基于单片机的倒车防撞预警系统毕业设计

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系统。

论文的内容是基于AT89C51单片机倒车防撞系统的设计，主要是利用超声波的特点和优势，将超声波测距系统和AT89C51单片机结合于一体，设计出一种基于AT89C51单片机的倒车防撞系统。

该系统采用软、硬件结合的方法，具有模块化和多用化的特点。

论文概述了倒车雷达的发展及基本原理，整个电路采用模块化设计，由主程序、预置子程序、发射子程序、接收子程序、显示子程序等模块组成。

各探头的信号经单片机综合分析处理，实现超声波测距仪的各种功能。

在此基础上设计了系统的总体方案，最后通过硬件和软件实现了各个功能模块。

相关部分附有硬件电路图、程序流程图。

关键字：单片机超声波AT89C51一、引言1、倒车雷达设计的背景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，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，减少剐蹭事件。

本次设计的倒车雷达预警系统主要是针对汽车倒车时人无法目测到车尾与障碍物体的距离而设计开发的。

该系统将微技术与超声波的测距技术、传感器技术等相结合，可检测到汽车倒车中，其障碍物与汽车的距离，通过液晶显示屏显示距离。

2、倒车雷达的发展状况经济的发展和科学技术的进步，推动着交通运输业朝行驶高速化，车流密集化和驾驶非职业化的方向发展。

同时，汽车的生产量和保有量都在急剧增加。

• 147•本文针对以单片机为基础的倒车防撞预警系统的设计及实现展开具体论述分析，以期能够对倒车防撞预警系统的设计起到一定借鉴意义。

1 倒车防撞预警系统硬件电路的设计1.1 超声波发射和回波接收电路关于超声波发射和回波接收电路，其主要用于增大对超声波传感器起到驱动作用脉冲电压的幅值，确保电和声之间的良好转换，加大超声波发射的实际距离；同时借助于兼具收发作用的传感器针对返回的超声波实施转换，使其变为较为微弱的电信号。

1.2 超声波电信号放大电路电路图如图1所示。

1脚为超声波信号的输入端口，RC 串联网络在2脚和地面间进行连接，其是内部前置放大电路中负反馈网络系统中重要的构成部分。

利用电阻R 5的数值针对前置放大电路确立出增益。

R 5的阻值变小，相应负反馈也会变弱，放大倍数也会与之加大；相反，放大倍数就会变小。

检波电容C 3连接在3脚和地面间，适宜针对电容大小做出改变，能够变更整形电路与超声波电信号放大的灵敏程度以及抵抗外界干扰的水平。

C 3电容越大，灵敏程度越低，抵抗外界干扰的水平也就越强；C 3电容越小，灵敏程度越高，抵抗外界干扰的水平也就越弱，容易出现错误的动作。

将一个电阻接到5脚和电源之间，用来对内部带通滤波电路中心频率加基于单片机的倒车防撞预警系统设计和实现分析德州职业技术学院 袁秀珍图1 超声波放大和整形电路图2 单片机控制电路与显示、报警电路以设定。

如果R 6=200K Ω，则f 0=40KHz 。

将一个积分电容接到6脚和地面间，标准量值设定为330pF 。

若是这一电容量值过大，会减短实际探测距离。

7脚为电路集电极开路输出的位置，R 7为这一引脚的上拉电阻。

在电路中没有输入信号的过程中，7脚会输出高电平，当针对信号实施整形及放大处理操作之后，7脚就会输出负脉冲电压。

1.3 单片机控制电路及显示、报警电路具体电路图如图2所示，因为整个系统采用单片机的输入和输出端口很少，不对延伸功能加以考虑时，仅仅从够用和缩减成本投入的层面进行考虑，应用AT 89C2051单片机当作控制电路的关键性部件，该单片机包含20引脚，有15个I/O 端口，两个价格便宜且占据空间较小的16位定时器/计数器。

基于单片机倒车防撞报警系统设计xx学院物理系201x届电子信息工程专业毕业设计xxx（xx学院物理系，山东xx253023）摘要论文的内容是基于at89c51单片机倒车防撞系统的设计，主要是利用超声波的特点和优势，将超声波测距系统和at89c51单片机结合于一体，设计出一种基于at89c51单片机的倒车防撞报警系统。

