基于AT89S51的汽车防撞报警系统设计与开发
基于AT89C51单片机倒车防撞报警系统设计2
基于AT89C51单片机倒车防撞报警系统设计目录一、前言 (4)二、系统组成及工作原理 (4)三、系统硬件电路的设计 (5)（一）超声波发射与回波接收电路 (5)（二）超声波电信号放大电路 (5)（三）单片机控制电路和显示、报警电路 (6)四、系统软件的设计 (6)（一）主程序 (6)（二）T0中断服务程序 (8)（三）外部中断0服务程序 (9)（四）超声波发生子程序 (9)五、实现应用分析 (9)六、结语 (10)致词 (10)参考文献 (12)摘要介绍基于单片机控制的倒车雷达系统，该系统采用通用型单片机作为控制电路，方便系统功能扩展。
系统电路主要采用集成器件构成，外围元件少，电路简洁、调试方便、成本低，利于商品化生产，本系统充分利用了单片机的内部资源，用软件编程产生超声波矩形脉冲，代替硬件的超声波发生电路，节省了硬件成本。
关键词：LED数码管、蜂鸣器、倒车雷达、脉冲电压、AT89C2051单片机AbstractIntroduced based on single chip microcomputer control system, the system of reverse radar using universal model microcontroller as the control circuit, convenient system function expansion. System adopts integrated circuit main components, peripheral devices, simple circuit, commissioning, low cost, convenient for commercial production, this system makes full use of the internal resources, with MCU software programming in rectangular pulse, instead of producing ultrasonic wave occurs, the hardware circuit hardware cost saving.KEY WORDS: Led numerical codes tube、 buzzer、Back-draft radar、Pulse voltage、At89c2051 monolithic integrated circuits一、前言汽车倒车防撞预警系统即是俗称的倒车雷达，是汽车泊车辅助装置。
基于AT89S51的火灾自动报警系统设计
民营科技2018年第8期信息科学基于AT89S51的火灾自动报警系统设计陈长生（河南经贸职业学院，河南郑州450053）1概述近年来，随着城市化步伐的加快，城市人口迅速膨胀，因而出现了大量的高层建筑，但是却也带了严峻的防火问题。
而高层建筑的高度、面积、用电负荷、人员集中等问题都给高层建筑的防火提出了很高的要求。
火灾自动报警系统是随时警惕火灾、及时报警和输出联动灭火信号的忠实哨兵，是早期报警的有力手段。
实践证明，设置先进的火灾自动报警和自动灭火系统是高层建筑做好自防自救的关键。
系统设计要求：本设计以火灾自动报警系统为题，通过对烟浓度、温度等火灾参数的感知，采用单片机进行信号处理，使用智能识别算法实现对火灾的检测，并在监测到火情信息后，产生声光报警信号，同时打开联动消防装置。
其具体设计要求如下：1）要求所使用的传感器灵敏度高，可靠性好，能时刻准确监测现场的火灾参数。
2）要求选用的单片机能对信号做出准确的分析处理，并传到声光报警装置。
当发生火灾时，首先起火房间会发出声音报警；同时，起火楼层总服务台处也会发生声音报警并会在LED显示屏上显示相应的着火房间。
3）设计备用电源，当发生火灾时，会自动切断用电电路，转换为备用电源供电。
4）要求单片机监测到准确的火灾信息后，能自动打开联动消防装置，对火灾进行消防。
2系统原理及总体方案设计2.1系统原理火灾自动报警系统的设计主要涵盖以下六个方面：传感器的设计、单片机的选取、接口芯片的选取、报警装置、电源以及消防联动装置的设计。
现场火灾报警器通过对传感器火情信息的检测，使用智能识别算法实现对火灾的监测。
当报警器监测到火情信息后，产生声光报警信号，同时打开联动消防装置。
2.2系统总构架的设计该火灾自动报警系统，能对监测点进行自动检测，一旦出现火情能立即报警，并能指示出发生火灾的房间。
本火灾报警系统具有结构简单、可靠性高、成本低等特点。
若要换其他的传感器，该系统还可以用于防盗报警、煤气泄漏报警等。
基于单片机的汽车防撞报警系统设计PPT
第二章
硬件简介
本设计中主要采用以AT89S51单片机芯 片、时钟电路、复位电路、LED显示、超 声波传感器5部分。
AT89S51单片机
各引脚功能
