一种基于车载MP3播放机的倒车雷达设计
倒车雷达课程设计报告书
2015-2016第一学期单片机课程设计报告题目：倒车雷达设计班级： 13电子科学与技术学号： 130803056 ：周健指导老师：袁新娣目录摘要11 绪论21.1 项目研究背景与意义22 总体设计方案与论证22.1 总体方案设计23 硬件实现与单元电路设计33.1 主控制模块33.2 电源设计43.3 超声波测试模块43.3.1 超声波的特性53.3.2 超声波换能器73.4 超声波传感器原理83.5 测距分析123.6 时钟电路的设计133.7 复位电路的设计143.8 声音报警电路的设计143.9 显示模块144 软件设计154.1 主程序工作流程图155总结186参考文献错误!未定义书签。
附录18附件1：原理图18附件2：程序19附件3：元件清单39附件4：实物图错误!未定义书签。
摘要STC89C52是STC系列单片机里应用比较广泛的一款，在自动控制领域里享有很高的价值，以其易用性和多功能性受到了广大电子设计爱好者的好评。
本次设计主要是利用STC89C52单片机、超声波传感器完成测距报警系统的制作，以STC89C52为主控芯片，利用超声波对距离的检测，将前方物体的距离探测出来，然后单片机处理运算，与设定的报警距离值进行比较判断，当测得距离小于设定值时，STC89C52发出指令控制蜂鸣器报警。
关键词：超声波传感器 STC89C521 绪论1.1 项目研究背景与意义由于超声测距是一种非接触检测技术，不受光线、被测对象颜色等的影响，较其它仪器更卫生，更耐潮湿、粉尘、高温、腐蚀气体等恶劣环境，具有少维护、不污染、高可靠、长寿命等特点。
因此可广泛应用于纸业、矿业、电厂、化工业、水处理厂、污水处理厂、农业用水、环保检测、食品（酒业、饮料业、添加剂、食用油、奶制品）、防汛、水文、明渠、空间定位、公路限高等行业中。
可在不同环境中进行距离准确度在线标定，可直接用于水、酒、糖、饮料等液位控制，可进行差值设定，直接显示各种液位罐的液位、料位高度。
基于单片机实现的超声波汽车倒车探测器倒车雷达
摘要超声波汽车倒车探测器是一种能够实时显示车后障碍物状况的汽车倒车辅助装置。
在现实生活中应用十分广泛。
本文根据声波在空气中可定向发射和反射的原理，以超声波换能器为接口部件，应用单片机技术设计了一套超声波测距系统。
文章提出了微处理器控制的超声波汽车倒车测距系统的设计方案。
微处理器计算超声波从发射到接收的时间，在数据处理中采用温度补偿技术对超声波在空气中的传播速度进行修正，计算出距离，并根据障碍物与车尾的距离远近情况发出不同等级的报警声，同时显示车后障碍物与车体的距离。
论文概述了超声波探测器的发展状况及基本原理。
对测距系统发射、接收、检测、显示等部分的设计方案进行了分析。
从系统的性能需求、实用要求出发，对系统组成、检测原理和方法作出选择并对软硬件进行了设计。
文章详细叙述了系统的硬件设计过程，并给出了系统软件设计程序流程图，通过误差分析，说明了系统应用的实用性。
目录前言 (1)1 概述 (2)1.1选题的意义 (2)1.2 超声波汽车倒车探测器的应用和发展现状 (2)2 设计方案分析 (5)2.1测距方式和提示方式比较 (5)2.1.1测距方式 (5)2.1.2 预警提示方式 (7)2.2 方案确定 (8)2.2.1 测距探测器方案 (10)2.2.2 超声波发射方案 (11)2.2.3超声波回波接收方案 (11)2.2.4 温度测量及补偿方案 (12)2.2.5 显示及报警方案 (12)3 硬件电路设计 (13)3.1 硬件框图 (13)3.2 单片机最小系统设计 (14)3.3超声波发送电路设计 (15)3.4超声波接收电路设计 (17)3.5 温度测量电路设计 (20)3.6 报警电路设计 (21)3.7 显示电路设计 (22)3.8 电源电路设计 (24)3.8.1 +5V和+12V稳压电源 (24)3.8.2 稳压电源电路 (25)3.9 器件说明 (26)3.9.1 AT89C2051单片机 (26)3.8.2 超声波传感器 (27)4 软件设计 (28)4.1 系统软件结构 (28)4.2 初始化程序 (31)4.3测温电路程序 (31)4.4 中断程序设计 (36)4.5 报警及显示驱动程序 (38)5 效能分析 (40)参考文献 ............................ 错误!未定义书签。
毕业设计-车用倒车雷达设计-信息学院
【清华大学本科毕业设计】车用倒车雷达设计【摘要】倒车雷达是汽车泊车或者倒车时的安全辅助装置，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、倒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，提高驾驶的安全性。
本设计利用ATMEL公司的AT89C51单片机、超声波传感器测距实现超声波倒车雷达。
利用LED和发光二极管表示传感器探测范围内是否有障碍物，当在探测范围内有障碍物时，发光管以一定频率闪烁，闪烁的频率以距离定，距离越近频率越高。
同时蜂鸣器提示报警，探测并指明障碍物距离。
