基于51单片机的倒车雷达设计
基于51单片机的雷达倒车测距装置程序
#include <reg51.h>#include <intrins.h>#define uint unsigned int#define uchar unsigned char#define comm 0#define dat 1sbit RS=P2^6; //高电平数据，低电平命令sbit RW=P2^5; //读写控制脚，高电平读，低电平写sbit E=P2^7; //输入使能sbit busy=P0^7; //忙信号检测sbit SDA=P1^0; //I2C数据线sbit SCL=P1^1; //I2C时钟线sbit Buzz=P1^2; //蜂鸣器控制脚sbit LED_G=P1^3; //绿色指示灯控制脚sbit LED_R=P1^4; //红色指示灯控制脚uchar buf[6],dis_buf[6]; //数据缓冲区uint buffer[3]; //测量距离存储区uint dis; //最小距离存储器uchar code tab1[]={"距离障碍物:"}; //显示字符uchar code tab2[]={"无障碍物"};uchar code tab[]={"0123456789cm"};/*****************函数声明*****************/void start_bit(void); //I2C起始函数void stop_bit(void); //I2C停止函数void mast_ack(void); //主答函数bit write_8bit(uchar ch); //I2C总线写8位数据函数bit page_rd(uchar device,uint fir_ad,uint count,uchar *firw_ad);//I2C总线页面读函数uint measure(uchar device); //启动测距函数uint get_distance(void); //读测距值函数void judge(void); //判断距离函数void init_lcd (void); //LCD初始化函数void wr_lcd(uchar dat_comm,uchar content);//LCD写数据函数void chk_busy (void); //忙信号检测void chn_disp(uchar code *chn,uchar pos,uchar n);//显示提示汉字函数uchar dat_adj(uint dat1); //显示数据调整函数void disp_dist(uchar dat1); //显示距离函数void disp(void); //显示函数void delay (uint us); //延时函数void delay1 (uint ms); //延时函数/*********************主程序***********************/void main (){init_lcd (); //初始化LCDwhile (1){judge(); //判断障碍物距离disp(); //显示提示信息}}/********************I2C起始函数*******************/void start_bit(void){SCL=1;_nop_();SDA=1;_nop_();SDA=0;_nop_();SCL=0;_nop_();}/*******************I2C停止函数********************/void stop_bit(void){SDA=0;_nop_();SCL=1;_nop_();SDA=1;_nop_();}/****************I2C总线写8位数据函数**************/bit write_8bit(uchar ch){uchar i=8;bit fan_w;SCL=0;_nop_();while (i--){SDA=(bit)(ch&0x80);_nop_(); //获取发送位数据ch<<=1;SCL=1;_nop_();SCL=0;_nop_();}SDA=1;_nop_();SCL=1;_nop_();fan_w=SDA; //应答位SCL=0;_nop_();return(fan_w); //返回应答位}/*****************I2C总线页面读函数****************/bit page_rd(uchar device,uint fir_ad,uint count,uchar *firw_ad){uchar j=8;uchar data *ufirstwr_ad;ufirstwr_ad=firw_ad;start_bit();if(write_8bit(device)!=0){stop_bit();return(0);}//送器件地址，写数据if(write_8bit(fir_ad)!=0){stop_bit();return(0);}//送读数据寄存器首地址start_bit();if(write_8bit(device|0x01)!