超声波测距应用倒车雷达设计.docx

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超声波测距应用倒车雷达设计

腾飞科技文化项目

课题报告表

课题名称基于单片机的倒车雷达系统设计

课题类别___单片机类____________

负责人默念（614）学号2

指导老师陈老师

所在学校湖南铁道职业技术学院

联系电话

结题日期2012、10、12

单片机的倒车雷达系统设计

****湖南铁道职业技术学院自动化专业****

指导教师陈新喜

摘要：

单片机的出现是计算机制造技术高速发展的产物，它是嵌入式控制系统的核心，如今，它已广泛的使用到我们生活的各个领域，电子、科技、通信、汽车、工业等。

本设计是基于单片机的倒车雷达系统设计，该系统由超声波传感器、控制器和显示器等部分组成。

能以直观的显示告知驾驶员周围障碍物的情况，提高驾驶的安全性。

关键词：

倒车雷达系统单片机提高驾驶安全和乐趣

一、引言

倒车雷达，是汽车泊车或者倒车时的安全辅助装置，由超声波传感器、控制器和显示器等部分组成。

能以声音或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。

二、总体设计

根据功能和指标要求，本系统选用STC89C52单片机为主控机。

通过扩展必要的外围接口电路，实现对计算器的设计。

具体设计如下：

2.1由于设计的是倒车雷达，需要用超声波测距模块做为传感器，用单片机来控制，数码管来显示。

考虑到精度问题，选用三位数码管。

2.2本设计制作的只是一个模型，故在实际使用中可能有些不足，比如本设计中测距精度1mm,量程999mm，即只有将近4米的距离，显然在实际使用中不能只有这么远，但只需将超声波测距模块更换为功率稍大的型号就可以了。

2.3执行过程：

开机即显示车后保险杠和障碍物距离，若距离大于量程则数码管显示为000，若在量程之内则实时显示距离。

2.4预警功能:

若距离过小比如200mm则红灯亮，警示障碍物和车后部距离过小，不可再倒车，否则会有安全事故。

2.5系统模块图：

图1系统方案图

三、硬件详细设计

3.1单片机型号的选择：

单片机选择的是STC89C52单片机，它是一种低功效、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系统可编程Flash存储器。

在单芯片上拥有灵巧的8位CPU和在线系统可编程Flash，

具有以下标准功能：

8K字节Flash，256字节RAM，32位I/O口线，看门狗定时器，2个数据指针，三个16位定时器/计数器，一个6向量2级中断结构，全双工串行口，片内晶振及时钟电路。

空闲模式下，CPU停止工作，允许RAM、定时器/计数器串口、中断继续工作。

掉电保护方式下RAM内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。

而且，它还具有一个看门狗（WDT）定时/计数器。

如果程序没有正常工作，就会强制整个系统复位，还可以在程序陷入死循环的时候，让单片机复位而不用整个系统断电，从而保护你的硬件电路。

STC89C52

有40个引脚，32个外部双向输入/输出（I/O）端口，同时内含2个外中端口，2个16位可编程定时计数器，2个全双工串行通信口，片上Flash允许程序存储器在系统可编程，亦适于常规编程器。

其将通用的微处理器和Flash存储器结合在一起，特别是可反复擦写的Flash存储器可有效地降低开发成本。

（1）Vcc：

供电电压。

（2）GND：

接地。

（3）P0口：

P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门流。

当P0口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。

P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。

在Flash编程时，P0口作为原码输入口，当Flash进行校验时，P0输出原码，此时P0外部必须被拉高。

图2单片机引脚图

（4）P1口：

P1口是一个内部提供的上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。

P1口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故，。

在Flash编程和校验时，P1作为第八位地址接收。

（5）P2口：

P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4TTL门电流，当P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。

并因此作为输入时，P2口的管脚被外部拉低，将输出电流。

这是由于内部上拉的缘故。

P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2口输出地址的高八位。

在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2口输出其特殊功能寄存器的内容。

P2口在Flash编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。

（6）P3口：

P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口，可接收输出4个TTL门电流。

当P3口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。

作为输入，由于外部下拉为低电平，P3口将输出电流（ILL）这是由于上拉的缘故。

P3口也可作为AT89S52的一些特殊功能口，如下表所示：

P3口功能引脚简介

P3口引脚第二功能

P3.0RXD（串行口输入）

P3.1TXD（串行口输出）

P3.2INT0（外部中断0输入）

P3.3INT1（外部中断1输入）

P3.4T0（定时器0外部脉冲输入）

P3.5T1（定时器1外部脉冲输入）

P3.6WR（外部数据存储器写脉冲输出）

P3.7RD（外部数据存储器读脉冲输出）

（7）RST：

复位输入。

当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。

（8）ALE/RPOG：

当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平由于锁存地址的地位字节。

在Flash编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。

在平时，ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的1/6.因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。