【关键词】倒车雷达，超声波，测距，报警，单片机The designs of the vehicle back-draft radar using ultrasonictheory【Abstract】Back-draft radar is the safety and assistant devices when parking or reversing a vehicle, it can tell drivers circs about the around barrier with voice or a more intuitive display, release the surrounded visit puzzle from drivers when parking, reversing and start vehicles, and to help drivers clean off dead ends and the limitation of vision blur, improve the security of driving. Using Single Chip AT89C51 of ATMEL and Ultrasonic Sensor measure distance to achieve Ultrasonic Back-draft Radar. Using LED and LBD Sensor to detect whether there are barriers, when detecting barriers within the scope, the LBD will blink with a confirm frequency, the blink frequency of LBD is determined by the distance of barrier, the nearer distance and the higher frequencies. At the same time, The Voice Alarm warning, detecting the distance, and demonstrate the distance of barrier.【Key Words】Back-draft radar, ultrasonic, measure, warning, microprocessor目录第一章引言 (1)1.1课题研究的背景和意义 (1)1.2国内外倒车雷达的发展现状 (1)第二章超声波介绍 (4)2.1什么是超声波 (4)2.1.1压电式超声波传感器简介 (4)2.2超声波传感器的特性 (5)2.2.1频率特性 (5)2.2.2指向特性 (6)2.3 超声波传感器的应用 (7)第三章倒车雷达的原理与总体设计 (8)3.1超声波测距原理 (8)3.2倒车雷达的总体设计方案 (10)3.3单片机的选择 (11)3.3.1 AT89C51的简介 (11)3.3.2 AT89C51的主要性能参数 (11)3.3.3 AT89C51的结构 (12)3.4超声波发送和接收元器件选择 (13)3.4.1超声波发送模块元器件选择 (13)3.4.2 超声波接收模块元器件选择 (13)第四章硬件设计 (14)4.1 超声波发射模块 (15)4.2 超声波接收模块 (16)4.3 单片机最小系统 (17)第五章软件设计 (18)5.1软件的设计要求 (18)5.2软件设计的总体结构框图 (18)5.3各个程序的流程图 (18)5.3.1主流程图 (19)5.3.2发射接收模块流程 (19)5.3.3中断程序流程 (20)第六章调试 (22)6.1最小系统的调试 (22)6.2测距模块的调试 (22)6.3 调试结果 (25)6.4误差分析 (25)第七章结束语 (27)第八章致谢 (28)参考文献 (29)第一章引言随着我国汽车产业的高速发展，尤其是近几年来，我国开始进入私家车时代，汽车的数量逐渐增加，造成公路、街道、停车场、车库等越来越拥挤。
倒车雷达电路设计
倒车雷达电路设计电路设计2011-03-30 09:50:18 阅读4 评论0 字号：大中小订阅倒车雷达只需要在汽车倒车时工作，为驾驶员提供汽车后方的信息。
由于倒车时汽车的行驶速度较慢，和声速相比可以认为汽车是静止的，因此在系统中可以忽略多普勒效应的影响。
在许多测距方法中，脉冲测距法只需要测量超声波在测量点与目标间的往返时间，实现简单，因此本系统采用了这种方法。
如图1所示，驾驶员将手柄转到倒车档后，倒车雷达自动启动，倒车雷达探头向后发射40kHz的超声波信号，经障碍物反射，由倒车雷达探头收集，进行放大和比较，单片机将此信号送入显示模块，同时触发语音电路，发出同步语音提示，当与障碍物距离小于1m、0.5m、0.25m时，发出不同的报警声，提醒驾驶员停车。
图1 倒车雷达工作原理图图2 倒车雷达探头电路一，相关的硬件设计1 倒车雷达探头设计倒车雷达探头包括超声波产生电路和超声波发射控制电路两个部分，超声波探头（又称“超声波传感器”）选用KT40-1602，可采用软件发生法和硬件发生法产生超声波。
前者利用软件产生40kHz的超声波信号，通过输出引脚输入至驱动器，经驱动器驱动后推动探头产生超声波。
这种方法的特点是充分利用软件，灵活性好，但需要设计一个驱动电流在100mA以上的驱动电路。
第二种方法是利用超声波专用发生电路或通用发生电路产生超声波信号，并直接驱动倒车雷达探头产生超声波。
这种方法的优点是无须驱动电路，但缺乏灵活性。
本设计采用第一种方法产生超声波，电路设计如图2所示。
40kHz的超声波是利用555时基电路振荡产生的。
其振荡频率计算式为f=1.43/((R 9+2·R 10)·C 5)。
将R 10设计为可调电阻的目的是为了调节信号频率，使之与超声波探头的40kHz固有频率一致。
为保证555时基具有足够的驱动能力，宜采用+12V电源。
CNT为超声波发射控制信号，由单片机进行控制。
图3 倒车雷达探头电路倒车雷达探头包括超声波接收探头、信号放大电路及波形变换电路三部分。
基于MSP430单片机的倒车雷达设计
基于MSP430单片机的倒车雷达设计摘要随着我国汽车产业的告诉发展，尤其是近两三年我国开始进入私家车时代，汽车电子产业成了新的增长点，汽车电子产品的高利润和市场广阔性备受商家关注，印象和防盗器就是明证。
近两年来，倒车雷达成了商家的电子新爱，众多生产防盗器的厂家纷纷涉足倒车雷达。
倒车雷达全称为“倒车防撞雷达”，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启动车辆时前后左右探视所引起的困扰，并帮助驾驶员扫除视野的死角和视线模糊的缺陷。