=0){stop_bit();return(0);}//准备读数据while(count--){uchar i=8;while(i--) //读入数据{(*ufirstwr_ad)<<=1;SCL=1;_nop_();if(SDA) (*ufirstwr_ad)|=0x01;SCL=0; _nop_();}ufirstwr_ad++;mast_ack(); //主机产生应答位}while(j--){(*ufirstwr_ad)<<=1;SCL=0;_nop_();_nop_();SCL=1;if(SDA) (*ufirstwr_ad)|=0x01;}stop_bit(); //停止I2C数据传送return(1);}/*********************主答函数*********************/void mast_ack(void){SCL=0;_nop_();SDA=0;_nop_();SCL=1;_nop_();SCL=0;_nop_();SDA=1;_nop_();}/********************测距函数******************/uint measure(uchar device){uint temp;start_bit(); //启动I2Cwhile(!write_8bit(device)); //发器件地址while(!write_8bit(0x00)); //命令寄存器while(!write_8bit(0x51)); //以厘米为单位返回距离stop_bit(); //停止I2Cdelay1(100);while(!page_rd(device,0x02,2,buf)); //读距离值temp=(buf[0]<<8)|buf[1];return(buffer); //返回距离值}/*******************求最小测距值函数*****************/uint get_distance(void){uint mix;buffer[0]=measure(0xe0); //读左侧测距值buffer[1]=measure(0xe2); //读中间测距值buffer[2]=measure(0xe4); //读右侧测距值if(buffer[0]<buffer[1])mix=buffer[0];elsemix=buffer[1];if(mix>buffer[2])mix=buffer[2]; //合并为一个16位数据return(mix);}/*******************判断距离函数*******************/void judge(void){dis=get_distance(); //读取测量距离最小值if(dis<5000){LED_R=0; //红色报警灯亮LED_G=1; //绿色报警灯灭}else{LED_R=1; //红色报警灯灭LED_G=0; //绿色报警灯亮}if(dis<3000)Buzz=0; //蜂鸣器报警elseBuzz=1; //蜂鸣器停止报警}/******************LCD初始化函数*******************/void init_lcd (void){wr_lcd (comm,0x30); //基本指令动作wr_lcd (comm,0x01); //清屏wr_lcd (comm,0x06); //光标的移动方向wr_lcd (comm,0x0c); //开显示，关游标}/*******************LCD写数据函数*****************/void wr_lcd (uchar dat_comm,uchar content){chk_busy ();if(dat_comm){RS=1; //数据RW=0; //写入}else{RS=0; //命令RW=0; //写入}P0=content; //输出数据或命令E=1;E=0;}/********************忙信号检测********************/void chk_busy (void){P0=0xff;RS=0;RW=1;E=1;while(busy==1); //检验LCD是否处于忙状态E=0;}/****************显示提示汉字函数******************/void chn_disp(uchar code *chn,uchar pos,uchar n){uchar i;wr_lcd (comm,0x30); //基本指令动作wr_lcd (comm,pos); //显示位置for (i=0;i<n;i++)wr_lcd (dat,chn[i]);}/****************显示数据调整函数******************/uchar dat_adj(uint dat1){uchar i;dis_buf[0]=(uchar)(dat1/1000); //高度千位dis_buf[1]=(uchar)((dat1%1000)/100); //高度百位dis_buf[2]=(uchar)((dat1%100)/10); //高度十位dis_buf[3]=(uchar)(dat1%10); //高度个位dis_buf[4]=10;for(i=0;i<3;i++){if(dis_buf[i]!