然而要注意的是：

每当用作外部数据存储器时，将跳出一个ALE脉冲。

如想禁止ALE的输出可在SFR8EH地址上置0.此时，ALE只有在执行MOVX，MOVC指令时ALE才起作用。

另外该引脚被略微拉高。

如果微处理器在外部执行状态ALE禁止，置位无效。

（9）/PSEN：

外部程序存储器的选通信号。

在由外部程序存储器取指期间，每个机器周期两次/PSEN有效。

但在访问外部数据存储器时，这两次有效的/PSEN信号将不出现。

（10）/EA/VPP：

当/EA保持低电平时，则在此期间外部程序存储器（0000H-FFFFH）,不管是否有内部程序存储器。

注意加密方式1时，/EA将内部锁定为RESET；当/EA端保持高电平时，此间内部程序存储器。

在Flash编程期间，此引脚也用于施加12V编程电源（VPP）。

（11）XTAL1：

反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。

（12）XTAL2：

来自反向振荡器的输出。

3.2超声波模块插座电路图

3.3报警电路

报警器

电源接口及电源指示灯

3.4复位电路

复位电路采用了单片机的复位端，采用按钮电平复位电路，这样设计可以简化软件的量，使程序更加简洁化。

3.5总电路图

4.2软件设计源代码

#include

#defineucharunsignedchar

#defineuintunsignedint

voidsend_byte（unsignedchar）;

voidtime_init（）;

voidDisplayLength（unsignedlong）;

voiddelay（uchar）;

voidwrite_dat（uchar）;

voidwrite_com（uchar）;

voidinit（）;

sbitSPK=P2^0;//定义喇叭端口

sbitled0=P1^0;//接收指示灯

sbitled1=P1^1;//发送指示灯

sbitRS=P2^1;

sbitRW=P2^2;

sbitEN=P2^3;

ucharfrq;

uchardispbuf[4]="";//显示缓冲区

ucharidatarevbuf[2];//收缓接冲区

unsignedlongLength=0;

uchartable[]="-----0000-----";

ucharnum[]="0123456789";

voidrev_data（void）interrupt4//数据接受

{

uchartemp,k;

ES=0;//关中断

if（RI）

{

RI=0;//清接收标志

temp=SBUF;

revbuf[k]=temp;

k++;

if（k==2）//k=数据长度

k=0;

led0=~led0;

}

ES=1;//开中

}

voidsend_byte（unsignedchardat）//向串口发送一个字符

{

TI=0;//清发送标志

SBUF=dat;//如果TI为0等待

led1=0;

while（!

TI）;//waituntilsent

led1=1;

}

voidtime_init（）

{

TH1=0xFD;

TL1=0xFD;//设置T1波特率9600

TMOD=0x21;//设置定时器1为模式2;定时器0为模式1

TH0=（65536-2500）/256;//约2.50MS定时器初值

TL0=（65536-2500）%256;//约2.50MS定时器初值

ET0=1;//T0允许位

TR0=1;//启动定时器

TR1=1;//启动定时器

SM0=0;//串口通信模式设置方式一

SM1=1;

REN=1;//串口允许接收数据

ES=1;//开串中断

EA=1;//开总中断

}

voidtimer0（）interrupt1//定时器0中断是1号定时器0中断,用做显示

{

TH0=（65536-2500）%256;//约2.50MS定时器初值

TL0=（65536-2500）%256;//约2.50MS定时器初值

send_byte（0x55）;

delay（250）;

Length=revbuf[0]*256+revbuf[1];

DisplayLength（Length）;

}

voidDisplayLength（unsignedlongnumber）

{

if（number>4500）//如果大于4.5米，显示"-"

{

SPK=1;

dispbuf[0]='-';//显示"-"

dispbuf[1]='-';//显示"-"

dispbuf[2]='-';//显示"-"

dispbuf[3]='-';//显示"-"

}

if（number<4500）

{

SPK=1;

dispbuf[0]=num[number/1000];

dispbuf[1]=num[number%1000/100];

dispbuf[2]=num[number%100/10];

dispbuf[3]=num[number%10];

if（200>number）

{

SPK=!

SPK;

}

}

}

voiddelay（uchart）

{

while（t--）;

}

voidwrite_com（ucharcom）

{

RS=0;

RW=0;

delay

（1）;

P0=com;

delay

（1）;

EN=1;

delay

（1）;

EN=0;

RS=1;

}

voidinit（）

{

EN=0;

write_com（0x38）;//设置显示位数

delay

（1）;

write_com（0x0c）;//设置光标开关

delay

（1）;

write_com（0x06）;//写一个加一

delay

（1）;

write_com（0x01）;

}

voidwrite_dat（uchardat）

{

RS=1;

RW=0;

delay

（1）;

P0=dat;

delay

（1）;

EN=1;

delay

（1）;

EN=0;

RS=0;

}

voidmain（）

{

uchari,j;

init（）;

time_init（）;

write_com（0x80）;

delay（200）;

for（i=0;i<16;i++）

{

write_dat（table[i]）;

delay（200）;

}

while

（1）

{

write_com（0x86）;

for（j=0;j<4;j++）

{

write_dat（dispbuf[j]）;

delay（50）;

if（j==4）

j=0;

}

}

}

【感想和体会】

我们的题目是倒车雷达系统设计，对于我们这些实践中的新手来说，这是一次考验。

这次课程设计我们学到很多很多的东西，学会了怎么在遇到问题时去解决问题。

不仅巩固了以前所学过的知识，而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识，掌握了一种系统的研究方法，可以进行一些简单的编程。

通过这次课程设计使我懂得了理论和实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识和实践相结合起来，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。

同时在设计的过程中发现了自己的不足之处，对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固。

这次科研立项通过自身的努力终于顺利完成了，在设计中遇到了很多问题，最后在老师的辛勤指导下，终于迎刃而解，在此我们表示感谢！