Hale Waihona Puke P2.0：接地 P4.0：正电源脚，正常工作或对片内EPROM写程序时，接+5V电源。 P1.9：时钟XTAL1脚，片内振荡电路的输入端，是外接晶体的一个引脚。 P1.8：时钟XTAL2脚，片内振荡电路的输出端，是外接晶体的另一端。当采用 外部振荡器时，此引脚接外部振荡源。 RST/VPP(PIN1):复位引脚，引脚上出现2个机器周期的高电平将使单片机复 位。 P0.0~p0.7：输入信号用于控制LED段选。 P1.0和p1.5、p1.6、p1.7与单片机编程器连接，是程序下载端口。 P3.0：ALE是允许地址锁存输出/编程脉冲输入引脚。当访问外部程序器时， ALE(地址锁存)的输出用于锁存地址的低位字节。而访问内部程序存储器时， ALE端将有一个1/6时钟频率的正脉冲信号，这个信号可以用于识别单片机是 否工作，也可以当作一个时钟向外输出。更有一个特点，当访问外部程序存储 器，ALE会跳过一个脉冲。 PSE：复位。 EA：电源输入端。
超生波传感器原理
超声波传感器采用电气方式中的压电式超声波换 能器。它是利用压电晶体的谐振来工作的。它有两 个压电晶体和一个共振板。当它的两级外加脉冲信 号其频率等于压电晶体的固有振荡频率时，压电晶 体片将会发生共振，并带动共振板振动，产生超声 波。反之，如果两电极间未外加电压，当共振板接 收到超声波时，将压迫压电晶体片做振动，将机械 能转换为电信号，就成为超声波接收器。在超声波 电路中，发射端输出一系列脉冲方波，脉冲宽度越 大，输出的个数越多，能量越大，所能检测到的距 离也越远。
一种基于AT89C51的汽车倒车防撞报警系统的设计
ｔ ｅ ｔｎ ｅ ｄ ｒｌｔ ｎ ｈｐ ｔｎ ｔｏ ｌ ｒａ ｙ ｃ ｎ ｅ ｉｎ ｈ ｎ ｐ ｃｏｓｉ ｅ ｓｔ ｏ ｅ ｔ ｋ ｒｐ ｏ ｕ ｔｑ ａｉ ｈ ａ ｋ ｒａ ｅａｉ ｓ ｉ，ｉ ｏ ｎｙ ｇｅ ｔ ｏ ｖ ｎｅ ｔｔ ｅ ｉｓ ｅ ｔｒ ｎ ｔ ｉ ｆｒｔ ａ ｅ ｒ ｄ ｃ ｕ ｌ ｙ ｎ ｏ ｌ ｈ ｅ ｈ ｎ ｔ ｃ ｎｒｌ ｂ ｔ ｓ ｉ ｅ ｐ ｎｏ ｒ ｎ ｅ ｔｎ ｉ ｇｏ ｅｓａ ｄ ｄ ｏ ｔ ， ｕ ｏｗ ｌｄ ｅ ｅ ｕ ｄ ｒ ａ ｄｎ ｆ ｈ ｔｎ ａ ． ｏ ｌ ａ ｌ ｕ ｓ ｔ ｒ Ｋｅ ｒ ｓ ｔｎ ｅ ；ｌｐ ｏ ｄ；ｒ ； ｓｅ ｔ Ｈｏ ａｃ ｌｔ ｅＡｒ ｉｈ ｆ ａ ｋ ｒ ｙ ｗｏ ｄ ：ａ ｋ ｒ ｃａ ｂ ａ ａ ｃ ｉ ｐ ｃｉ ｒ ｎ ｎ ｏ ｗ ｔ Ｃ ｕａｅｔ ｃＨｅｇ ｔ Ｔ ｏ ｌ ｈ ｏ ｎ ｅ
方法 的研究【 ． Ｊ 湖南科 技大学学报 （ 】 自然科学 版 ）２ ０ ，３： ，０６ （）
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［ 戴 巍． ２ ］ 现代 汽车防撞 系统 叨． 车维修 ， ０ ， ）ｏ－１ 汽 ２ ６ （： － ． ０ ３４ ４ 【 黄继 昌． ３ 】 传感器工作原理及应用实例叫 】 ． 北京 ： 民邮电出 人
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基于AT89S51单片机的智能超声波避障小车
自动寻物小车目录摘要 (3)一、总体方案概述 (3)二、总体电路原理图 (3)三、各模块功能介绍 (4)（一）、超声波测距模块 (4)（二）、数码管显示模块 (4)（三）、直流电机控制模块 (6)（四）、语音提示模块 (7)（五）、速度自控模块 (8)（六）、信号提示模块 (8)（七）、单片机控制模块 (8)四、系统软件设计 (9)五、元件清单 (10)六、应用前景 (10)六、参考文献 (11)摘要：现今发达的交通在给人们带来便捷的同时也带来了许多的交通事故。
发生交通事故的因素有很多。
当然，如果我们的汽车能够更加智能，就是说事先能预测并显示前面障碍物离车的距离，当障碍物距离很近时汽车会自动采取一些措施避开障碍物，这样就能够在很大程度上避免这些事故的发生。
在本论文中，我们将会看到能够实现这一功能的智能小车。
关键字：超声波、测量、避障、单片机、语音一、总体方案概述本小车使用一台AT89S51单片机作为主控芯片，它通过超声波测距来获取小车距离障碍物的距离，并且用数码管实时的显示出来，在小车与障碍物的距离小于安全距离（用软件设定）时，小车会发出“在距您车前方x（数码显示的实时距离）米的地方有一障碍物，请您注意避让”的语音提示，并且拐弯，以避开障碍物，同时会点亮相应侧边的发光二极管作为提示信号。
在避开障碍物后，小车会沿直线前进。
本系统设计的简易智能小车分为几个模块：单片机控制系统、超声波路面检测系统、前进、转弯控制电机以及方向指示灯系统。
它们之间的相互关系如下图1所示。
