基于51单片机的超声波测距仪之倒车雷达作品设计毕业论文

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。

兰州工业高等专科学校毕业设计（论文）题目：基于单片机控制的汽车倒车雷达实时超声波测距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。

交通拥挤状况也日益严重，撞车事件屡屡发生，造成了不可避免的人生伤亡和经济损失，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报警系统。

控制系统核心部分就是超声波测距仪的研制。

因此，设计好的超声波测距仪就显得非常重要了。

本设计采用以AT89C51单片机为核心的低成本、高精度、微型化数字显示超声波测距仪的硬件电路和软件设计方法。

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。

设计通过多种发射接收电路设计方案比较，得出了最佳设计方案，并对系统各个单元的原理进行了介绍。

对组成系统电路的芯片进行了介绍，并阐述了它们的工作原理。

论文介绍了系统系统的软件结构，通过编程来实现系统功能。

最后，通过对系统的误差分析，给出了较完善的方案。

关键词：AT89C51;超声波；测距AbstractWith the development of science and technology, the improvement of people's standard of living, speeding up the development and construction of the city. urban drainage system have greatly developed their situation is constantly improving. However, due to historical reasons many unpredictable factors in the synthesis of her time, the city drainage system. In particular drainage system often lags behind urban construction. Therefore, there are often good building excavation has been building facilities to upgrade the drainage system phenomenon. It brought to the city sewage, and it is clear to the city sewage and drainage culvert in the sewage treatment system. comfort is very important to people's lives. Mobile robots designed to clear the drainage culvert and the automatic control system Free sewage culvert clear guarantee robot, the robot is designed to clear the culvert sewage to the core. Control System is the core component of the development of ultrasonic range finder. Therefore, it is very important to design a good ultrasonic range finder.At the core of the design using AT89C51low-cost, high accuracy, Micro figures show that the ultrasonic range finder hardware and software design methods. Modular design of the whole circuit from the main program, pre subroutine fired subroutine receive subroutine. display subroutine modules form. SCM comprehensive analysis of the probe signal processing, and the ultrasonic range finder function. On the basis of the overall system design, hardware and software by the end of each module.The research has led to the discovery that the software and hardware designing is justified, the anti-disturbance competence is powerful and the real-time capability is satisfactory and by extension and upgrade, this system can resolve the problem of the car availably, building construction the position of the workplace and some industries spot supervision.Key words:AT89C31; Silent Wave；Measure Distance目录摘要 (I)Abstract (II)绪论 (1)I.1 课题设计的目的及其意义 (1)I.2 超声波测距系统的设计思路 (1)I.3 课题设计的任务和要求 (3)1 课题的方案设计与论证 (4)1.1 系统整体方案的设计 (4)1.2 系统整体方案的论证 (4)2 系统的硬件结构设计 (4)2.1 单片机的功能特点及测距原理 (5)2.2 超声波发射电路的设计 (6)2.3 超声波接收电路的设计 (7)2.4 超声波测距系统的硬件电路设计 (8)3 系统软件的设计 (9)3.1 超声波测距仪的算法设计 (9)3.2 主程序流程图 (10)3.3 超声波发生子程序与超声波接受中断程序 (11)3.4 系统的软硬件的调试 (12)总结 (13)致谢 (14)参考文献 (15)附录一超声波测距电路原理图 (16)附录二超声波测距电路版图....................................附录三程序清单. (17)绪论Ⅰ.1课题设计的目的及意义Ⅰ.1.1设计的目的随着科学技术的快速发展，超声波将在测距仪中的应用越来越广。