本文详细介绍了一种基于MSP430单片机的超声波脉冲测距预警倒车雷达系统。
该系统以空气中超声波的传播速度为确定条件，利用反射超声波测量待测距离。
并且描述了系统研制的理论基础，超声波传感器等部分的电路设计以及使用了性能优良的单片机对系统起到了积极的作用。
论文概述了超声波检测的发展及原理，介绍了超声波传感器的原理以及特性，并且在在此基础上提出了系统的总体构成。
针对测距系统发射、接受、检测、多路控制、显示部分的总体设计方案进行了论证。
关键词：倒车雷达；MSP430单片机；超声波测距。
The Design of Car Parking Sensor Based on MSP430 ChipAbstractWith the development of China's automobile industry to tell, especially in the past two or three years entered the private car of the era, automotive electronics industry has become a new growth point, automobile electronic products and market a broad high-margin business of much attention, impressions, and anti-theft device is proof. The past two years, reversing radar became the new love of electronic business, many manufacturers have produced anti-theft device involved reversing radar.Parking sensor is called "reverse collision avoidance radar," is secure car parking assist device, capable of voice or a more intuitive display of obstacles around the situation told the driver to lift the driver start the vehicle parking and access around, problems arising and to help the driver dead livestock and blurred vision defects.This paper describes the MSP430 microcontroller based ultrasonic pulse ranging reversing early-warning radar system. The system is the propagation velocity of ultrasonic wave in the air to determine the conditions under test using reflected ultrasonic distance measurement. And describes the theoretical basis of system development, ultrasonic sensors and other parts of the circuit design and the use of the excellent performance of the SCM system has played a positive role.Paper outlines the development of ultrasonic testing and the principle, introduced the principle and the characteristics of ultrasonic sensors, and on this basis, the overall composition of the proposed system. Ranging system for launch, receive, test, multiple control, showing part of the overall design were demonstrated.Keywords ：reversing radar; MSP430 microcontroller; Ultrasonic Ranging目录摘要 (1)Abstract (2)目录 (3)1. 绪论 (1)1.1 引言 (1)1.2 课题背景及意义 (1)1.3 国内外倒车雷达的发展现状 (2)1.4 倒车雷达的发展趋势 (3)1.5 论文主要研究内容 (4)2. 倒车雷达的相关技术 (5)2.1 超声波介绍 (5)2.2 超声波传感器 (6)2.2.1 超声波传感器结构 (6)2.2.2 工作程式 (8)2.2.3 系统构成 (8)2.3 系统测距原理 (9)3. 系统的硬件设计 (11)3.1 硬件结构 (11)3.2 MSP430单片机 (11)3.3 系统的硬件电路设计 (12)3.3.1 主控制器选择及硬件组成 (12)3.3.2 电源电路 (12)3.3.3 复位电路 (13)3.3.4 时钟电路 (14)3.3.5 存储器电路设计 (15)3.4 超声波换能器电路设计 (16)3.4.1 倒车雷达总体结构 (16)3.4.2 超声波发射信号 (16)3.4.3 超声波接收电路 (17)3.4.4 显示电路与报警提示设计 (18)3.4.5 MSP430单片机介绍 (19)4. 系统软件设计 (21)4.1 软件设计总体思路 (21)4.1.1 总体思路 (21)4.1.2 需要完成的任务 (22)4.2 图像视频的采集与播放 (22)4.2.1 USB摄像头的组成 (22)4.2.2 LCD显示的程序设计 (23)4.3 超声波发射和接受部分软件 (25)5. 总结 (29)参考文献 (32)致谢 (34)1. 绪论1.1 引言超声波雷达又称泊车辅助系统，是一种利用超声波原理，由装载于车尾保险杠上的探头发送超生波撞击障碍物后，反射此声波探头，从而计算出车体与障碍物之间的距离。