该系统采用软、硬件结合的方法，具有模块化和多用化的特点。

本文采用一种简单易行的测距原理建立了防撞报警系统,具体分析了倒车防撞系统的设计原理及各部分元件的设计方案，充分描述了超声波测距的原理及应用，并介绍了我国在超声波测距的发展现状，不过还有一些无法避免的测量误差，还需日益俱进的科学发展加以解决。

关键词at89c51；超音波测距；后视镜防撞1引言1.1研究的目的和意义汽车业与电子业是世界工业的两大金字塔，随着汽车工业与电子工业的不断发展，在现代汽车上电子技术的应用越来越来广泛，汽车电子化的程度越来越高。

汽车电子技术是汽车技术与电子技术想结合的产物。

随着交通运输向高密度发展，电子控制技术又进一步应用于汽车的乘坐安全性和导航等方面。

电子技术在汽车安全控制系统的应用主要是为了增强汽车的安全、舒适和方便。

应用的电子技术主要有：电子控制安全气囊，智能记录仪，雷达式距离报警器，中央控制门锁，自动空调，自动车窗、车门、座椅、刮水器，车灯控制，电源控制以及充电器等。

近年来汽车的自动调速系统，主动式汽车防撞系统，汽车监测和自诊断系统以及汽车导航系统也得到了广泛的应用[1]。

在过去20～30年中，人们主要把精力集中于汽车的被动安全性方面，例如，在汽车的前部或后部安装保险杠、在汽车外壳四周安装某种弹性材料、在车内相关部位安装各种形式的安全带及安全气囊等等，以减轻汽车碰撞带来的危害。

安装防撞保险杠固然能在某种程度上减轻碰撞给本车造成损坏，却无法消除对被撞物体的伤害；此外，车上安装的安全气囊系统，在发生车祸时不一定能有效地保护车内乘务员的安全。

基于单片机的汽车防追尾碰撞报警系统设计随着汽车数量的不断增加，交通事故也日益频繁，其中追尾碰撞事故成为了一个较为普遍的类型。

为了减少此类事故的发生率，我们可以设计一个基于单片机的汽车防追尾碰撞报警系统。

本文将从系统设计的整体框架、具体的硬件设计、软件设计和实施效果等方面进行讨论。

首先，我们来看设计的整体框架。

该系统分为传感器模块、处理器模块和报警模块三个主要部分。

传感器模块负责检测车辆周围的情况，包括前方道路情况、前车的距离以及车速等；处理器模块负责接收传感器模块的数据并进行处理，判断是否存在追尾风险并触发报警；报警模块则负责发出报警信号，提醒驾驶员注意安全。