基于51单片机的超声波测距系统的毕业设计超声波测距系统是一种常见的非接触式测距技术，通过发送超声波信号并测量信号的回波时间来计算距离。

本文将介绍基于51单片机的超声波测距系统的毕业设计。

首先，我们需要明确设计的目标。

本设计旨在通过51单片机实现一个精确、稳定的超声波测距系统。

具体而言，我们需要实现以下功能：1.发送超声波信号：通过51单片机的IO口控制超声波发射器，发送一定频率和波形的超声波信号。

2.接收回波信号：通过51单片机的IO口连接超声波接收器，接收并放大返回的超声波信号。

3.信号处理：根据回波信号的时间延迟计算出距离，并在显示器上显示出来。

4.稳定性和精确性：设计系统时需考虑测量过程中误差的影响，并通过合适的算法和校准方法提高系统的稳定性和精确性。

接下来，我们需要选择合适的硬件和软件配合51单片机实现上述功能。

硬件方面：1.51单片机：选择一款性能稳定、易于编程的51单片机，如STC89C522.超声波模块：选择一款合适的超声波传感器模块，常见的有HC-SR04、JSN-SR04T等。

模块一般包括发射器和接收器，具有较好的测距性能。

3.显示设备：选择合适的显示设备，如7段LED数码管或LCD显示屏，用于显示测距结果。

软件方面：1.C语言编程：使用C语言编写51单片机的程序，实现超声波测距系统的各项功能。

2.串口通信：通过串口与上位机进行通信，可以对系统进行监控和远程控制。

3.算法设计：选择合适的算法计算超声波回波时间延迟，并根据时间延迟计算距离值。

在设计过程中，我们需要进行以下步骤：1.硬件连接：按照超声波模块的说明书，将模块的发射器和接收器通过杜邦线与51单片机的IO口连接。

2.软件编程：使用C语言编写51单片机的程序，实现超声波模块的控制、信号接收和处理、距离计算等功能。

3.系统测试：进行系统的功能测试和性能测试，验证系统的可靠性和准确性，同时调试系统中出现的问题。

4.系统优化：根据测试结果，对系统进行优化，提高系统的稳定性和精确性。

&&&&&&&&&&&&毕业设计（论文）题目：基于单片机的倒车雷达的设计学院：&&&&&&&&&&&专业：&&&&&班级：&&&&&&&学生：****导师：**** 职称：****起止时间：2014年3月3日至2014年6月15日毕业设计（论文）诚信声明书本人声明：本人所提交的毕业论文《基于单片机的倒车雷达的设计》是本人在指导教师指导下独立研究、写作的成果，论文中所引用他人的文献、数据、图件、资料均已明确标注；对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式注明并表示感。

本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。

论文作者：（签字）时间：2014年6月10日指导教师已阅：（签字）时间：2014年6月10日西安邮电大学毕业设计(论文)任务书学生指导教师**** 职称****学院通信与信息工程学院专业信息工程题目基于单片机的倒车雷达的设计任务与要求1. 调研基于单片机的倒车雷达的设计的现状与背景。

2. 学习51单片机原理及超声波测距原理。

3. 进行相关模块功能的程序设计。

4. 在仿真软件上进行功能仿真。

5. 搭建硬件电路并调试。

6. 软件下载及综合调试。

7. 完成论文，准备答辩。

开始日期2014年3月3日完成日期2014年6月15日院长(签字) 201年 3 月7 日西安邮电大学毕业设计(论文) 工作计划2014年3 月10 日学生**** 指导教师**** 职称****学院通信与信息工程学院专业信息工程题目基于单片机的倒车雷达的设计工作进程主要参考书目(资料)(1)郭天祥. 新概念51单片机C 语言教程:入门、提高、开发、拓展全攻略[M].: 电子工业, 2009. 1.(2)周立功等. 增强型80C51单片机速成与实践[M]. : 航空航天大学, 2003.(7)亮. 跟我学51单片机(一)——单片机最小系统组成与I/O 输出控制[J]. 电子制作,2011, 1: 73-77.1.计算机一台2.硬件材料若干每周指导一次，主要解答学生问题，指导研究进度，并检查阅读资料笔记和仿真程序。