基于单片机的汽车倒车雷达系统设计(含程序)介绍
基于单片机的汽车倒车雷达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倒车防撞预警系统势在必行。
本设计是利用最常见的超声波测距法来设计的一种基于单片机的汽车倒车雷达系统。
本设计的主要是基于STC89C52单片机利用超声波的特点和优势，将超声波测距系统和STC89C52单片机结合于一体，设计出一种基于STC89C52单片机的汽车倒车雷达系统。
该系统采用软、硬件结合的方法，实现了汽车与障碍物之间距离的显示以及危险距离的声光报警等功能。
本设计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。
在超声波测距系统功能和STC89C52单片运用的基础上，提出了系统的总体构成，对系统各个设计单元的原理进行了介绍，并且对组成各单元硬件电路的主要器件做了详细说明和选择。
本设计论文还介绍了系统的软件结构，并通过编程来实现系统功能和要求。
关键词：汽车倒车雷达、STC89C52、超声波、测量距离、显示距离、声光报警第一章绪论1.1 课题设计的目的和意义随着汽车的普及，越来越多的家庭拥有了汽车。
交通拥挤状况也随之出现，撞车事件也是经常发生，人们在享受汽车带来的乐趣和方便的同时，更加注重的是汽车的安全性，许多“追尾”事故都与车距有着密切的关系。
为了解决这个安全问题，设计一种汽车测距防撞报警系统势在必行。
由于超声波指向性强，能量消耗缓慢，在介质中传播的距离较远，因而超声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。
所以超声波测距法是一种非常简单常见的方法，应用在汽车停车的前后左右防撞的近距离测量，以及在汽车倒车防撞报警系统中，超声波作为一种特殊的声波，具有声波传输的基本物理特性—折射，反射，干涉，衍射，散射。
(整理)倒车雷达的设计最完整的毕业设计.
沈阳工程学院毕业设计(论文)任务书毕业设计(论文)题目：倒车雷达的设计系别自控系班级电子071学生姓名庞雪学号2007331104指导教师李川职称副教授毕业设计(论文)进行地点：实训F217任务下达时间：2010年3月10 日起止日期：2010年4月29日起——至2010年6月27日止教研室主任田景贺2010年3月10 日批准精品文档1.设计（论文）的原始资料及依据；集成电路应用、单片机应用、显示电路等图书资料及搜集到的有关倒车雷达产品说明书。
2.设计（论文）主要内容及要求；（1）2米之内探测到障碍物（2）自动显示距离（3）倒车语音提示3.对设计说明书、论文撰写内容、格式、字数的要求；按沈阳工程学院毕业设计论文格式要求打印4.对外文翻译的题材、字数、出版期限等的要求：要求翻译一篇与本专业或本课题有关的外文文献，不少于3000汉字。
)5.课题完成后应提交成果的种类、数量、质量等方面的要求；应提供开题报告1份，毕业设计论文1份，符合设计要求。
6.时间进度安排；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。
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，本文介绍了以SPCE061A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。
级自动化——超声波倒车雷达系统设计方案
摘要采用超声波测距原理，驾驶者在倒车时，将汽车的挡位推到R挡，启动倒车雷达，在控制器的控制下，由装置于车尾保险扛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，从而计算出车体与障碍物之间的距离，判断出障碍物的位置，再由LED显示器和蜂鸣器声发出警示信号，从而使驾驶者倒车时不至于撞上障碍物。
整个过程，驾驶者无须回头便可知车后的情况，使停车和倒车更容易，更安全。
本文在查阅、分析国内外倒车雷达系统相关技术的基础上，结合最新研究成果，对基于超声波测距的倒车雷达预警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，构建了倒车雷达预警系统的系统构架和设计方案；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雷达预警系统的测距实现原理，分析了以AT89S52单片机为主控单元的系统硬件设计，并通过系统仿真研究，验证了系统的可靠性和可行性。