图1：智能小车简要原理框架图.二、总体电路原理图三、各模块功能介绍（一）、超声波测距模块首先利用单片机输出一个40kHz 的触发信号，把触发信号通过TRIG 管脚输入到超声波测距模块，再由超声波测距模块的发射器向某一方向发射超声波，在发射时刻的同时单片机通过软件开始计时，超声波在空气中传播，途中碰到障碍物返回，超声波测距模块的接收器收到反射波后通过产生一个回应信号并通过ECHO 脚反馈给单片机，此时单片机就立即停止计时。
毕业设计(论文)-基于AT89C51单片机倒车防撞报警系统设计
摘要随着社会经济的发展交通运输业日益兴旺，汽车的数量在大副攀升。
交通拥挤状况也日趋严重，撞车事件屡屡发生，造成了不可避免的人身伤亡和经济损失，针对这种情况，设计一种响应快，可靠性高且较为经济的汽车防撞预警系统势在必行，超声波测距法是最常见的一种距离测距方法，本文介绍的就是利用超声波测距法设计的一种倒车防撞报警系统。
论文的内容是基于AT89C51单片机倒车防撞系统的设计，主要是利用超声波的特点和优势，将超声波测距系统和AT89C51单片机结合于一体，设计出一种基于AT89C51单片机的倒车防撞报警系统。
该系统采用软、硬件结合的方法，具有模块化和多用化的特点。
论文概述了超声波检测的发展及基本原理，阐述了超声波传感器的原理及特性。
对于系统的一些主要参数进行了讨论，并且在介绍超声波测距系统功能的基础上，提出了系统的总体构成。
通过多种发射接收电路设计方案比较，得出了最佳设计方案，并对系统各个设计单元的原理进行了介绍。
对组成各系统电路的芯片进行了介绍，并阐述了它们的工作原理。
论文介绍了系统的软件结构，通过编程来实现系统功能。
最后，通过对系统的误差分析，给出了系统的改进方案。
关键字：单片机超声波 AT89C51AbstractIs day by day prosperous along with the social economy development transportation shipping industry, the automobile quantity climbs in the first mate. Traffic congestion condition also day by day serious, the collision event occurred repeatedly, has caused the inevitable person casualties and the economic loss, in view of this kind of situation, designed one kind to respond quickly, the reliability was high also a more economical automobile guards against hits the early warning system imperative, the ultrasonic wave range finding was the most common one distance range finder method, this article introduces is guards against using the ultrasonic wave range finding design one kind of back-draft hits the alarm system.The paper is based on the contents of the AT89C51 monolithic integrated circuit reverse collision avoidance system design, mainly using ultrasound features and advantages, ultrasound ranging system and the integration with the integration AT89C51 monolithic integrated circuit, AT89C51 monolithic integrated circuit based on the design of a reverse collision avoidance warning systems. The system used software and hardware integrated approach of a modular and multi-use characteristics.The paper outlines the development and the basic principles of ultrasound tests on the principles and characteristics of ultrasound sensors. Some of the main parameters for the system were discussed, and introducing