【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，单片机目录第一章引言11.1课题研究的背景和意义11.2国内外倒车雷达的发展现状1第二章超声波介绍42.1什么是超声波42.1.1压电式超声波传感器简介42.2超声波传感器的特性52.2.1频率特性62.2.2指向特性72.3 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93.1超声波测距原理93.2倒车雷达的总体设计方案103.3单片机的选择113.3.1 A T89C51的简介113.3.2 AT89C51的主要性能参数113.3.3 A T89C51的结构123.4超声波发送和接收元器件选择133.4.1超声波发送模块元器件选择133.4.2 超声波接收模块元器件选择13第四章硬件设计154.1 超声波发射模块154.2 超声波接收模块164.3 单片机最小系统17第五章软件设计185.1软件的设计要求185.2软件设计的总体结构框图185.3各个程序的流程图185.3.1主流程图195.3.2发射接收模块流程195.3.3中断程序流程20第六章调试226.1最小系统的调试226.2测距模块的调试226.3 调试结果256.4误差分析25第七章结束语27第八章致谢28参考文献29参考文献[1] 童诗白，华成英.模拟电子技术基础[M]，第三版.北京：高等教育出版，2001.1[2] 阎石.数字电子技术基础[M]，第四版.北京：高等教育出版社，1998.11[3] 马忠梅，籍顺信.单片机的C语言应用程序设计[M]，第三版. 北京：北京航天航空大学出版社，2003.11[4] 曾光奇.工程测试技术基础[M]，武汉：华中科技大学出版社,2002.6[5] 罗四维.传感器应用电路详解[M]，北京: 电子工业出版社,1993.6[6] 滕志军.基于超声波检测的倒车雷达设计[EB/OL]/disp_art/1020005/17626.html,2006-10-04[7] 何莉,曾宪文.基于PIC单片机的超声波测距系统[EB/OL]./PIC.htm, 2006-7[8] 赵广涛,程荫杭.基于超声波传感器的测距系统设计[EB/OL]./html/ceshiyuceliang/20070223/9964.html, 2006-6[9] 胡建恺.超声检测原理和方法[M]，合肥：中国科学技术大学出版社，1993.11[10] 刘凤然.基于单片机的超声波测距系统[J].信号与处理.2001，(5)[11] Silk M G. Ultrasonic transducers for nondestructive testing[M].Bristol:A.Hillier,1984[12] Lopez-Sanchez,Ana Lilia. Ultrasonic system models and measurements[M].America:Iowa State University,2005。

基于51单片机的超声波倒车雷达系统的设计
0 引言超声波是一种在弹性介质中的机械震荡，由于其指向性强、能量消耗缓慢、传播距离较远等到优点，经常用于测量距离。

本文设计的倒车雷达系统就是利用超声波的上述特性做到对倒车距离实时和高精度的检测，同时，此系统成本低、设计简单、精度和稳定性好，有望得到广泛的应用，从而减少交通事故的发生。

1 超声波测距原理超声波测距原理是利用超声波从发射到接收过程中传播的时间来计算出传播距离。

本文的倒车雷达系统采用反射接收回波方式。

设l 为测量距离，t 为往返时间差，超声波的传播速度为c，则有t=2l／c，而声波在空气中传输速率为。

式中T 为环境温度；cO 为绝对温度时的速度，是常数。

从上述两式可以推出，故利用超声波测量的距离与时间和环境温度有关，在本系统中利用AT89S5
2 中的定时器测量超声波传播时间，利用DSl8820 测量环境温度，从而提高测距精度。

2 硬件设计2．1 系统硬件总体设计如图1 所示，本系统硬件部分由AT89S52 控制器、超声波发射电路、接收电路、温度测量电路，声音报警电路和LCD 显示电路组成。

汽车行进时LCD 显示环境温度，当倒车时，发射和接收电路工作，经过AT89S52 数据处理将距离也显示到LCD 上，如果距离小于设定时，报警电路会鸣叫，提醒司机注意车距。