其次，我们来看具体的硬件设计。

传感器模块可以选择使用超声波传感器或红外传感器来检测前方车辆的距离。

通过测量距离和车速，我们可以计算出与前车的相对速度，并据此判断是否存在追尾风险。

处理器模块可以选择使用8051单片机来实现，该单片机具有较为成熟和稳定的开发生态系统。

报警模块可以选择使用蜂鸣器发出声音警告，或者使用LED灯发出光警告。

然后，我们来看软件设计。

在处理器模块中，我们需要编写相应的程序来实现功能。

首先，我们需要配置单片机的IO口和串口通信，并初始化传感器模块。

其次，我们需要编写函数来读取传感器模块的数据，并进行处理。

根据距离和速度等数据，我们可以设定一个阈值来判断是否存在追尾风险，并触发报警。

如果存在追尾风险，我们需要及时发出报警信号。

最后，我们可以编写用户界面程序，用于显示车辆信息和报警状态等。

最后，我们来看实施效果。

通过实际测试，我们可以验证系统的有效性和可靠性。

首先，我们需要对传感器模块进行准确性和稳定性的测试，确保其能够正确地检测车辆的距离和速度等信息。

然后，我们需要对处理器模块进行功能和性能的测试，确保其能够准确地判断追尾风险并触发报警。

最后，我们需要对整个系统进行集成测试，确保各模块正常工作并协同配合。

通过以上测试，我们可以评估系统的实施效果，并根据测试结果进行进一步优化和改进。

目录1 绪论 (2)2 系统组成及工作原理 (3)2.1 超声波测距原理 (4)2.2 测速原理 (5)2.3 报警器工作原理 (5)3 系统硬件电路的设计 (6)3.1 系统总体电路构成 (6)3.2 AT89C2051单片机的性能及特点 (8)3.3 超声波传感器 (9)3.4 超声波谐振频率发生与调理电路设计 (10)3.5 超声波回波接收与处理电路设计 (10)3.6 显示电路和报警电路设计 (10)4 系统软件的设计 (12)4.1 主程序设计 (12)4.2 T0 中断服务程序设计 (14)4.3 外部中断0程序设计 (15)4.4 超声波测距子程序设计 (15)4.5 显示程序设计 (17)4.6 报警程序设计 (17)5 结论与展望 (19)5.1 结论 (19)5.2 展望 (20)参考文献 (21)致谢 (22)1绪论随着国民经济的高速发展，我国汽车的拥有量在大幅增加，造成道路拥堵，交通事故频发，给人们的生命和财产安全带来了巨大的损失。

安全驾驶成为大家关注的焦点，其中汽车防撞系统(Collision Avoidance Sys-tem CAS)的设计和需求显得非常重要和迫切。

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报警系统势在必行。

所谓的汽车倒车防撞预警系统即是俗称的倒车雷达，是汽车泊车辅助装置。

在汽车倒车时，倒车雷达采用超声波测距原理探测汽车尾部离障碍物的距离，当汽车尾部离障碍物的距离达到探测范围时，倒车雷达通过数码管实时动态显示距离。

当汽车尾部离障碍物的距离达到设定的安全警告值时，倒车雷达发出报警声，以警示驾驶员，辅助驾驶员安全倒车，为驾驶员的倒车安全提供保证和方便。

因此有市场需求的产品，必然会带动产品的开发设计，现在市场上的的倒车雷达种类较多。

几乎道路上的所有的中高档小轿车都配置有各种倒车雷达。

需求的提高必然会迫使产品的技术不断更新。

本文主要设计是一种新型的基于单片机控制的倒车雷达系统，该系统采用通用型单片机作为控制电路，方便系统功能扩展。

基于单片机的倒车防撞预警系统设计倒车防撞预警系统是一种广泛应用于汽车上的辅助设备，可以帮助驾驶员在倒车过程中避免与障碍物发生碰撞。

本文将介绍一个基于单片机的倒车防撞预警系统的设计。

一、系统设计方案1.硬件设计部分：(1)超声波传感器：用于检测倒车车辆后方距离的变化，一般使用多个超声波传感器进行检测。

(2) 单片机（如Arduino）：用于接收超声波传感器的信号并进行处理，同时控制显示器和蜂鸣器发出预警信号。

(3)显示器：用于显示倒车车辆后方的障碍物距离，可以使用LCD显示屏。

(4)蜂鸣器：用于发出声音预警信号，提醒驾驶员注意。

2.软件设计部分：(1)超声波传感器信号处理：单片机接收超声波传感器的信号，并进行滤波和幅值处理，得到障碍物距离值。

(2)倒车距离显示：将障碍物距离值显示在LCD屏幕上，可以设计多级警戒区，显示不同距离范围内的预警信息。

(3)声音预警：当距离过近时，单片机控制蜂鸣器发出声音预警信号，提醒驾驶员注意。

二、系统实现步骤1.硬件实现：(1)连接超声波传感器：按照超声波传感器的规格书连接传感器与单片机。

(2)连接LCD显示屏：将LCD显示屏连接到单片机。

(3)连接蜂鸣器：将蜂鸣器连接到单片机。

2.软件实现：(1)单片机初始化：初始化单片机，设置IO口的输入输出模式和引脚功能。

(2)读取超声波传感器信号：通过IO口读取超声波传感器的信号，并进行幅值处理，得到障碍物距离值。

(3)显示距离信息：将障碍物距离值显示在LCD显示屏上，可以设计多级警戒区，显示不同距离范围内的预警信息。

(4)发出声音预警信号：当距离过近时，单片机控制蜂鸣器发出声音预警信号，提醒驾驶员注意。

三、系统测试和优化1.测试：将倒车防撞预警系统连接到倒车车辆上，进行实际测试。

测试过程中要注意校准超声波传感器和LCD显示屏的正确读数，以及蜂鸣器声音的预警效果。

2.优化：根据实际测试结果优化系统设计，可考虑加入其他传感器，如摄像头等，提高系统的准确性和可靠性。

山西大学论文题目基于单片机倒车防撞雷达的设计研究学院工程技术学院专业电气工程及其自动化年级姓名指导教师职称副教授（2008年6月）学士学位论文（设计）原创性声明本人郑重声明：所提交的学位论文，是本人在导师指导下，独立进行研究工作所取得的成果。

