.1.1单片机AT89C51简介.....................................63.1.2时钟电路...............................................93.1.3复位电路...............................................93.2超声波发射与接收电路的设计................................103.2.1超声波发射电路的设计..................................103.2.2超声波接收电路的设计..................................103.3测距显示电路的设计........................................113.3.1LED数码管简介.......................................113.3.2LED数码管显示电路的设计.............................113.4报警电路的设计............................................123.5系统硬件电路原理图.........................................13第四章系统软件程序设计...........................................144.1系统主程序设计............................................144.2系统子程序设计............................................144.2.1定时器中断服务子程序..................................144.2.2数码管显示与计算程序..................................174.2.3报警程序设计..........................................194.3软件程序的编译调试........................................194.3.1KeiluVision软件简介.................................194.3.2搭建软件开发工作环境..................................204.3.3程序编写与编译........................................22第五章实物制作及系统测试.........................................245.1实物制作..................................................245.1.1PCB板的制作..........................................245.1.2元器件的安装及焊接....................................245.3系统测试..................................................25结束语.............................................................27致谢.............................................................28参考文献...........................................................29附录A系统硬件电路原理图..........................................30附录B系统PCB图..................................................31附录C系统实物图..................................................32扬州工业职业技术学院毕业设计-1-第一章绪论1.1课题研究背景随着我国经济的飞速发展，交通运输车辆的不断增多，由此产生的交通问题越来越成为人们关注的问题。其中倒车事故由于发生的频率极高，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，倒车镜有死角，驾车者目测距离有误差，视线模糊等原因造成倒车时的事故率远大于汽车前进时的事故率，尤其是非职业驾驶员以及女性更为突出。而倒车事故给车主带来许多麻烦，例如撞上别人的车、消防水笼头，如果伤及儿童更是不堪设想，有鉴于此，汽车高科技产品家族中，专为汽车倒车泊位设置的“倒车雷达”应运而生，倒车雷达的加装可以解决驾驶人员的后顾之忧，大大降低倒车事故的发生。汽车倒车雷达全称为“倒车防撞雷达”，也叫“泊车辅助装置”，是汽车泊车安全辅助装置，能以声音或者更为直观的显示告知驾驶员周围障碍物的情况，解除驾驶员泊车和起动车辆时因前后左右探视所引起的困扰，并帮助驾驶员克服视野死角和视线模糊的缺陷，提高驾驶的安全性。倒车雷达的原理与普通雷达一样，是根据蝙蝠在黑夜里高速飞行而不会与任何障碍物相撞的原理设计开发的。通过感应装置发出超声波，然后通过反射回来的超声波来判断前方是否有障碍物，以及障碍物的距离、大小、方向、形状等。只不过由于倒车雷达体积大小及实用性的限制，目前其主要功能仅为判断障碍物与车的距离，并做出提示。1.2超声波测距发展历程自19世纪末到20世纪初，在物理学上发现了压电效应和反压电效应之后，人们解决了利用电子技术产生超声波的方法，从此迅速揭开了发展与推广超声技术的历史进程。1993年，徕卡测量系统在法国Batimat展出世界第一台手持式激光测距仪，徕卡第一代迪士通以其坚固耐用，可靠精密的特性引起了人们的关注。随后徕卡在1998年推出迪士通第二代basic、1999年推出迪士通第三代classic、2001年推出四款第四代、2002年推出classic5、lite5第五代测距产品，测量距离范围在0.2-200m之间，单次测量时间不到1秒，作为职场的领跑者，徕卡测量系统的发展历程见证了超声波测距技术的发展过程。扬州工业职业技术学院毕业设计-2-1.3超声波测距研究现状目前，在国际和国内上，在超声测距方面的研究方向的不同和研究水平的高低，主要体现在测距原理上。随着电子技术的发展，出现了微波雷达测距、CCD测距、激光测距和超声波测距等多种形式的测距方法，前几种测距法由于技术难度大、成本高等因素，主要用于军事工业方面。而超声波测距则由于