AT89S52 是主控芯片，支持在线下载程序，方便调试，有8kB 的Flash、32 个I／O 口、三个16 位定时／计数器、八个中断源、全双工UART 串行口和看门狗定时器等，资源丰富，既满足了本系统的设计要求，也满足了日后扩展的需求。

2．2 超声波发射电路超声波发射器包括超声波产生电路和超声波发射控制。

基于单片机的超声波测距电子烧友会基于51单片机的超声波测距仪之倒车雷达作品设计毕业论文摘要: 超声波具有指向性强，能量消耗缓慢，传播距离较远等优点，所以，在利用传感器技术和自动控制技术相结合的测距方案中，超声波测距是目前应用最普遍的一种，他广泛应用于防盗、倒车雷达、水位测量、建筑施工工地以及一些工业现场。

本课题详细介绍了超声波传感器的原理和特性，以及STC公司的STC89C52的单片机的性能和特点，并在分析了超声波测距的原理的基础上，指出了设计测距系统的不足并加以改进，将温度引起的误差考虑在内并且加以修正，给出了以STC89C52单片机为核心的低成本、高精度、液晶显示超声波测距系统的硬件电路和软件设计方法。

该系统电路设计合理、工作稳定、性能良好、检测速度快、计算简单并且做到了可设计报警范围的功能,在测量精度方面能达到工业使用的要求。

关键词：单片机；液晶显示；报警；测距Ultrasonic distance measurement based on single chipAbstract:Ultrasound has a strong point, the energy consumption of the slow spread of the advantages of distance, so the use of sensor technology and automatic control technology, the program combines distance, ultrasonic distance measurement is the most common one, and he widely used in security, parking sensor, water level measurement, construction sites and some industrial sites.This subject introduces the principles and characteristics of ultrasonic sensors, and microcontroller STC89C52 STC's performance and characteristics, and the analysis of the ultrasonic distance measurement based on the principle that the lack of design ranging system and make improvements, will into account the error due to temperature and should be amended to STC89C52 given low-cost microcontroller as the core, high-accuracy, liquid crystal display ultrasonic ranging system of hardware and software design methods. The system circuit design is reasonable, stable, good performance, fast detection of simple calculation and can be designed to achieve the alarm range of functions to achieve precision in the measurement requirements for industrial use. Keywords:microcontroller; LCD display; alarm; ranging目录1 绪论 (6)1.1 研究的背景 (6)1.2研究的主要内容 (6)1.3应解决的关键问题 (6)2 电路方案论证 (6)2.1方案比较 (6)2.1.1 激光测距 (6)2.1.2 超声波测距 (7)2.2电路总体方案 (7)3单片机概述 (8)3.1 STC89C52主要性能 (8)3.2 STC89C52外部结构及特性 (8)3.3 STC89C52内部组成 (9)4 超声波测距模块 (11)4.1 超声波传感器介绍 (11)4.2 HC-SR04超声波测距模块的性能特点 (12)4.3 HC-SR04的管脚排列和电气参数 (13)4.3.1 管脚简介 (13)4.3.2 HC-SR04的电气参数 (13)4.4超声波时序图 (13)5系统硬件电路设计 (15)5.1单片机最小系统 (15)5.1.1 STC89C52芯片 (15)5.1.2 复位电路 (15)5.1.3 晶振电路 (16)5.2 驱动显示电路及报警电路 (17)5.2.1 1602LCD液晶显示屏 (17)5.2.2 蜂鸣器报警 (18)5.3 HC-RS04超声波测距原理 (19)5.4 5V稳压电路 (20)5.5温度检测电路 (20)5.5.1 温度检测方案的分析 (20)5.5.2 数字温度传感器DS18B20简介 (20)5.5.3 DS18B20的结构及电路 (21)6系统程序的设计 (22)6.1主程序 (22)6.2显示数据子程序 (22)6.3报警子程序 (23)6.4按键子程序 (23)结论 (25)参考文献 (26)附录（A） ...................................................................... 错误!未定义书签。