关键字：超声波；倒车雷达；传感器；AT89S52单片机ABSTRACTThe ultrasonic distance principle, drivers in reverse, the gears to push the car back and start against R radar, under the control of the controller, the device to carry on the rear insurance send ultrasonic probe, obstacle, sensor, echo signal after receiving echo signal controller, which calculated data processing, the distance between the body and the obstacles and obstacles, then LED by a warning signal and noise, thus make the drivers reverse not mask obstacles. The whole process, without turning and car drivers that after, parking and reverse easier, more safety.Based on the analysis of domestic consulting, reverse radar system on the basis of relevant technology, combining the latest research results of the based onultrasonic ranging back-draft radar warning system is discussed and studied. This system is divided into rangefinder module, the system control module and display alarming module, and carries on the analysis, to construct the backing of the early-warning radar system architecture and design scheme, In the hardware circuit, this paper expounds the application of visualization technology realization of location back-draft radar warning system, and analyzes the realization principle for the control unit of AT89S52 SCM system hardware and software design, and through the system simulation verified the feasibility and reliability of the system.Key words: ultrasonic sensors, radar, reversing AT89S52 SCM.目录1 绪论11.1倒车雷达防撞的意义11.2倒车雷达的发展过程21.3本文主要内容42 系统构建与方案设计52.1系统设计要求52.2系统构建52.3系统方案设计62.3.1测距系统方案设计62.3.2控制系统方案设计102.3.3显示报警系统方案设计112.3.4系统探测范围及传感器布点的确定112.4本章小结133 系统硬件设计143.1系统硬件设计思想143.2测距系统设计153.2.1超声波发射模块电路设计153.2.2超声波接收模块电路设计183.2.3测温电路设计213.3控制系统设计233.3.1 AT89S52单片机最小系统设计243.3.2串行通信接口设计253.3.3换向选通电路设计262.3.4电源模块电路设计273.3显示报警模块电路设计293.3.1显示模块电路设计293.3.2报警模块电路设计303.4本章小结313 仿真324.1系统模糊控制器设计334.2建立输出与输入变量的数学关系模型364.3 SIMULINK仿真及参数的调整384.4仿真效果分析394.5本章小结415 总结与展望42致谢43参考文献44附录461 绪论自2002年以来，家用轿车成为继购房之后的又一大消费热点。
基于MSP430F427的倒车雷达设计
中国市场 ２１ 年 第４ 期 （ ０１ １ 总第６２期） ５
基 于 ＭＳ ４ ０ ４ ７的倒 车 雷 达 设 计 Ｐ ３ ２ Ｆ
段 晓 飞
（ 阳工 学院 ，河南 安 阳 ４ ５０ ） 安 ５ ００
［ 摘 要 ］根 据 超 声 波 测 距 原 理 设 计 了 一 款 倒 车 雷 达 系统 ，采 用 Ｍ Ｐ３ Ｆ２ 开发 板 中的 ｌ Ｓ４０ ４７ ６位 Ａ Ｍ 处理 器 Ｒ Ｌ Ｃ １３ 为数 字 电路 处理 器 ，超 声测距采 用凌 阳公 司的超 声波测距模 组 Ｖ ． ，液 晶屏采 用 ＺＭ１８４ Ｓ Ｄ，开发 软件 Ｐ ２０ 作 ２０ Ｊ ２６Ｂ Ｂ 用的是 Ａ Ｓ． 。 系统设 计采 用 了模 块化 的设 计 思想 ，把 系统 分为超 声 波测 距部 分和 液 晶显 示部 分 ，这 样 不仅 简化 了调 Ｄ １２
射物 之 间的距离 ，与 常规 的 测距 手 段相 比往往 比较 迅速 、
模
组 接
口
超声波谐振载波 调 理 电 路
超声波 发射探头 超声波 接 收 探 头
Ｊ ８）
方便 、计算 相对 简单 ，并且 易于做 到实 时控制 。
图 １ 倒 车 雷 达 系 统框 图
１ 超声 波测 距原理
无法 直接 目测 到车尾 与障碍 物体 的距离 而设计 。安全 避免 障碍物 的前提 是快速 、准 确地测 量障碍 物与 汽车之 间 的距
离 。超声 波测 距 作 为 一种 现 代 化 的测 量 手 段 以其 非 接触
性 、定 向性好 ，可测 范 围广 ，能 量集 中 ，在传 输过程 中衰 减 较小 ，反射 能 力 较 强 ，不 受 光 线 和 被 测 物 体 颜 色 的影 响 ，并且 在恶 劣 的工作环 境下 具有一 定 的适 应能力 等优 点 而被广 泛 的应用 。超声 波传感 器 以其 信息处 理简单 、价 格 低 廉 、硬件 容易实 现 等优 点 ，也被 广 泛 用做 测 距 传感 器 ， 应用 于许 多领域 。因此 本 系统 以 ＭＳ ４ ０ ４ ７作 为 核 心处 Ｐ３ Ｆ２ 理器 ，使用 超声 波传感 器 ，利 用 时差 法来 确定传 感器 和反
