本科毕业论文（设计） 题目：基于单片机的汽车倒车测距仪的设计 姓 名： 何 颖 学 号： 1242057115 专 业：电子信息科学与技术院 系： 电子通信工程 指导老师： 陈 业 慧 职称学位： 讲师/硕士 完成时间： 2016年5月 教务处制安徽新华学院2016届本科毕业论文（设计）安徽新华学院本科毕业论文（设计）独创承诺书本人按照毕业论文（设计）进度计划积极开展实验（调查）研究活动，实事求是地做好实验（调查）记录，所呈交的毕业论文（设计）是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除文中特别加以标注引用参考文献资料外，论文（设计）中所有数据均为自己研究成果，不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果。与我一同工作的同志对本研究所做的工作已在论文中作了明确说明并表示谢意。 毕业论文（设计）作者签名： 日期： 基于单片机的汽车倒车测距仪的设计摘 要随着现在社会的科技水平与经济水平在不断发展，汽车基本上已经普及到家家户户，所以在汽车行驶过程中的倒车停车安全问题就被人们日渐重视起来。科技水平与人们生活水平的不断提高使得汽车的普及率逐年升高，汽车倒车测距仪的研究有着非常重要的意义。所以本设计主要研究辅助司机进行安全的倒车停车所使用的测距辅助仪器。由于在狭窄或者较为复杂的环境下倒车停车具有一定的危险性，所以本设计就这一问题进行研究与解决。本设计以STC89C52为主控芯片，使用超声波传感器来进行检测，当超声波传感器探测出与前方或者后方阻碍物体的距离后，传感器会反馈探测值给芯片，芯片会将传感器反馈的测量值与之前提前设定的预警值进行比较，当测量值小于设定值时，芯片会发出信号使蜂鸣器发出警报，同时在数码管显示出测量的具体距离。当测量值大于设定值，程序继续循环，蜂鸣器不发出警报，仅在数码管显示器上显示测量距离。本文主要是基于单片机就超声波辅助倒车测距仪进行设计，通过超声波探测，单片机控制报警系统进行实时预警，达到辅助司机倒车的作用。关键词：倒车测距；超声波传感器；STC89C52Reverse Range Finder Design Based on MCUAbstractWith the science and technology level and economic level of now society in constant development, auto basically has spread to every family, so in the process of car parking reversing safety problem is increasingly attention by people. With the constant improvement of the level of science and technology and peoples living standard, car penetration increases year by year, reverse range finder research has very important significance.So this design is mainly research assist drivers safe range used by reverse parking auxiliary equipment.Due to the narrow or more complex environment reverse parking has certain risk, so this design is to research and solve the issues. This design with STC89C52 as main control chip, using ultrasonic sensors to detect, when the ultrasonic sensors detect and front or rear obstacles to the distance of the object, the sensor will feedback detection values for chip, chip will be set in advance prior to the measured value of the sensor and the early warning value comparison, when the measured values is less than the set value, chip can make the buzzer sounded the alarm signal, at the same time in the digital tube display a specific distance measurement. When the measured value is greater than the set value, the program continues to cycle, buzzer alarm, not only displayed on the digital tube display