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。

完满 WORD 格式整理1设计任务本文采纳超声波传感器 ,IAP15 单片机以及 LCD显示模块设计了一种超声波测距显示器，能够实现丈量物体到仪器距离以及显示等功能。

是一种构造简单、性能稳固、使用方便、价钱便宜的超声波距离丈量器，拥有必定的适用价值。

2设计思路超声波测距超声波超声波是指频次在 20kHz 以上的声波，它属于机械波的范围。

最近几年来，跟着电子丈量技术的发展，运用超声波作出精准丈量已成可能。

跟着经济发展，电子丈量技术应用愈来愈宽泛，而超声波丈量精准高，成本低，性能稳固则备受喜爱。

超声波也按照一般机械波在弹性介质中的流传规律，如在介质的分界面处发生反射和折射现象，在进入介质后被介质汲取而发生衰减等。

正是因为拥有这些性质，使得超声波能够用于距离的丈量中。

跟着科技水平的不停提升，超声波测距技术被宽泛应用于人们平时工作和生活之中。

一般的超声波测距仪可用于固定物位或液位的丈量，合用于建筑物内部、液位高度的丈量等。

超声在空气中测距在特别环境下有较宽泛的应用。

利用超声波检测常常比较快速、方便、计算简单、易于实现及时控制，并且在丈量精度方面能达到工业适用的指标要求，所以为了使挪动机器人能够自动闪避阻碍物行走，就一定装备测距系统，以使其及时获得距阻碍物的地点信息（距离和方向）。

所以超声波测距在挪动机器人的研究上获得了宽泛的应用。

同时因为超声波测距系统拥有以上的这些长处，所以在汽车倒车雷达的研制方面也获得了宽泛的应用。

超声波测距原理最常用的超声测距的方法是回声探测法，超声波发射器向某一方向发射超声波，在发射时辰的同时计数器开始计时，超声波在空气中流传，途中遇到阻碍物面阻拦就立刻反射回来，超声波接收器收到反射回的超声波就立刻停止计时。

超声波在空气中的流传速度为340m/s，依据计时器记录的时间 t ，就能够计算出发射点距阻碍物面的距离s，即：s=340t/2 。

因为超声波也是一种声波，其声速 V 与温度有关。

基于超声波的倒车雷达系统电子0601郑灵光电子0602潘建标，陈永根摘要随着科技的开展，人们生活水平的提高，城市开展建设加快，城市给交通系统也有较大开展，其状况不断改善。

