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单片机在汽车倒车测距仪中的应用设计汽车倒车测距仪是一种能够帮助驾驶员识别周围障碍物并确保安全倒车的装置。
在汽车倒车测距仪的设计中，单片机起到了核心作用。
本文将详细介绍单片机在汽车倒车测距仪中的应用设计。
汽车倒车测距仪一般由超声波传感器、蜂鸣器、显示屏和控制单元组成。
超声波传感器负责检测离车辆最近的障碍物距离，蜂鸣器负责发出警告声音，显示屏用于显示距离信息，控制单元则负责接收传感器的输入信号，处理数据并控制其他模块的工作。
在设计单片机控制单元时，首先需要选择合适的单片机芯片。
一般来说，选择具有较多GPIO（通用输入输出）口的单片机可以很好地满足设计要求。
常见的单片机如STC89C52、AT89S52等都是经典的选择。
接下来，需要编写相应的程序代码。
在程序的设计中，需要考虑以下几个方面：1.硬件初始化：设置GPIO口的输入输出方向，配置传感器和其他外设的工作模式。
2.数据采集：通过超声波传感器获取到周围障碍物的距离信息，并将其转化为电压信号输入到单片机的模拟输入口。
通过定时中断或者外部中断的方式触发采集动作，并将采集到的数据存储在单片机的RAM中。
3.数据处理：将采集到的距离数据进行计算和处理，判断是否需要发出警告信号。
可以设置一个合理的临界值，当距离低于该值时，触发蜂鸣器发出警告声音。
此外，还可以根据距离的变化情况进行数据平滑处理，以减少误差。
4.控制输出：根据距离数据的处理结果，控制蜂鸣器的开关状态。
一般来说，通过GPIO口的高低电平控制蜂鸣器的开关。
5.显示输出：将采集到的距离数据通过显示屏进行显示，方便驾驶员观察。
可以选择液晶显示屏、数码管等合适的显示装置。
除了上述核心功能之外，还可以进一步完善功能。
例如可以增加倒车影像系统，通过摄像头和液晶显示屏将后方的图像实时显示出来；还可以增加倒车雷达系统，通过多个传感器进行距离测量，实现更准确的倒车辅助功能。
综上所述，单片机在汽车倒车测距仪中的应用设计主要包括硬件初始化、数据采集、数据处理、控制输出和显示输出等功能。
汽车倒车测距仪的设计目录摘要 (2)Abstract (2)第一章绪论 (3)1. 1 研究背景 (3)1. 2 发展概况和当前存在的问题 (4)1. 2. 1 发展概况 (4)1. 2. 2 当前存在的问题 (4)1. 3 本设计的主要内容和目的 (5)第二章系统方案相关理论 (6)2. 1 汽车倒车超声波测距系统主要功能的概述 (6)2. 2 汽车倒车超声波测距系统的原理 (7)2. 3 超声波测距系统的主要技术指标 (9)第三章硬件设计及调试 (10)3. 1 系统装置的硬件组成 (10)3. 1. 1 单片机控制系统 (10)3. 1. 2 超声波发射电路 (11)3. 1. 3 超声波接受电路 (11)3. 1. 4 LED液晶显示电路 (13)3. 2 焊接 (14)3. 3 调试过程及方法 (14)第四章软件设计及调试 (16)4. 1 系统软件设计整体介绍 (16)4. 2 系统的程序 (17)4. 3 软件调试简介 (24)第五章总结 (25)致谢 (26)参考文献 (27)汽车倒车测距仪摘要随着科学技术的快速发展，超声波在传感器中的应用也越来越广。
但就目前技术水平来说，人们可以具体利用的传感技术还十分有限，因此，这是一个正在蓬勃发展而又有无限前景的技术及产业领域。
而本文介绍的是一种可应用于倒车测距仪的超声波测距系统。
本系统采用STC89C52单片机为核心，结合发射和接受模块以及液晶显示构成整个的测距系统，该系统能够在汽车以较低的速度进行倒车的过程中，识别出车后部的障碍物，并能够测量车与障碍物之间的距离，在车辆与障碍物发生碰撞前，发出声光报警，提醒司机刹车。
倒车测距仪是用来探测车身和周围的障碍物并显示其距离，以帮助驾驶员安全倒车或停车的辅助电子设备，对驾驶员倒车的安全起到了很大作用。
因此本系统的设计具有广泛的运用价值和意义。
关键词：传感技术超声波测距运用价值AbstractWith the rapid development of science and technology, in the application of ultrasonic sensors is more and more widely. But so far the technical level, the specific use range finder technology is limited, so, it is a vigorous development and infinite prospect areas of technology and industry. And this paper is a kind of can be applied to reverse the ranger ultrasonic ranging system. The system uses the STC89C52 microcontroller as the core, combining the launch and accept modules and liquid crystal display constitute the whole range finder system, This system can be identify