=0)break; //确定显示位数}return(i);}/******************显示距离函数********************/void disp_dist(uchar dat1){uchar temp,i;if(dat1>5000){chn_disp(tab2,0x92,4); //无障碍显示}else{temp=dat_adj(dat1);wr_lcd(comm,0x30); //基本指令wr_lcd(comm,temp+0x92); //设置显示起始位置for (i=temp;i<6;i++) //送显示数据wr_lcd(dat,tab[dis_buf[i]]);}}/********************显示函数**********************/void disp(void){chn_disp(tab1,0x80,11); //显示提示汉字disp_dist(dis); //显示距离值}/********************延时函数**********************/void delay (uint us){while(us--);}/********************延时函数**********************/void delay1 (uint ms){uint i,j;for(i=0;i<ms;i++)for(j=0;j<15;j++)delay(1);}。
基于单片机的超声波倒车雷达
基于单片机的超声波倒车雷达Last updated on the afternoon of January 3, 2021本文设计了一款基于AT89C51单片机的倒车雷达，它采用ATMEL公司生产的A T89C51单片机作为控制核心，片外结合T/R-40-12小型超声波传感器模块、LCD1602液晶显示器模块、报警模块、晶振电路模块以及复位电路等模块而构成本倒车雷达的硬件系统。
当倒车雷达安装在汽车尾部时，通过系统上的超声波模块来采集使用者距离后方障碍物的距离，然后通过单片机对采集数据进行处理，当距离少于临界距离时，单片机将驱动蜂鸣器进行报警提示司机；当后方无障碍物时，倒车雷达处于待机模式。
经过大量的实验测试，本倒车雷达性能稳定，携带便捷，能够做到随时随地地辅助司机倒车，从而预防事故的发生。
不仅如此，它对单片机以及超声波技术的推广也具有一定的积极作用。
关键词：倒车雷达，AT89C51，超声波模块Abstract ThispaperdesignsareversingradarbasedonAT89C51MCU,whichusesATMELtheAT89C51asthecontrolcore,theexternalbindingT/R-40-12smallultrasonicsensormodule,LCD1602liquidcrystaldisplaymodule,alarmmodule,,thedistanceof theobstacleisacquiredbytheultrasonicmoduleofthesystem,一、引言（一）课题背景随着国民经济的迅速发展以及人们生活质量的大幅提高，私家车几乎进入了大多数家庭，成为了一种平民化交通工具，然而据最近的一份数据显示，由司机不当驾驶或者驾驶技术不合格造成的交通事故越来越多，这侧面反应了如今只通过驾校的学习也不能完全驾驶好汽车。
调查显示目前好多私家车驾驶员越来越多地依赖车上的辅助行车设备进行驾驶，如利用导航仪进行路线导航，从而避免不熟悉路况的情况下顺利到达目的地，又比如通过倒车摄像头来进行倒车，使得倒车入库变得不再那么难。
基于51单片机的倒车监视系统设计
1绪论1.1课题的目的及意义随着我国经济的持续增长和汽车价格的持续下降，汽车逐渐走进了越来越多的普通家庭之中。
汽车以其快捷性给人们带来了极大的便利，方便了人们的出行，但是在这个过程中也出现了很多日益严重的问题，其中以倒车事故最为突出。
有数据显示，大约15%的事故都是汽车倒车视野差造成的。
为了使倒车过程更加方便、安全，减少倒车事故的发生率，我们对倒车监视系统进行了深入的研究和设计。
基于51单片机的倒车监视系统具有倒车可视化、实时音频提示等功能，在倒车过程中发挥着巨大的作用，对减少倒车事故发生率，保证倒车过程顺利进行有着重要的意义。
1.2倒车监控系统发展现状我国的倒车监控系统始于2000年前后，最初只有少数高档车应用，现在已经成为各种品牌汽车的标准配置。
我国的倒车监视系统在发展过程中，从最初的蜂鸣器语音报警到如今最先进的全景数显倒车监控系统，经历了六代的技术改良和跨越，未来随着计算机技术和传感器技术的发展，汽车倒车监视系统将会朝着更加小型化、智能化的方向发展。
2超声波测距技术概述2.1超声波测距原理超声波是一种振动频率大于20000Hz的声波，由于其振动频率很高超过了人耳听觉所能认知的上限，所以人耳不能听到，因此这种声波被称为超声波。
由于其频率高，因而超声波具有许多诸如大功率、传播距离远的特点。
再者由于它频率很高，波长短，衍射不严重，有着优良的定向传播特性，利用超声波的这种特性，人们制成了超声波传感器。
超声波测距的原理是借助超声波频率高、定向性好的优点利用超声波发射器发射超声波，在发射的同时利用单片机的计数器功能开始计时，传播过程中碰到障碍物就立即反射回来，超声波接收器收到反射波的同时单片机计时器停止计时。
同时利用计时器记录的时间和超声波在空气中的传播速度通过公式算出发射点到障碍物的距离。
2.2超声波测距方式利用超声波在发射点与障碍物之间的传播，根据测量反射波和发射波之间的计时间隔，从而达到测距的目的。
基于51单片机的超声波倒车雷达测距
毕业设计题目：基于51单片机的超声波倒车雷达测距学院：电气与信息工程学院专业：电气工程与其自动化摘要超声波是频率高于20KHZ的声波，具有指向性强，能量消耗缓慢，在介质中传播的距离较远的特点，因而超声波经常用于距离的测量，如测距仪和物位测量仪等都可以通过超声波来实现。