但是，由于多种原因合成时间住的许多不可预见因素，城市还是经常出现大量的交通事故，特别是倒车时，看不到前方而导致大量的交通事故。

因此，设计出好的倒车雷达系统，对于减少城市的交通事故将有一个很好的控制作用。

当然这要求倒车雷达系统，具有精度高，抗干扰强，价格应该低，适宜推广等特点，这样基于超声波的测距系统，完全可以胜任此任务。

本设计采用以A T89C51单片机为核心的低本钱、高精度、微型化数字显示超声波测距仪的硬件电路和软件设计方法。

整个电路采用模块化设计，由主程序、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。

在此根底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。

该设计设抗干扰能力较好，实时性良好，误差可以到达mm级，可以有效地解决汽车倒车作用。

本系统在倒车时不断测量汽车尾部与其后面障碍物的距离，并随时显示其距离，并用语音及时提示。

在不同的距离范围内，不同的温度下测出距离，发出报警信号，以提高汽车倒车时的平安性的仪器。

目录第一章绪论 (3)1.1 课题背景，目的和意义 (3)1.2两种常用的超声波测距方案 (3)第2章超声波测距系统设计 (3)2.1 超声波测距的原理 (4)2.2超声波测距系统电路的设计 (4)2.2.1 总体设计方案 (4)2.2.2发射电路的设计 (4)2.2.3接收电路的设计 (4)2.2.4显示模块的设计 (5)2.2.5 温度补偿模块设计 (5)2.2.6 语音处理模块 (5)第三章超声波测距系统的软件设 (5)3.1总体流程图 (5)3.2 程序及分析 (6)第四章电路调试及误差分析 (7)4.1电路的调试 (7)4.2系统的误差分析 (7)第5章功能扩展 (7)参考文献 (7)附录：………………………………………8-22第1章绪论1.1 课题背景，目的和意义由于社会的进步，经济的开展和生活水平的不断提高，汽。

目录第一章引言...................................................... ２第二章超声波倒车雷达简介 ....................................... ３2.1 倒车雷达..................................................... ３2.2 超声波....................................................... ３2.3 超声波测距的原理............................................. ３2.4 倒车雷达性能指标............................................. ４影响倒车雷达性能的因素 .......................................... ４2.5.1 测量精度 ........................................... ４2.5.2 探测范围 ........................................... ５第三章倒车雷达的电路结构 ....................................... ７3.1 超声波发送模块............................................... ７3.2 超声波接收模块............................................... ７3.3 语音电路设计................................................. ８第四章倒车雷达的电路实现 ....................................... ９超声传感器的参数选择............................................. ９4.2 总体结构..................................................... ９4.3 基于单片机的硬件实现 ...................................... １０4.3.1 超声波发射电路 ................................... １０超声波接收电路 ......................................... １２4.3.3 温度测量电路 ..................................... １４4.3.4 显示及报警电路 ................................... １５4.4 超声波测距的倒车雷达软件设计 .............................. １６第五章倒车雷达超声测距的误差分析 ............................. ２０第六章结论.................................................... ２１致谢........................................................... ２２参考文献....................................................... ２３摘要:研究了基于单片机的超声测距倒车雷达。

引言超声波是一种频率在20KHz以上的机械波，在空气中的传播速度约为340 m／s(20°C 时)。

超声波可由超声波传感器产生，常用的超声波传感器两大类：一类是采用电气方式产生超声波，一类是用机械方式产生超声波，目前较为常用的是压电式超声波传感器。

由于超声波具有易于定向发射，方向性好，强度好控制，对色彩、光照度不敏感，反射率高等特点，因此被广泛应用于无损探伤，距离测量、距离开关、汽车倒车防撞、智能机器人等领域。

1 系统原理框图本设计的整体框图如图1所示，主要由超声波发射，超声波接收与信号转换，按键显示电路与温度传感器电路组成。

超声波测距是通过不断检测超声波发射后遇到障碍物所反射的回波，从而测出发射和接收回波的时间差T，然后求出距离S=CT／2，式中的C为超声波波速。

在常温下，空气中的声速约为340m／s。

由于超声波也是一种声波，其传播速度C 与温度有关，在使用时，如果温度变化不大，则可认为声速是基本不变的。

因本系统测距精度要求很高，所以通过对温度的检测对超声波的传播速度加以校正。

超声波传播速度确定后，只要测得超声波往返的时间，如图2所示，即可求得距离。

这就是超声波测距系统的基本原理。

2 超声波信号的发射与接收电路发射部分电路如图3所示，主要由脉冲调制信号产生电路，隔离电路以及驱动电路组成，用来为超声波传感器提供发送信号。

脉冲调制信号产生电路中通过单片机对555定的复位(RESET)端的控制，使555定时器分时工作从而生产生脉冲频率为40KHz，周期为30ms的脉冲调制信号，信号波形如图2所示，本设计中一个周期内发送10个脉冲信号。