带语音播报功能的倒车雷达预警系统
毕业设计设计题目：超声测距单片机控制系统设计超声测距单片机控制系统设计摘要随着社会经济的发展交通运输业日益兴旺，汽车的数量大幅攀升，交通事故频发，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。
它的CPU是8位的，具有体积小，精度高，价格便宜的优点。
最后通过硬件和软件设计实现了各个模块的功能。
相关部分附有硬件电路图、程序流程图。
最终结果表明，此设计能很好地完成汽车倒车预警的任务，并能正常显示距离和进行相应的语音提示，能较好地运用到实际生活当中。
关键词：Ultrasonic Range Control System based onSingle-chipAbstractAs social and economic development of the transport industry booming, the number of cars rose sharply,and frequent traffic accidents happened.For this situation, designing a fast response, high reliability and more economical vehicle collision avoidance warning system is imperative , ultrasonic ranging method is the most common form of distance ranging method. The thesis designs a reversing collision alarm system based on an ultrasonic distance measurement method. Control system consists of the ultrasonic range finder and voice broadcast module.Micro-controller STC89C52 is used in the design , it is an 8-bit CPU, with small size, high accuracy, low price advantages. Ultrasonic Ranging Module uses HC_SR04 and voice broadcast module uses ISD1820. The entire circuit is modular in design, containing the main program module, display module, voice broadcast module, ultrasonic ranging module, the delay module and other components. The micro-controller provides more than 10us TTL level to trigger ultrasonic ranging module.The time difference from the transmitter to the receiver is calculated by the micro-controller and then micro-controller calculates the distance value. Whether display or voice broadcast is according to alarm range set by the chip. Finally,we achieve the function of each module by the design of hardware and software.The relevant part is accompanied by the hardware circuit and program flowchart.Final results show that this design can well accomplish the task of vehicle reversing warning, and can properly display the distance.The design can be well applied to real life with achieving the corresponding voice prompts.Key Word:目录1 绪论 (1)1.1论文研究目的及意义 (1)1.2国内外研究发展情况 (1)1.3论文研究内容 (2)2 控制系统主要硬件的介绍 (3)2.1单片机STC89C52选型 (3)2.1.1 STC89C52简介 (3)2.1.2 STC89C52引脚介绍 (4)2.2 超声波测距模块选型 (6)2.2.1 HC-SR04介绍 (6)2.2.2 超声测距模块构成 (9)2.3显示器件的选型 (10)2.3.1数码管的选型 (11)2.4 ISD1820语音芯片介绍 (12)2.4.1 管脚排列图 (12)2.4.2 芯片录音时间介绍 (12)2.4.3 实物图及使用说明 (12)3 硬件电路设计 (14)3.1单片机最小系统设计 (14)3.2超声波测距显示电路系统设计 (17)3.3 超声波系统设计 (17)3.4 语音系统设计 (19)4 系统软件部分设计 (20)4.1 