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基于单片机的超声波汽车防撞系统 姓名：xx 学号：xxxxx 班级：自动化3班 指导老师xx 主要内容 1、项目研究的背景意义 2、方案设计及论证 3、硬件单元电路设计 4、软件设计 5、系统调试 6、总结与展望 第一章 项目研究的背景意义 1.1项目研究的背景 近十年以来，我国每年车辆平均增长超过 1500 万辆，人们的出行方式都发生了巨大的变化，汽车开始占据了市场的主导地位。与此同时，人们担心的问题就是随着汽车车辆的日益增多，交通事故也随之增多，所以当务之急的是要设计一款能够提醒驾驶员在行驶过程中注意安全的超声波汽车防撞系统，从而让驾驶员能够成功安全的停车和倒车。 1.2项目研究的意义 超声波测距的最大优点就是它价格便宜而且结构非常简单易于安装。不会受到细微的因素影响比如电磁、烟雾、灰尘等，即使是很恶劣的环境或天气很差也依然可以使用，这便是超声波测距优点。显而易见，本产品的开发研究将会带来很大的现实意义，研究的应用前景也是非常的广阔。 第二章 方案设计及论证 2.1 方案设计 本设计可由硬件设计和软件设计两大部分组成。由分析可知系统设计的方框图如图2-1所示，由系统的方框图可知电路是由控制电路模块、超声波电路和蜂鸣器报警电路以及显示电路组成。 发射传感器 接收传感器 发射电路 接收电路 控制电路 报警电路 显示电路 图2-1 系统方框图 2.2 测距方案论证 方案一：红外线测距 红外线测距需要注意人体安全，且制作的难度较大，成本较高，同时红外线测距仪的精度受天气状态、环境污染、电磁场等因素影响。其测量效果受周边环境的影响较大，而且在环境恶劣和天气不好的情况下，其测量效果不理想。 方案二：超声波测距 超声波测距对外界光线和电磁场不敏感，可在黑暗、有电磁波干扰、灰尘或烟雾的环境下使用。并且超声波的体积较小、价格便宜、信息处理简单易于集成化。所以使用于汽车测距系统中。 综上所述 ：选择方案二，因为超声波价格比较低，结构简单，在恶劣的环境下可以使用 2.3 控制系统方案论证 方案一：PLC控制系统 PLC控制数据运算复杂，这种方式大多数是用于工业生产中。由于它的体积大，不便于安装，成本比较高。 方案二：AT89C51控制系统 AT89C51内存大、功能强、软硬件资源丰富、抗干扰能力强等优点，而且其外围接口电路简单。具有很高的性价比，成本低，技术也相当的成熟。 综上所述 ：选择方案二，因为方案一PLC的控制系统体积大、成本低、设计复杂。 第三章 硬件单元电路设计 由以上的分析可知在本设计中要用到硬件有AT89C51、超声波传感器、LCD1602液晶显示器、蜂鸣器等一些单片机外围应用电路。 3.1 控制模块 AT89C51共有4个端口，分别为P0、P1、P2和P3，每个端口都有8条引脚。其中XTAL是外接晶振引脚端，放大器的输入端和输出端，RST是复位信号输入端，ALE地址所存允许。单片机引脚图3-1所示 图3-1 单片机引脚图 3.2 超声波测试模块 超声波测距工作原理：超声波在空气中遇到障碍物之后超声波就立即返回来被接超声波接收探头接收， 这段时间就是渡越时间，也就是需要的测量时间。根据s=340t/2便可以测出距离，由于超声波在空气中的传播速度为 340m/s。 图3-2 超声波测距原理图 3.3 单片机最小系统模块 由下面的原理图可以看出单片机最小系统模块包括晶振电路和复位电路。 图3-3 单片机最小系统模块 3.4 电源电路 一般情况下小型汽车所需要的电压为12V，电源电路主要功能就是向单片机供电的，所以需要LM7805把电压降低到5V。 电源电路原理图如图所示 图3-4 电源电路原理图 3.5 报警电路 图中的一个蜂鸣器报警两个引脚一个接三极管，另一个接地，特别注意的是蜂鸣器的长脚为正极，短脚为负极。此时的蜂鸣器通过电阻被接到P1.4引脚上。 图3-5 报警电路 3.6 显示电路 硬件电路中液晶显示器的第一行显示的是测到车与障碍物之间的距离，第二行显示设置好的安全距离。AT89C51单片机控制LCD1602时候，单片机芯片的 P0 的八个引脚端口分别与LCD1602 的八个数据引脚相连接，它的作用是传输指令和数据。AT89C51单片机芯片的 P1.0，P1.1 和 P1.2引脚分别与 LCD1602 的三个端口相连接，它的作用是对 LCD 的读写功能进行控制。 图3-6 显示电路原理图 第四章 软件设计 4.1 主程序流程图设计