ultrasonic ranging system functions basis, the overall composition of the system. Through multiple launch reception circuit design comparison, the best designed programme drawn, and various system design modules principles introduced. On the composition of the system circuit chip introduced and elaborated the principles of their work. Papers introduced system software architecture, through programming to achieve system function. Finally, through the analysis of system error, giving the system improvement programme.Key word：monolithic integrated circuit；ultrasonic wave；AT89C51目录第1章绪论 (1)1.1 超声检测发展综述 (1)1.2 论文主要内容和章节安排 (3)1.3 本设计时间安排 (3)第2章超声波测距原理 (5)2.1 超声波传感器介绍 (5)2.1.1 超声波传感器特性 (6)2.2 超声波检测概述 (7)2.2.1 超声探伤 (8)2.3 超声测距原理及实现 (9)第3章单片机超声波测距系统构想 (10)3.1 超声波测距系统总体方案 (10)3.2 系统主要参数考虑 (11)3.2.1 传感器指向角 (11)3.2.2 测距仪的工作频率 (12)3.2.3 声速 (12)3.2.4 发射脉冲宽度 (12)3.2.5 测量盲区 (13)第4章单片机倒车防撞报警系统各组成单元方案设计 (14)4.1 发射接收电路方案设计 (14)4.2 显示报警单元方案设计 (22)4.2.1 系统显示电路设计 (22)4.2.2 系统报警电路设计 (23)4.3 单片机复位电路 (24)4.4 时钟电路 (25)4.5 稳压电源 (25)第5章系统硬件及软件实现 (27)5.1 单片机硬件介绍 (27)5.1.1 单片机AT89C51介绍 (27)5.1.2 8155芯片介绍 (28)5.1.3 74LS244芯片介绍 (29)5.1.4 74LS06芯片介绍 (30)5.2 运算放大器 (31)5.3 LM567芯片介绍 (32)5.4 探头UCM介绍 (33)5.5 系统软件结构 (34)5.5.1 主程序 (34)5.5.2 显示子程序和蜂鸣报警子程序 (37)第6章系统误差分析及改进 (39)6.1 误差产生原因分析 (39)6.1.1 温度对超声声速的影响 (39)6.1.2 回波检测对时间测量的影响 (40)6.1.3 超声传感器所加脉冲电压对测量范围和精度的影响 (40)6.2 针对误差产生原因的系统改进方案 (40)参考文献 (42)致谢 (43)第1章绪论随着社会经济的发展,交通运输业日益兴旺，汽车的数量在大副攀升。
基于AT89S51单片机的智能超声波避障 (3)
超声波视觉 优点：价格合理，夜间不受影响。 易于多目标测量和分类，分辨率好。 缺点：测量范围小，对天气变化敏感。 不能直接测量距离，算法复杂，处理速 度慢。
激光雷达MMW雷达: 优点：价格相合理，夜间不受影响 不受灯光、天气影响。 缺点：对水、灰尘、灯光敏感。 价格贵
本设计采用小型超声波传感器作为探测前方障碍物体的检 测元件，如电动车前方遇到有障碍物时，此超声波信号被 障碍物反射回来，由接收器接收。
测速系统
采用红外传感器进行测速。但无论是反 射式红外传感器还是对射式红外传感器， 他们对都 对外围环境要求较高，易受外部环境的 影响，稳定性不高，且价格较为昂贵。
测速发电机
测速发电机的输出电动势具有斜率高、特性成线性、 无信号区小或剩余电压小、正转和反转时输出电压不 对称度小、对温度敏感低等特点。此外，直流测速发 电机要求在一定转速下输出电压交流分量小，无线电 干扰小；交流测速发电机要求在工作转速变化范围内 输出电压相位变化小。 本设计考虑到小车的大小设计，采用红外传感器进行 测速。
基于AT89S51单片机的智能 避障小车设计方案与论证
设计人：
郭彬彬 张奔 冯栋
一、总体方案概述
本小车使用一台AT89S51单片机作为主 控芯片，它通过超声波测距来获取小车 距离障碍物的距离，并且用数码管实时 的显示出来，在小车与障碍物的距离小 于安全距离时，拐弯，以避开障碍物， 同时会点亮相应侧边的发光二极管作为 提示信号。在避开障碍物后，小车会沿 直线前进。
驱动系统