distance measurement.This paper is based on single chip microcomputer the ultrasonic assisted astern rangefinder design, by ultrasonic detection, single-chip microcomputer control alarm system for real-time warning, to assist the driver astern. Keywords: Reverse Range；Ultrasonic Sensor；STC89C52II目 录1 绪 论12 设计方案确定22.1 设计原理32.2 设计任务和功能要求33 硬件设计43.1 单片机最小系统电路43.1.1 STC89C52单片机53.1.2 复位电路63.1.3 时钟电路63.2 电源设计73.3 超声波测试模块73.3.1 超声波传感器原理83.3.2 测距分析103.4 声音报警电路的设计113.5 显示模块124 倒车测距仪的软件设计134.1 软件工具介绍134.2 程序流程图144.2.1 主流程图程序设计144.2.2 超声波探测程序流程图155 调 试175.1 软件调试175.2 实物186 结 论21致 谢22参考文献23附 录241 绪 论由于当今社会的科技水平与经济水平不断发展，汽车基本上已经普及到家家户户，但是在某些特殊环境与情景下，汽车行驶会有一定的危险性，例如通过狭窄地区、在黑暗条件下倒车等，所以汽车行驶中的倒车停车等安全问题就日渐被重视起来。本设计就是为了满足那些开车司机安全方便的倒车停车需求而设计的倒车辅助测距仪器。虽然最终设计成果相对于市面上所购买的倒车测距仪器在精准度上面有所不足，但是使用成本更为低廉，而且操作十分方便，仪器小巧玲珑，便于携带，耗能低。当测量距离低于警报值时，立刻发出警报信号，并且在数码管上实时显示测量距离，一目了然。目前市面上能购买的倒车测距仪主要有：激光检测、红外线检测和超声波检测。但是因为超声波检测有着比其余检测方式有着以下优点：（一）更加迅速、便利和易于做到实时管理等优点,并且在测量精度方面也比较高。（二）超声波检测是一种非接触检测性技术,不需要接触检测物体,这样就不会遭到光线、被测对象形状色彩等其他因素的影响。（三）超声波检测比其余检测仪器更加环保,更耐恶劣天气环境,具备少维护、无污染、较牢靠、长寿命等特点。（四）超声波检测的指向性强,检测时能量耗费较为缓慢,并且在介质中传播的距离较远,所以超声波经常用于距离的测量。同时因为单片机有着高集成度、系统简单、实现模块化和高可靠性等优点，所以本设计就是采用基于单片机的超声波传感器倒车测距仪1。2 设计方案确定现在使用最为广泛的几种测距方式主要有三种：激光测距，红外线测距和超声波测距。所以本设计对三种测距方案分别进行了分析：方案一：激光测距是利用激光对与目标距离进行测量，测距仪发射激光，然后接受反射光，计时器记录所需时间，然后得出距离。激光测距目前最为普遍，但是由于成本高，较复杂，所以本设计并不考虑。方案二：红外线测距是利用红外线传播的不扩散原理，一般适用于远距离测距，所以本设计也不考虑。方案三：超声波测距是根据超声波遇到障碍物反射回来的特性进行测距，超声波发射器发出超声波，同时计时器开始计时，超声波遇到障碍物体反射，接收器接收到反射波，计时器停止计时，由计时器记录时间可以算出距离。因为超声波测距在短距离测距的精度能达到一定标准，成本较低，设计难度适中，所以本设计决定采用超声波测距。本设计采用较为主流的单片机STC89C52作为主控芯片，去控制超声波模块2。其系统组成框图如图2.1所示。图2.1 系统组成框图系统中主要由STC89C52单片机、超声波传感器模块、数码管显示模块、电源模块、蜂鸣器报警模块等模块所构成的一个倒车测距系统。2.1 设计原理倒车测距仪是一种司机广泛使用的安全辅助装置,它通过发出声音或视觉信息告知驾驶员周围障碍物,使司机发现停车和起动车辆时的安全问题，提高驾驶的安全性。如今市场上的倒车测距仪大部分都是利用超声波测距原理，在控制器的控制下，通过超声波传感器发射超声波信号，当遇到障碍物体时，超声波发生反射,然后传感器接受到反射回来的超声波，控制器进行数据处理，确定与障碍物之间的距离，并且通过数码管实时显示，当距离小于预警值时，报警电路发出声音或者其他警告信号，使得司机在倒车、行驶时做到心中有数，出行更加安全、方便。 本设计成品主要在以下场景使用：当司机因为环境等其他因素干扰下进行倒车停车时，因为存在一定风险，这时候可以通过倒车测距仪获得与障碍物之间的距离，从而做到安全的行驶。2.2 设计任务和功能要求基于单片机的汽车倒车测距仪的设计要求如下： （1）利用超声波传感器进行报警信号的采集； （2）当距离值小于预警值，声音报警电路发出声音预警； （3）通过显示模块实时在数码管上显示与障碍物的距离； （4）可以通过按键模块对预警值进行调整。3 硬件设计本系统硬件主要包括：STC89C52单片机最小系统、超声波传感器模块、数码管显示模块、电源模块、蜂鸣器报警模块等模块所构成的一个倒车测距系统，整体电路图如图3.1所示。图3.1 总设计电路图3.1 单片机最小系统电路在目前市场上，51系列单片机使用十分广泛，因为其内部资源和接口较少，价格低廉，其功能基本上可以完成设计需求，所以本设计采用了STC89C52单