预警系统主体部分流程图 (20)4.2主程序及启动超声测距部分 (22)4.2.1 主程序的初始化 (22)4.2.2 启动超声测距模块及调用计算 (22)4.3 延时子程序 (23)4.4 数码管扫描显示程序 (23)4.5 中断子程序 (24)4.5.1 定时器T0计数溢出程序设计 (24)4.5.2 定时器T1中断扫描和启动模块 (24)4.6 距离计算和语音报警子程序 (25)5 实物性能测试 (26)5.1 单片机测试 (26)5.2 程序调试 (26)6 编程和下载软件的介绍 (27)6.1 Keil的简介 (27)6.2 Altium Designer 9.0的简介 (33)6.3 STC_ISP_V480的简介 (35)7 结论 (38)谢辞 (38)参考文献 (39)附录1 源程序.................................................................................................. 错误！未定义书签。
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一种基于车载MP3播放机的倒车雷达设计作者：张强应自炉李德锋来源：《现代电子技术》2011年第22期摘要：提出了一种基于车载MP3播放机-SH252的倒车雷达设计方案，并介绍了系统的软硬件设计思路。
系统采用EM78P153单片机作为倒车雷达数据采集部分，采用超声波探测方式测距。
在倒车时，倒车雷达会自动启动，并在EM78P153的控制下，由装置于车尾保险杠上的探头发送超声波信号，当遇到障碍物时，产生回波信号,探头接收到回波信号后经控制器进行数据处理并计算出车体与障碍物之间的实际距离，然后将数据发送到车载MP3播放机上进行距离显示和语音同步提示，为驾驶员提供报警提示，提高驾驶的安全性。
关键词：车载MP3播放机； EM78P153；超声波测距；语音同步提示中图分类号：文献标识码：A文章编号：Design of Car Backward Sensors Based on Vehicle MP3 PlayerZHANG Qiang1,2, YIN(1. School of Information Engineering, Wuyi University, Jiangmen 529020, China;2. Audiovisio Electronics Co., Ltd., Jiangmen 529020, China)Abstract： A design scheme of car backward sensors based on a vehicle MP3 player SH252 is proposed. The idea for system software and hardware designs is introduced. The microcontrollerEM78P153 is adopted in this system as the data collector of car backward sensors. The ultrasonic detecting mode is used for ranging. When the car is in the backward mode, the backward sensors are automatically activated, and the probes mounted on the rear bumper send ultrasonic signals under the control of EM78P153. When facing with an obstacle, an echo signal appears. The echo signal received by probes is processed, and the actual distance between the rear bumper and obstacles is calculated by MCU. The collected data is sent to the car MP3 player. The distance is displayed and the synchronic voice prompt is provided for the driver. It greatly improves the driving security.Keywords： vehicle MP3 player; EM78P153, ultrasonic ranging; synchronic voice prompt收稿日期：近年来，随着汽车电子技术的快速发展，倒车雷达以及具有MP3播放、收音、、音频功率放大器等功能的车载MP3播放机的市场需求与日俱增［］。
然而市场上的车载MP3播放机和倒车雷达是相互独立的2个部分，用户在使用和安装时都带来了不便。
考虑到车载MP3播放机和倒车雷达在汽车上的普及程度以及消费者对两者的依赖性，在车载MP3播放机中结合倒车雷达功能对消费市场的开拓是很必要的。
本文在不改动一款车载MP3播放机整机原有性能的基础上，提出了一种适当加入倒车雷达功能的可行性方案。
本文着重介绍，超声波测量距离的原理，以及如何使倒车雷达与车载MP3播放机有机地结合在一起。
1系统总体结构1.1倒车雷达设计结构该倒车雷达设计是基于江门市奥威电子有限公司自主研发的一款名为SH252的车载MP3播放机设计而成，系统总体框图如图1所示。
SH252的主要功能有：可播放MP3 音频格式的歌曲，支持读取SD/MMC卡/U盘中的音频文件，支持模式，支持数字FM全频（87.5~108.0 MHz）电子调谐收音，18个预置电台。