采用继电器对电动机的开或关进行制，通过开 关的切换对小车的速度进行调整.此 方案的优点是电路较为简单，缺点是继电器的 响应时间慢，易损坏，寿命较短，可靠性不高。
基于AT89C51单片机倒车防撞报警系统设计
基于AT89C51单片机倒车防撞报警系统设计摘要本文介绍了基于AT89C51单片机设计的倒车防撞报警系统，该系统可以在车辆倒车时及时发现障碍物，并发出警报以提醒司机注意。
系统由超声波模块、AT89C51单片机、液晶显示模块、蜂鸣器、按键和继电器等组成。
超声波模块用于探测障碍物距离，AT89C51单片机实现对超声波信号的采集和处理，并通过液晶显示模块显示距离信息，当距离过近时，系统会触发蜂鸣器发出警报，并通过继电器控制后置摄像头的开关，方便司机观察周围情况。
该系统可以有效防止发生倒车事故，具有实用价值和推广意义。
关键词：AT89C51单片机；倒车防撞；超声波模块；液晶显示；蜂鸣器；继电器AbstractThis paper introduces a reverse anti-collision alarm system designed based on AT89C51 microcontroller. The system can timely detect obstacles when the vehicle is reversing and issue an alarm to remind the driver to pay attention. The system is composed of ultrasonic module, AT89C51 microcontroller, LCD display module, buzzer, buttons, and relay. The ultrasonic module is used to detect the distance of obstacles. The AT89C51 microcontroller collects and processes the ultrasonic signals, displays the distance information through the LCD display module. When the distance is too close, the system will trigger the buzzer to issue an alarm and control the on/off switch of the rear camera through the relay to facilitate the driver to observe the surrounding situation. This system can effectively prevent reverse accidents and has practical value and promotionsignificance.Keywords: AT89C51 microcontroller; reverse anti-collision; ultrasonic module; LCD display; buzzer; relay一、引言随着汽车数量的增加和停车位紧缺，倒车事故的发生率逐年上升，严重威胁着驾驶员和行人的生命财产安全。
毕业设计-基于AT89C51单片机倒车防撞报警系统设计
基于单片机倒车防撞雷达的设计研究毕业设计说明书（论文）中文摘要毕业设计说明书(论文)外文摘要目录1引言 (1)1.1 倒车雷达研究的背景及意义 (1)1.2 国内外倒车雷达的发展现状 (2)1.3 雷达的发展 (2)2 超声波倒车雷达的工作原理 (3)2.1 超声波 (3)2.2 超声波发生器 (4)2.3 超声波测距原理 (4)2.4 超声波测距误差分析 (6)2.4.1 温度误差 (6)2.4.2 时间误差 (6)2．5 影响超声波探测的因素 (7)2.6 如何提醒车主 (9)3 系统设计 (9)3.1 倒车雷达的工作原理图 (9)3.2 系统硬件电路原理图 (11)4 系统硬件电路介绍 (11)4.1 AT89C51单片机 (11)4.2 电源部分 (14)4.3 放大电路 (17)4.4 音频解码电路分析 (18)4.4.1 LM567芯片介绍 (19)4.4.2 译码电路工作原理分析 (20)4.4.3 LM567在使用要注意以下几个方面 (21)4.5 声光报警电路 (21)5 系统软件设计 (22)5.1计算超声波传播时间 (22)5.2超声波发生子程序 (23)5.3超声波接收中断程序 (24)参考文献 (26)致谢 (27)1引言1．1 倒车雷达研究的背景及意义随着我国经济的快速发展，交通运输车辆及私家用车的不断增加，不可避免的交通问题瞬时成为人们关注的问题。