利用超声波检测往往比较迅速、方便、计算简单、易于做到实时控制，并且在测量精度方面能达到工业实用的要求，因此在液位、井深、管道长度的测量、移动机器人定位和避障等领域得到了广泛的应用。
基于此，本次设计尝试使用AT89S52与HY-SRF05模块来实现超声波的测量，结合外围电路模块实现距离显示与语音播报构成超声波测距系统。
本次超声波测距系统由单片机计时与控制电路、超声波发射接收模块、测量距离显示电路、语音电路等部分组成。
详细介绍了超声波测距模块与AT89S52单片机的测距原理。
以HY-SRF05超声波测距模块为核心实现超声波的发射与接收。
整体电路结构简单，成本低廉，工作稳定，测量精度也达到实际应用要求。
关键词：AT89S52；超声波；HY-SRF05；测距AbstractUltrasound is sound waves with frequency higher than 20KHz, it has strong directivity and consumes energy slowly, at the same time it spreads farther in the same medium. Therefore ultrasound is often used for distance measurement, such as the range finder and level measurement and so on can be achieved by it. Use of ultrasonic detection tends to be quickly, convenient and simple calculation, easy to do real-time control. In the measurement precision it can reach industry practical requirement. So in liquid level, well depth, pipe length measurement, mobile robot localization and obstacle avoidance, etc a wide range of applications.This ultrasonic distance measurement system by single-chip timing and display circuit of the control circuits, ultrasound modules, measuring distances, voice circuits and other components. Details the ultrasonic range finder and AT89S52 microcontroller module location. Core realization of ultrasonic HY-SRF05 ultrasonic distance measurement modules for transmit and receive. A whole circuit of simple structure, low cost, stable, measurement precision to reach the actual application requirements.Keywords:AT89S52；Ultrasonic wave；HY-SRF05；Measure distance目录摘要IAbstractII第1章绪论11.1 课题研究的背景11.2 国外研究现状11.3 课题研究的意义2第2章超声波测距原理42.1 超声波简介42.2 超声波测距原理4第3章方案论证63.1 设计思路63.2 系统结构设计7第4章硬件电路设计84.1 单片机AT89S5284.2 超声波测距模块HY-SRF05104.2.1 基本工作原理104.2.2 HY-SRF05电气参数114.2.3 超声波时序图124.2.4 超声波应用电路图124.3 温度传感器DS18B20124.4 LCD1602液晶134.4.1 LCD1602主要技术参数134.4.2 LCD1602引脚功能144.4.3 LCD1602应用电路图144.5 ISD1420语音芯片154.5.1 特点154.5.2 电特性154.5.3 ISD1420引脚功能154.5.4 ISD1420语音电路16第5章系统软件设计185.1 主程序185.2 超声波测距子程序185.3 测温子程序20第6章系统调试分析226.1 硬件电路测试226.2 软件调试226.3 误差分析23结论25参考文献26致27附录28附录A：实物作品28附录B: 原理图29附录C: PCB图30附录D: 程序30第1章绪论1.1 课题研究的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。
倒车雷达毕业设计(基于51单片机)
&&&&&&&&&&&&毕业设计（论文）题目：基于单片机的倒车雷达的设计学院：&&&&&&&&&&&专业：&&&&&班级：&&&&&&&学生：****导师：**** 职称：****起止时间：2014年3月3日至2014年6月15日毕业设计（论文）诚信声明书本人声明：本人所提交的毕业论文《基于单片机的倒车雷达的设计》是本人在指导教师指导下独立研究、写作的成果，论文中所引用他人的文献、数据、图件、资料均已明确标注；对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式注明并表示感。