隔离电路主要是由两个与非门组成，对输出级与脉冲产生电路之间进行隔离。

输出级由两个通用型集成运放TL084CN 组成，由于超声波传感器的发射距离与其两端所加的电压成正比，因此要求电路要产生足够大的驱动电压，其基本原理就是一个比较电路，当输入信号Vi>2．5V时，运放A的输出电压VA=+12V，运放B的输出电压VB=-12V，当输入信号Vi<2．5V时，运放A的输出电压VA="-12V"，运放B的输出电压VB=+12V，所以在超声传感器两端得到两个极性完全相反的对称波形，即VB=-VA，所以加在超声波传感器两端的电压V=VA-VB=2VA，其两端的电压可达到24V，从而保证超声波能够发送较远的距离，提高了测量量程。

基于单片机的超声波测距倒车雷达设计The design of Ultrasonic ranging reverse radar based onSinglechip系（院）名称：专业班级：学生姓名：学生学号：指导教师姓名：指导教师职称：2011 年5 月目录摘要 (Ⅰ)Abstract (Ⅱ)引言 (1)第一章方案论证及选择 (2)1.1 微处理器选择 (2)1.2测距传感器选择 (2)1.3语音报警器的选择 (3)1.4显示子系统的设计 (3)第二章超声波测距雷达工作原理 (4)2.1超声波传感器介绍 (4)2.1.1超声波传感器的特性 (6)2.2 超声波测距的原理及实现 (7)第三章硬件设计 (8)3.1系统总体结构框图 (8)3.2 AT89C51单片机 (8)3.3 电源电路 (11)3.4 时钟电路 (12)3.5 复位电路 (12)3.6 超声波测距模块HC-SR04 (13)3.7 74HC573芯片 (15)3.8 数码管显示及报警电路设计 (16)第四章系统软件设计 (19)4.1系统主程序的设计 (19)4.2中断处理程序的设计 (21)4.3测距模块的设计 (22)4.4显示及报警模块的设计 (22)结论 (24)致谢 (25)参考文献 (26)附录 (27)附录A：系统总电路图 (27)附录B：部分源程序 (28)基于单片机的超声波测距倒车雷达设计摘要：随着我国经济飞速发展，越来越多的人拥有了自己的汽车，同时由泊车和倒车所引发的事故也越来越多。

这些事故常常给驾驶员带来许多麻烦，因此，有助于驾驶员泊车和倒车的倒车雷达应运而生。

倒车雷达，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。

本文设计了一种利用超声波测距原理研究的高性价比倒车雷达，它可以提醒驾驶员进入警戒区域，同时进行声光报警。

无须占用司机的视觉资源，使司机可以把全部注意力用于观察车前及车旁的路况。

基于超声波测距的图形显示倒车雷达设计摘要：本文介绍了以51单片机为控制器,LCD12864为显示设备,使用多个超声波测距仪实现的的图形显示倒车雷达的设计方法。

关键词：单片机超声波测距图形显示倒车雷达1、引言倒车雷达也称之为“泊车辅助装置”,它能以声音或者图形信息告知驾驶员车后盲区障碍物的情况,帮助驾驶员扫除视野死角和视线模糊,提高了安全性。

目前,在国内只有部分高档车配有倒车雷达,更多的车型在这方面还是空缺。

本课题就是针对市场上中低档车型设计的一种低成本、高灵活性、高可靠性、易于控制、性能优良的倒车雷达。

2、系统硬件设计本文设计的图形显示倒车雷达以STC89C52单片机为控制器,通过四个超声波测距仪检测车尾距障碍物的距离,根据测得的距离在图形点阵液晶LCD12864上绘出汽车与障碍物的相对位置,同时显示出各个方向上测得的距离。

并辅以发光二极管和蜂鸣器对低于安全距离的情况产生声光报警信号。

其系统框图如图1所示。

图1 系统构成框图本系统使用了四个超声波传感器,其中B和C用于测量车尾正后方障碍物的距离,A和D与车身呈45度夹角,用于测量车身测面与障碍物的距离,四个超声波探测器均使用压电式超声波传感器。