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，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，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，基于此基础，汽车高科技产品中，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司机的不少麻烦，大大降低了倒车事故的频率。
由于存在视觉盲区，无法看清车后状况，司机在倒车时很容易发生事故。
基于AT89S51控制的液压避险制动系统的设计
10.16638/ki.1671-7988.2018.09.015基于AT89S51控制的液压避险制动系统的设计艾卫东¹，苗勇²（1.河南省工业科技学校，河南新乡453000；2.苗勇精工汽车修理有限公司，河南新乡453000）摘要：设计采用A T89S51控制的液压技术，利用四个液压电磁阀在车辆的原有制动系统上并联一套避险制动系统；由于驾驶员及乘坐人员方便简单操作本系统，解决了新手驾驶员和女性驾驶员慌张心理状态下误操作，把油门当做制动使用，从而造成交通事故的悲剧发生。
文章介绍了AT89S51控制的液压避险制动系统的硬件设计、基本功能、工作原理和软件设计。
关键词：AT89S5；控制；液压；避险制动中图分类号：U463.5 文献标识码：A 文章编号：1671-7988(2018)09-51-04Design of hydraulic safety brake system based on AT89S51 controlAi Weidong¹, Miao Yong²( 1.Henan Industrial Science and Technology School, Henan Xinxiang 453000;2.Miao Yong Seiko Automotive Repair Co., Ltd., Henan Xinxiang 453000 )Abstract: This design adopts hydraulic technology controlled by AT89S51, and USES four hydraulic solenoid valves to parallel a set of safety braking system on the original braking system of the vehicle; Due to the driver and take simple to convenient operation of the system, solved the novice drivers and women drivers panic psychological state of wrong operation, the accelerator for the brake is used, resulting in the tragedy of the traffic accident happened. This paper introduces the hardware design, basic function, working principle and software design of the hydraulic safety brake system controlled by AT89S51.Keywords: AT89S51; Control; Hydraulic pressure; Safety brakeCLC NO.: U463.5 Document Code: A Article ID: 1671-7988(2018)09-51-04前言目前车辆进入千家万户，新手驾驶员和女性驾驶员越来越多，由于驾驶的熟练度不够，他们在驾驶车辆时表现出比较紧张的心理状态；根据加拿大著名学者塞里（Hans Selye）最早提出系统的应激学说，人在紧张的状态下驾驶车辆，在车辆的前方突然出现紧急情况时，他们的心理状态从紧张变为慌张，由于慌张会产生误操作，有可能把油门当做刹车使用；此时他们因为慌张，把油门当做刹车的误操作后的心理状态，促使他们的心理状态从慌张变为惊慌，由于惊慌引起人心理的本能反应，他们的手会在方向盘上作出毫无意义的动作，这反而会造成更有害的行为，酿成了不该发生的悲惨事故。
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Computer Knowledge and Technology 电脑知识与技术本栏目责任编辑：唐一东人工智能及识别技术第7卷第2期(2011年1月)基于AT89S51的汽车防撞报警系统设计与开发闫新星1，李铁鹰1，刘鹏鹏2（1.太原理工大学信息工程学院，山西太原030024；2.南京航空航天大学民航学院，江苏南京210016）摘要：依据超声波测距原理，以AT89S51单片机为核心，设计了汽车防撞报警系统。