本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。
论文作者：（签字）时间：2014年6月10日指导教师已阅：（签字）时间：2014年6月10日西安邮电大学毕业设计(论文)任务书学生指导教师**** 职称****学院通信与信息工程学院专业信息工程题目基于单片机的倒车雷达的设计任务与要求1. 调研基于单片机的倒车雷达的设计的现状与背景。
2. 学习51单片机原理及超声波测距原理。
3. 进行相关模块功能的程序设计。
4. 在仿真软件上进行功能仿真。
5. 搭建硬件电路并调试。
6. 软件下载及综合调试。
7. 完成论文，准备答辩。
开始日期2014年3月3日完成日期2014年6月15日院长(签字) 201年 3 月7 日西安邮电大学毕业设计(论文) 工作计划2014年3 月10 日学生**** 指导教师**** 职称****学院通信与信息工程学院专业信息工程题目基于单片机的倒车雷达的设计工作进程主要参考书目(资料)(1)郭天祥. 新概念51单片机C 语言教程:入门、提高、开发、拓展全攻略[M].: 电子工业, 2009. 1.(2)周立功等. 增强型80C51单片机速成与实践[M]. : 航空航天大学, 2003.(7)亮. 跟我学51单片机(一)——单片机最小系统组成与I/O 输出控制[J]. 电子制作,2011, 1: 73-77.1.计算机一台2.硬件材料若干每周指导一次，主要解答学生问题，指导研究进度，并检查阅读资料笔记和仿真程序。
基于51单片机的超声波测距仪之倒车雷达作品设计毕业论文
基于51单片机的超声波测距仪之倒车雷达作品设计毕业论文基于51单片机的超声波测距仪之倒车雷达作品设计毕业论文毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。
尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。
对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。
作者签名：日期：指导教师签名：日期：使用授权说明本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。
作者签名：日期：学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。
除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。
对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。
本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。
作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。
本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。
涉密论文按学校规定处理。
作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日注意事项1.设计（论文）的内容包括：1）封面（按教务处制定的标准封面格式制作）2）原创性声明3）中文摘要（300字左右）、关键词4）外文摘要、关键词5）目次页（附件不统一编入）6）论文主体部分：引言（或绪论）、正文、结论7）参考文献8）致谢9）附录（对论文支持必要时）2.论文字数要求：理工类设计（论文）正文字数不少于1万字（不包括图纸、程序清单等），文科类论文正文字数不少于1.2万字。
基于单片机的倒车雷达设计任务书
14~17周系统电路设计，各模块电路及程序设计、仿真调试。
寒假~系统电路及程序总体仿真调试。
学年第二学期
1~4周系统板电路实现,软硬件整体调试，中期检查，撰写设计报告初稿。
5~8周修改检查设计成果、测试程序。
9~12周设计报告定稿，准备答辩。
指导教师（签字）：学部主任（签字）：
年月日年月日
附件一
毕业设计任务书
学部
信息学部
专业
电子信息工程
学生姓名
王汕
班级
11电信本2
学号
10111601111
设计题目
基于单片机的超声波测距倒车雷达装置的设计与实现
设计条件
基础知识：电子技术、单片机技术、超声波测距原理
开发环境：Keil C51,使用C语言编程
使用Proteus仿真调试,完成PCB图设计
主要技术指标
[3]唐波,朱琼玲.基于51单片机超声波测距器设计[J].矿业安全与环保. 2009,36(z1): 68-70.
[4]曹月真.基于51单片机的超声波测距系统的设计[J].电子世界. 2011(10): 55-56.
[5]胡凤忠,赵广复.基于AT89C2051单片机的汽车倒车雷达设计[J].计算机测量与控制. 2010,18(5): 1174-1175, 1192.
[9]韦穗林.基于单片机的倒车防撞预警系统设计和实现[J].现代电子技术. 2009(21): 160-163, 170.
[10]吴琼,封维忠,马文杰.汽车倒车雷达系统的设计与实现[J].现代电子技术. 2009,32(9): 191-194.