显示器使用了工业用图形点阵液晶显示模块LCD12864,使用52单片机以八位并行方式驱动,刷屏速度较快,能实时显示出车身与障碍物之间的相对距离。

3、系统软件设计在本系统中,绘制任意矩形和将超声波测得距离值转化为坐标值是软件的核心。

绘制矩形的设计方法很多,但为了适合本系统的需求,绘制矩形的程序设置了5个入口参数。

其函数原型如下所示:Any_Rec_LCD12864(char X1,char Y1,char Y2,char L,char W)其中,X1、Y1表示矩形的一个顶角坐标,Y2表示另一个顶角的纵坐标,L表示矩形的长度,W表示矩形的宽度。

通过这五个参数,即可确定一个矩形的位置、尺寸、倾斜方向等信息。

在本系统中,最关键的在于通过这五个参数确定X2以及另外两个点的坐标。

基于单片机的倒车雷达系统毕业设计
基于单片机的倒车雷达系统是一个可以帮助驾驶员在倒车时避免车辆碰撞的装置。

这种系统可以通过超声波检测与其接近的对象，并将其转化为声音、视觉或其他感知形式的反馈，让驾驶员在最短的时间内采取相应的措施，以避免不必要的事故。

第一步：硬件设计
基于单片机的倒车雷达系统的硬件设计是非常重要的。

这个系统中主要包括一个超声波传感器、一个单片机、一块LCD屏幕以及若干个LED指示灯。

其中，超声波传感器是这个系统的核心部件，它用于检测车辆与障碍物之间的距离。

第二步：软件开发
软件开发是基于单片机的倒车雷达系统中同样重要的一步。

通过编写程序代码，在单片机中存储程序，控制各个硬件设备的运行，实现这个系统的功能。

开发者首先需要编写实现超声波检测的代码，然后将其与LED指示灯和LCD屏幕进行连接，使得系统能够给出声音和文字形式的反馈。

第三步：系统测试
在完成硬件设计和软件开发之后，需要进行对系统进行测试。

测试过程中需要使用真实的车辆和障碍物，同时对系统进行各种不同情况的测试。

例如，测试超声波传感器对车辆与固定物体、移动物体的反应时间，同时测试各个LED灯和LCD屏幕的输出情况。

最后，当系统的性能达到预期时，我们可以将其集成到车辆中，让驾驶员在倒车时更加安全。

基于单片机的倒车雷达系统的开发需要较高的专业技术和资金，但是其实用价值是巨大的，一个小小的雷达系统可以帮助驾驶员避免不必要的碰撞事故，而这又会为驾驶员带来便利与安全的体验。

基于51单片机的汽车倒车雷达设计LT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。

超声波测距是利用其反射特性，当车辆后退时，超声波测距传感器利用超声波检测车辆后方的障碍物位置，并利用LED显示出来，当到达一定距离时，系统能发出报警声，进而提醒驾驶人员，起到安全的左右。

通过本课题的研究，将所学到的知识用在实践中并有所创新和进步。

该设计可广泛应用在生活、军事、工业等各个领域，它需要设计者有较好的数电、模电知识，并且有一定的编程能力，综合运用所学的知识实现对超声波发射与接收信号进行控制，通过单片机程序对超声波信号进行相应的分析、计算、处理最后显示在LED数码管上。

1.2 国内应用现状近年来，由于导航系统、工业机器人的自动测距、机械加工自动化等方面的需要，自动测距变得十分重要。

与同类测距方法相比，超声波测距法具有以下优势：（1）相对于声波，超声波有定向性较好、能量集中、在传输过程中衰减较小、反射能力强等优势。

（2）和光学方法相比，超声波的波速较小，可以直接测量较近的目标，纵向分辨率高；对色彩、光照度、电磁场不敏感，被测物体处于黑暗、烟雾、电磁干扰、有毒等比较恶劣的环境有一定的适应能力。

特别是在海洋勘测具有独特的优点。