该系统将单片机的实时控制及数据处理功能与超声波测距技术、传感器技术相结合，以超声波发射和接受电路、声光报警电路、测速电路等硬件电路为载体，通过编写的处理软件来实现测量距离。
显示测量距离，当距离小于警戒阀值时，可发出声光报警信号。
该系统可用于提高汽车在行进过程中与倒车时的安全性，构建汽车行进的安全空间。
关键词：汽车；超声波测距；AT89S51；防撞报警中图分类号：TP29文献标识码：A 文章编号：1009-3044(2011)02-0424-03Design and Development of Anti-collision Warning System for Automobile Based on AT89S51YAN Xin-xing 1,LI Tie-ying 1,LIU Peng-peng 2(1.School of Information Engineering,Taiyuan University of Technology,Taiyuan 030024,China;2.School of Civil Aviation,Nanjing U -niversity of Aeronautics and Astronautics,Nanjing 210016,China)Abstract:Based on the principle of ultrasonic ranging and making AT89S51as the core,we design the automobile anti-collision warning system.It is combined the AT89S51's functions which are the real-time control and data processing with the ultrasonic ranging technology and sensor technology.Taking use of the Ultrasonic transmitting and receiving circuit,sound and light alarm circuit,the circuit speed cir -cuits and other hardware,it can measure and show the distance.When the distance is less than the alert threshold,sound and light alarm signal can be send.It has higher value of application in order to increase the security in the process of marching car back or running straightly,building Security Space for drivers.Key words:automobile;ultrasonic ranging;AT89S51;anti-collision warning随着经济的高速发展和居民生活水平的不断提高，我国汽车保有量逐年递增，各类交通事故频发,其中多为汽车碰撞事故。
本文设计了一种以超声波测距和AT89S51单片机为核心的汽车防撞报警系统，以期提高汽车运行的安全性，减少交通事故。
本系统将单片机的实时控制及数据处理功能与超声波测距技术、传感器技术相结合，较好的实现了汽车在运行过程中的障碍防撞，并可通过数码管显示距离，将障碍物距离和汽车在不同车速段的安全距离相比较，可发出声光警报。
在相关文献中，戴曰章等[1]设计了一种基于AT89C51单片机的超声波测距系统，是一种通用系统，很难满足汽车实时测距报警的要求。
张青青[7]介绍了一种汽车防盗防撞报警器的设计，文中利用了超声波测距的原理，但未考虑防撞报警系统的整体构架和电路设计等问题；本文所设计和开发的汽车防撞报警系统具有系统结构完整、测量精度高、开发成本低、实时性强（处理速度快）、系统集成度高等优点。
1超声波测距原理超声波具有指向性强、能量消耗缓慢、传播距离较远、检测迅速、方便、计算简单、易于做到实时控制等优点，经常用于距离的测量[1]。
本文选用超声波作为距离测量的技术基础。
超声波测距从原理上可分为共振式和脉冲反射式两种[1]。
由于共振式的应用要求复杂，这里采用脉冲反射式的测距原理。
超声波脉冲反射式测距原理是通过超声波发射器向某一方向发射超声波，在发射时刻的同时开始计时。
超声波在空气中传播时，途中碰到障碍物就立即返回来，超声波接收器收到反射波就立即停止计时。
超声波脉冲反射式测距原理公式为：(1)其中：s 为发射点与障碍物之间的距离；t 为计时器记录的测出发射和接收回波的时间差；v 为超声波在空气中的传播速度，其计算公式如（2）所示。
(2)公式（2）中，T 为环境温度。
表1列出了几种不同温度下的声速。