进度计划
学年第一学期
基于单片机倒车雷达
文献综述1 概述自从 1886 年 2 月 9 日卡尔•本茨发明了人类第一辆汽车，至今世界汽车工业经过了近122 年的发展，当代汽车已经非常成熟和普遍了。
汽车已经渗透于国防建设、国民经济以及人类生活的各个领域之中，成为人类生存必不可少的、最主要的交通工具，为人类生存和社会的发展与进步起到了至关重要的作用。
当今，汽车已经成为人们生活中不可缺少的一部分，它给人们带来方便快捷的同时，也出现了许多问题。
如越来越多的汽车使道路上有效的使用空间越来越小，新手也越来越多，由此引起的刮伤事件也越来越多，由此引起的纠纷也在不断地增加。
原来不是问题的倒车也逐渐变成了问题。
尽管每辆车都有后视镜，但不可避免地都存在一个后视盲区，倒车雷达则可以在一定程度上帮助驾驶员扫除视角死角和视线模糊的缺陷，提高驾驶的安全性，减少刮、擦事件。
因此，提出了基于超声波测距的汽车用倒车雷达的设计。
2 倒车雷达的发展倒车雷达（Car Reversing System）全称“倒车防撞雷达”，又称“泊车辅助装置”，它是汽车泊车或者倒车时的安全辅助装置。
它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、倒车和启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角死角和视线模糊的缺陷，提高驾驶的安全性。
经过几年的发展，倒车雷达系统已经过了数代的技术改良，不管从结构外观上，还是从性能价格上，这几代产品都各有特点，目前使用较多的是数码显示、荧屏显示和魔幻镜倒车雷达这 3 种。
倒车雷达真正开始于轰鸣器，也就是第一代倒车雷达。
我想很多人都不会忘记“倒车请注意！”这句话，因为现在多数普通车还在使用它。
第二代则是采用数码波段显示，可显示后障碍物离车体距离的数码波段显示倒车雷达。
第三代的液晶荧屏显示较以前有了一个质的飞跃。
紧接着的四代魔幻镜倒车雷达和五代整合影音系统更是结合了前几代产品的优点，在原有倒车雷达的基础上增加了很多功能。
3 主要技术介绍距离是在不同的场合和控制中需要检测的一个参数。
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课程设计报告（嵌入式系统设计实践）学院：电气工程与自动化学院题目：基于51单片机的车倒车雷达设计专业班级：自动化131班学号：********** 学生姓名：***指导老师：***时间：2015年12月1 日摘要倒车雷达又称泊车辅助系统，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，解除了驾驶员泊车和起动车辆时前后左右探视所引起的困扰，并帮助驾驶员扫除了视野死角和视线模糊的缺陷，提高了安全性。
本文介绍了以STC89C51RC单片机为核心的一种低成本、高精度、微型化，并有数字显示和声光报警功能的倒车雷达系统。
倒车雷达一般由超声波传感器（俗称探头）、控制器和显示器等部分组成，现在市场上的倒车雷达大多采用超声波测距原理，驾驶者在倒车时，启动倒车雷达，在控制器的控制下，由装置于车尾保险杠上的探头发送超声波，遇到障碍物，产生回波信号，传感器接收到回波信号后经控制器进行数据处理，判断出障碍物的位置，由显示器显示距离并发出警示信号，得到及时警示，从而使驾驶者倒车时做到心中有数，使倒车变得更轻松。
倒车雷达的提示方式可分为液晶、语言和声音三种；接收方式有无线传输和有线传输等。
本方案采用语音提示的方式，利用STC89C51RC单片机所具备的功能，外接超声波测距模组，即超声波发射模块和超声波接收模块，加上显示模块和语音报警模块，组成一个示例的倒车雷达系统，语音提示报警（0.27m~1.0m）范围内的障碍物，并通过数码管显示与障碍物之间的距离。