除文中已注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。

对本文研究做出过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。

学位论文作者签名（亲笔）：年月日-----------------------------------------------------------------------------------------学士学位论文（设计）版权使用授权书专业：论文（设计）题目：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，本科生在校攻读期间学位论文（设计）工作的知识产权单位属山西农业大学，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；本人授权山西农业大学可以将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、汇编学位论文。

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学位论文作者签名（亲笔）：年月日导师签名（亲笔）：年月日毕业设计（论文）评价表毕业设计说明书（论文）中文摘要毕业设计说明书(论文)外文摘要目录1引言 (1)1.1 倒车雷达研究的背景及意义 (1)1.2 国内外倒车雷达的发展现状 (2)1.3 雷达的发展 (2)2 超声波倒车雷达的工作原理 (3)2.1 超声波 (3)2.2 超声波发生器 (4)2.3 超声波测距原理 (4)2.4 超声波测距误差分析 (6)2.4.1 温度误差 (6)2.4.2 时间误差 (6)2．5 影响超声波探测的因素 (7)2.6 如何提醒车主 (9)3 系统设计 (9)3.1 倒车雷达的工作原理图 (9)3.2 系统硬件电路原理图 (11)4 系统硬件电路介绍 (11)4.1 AT89C51单片机 (11)4.2 电源部分 (14)4.3 放大电路 (17)4.4 音频解码电路分析 (18)4.4.1 LM567芯片介绍 (19)4.4.2 译码电路工作原理分析 (20)4.4.3 LM567在使用要注意以下几个方面 (21)4.5 声光报警电路 (21)5 系统软件设计 (22)5.1计算超声波传播时间 (22)5.2超声波发生子程序 (23)5.3超声波接收中断程序 (24)参考文献 (26)致谢 (27)1引言1．1 倒车雷达研究的背景及意义随着我国经济的快速发展，交通运输车辆及私家用车的不断增加，不可避免的交通问题瞬时成为人们关注的问题。

基于单片机的汽车倒车雷达系统设计毕业设计汽车倒车雷达系统设计是一项常见的毕业设计项目，本文将详细介绍基于单片机的汽车倒车雷达系统设计。

本设计将使用超声波传感器作为倒车雷达的感知器件，并通过单片机来实现信号的处理和显示。

首先，我们需要选择适合的超声波传感器。

超声波传感器是一种常用的非接触式测距传感器，能够准确测量所测物体与传感器之间的距离。

在汽车倒车雷达系统中，我们可以使用多个超声波传感器进行距离测量，以实现对周围环境的全方位感知。

接下来，我们需要选择合适的单片机作为主控制器。

单片机可以通过编程实现对传感器信号的处理和数据的显示。

常用的单片机有STC89C52、AT89C52等，其具有强大的计算和通信功能。

在硬件设计方面，我们需要按照电路图进行电路的连接。

具体而言，我们将超声波传感器连接到单片机的输入端口，以便获取距离数据。

同时，还可以将液晶显示屏和蜂鸣器等外设连接到单片机的输出端口，以实现对距离数据的实时显示和声音提示。

在软件设计方面，我们需要编写相应的程序代码。

主要包括以下几个功能：1.超声波传感器信号采集：通过单片机的输入端口采集超声波传感器的数据。

采集到的数据将通过AD转换进行数字化处理。

2.距离计算与处理：使用适当的算法来计算车辆与障碍物之间的距离。

在实际应用中，可以将距离划分为几个区域，并根据距离的远近发出相应的警告信号。

3.数据显示与提示：将计算得到的距离数据实时显示在液晶显示屏上，并通过蜂鸣器等输出设备来提醒驾驶员注意周围环境变化。

4.系统优化与稳定性：对系统进行调试和优化，确保系统能够正常运行并具有足够的稳定性。

最后，我们需要对设计的汽车倒车雷达系统进行实验验证。

通过在实际场景中进行测试，可以评估系统的性能，并根据测试结果进行调整和改进。

综上所述，基于单片机的汽车倒车雷达系统设计主要包括硬件设计和软件设计两个方面。

通过对超声波传感器信号的采集和处理，以及对距离数据的显示和提示，可以实现对车辆倒车过程中周围环境的全方位感知和安全驾驶的提醒。