图1系统总体结构框图主控MCU采用杭州士兰微电子股份有限公司提供的SC95870，它是一款内置MCU，DSP，DMA控制器、DAC等模块的SOC芯片，其内部结构框图如图2所示。
SC95870是一款带有USB Host功能的MP3 解码播放芯片，支持从多种存储介质播放MP3，包括 USB，SD/MMC 卡，芯片内置立体声DAC，LDO 和 PLL 可以有效地降低整机成本，它被广泛应用于家庭媒体播放系统以及汽车电子等系统中。
1.2主要器件选择考虑到该款车载MP3播放机的功能要求，以及生产成本、芯片内部资源、等因素，本系统使用EM78P153实现倒车雷达设计中数据采集模块。
该芯片具有32×8 b片内SRAM、1 024×13 b片内ROM、12个可编程的双向复用I/O、1个8位实时计时/计数器TCC、1个可编程自由运行看门狗定时器WDT［3］。
EM78P153芯片既满设计要求，又具备价格优势，且技术成熟度较高，故成为方案设计首选。
图2主控MCU结构框图语音芯片选择性价比较高的AK020，它是一款一次性烧录语音IC 芯片。
其主要特点是脚位少、体积小，有DAC和PWM驱动方式语音输出，外围元器件少。
芯片可容纳最多64组声音。
用户可选择的8位5位和4位数据压缩。
支持3模式触发功能：独立模式、串行触发模式、CPU命令模式。
2方案原理倒车雷达，又称泊车辅助系统。
它是汽车泊车或者倒车时的安全辅助装置，由超声波传感器、控制器、显示器和语音芯片等部分组成。
它能以语音和更为直观的LCD显示告知驾驶员周围障碍物的情况，避免了驾驶员倒车时障碍物损伤汽车，甚至引发交通事故，并帮助驾驶员扫除了视野死角，增强汽车的后视能力，提高驾驶的安全性［］。
超声波测距原理是借助超声波指向性强，能量缓慢消耗的特点，通过超声波发射器向某一方向发射超声波。
在发射时刻的开始进行计时。
超声波在空气中传播时遇到障碍物立即被反射回来，超声波接收器在收到反射波就立即停止计时。
超声波在空气中的传播速度为v ，而根据计时器记录的发射超声波和接收到回波的之间的时间t ，就可以计算出发射点和障碍物之间的距离l，即：l=vt/2（1）这就是超声波时间差测距法［］。
倒车雷达数据采集系统如图3所示，该系统由数据采集芯片EM78P153发送40 kHz的信号以及4路通道选择信号控制超声波信号的发射［］。
当驾驶员将手柄转到倒车档后，车载MP3播放机自动转换进入倒车模式，并且启动计时/计数器TCC，接收到回波信号后关闭TCC。
通过计时/计数器TCC准确测出超声波从发射到遇到障碍物反射返回的时间，根据超声波的速度计算出汽车与障碍物之间的探测距离，并将探测距离发送到主控芯片。
通过主控芯片将探测距离实时地显示在LCD上，并发出相应的报警提示。
图3倒车雷达数据采集系统框图3系统部分设计3.1EM78P153数据发送芯片EM78P153采集到探测距离的数据后，通过单线接口方式将4路数据发送到主控芯片上。
考虑到传输距离很短，在数据编码中没有采用校验，具体编码有以下特征：采用脉宽不同的串行码，以脉宽为0.565 ms、间隔0.56 ms、周期为1.125 ms的组合表示二进制的“0”；以脉宽为0.565 ms、间隔1.685 ms、周期为2.25 ms的组合表示二进制的“1”，其波形如图4所示。
图4编码中的“0”和“1”上述0和1组成连续的32位二进制码组，前16位是分别是超声波发射/接收器1和超声波发射/接收器2采集到的探测距离，后16位是分别是超声波发射/接收器3和超声波发射/接收器4采集到的探测距离，如图5所示。
其中引导码由9 ms的低电平和4.5 ms的高电平组成。
其中８位数据码，第7位和第6位组合表示4路传感器，“00”表示传感器1，“01”表示传感器2，“10”表示传感器3，“11”表示传感器4；第5位始终等于0；剩下的5位数据表示探测距离。
图5遥控信号编码图3.2语音报警提示报警提示和语音报数是由语音芯片AK020和其他一些外围器件共同组成。
根据汽车与障碍物之间距离进行报数和报警。
在应用前先将所需的语音按照一定的顺序录入到指定的存储器中。
语音内容分配列表如图6所示。
每次发脉冲触发信号前先发复位计数信号，复位脉冲计数器大于100 μs，等待100 μs后，再发送触发信号，发送第n个触发信号给语音芯片，则播放第n段语音。
当汽车与障碍物之间大于1 m时，语音芯片不进行报数，此时由LCD显示距离，由蜂鸣器发出“嘀嘀”声。
当汽车距离障碍物1 m时，语音芯片通过扬声器播放“1 m”的语音，当汽车距离障碍物0.9 m时，语音芯片通过扬声器播放“0.9 m”的语音，并通过LCD显示提醒驾驶者当前的距离。
当汽车距离障碍物小于等于0.5 m时，语音芯片通过扬声器连续播放“停车”的语音。
图6语音内容分配表3.3模式间的相互转换［11］当驾驶员将手柄转到倒车档后，倒车雷达开始采集探测距离的数据，并通过单线接口向主控芯片发出中断请求。
主控芯片响应中断，由中断程序处理接收到的数据，并判断数据有效后，向消息队列中发送“倒车开始”的消息。
主程序接收到“倒车开始”消息，车载MP3播放机进入模式转换过程。
在模式转换过程有2个步骤：首先，保存当前模式中的一些参数，并将当前模式设置为倒车模式。
在倒车模式结束后恢复到原来的模式，如图7所示。
图7模式转换图然后，调用程序中的显示模块和语音提示模块，进入倒车雷达模式，将探测距离实时地显示在LCD上，并通过语音芯片发出相应的报警提示。
倒车结束后，倒车雷达停止对探测距离数据的发送，向消息队列中发送“倒车结束”的消息，主程序接收到“倒车结束”消息后，车载MP3播放机返回倒车前的模式。
4结语该倒车雷达设计，是车载MP3播放机和倒车雷达的有机结合，给用户在实际使用和安装都带来了方便。
由于该设计方案是基于一款已经设计完成的车载MP3播放机SH252所提出的，以及SH252的主控芯片输入/输出端口资源有限，所以在倒车雷达设计中使用了EM78P153作倒车过程中的探测距离数据的采集。