关键词：倒车雷达；超声波；单片机STC89C51RC目录第一章概述 (1)1.1设计目的 (1)1.2设计要求 (1)1.3 本设计主要内容 (1)第二章倒车雷达的基本工作原理 (2)2.1 单片机的发展及其应用 (2)2.2 超声波测距原理 (2)2.2.2 超声波测距的基本原理 (2)2.2.3 超声波测距的设计实现 (5)2.3 超声波倒车雷达系统工作原理 (5)2.3.1 超声波倒车雷达的工作原理 (5)2.3.2 系统原理框图 (6)2.4 本章小结 (6)第三章系统硬件设计 (7)3.1 单片机系统及显示电路 (7)3.1.1 单片机控制芯片选择 (7)3.1.2 单片机系统及其外围电路 (9)3.1.3 显示电路 (10)3.2 超声波发射电路 (11)3.3 超声波接收电路 (12)3.4 语音部分原理图 (13)3.5 电源电路的设计 (14)3.6 本章小结 (15)第四章系统软件设计 (15)4.1 超声波测距仪的算法设计 (16)4.2 主程序设计 (17)4.3 超声波发生与接收程序设计 (19)4.3.1 超声波发生子程序设计 (19)4.3.2 外部中断子程序设计 (21)4.4 倒车距离显示及语音报警程序设计 (22)4.4.1 显示报警子程序设计 (22)4.4.2 LED显示子程序设计 (23)4.5 本章小结 (24)第五章分析调试及结论 (25)5.1 硬件组装 (25)5.2 软件实现 (25)5.3 整机调试 (26)5.4 结论分析 (26)5.5 本章小结 (26)致谢 (27)参考文献 (28)附录I (29)附录II (30)第一章概述1.1设计目的伴随着我国汽车行业的高速发展，特别是近几年来，开始进入私家车时代，汽车的数量正在逐步增加，造成交通越来越拥挤。
驾驶员开始越来越担心行车安全，其中倒车最为典型。
同时汽车驾驶员中非职业汽车驾驶员的比例也在逐年增加。
在公路、街道、停车场、车库等拥挤狭窄的地方倒车时，驾驶员既要前瞻，又要后顾，稍微不小心就会发生追尾事件。
本系统是将微计算机技术与超声波的测距技术、传感器技术、单片机技术等相结合，可以检测到汽车倒车时障碍物与车尾的距离，通过液晶显示屏显示距离，并根据实际距离发出报警等级。
驾驶员只要在驾驶室里就能做到心中有数，极大的提高了停车和倒车时的安全和效率。
1.2设计要求本系统主要由超声波发射、接收电路、单片机处理模块、LED数码显示以及声光报警等部分组成。
设计要求：1、设计硬件系统；2、设计软件系统；3、绘制硬件电路图；4、进行图像显示提示及声音提示，当距离小于5CM（2.5M）的时候声音提示，小于0.5CM（0.5M）时，急促声音提示。
1.3 本设计主要内容本设计是以STC89C51RC单片机为核心，一种低成本、高精度、微型化，并有数字显示和声光报警功能的倒车雷达系统。
利用STC89C51RC单片机所具备的功能，外接超声波测距模组，即超声波发射模块和超声波接收模块，加上显示模块和语音报警模块，组成一个示例的倒车雷达系统，语音提示报警（0.27m~1.5m）范围内的障碍物，并通过数码管显示与障碍物之间的距离。
设计共分六章，主要内容包括：绪论，倒车雷达的基本工作原理，系统硬件设计，系统软件设计，安装调试及分析，以及对测距仪改进的一些设想。
第二章倒车雷达的基本工作原理2.1 单片机的发展及其应用单片机又称微控制器，是在一块硅片上集成了各种部件化微型计算机，这些部件包括中央处理器CPU、数据存贮器RAM、程序存贮器ROM、定时器/计数器和多种I/O接口电路。
单片机体积小、重量轻、具有很强的灵活性而且价格不高，越来越得到广泛的应用。
8051在小中型应用场合很常见，已成为单片机领域的实际标准。
80年代中期，Intel 公司将8051内核使用权以专利互换或出售形式转给世界许多著名IC制造厂商，如PHILIPS、西门子、AMD、OKI、NEC、Atmel等，这样8051就变成有众多制造厂商支持的、发展出上百个品种的大家族。
90年代，PHILIPS推出支持16位计算的X4系列。
XA系列是16位单片机，又可完全兼容8051的指令系统。
Intel推出的80C51也是与8051在机器代码级兼容，这样保证了8051用户到21世纪技术的领先性。
随着硬件的发展，8051软件工具已有C级编译器及实时多任务操作系统（RIOS），单片机的程序设计更简单、更可靠、实时性更强。
因而8051系列是单片机教学的首选机型。
而有内部可擦写RAM 的89C51/52是目前我们常用的芯片。
2.2 超声波测距原理2.2.2 超声波测距的基本原理（1）认识超声波超声波是指振动频率大于20KHz以上的,其每秒的振动次数（频率）甚高，超出了人耳听觉的上限（20000Hz），人们将这种听不见的声波叫做超声波。
