基于8051单片机的超声波汽车倒车测距仪控制系统的设计

摘要

随着社会经济的提高，交通运输业日益发展，汽车的数量不断增加，汽车的普及极大方便了人们的出行、学习和工作。但与此同时，交通拥挤状况也日趋严重，汽车也给人们带来了很大的安全隐患，比如倒车时不能有效看清车身后的障碍物或存在视线模糊等情况，这往往会造成行车事故的频繁发生，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尤为重要。

汽车倒车测距仪是汽车泊车或倒车时的安全辅助装置，由超声波传感器、控制器、显示器和报警器组成。它能以声音和具体的数据来告诉驾驶员后方障碍物的情况，就可以扫除视野死角和视线模糊的缺陷，减小了驾驶员泊车和倒车难度，提高了驾驶的安全性。

关键词：单片机；倒车；测距仪

ABSTRACT

With the improvement of social economy, transportation industry growing, increasing the number of vehicles, the popularity of cars greatly facilitates people's travel, study and work. But at the same time, traffic congestion is serious, the car also brings a lot of potential safety problems, such as when reversing cannot effectively see body after obstacles or blurred vision, and so on and so forth, which often causes traffic accidents frequently occur, taking place repeatedly crash, caused the inevitable personal casualty and economic losses, for this kind of situation, design a kind of fast response, high reliability and more economical car crash warning system is particularly important.

Reverse range finder is when the car parking or reversing safety auxiliary device, composed of ultrasonic sensor, controller, display and alarm. It can sound and specific data to tell drivers behind obstacles, can eliminate the blind spot and the defects of blurred vision, reduced the driver parking and reversing difficult, improve the driving safety.

Key words: single chip microcomputer; Astern. Range finder

目录

第1章绪论 (2)

1.1 课题研究的意义和背景 (2)

1.2 国内外发展现状 (2)

1.3 超声波测距仪51单片机控制系统概述 (3)

1.4研究内容及论文的安排 (4)

第2章总体方案设计 (5)

2.1 设计方框图 (5)

2.2 系统总体设计思想 (5)

第3章系统硬件各主电路设计 (6)

3.1 超声波的介绍 (6)

3.2 超声波测距原理 (7)

3.3超声波发射电路设计 (8)

3.4 超声波接收电路设计 (9)

3.5 HC-SR04超声波测距模块 (10)

3.6 显示模块设计 (13)

3.7 报警电路设计 (14)

3.8单片机控制电路设计 (15)

第4章系统的软件设计 (16)

4.1 系统的主程序设计 (16)

4.2 系统的子程序设计 (19)

第5章结论 (20)

致谢 ................................................................................................. 错误!未定义书签。

第1章绪论

1.1 课题研究的意义和背景

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为人们所关注。由于倒车后视镜有死角，驾车者目测距离有误差，视线模糊等原因，倒车事故发生的频率远大于汽车前进时的事故率。倒车事故不仅会对自己的车和他人财物造成损伤如果伤及儿童更是不堪设想。有鉴于此，汽车产品家族中，专为倒车泊车而设计的“倒车测距仪”应运而生。经过调查，绝大部分非职业汽车驾驶员都希望有一种能发现汽车尾部障碍物的“后视眼”。倒车测距仪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。

倒车测距仪是一个由单片机控制的汽车泊车安全辅助装置。该测距仪讲单片机的实时控制及数据处理功能，与超声波的测距技术、传感器技术相结合，能够测量并显示车辆后部障碍物里车辆的距离，同时用间歇的“嘟嘟”声发出警报，“嘟嘟”声间隙随障碍物距离的缩小而缩短，驾驶员不但可以直接观察到显示的距离，还可以凭听觉判断车后障碍物离车辆的远近，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，并可以帮助驾驶员扫除视野死角和视线模糊的缺陷，提高驾驶的安全性[1]。

1.2 国内外发展现状

超声波倒车防装系统是倒车雷达的一种，倒车雷达在车挂倒挡时开始工作，由探头、主机和显示器三部分构成。

倒车雷达系统经历了三个阶段，六代的技术改良，从早期的倒车防撞仪，只能测试车后有限范围的障碍物，并发出警报，发展到根据距离远近程度分段报警，前两个阶段的倒车雷达一般采用专用集成电路，功能较简单。随着人们对汽车驾驶辅助系统求的提高，以及单片机价格不断下降和汽车电子系统网络化发展的要求，新型的倒车雷达都是以单片机为核心的智能测距传感系统。要求倒车雷达连续测距并显示障碍物距离，并采用不同间歇呜叫频率的声音报警提示距离，让驾驶员全神贯注地注视场景。

汽车电子系统网络化发展还要求作为驾驶辅助系统子系统的倒车雷达具有通信功能，能够把数据发送到汽车总线上。如最为先进的倒车雷达系统为“智能可