（在使用时，如果温度变化不大，则可认为声速是基本不变的[2]；如果测距精度要求很高，则收稿日期：2010-11-25作者简介：闫新星（1985-），女，山西太原人，硕士，主要研究领域为嵌入式系统的设计与开发、人工神经网络等；李铁鹰（1956-），男，教授，主要研究人工智能、智能控制理论与自动化等；刘鹏鹏（1987-），男，博士研究生，主要研究人工智能、嵌入式故障诊断等。
E-mail:eduf@ Tel:+86-551-56909635690964ISSN 1009-3044Computer Knowledge and Technology 电脑知识与技术Vol.7,No.2,January 2011,pp.424-426424Computer Knowledge and Technology 电脑知识与技术人工智能及识别技术本栏目责任编辑：唐一东第7卷第2期(2011年1月)应通过温度补偿的方法加以校正。
）2系统工作原理本文论述的汽车防撞报警系统选用AT89S51单片机作为控制器，其具体工作过程如下：系统采用超声波测距的方法对障碍物进行测距，首先由超声波发射电路发出信号，刺激超声波发生器发出超声波，当超声波遇到障碍物后，立即产生反射波；然后超声波接收探头接收到超声波，激励超声波接收电路向单片机传输信号。
系统利用霍尔传感器测量车轮的转速，通过内部程序计算汽车的行进速度。
单片机控制器内部程序将该汽车时速下的距离计算出来，利用数码管组显示给用户，另外还将此距离和安全距离相比较，如果小于安全距离则利用警示灯或蜂鸣器进行声光报警；如果大于安全距离则只显示距离，不报警。
汽车防撞报警系统的工作原理和详细结构组成如图1所示。
系统所选用的AT89S51单片机[3]是一款低功耗，高性能CMOS8位单片机，片内含4KB 在线可编程（ISP)的可反复擦写1000次的Flash 只读程序存储器，器件采用高密度、非易失性存储技术制造，兼容标准MCS-51指令系统及80C51引脚结构。
3硬件电路设计本系统硬件电路部分由AT89S51单片机控制器的电源电路、复位电路、振荡电路，以及按键电路、超声波发射电路、超声波接收电路、测速电路、声光报警电路、LED 显示电路组成。
AT89S51单片机控制器的电源电路等附属电路较为简单，在此不作详细说明。
3.1LED 显示电路由于不同时速段下最大的安全距离为5m ，因此选取了两个7段数码管，如图1所示，管脚a~g 分别接AT89S51的P0.0~P0.7，D0的第3管脚和D1的第3管脚分别接AT89S51的P2.0、P2.1。
D0的第8管脚和D1的第8管脚接地，构成了7段共阴极数码管[4]。
当超声波测量出汽车与障碍物之间的间距时，该LED 电路显示其数值，D0显示低位，D1显示高位。
3.2超声波发射电路由NE555电路构成40kHz 的脉冲振荡信号为超声换能器发射提供工作电压[5]，如图2所示。
为了与超声换能器的40kHz 固有频率一致，将RF2设计为了可调电阻，方便调节电路信号频率。
NE555的第4管脚为控制管脚，当AT89S51单片机的P3.6管脚为高电平，经反相器到达NE555的4管脚时为低电平，NE555不工作，电路断路；当AT89S51单片机的P3.6管脚为低电平，经反相器到达NE555的4管脚时为高电平，NE555开始振荡，MA40EIS 发射超声波。
3.3超声波接收电路超声波接收电路如图3所示。
当超声换能器[6]接收到与中心频率相同的回波信号时，换能器中的压电晶片由于受到声波声压的作用产生压电效应，将回波转换为同频率的电脉冲信号，经此产生的电脉冲信号比较弱，需要进行放大调整。
经过处理后的信号通过LM567的8管脚输出给AT89S51单片机。
3.4声光报警电路声光报警电路由NE555电路、发光二极管、扬声器YSG 组成[7]，如图4所示。
汽车与障碍物之间的距离大于其车速段的安全距离时，AT89S51单片机的P2.2管脚输出高电平，经反相器到达NE555的4管脚时为低电平，NE555不工作，发光二极管不亮，扬声器YSG 不发声。
汽车与障碍物之间的距离小于其车速段的安全距离时，AT89S51单片机的P2.2管脚输出低电平，经反相器到达NE555的4管脚时为高电平，NE555开始振荡，发光二极管经三极管驱动点亮，同时，电容耦合滤除直流分量使扬声器YSG 发出报警声音。
3.5测速电路汽车防撞报警系统通过霍尔集成传感器来测量车轮的转速，每当车轮转一圈时，霍尔集成传感器的输入端就会得到一个磁信表1温度T 与声速V的关系图1汽车防撞报警系统原理示意图图2超声波发射电路图3超声波接收电路图4声光报警电路425Computer Knowledge and Technology 电脑知识与技术本栏目责任编辑：唐一东人工智能及识别技术第7卷第2期(2011年1月)号，霍尔集成传感器便会输出转速信号，从而可以计算出汽车的行进车速。
测速电路由霍尔传感器CS3020电路与比较器电路组成，如图5所示。
CS1的目的是滤去电源尖啸。