超声和可闻声本质上是一致的，它们的共同点都是一种机械振动，通常以纵波的方式在弹性介质内会传播，是一种能量的传播形式，其不同点是超声频率高，波长短，在一定距离内沿直线传播具有良好的束射性和方向性。
超声波由于其指向性强、能量消耗缓慢、传播距离较远等优点，而经常用于距离的测量，如测距仪和物位测量仪等都可以通过超声波来实现。
超声波测距主要应用于倒车雷达、建筑施工工地以及一些工业现场，例如液位、井深、管道长度等场合。
利用超声波检测往往比较迅速、方便、计算简单、易于做到实时控制，并且在测量精度方面能达到工业实用的要求，因此在测控系统的研制上得到了广泛应用。
（2）超声波发生器为了研究和利用超声波，人们已经设计和制成了许多超声波发生器。
总体上讲，超声波发生器可以分为两大类：一类是用电气方式产生超声波，一类是用机械方式产生超声波。
电气方式包括压电型、磁致伸缩型和电动型等；机械方式有加尔统笛、液哨和气流旋笛等。
它们所产生的超声波的频率、功率和声波特性各不相同，因而用途也各不相同。
目前较为常用的是压电式超声波发生器。
（3）超声波传感器的特性超声波传感器的基本特性有频率特性和指向特性，这里以课题中选用的传感器T/R40发射型超声波传感器的特性为例加以说明。
①频率特性图2-1 超声波传感器的升压能级和灵敏度图2-1是超声波发射传感器的升压能级和灵敏度。
其中，40KHz处为超声波发射传感器的中心频率，在40KHz处，超声发射传感器所产生的超声机械波最强，也就是说在40KHz处所产生的超声声压能级最高。
而在40KHz两侧，声压能级迅速衰减。
其频率特性如图2-2所示。
因此，超声波发射传感器一定要使用非常接近中心频率40KHz的交流电压来激励。
发射灵敏度（dB）图2-2 超声发射传感器频率特性另外，超声波接收传感器的频率特性与发射传感器的频率特性类似。
超声发射传感器频率特性如图2-2所示，曲线在40KHz处曲线最尖锐，输出电信号的振幅最大，即在40KHz处接收灵敏度最高。
因此，超声波接收传感器具有很好的频率选择特性。
超声接收传感器的频率特性曲线和输出端外接电阻R也有很大关系，如果R很大，频率特性是尖锐共振的，并且在这个共振频率上灵敏度很高。
如果R较小，频率特性变得光滑而且有较宽的带宽，同时灵敏度以随之降低。
并且最大灵敏的向稍低的频率移动。
因此，超声接收传感器应与输入阻抗的前置放大器配合使用，才能有较高的接收灵敏度。
考虑到实际工程测量的要求，可以选用超声波频率f = 40KHz，波长λ = 0.85cm。
②指向特性实际的超声波传感器中的压电晶片是一个小圆片，可以把表面上每个点看成一个振荡器，辐射出一个半球波（子波），这些子波没有指向性。
但离开超声传感器的空间某一点的声压是这些子波迭加的结果（衍射），却有指向性。
超声传感器的指向图由一个主瓣和几个副瓣构成，其物理意义是0度时电压最大，角度逐渐增大时，声压减小。
超声传感器的指向角一般为40度到80度，本设计要求传感器的指向角为75度。
图2-3是电路中选用的发射传感器的指向特性及结构。
图2-3 超声波传感器指向特性及结构（4）超声波传感器的应用超声波传感技术应用在生产实践的不同方面，而医学应用是其最主要的应用之一，以医学为例子说明超声波传感技术的应用。
超声波在医学上的应用主要是诊断疾病，它已经成为了临床医学中不可缺少的诊断方法。
超声波诊断的优点是：对受检者无痛苦、无损害、方法简便、显像清晰、诊断的准确率高等。
因而推广容易，受到医务工作者和患者的欢迎。
超声波诊断可以基于不同的医学原理，其中有代表性的一种所谓的A型方法。
这个方法是利用超声波的反射。
当超声波在人体组织中传播遇到两层声阻抗不同的介质界面是，在该界面就产生反射回声。
每遇到一个反射面时，回声在示波器的屏幕上显示出来，而两个界面的阻抗差值也决定了回声的振幅的高低。
在工业方面，超声波的典型应用是对金属的无损探伤和超声波测厚两种。
过去，许多技术因为无法探测到物体组织内部而受到阻碍，超声波传感技术的出现改变了这种状况。
当然更多的超声波传感器是固定地安装在不同的装置上，“悄无声息”地探测人们所需要的信号。
在未来的应用中，超声波将与信息技术、新材料技术结合起来，将出现更多的智能化、高灵敏度的超声波传感器。