obstacles at the back of the car and able to measure the distance between the car and the obstacles,and before the car run into obstacles,it can give out sound and light alarm signal, remind the driver brakes,when the car reversing with a low speed ,.Reverse rangefinder is an assist electronic equipment what can used to detect the body and the surrounding obstacles and show the distance, to help the driver safety reversing or parking,It plays a large role when the drive reversing So the design of system hasbroad application value and meaning.Keyword：sensor technology ultrasonic ranging use Value第一章绪论1. 1 研究背景信息高度发达、生活快节奏的现代社会中，电子信息技术的应用随处可见，在生活中已投入使用的有：电视机、手机、电脑、先进的工业控制系统、通信雷达系统和卫星遥感系统，甚至是汽车倒车、无人侦查飞机等无一例外的不使用到电子信息技术。
题目：汽车倒车测距仪目录1、课程设计目的及内容要求----------------32、设计思路及原理----------------------------33、电路设计原理图----------------------------44、程序清单及流程图-------------------------95、问题分析及解决方法----------------------146、心得体会-------------------------------------15一、设计内容及要求1、设计一个微机控制的汽车倒车测距仪，能测量并显示车辆后部障碍物离车辆的距离，同时用间歇的“嘟嘟”声发出警报，“嘟嘟”声间隙随障碍物距离缩短而缩短，驾驶员不但可以直接观察到检测的距离，还可以凭听觉判断车后障碍物离车辆距离的远近；①开机后先显示“———”，并有开机指示灯。
②CPU发射超声波1ms，然后显示60ms；即1ms+60ms为一个工作周期，等待回波，在次周期内完成一次探测。
③根据距离远近发出报警声并显示距离。
障碍物距离小于1m，距离值变化5cm更换显示，否则不更换；距离在1m以上，新值与原显示值之差大于10cm更换，否则不更换。
④用三LED位数码管显示障碍物距离2、硬件电路原理图和软件框图；3 编写控制程序，写出设计任务书（总结报告）。
4设计任务：（1）、选用8088和适当的存储器及接口芯片完成相应的功能。
（2）、用LED显示器显示电子锁的当前状态。
（3）、画出详细的硬件连接图。
（4）、给出程序设计思路、画出软件流程图。
（5）、给出地址分配表。
（6）、给出所有程序清单并加上必要注释。
（7）、完成设计说明书（列出参考文献，所用器件型号）。
二、设计原理超声波测距原理：利用发射超声波的装置向着某一方向发射一束超声波，再利用计时器计算超声波发出以及遇到障碍物反射回来的时间差来测量距离。
由声音在空气中的传播速度v=340m/s及匀速运动位移关系式：s=vt可计得声音往返距离s，则s/2就是单程距离。
《微机原理综合训练》设计任务书题目：汽车倒车测距仪设计学生姓名：学号：班级：题目类型：设计性指导教师：一、课程设计题目汽车倒车测距仪设计。
二、题目简介以汽车倒车测距仪设计为背景，对汽车倒车测距仪进行分析和设计。
通过该题目的分析和设计，学习微机软、硬件系统设计开发过程，加深微机原理及应用课程基础知识的理解和综合运用能力，熟悉集成电路芯片的使用方法，熟悉微机编程及接口电路，学习体会工程实际设计的过程，培养学生独立解决实际工程问题的综合能力。
学生初步得到用汇编语言书写程序的训练，全面培养程序设计过程中的分析、设计、编码、测试及文档规范书写的能力，得到运用汇编语言的综合训练，提高解决实际问题的能力。
三、设计任务学生通过该题目的设计过程，可以初步掌握汇编语言的运用、软件开发方法并提高解决实际问题的能力。
设计一个微机控制的汽车倒车测距仪，能测量并显示车辆后部障碍物离车辆的距离，同时用间歇的“嘟嘟”声发出警报，“嘟嘟”声间隙随障碍物距离缩短而缩短，驾驶员不但可以直接观察到检测的距离，还可以凭听觉判断车后障碍物离车辆距离的远近；1. 开机后先显示“———”，并有开机指示灯。
2.CPU 发射超声波 1ms，然后显示 60ms；即 1ms+60ms 为一个工作周期，等待回波，在次周期内完成一次探测。
3. 根据距离远近发出报警声并显示距离。
障碍物距离小于 1m，距离值变化 5cm 更换显示，否则不更换；距离在 1m 以上，新值与原显示值之差大于10cm 更换，否则不更换。
4.用三 LED 位数码管显示障碍物距离。
5.程序采用汇编语言在PC机上完成。
6.同时完成符合学校要求的设计计算说明书。
7. 提倡创新。
四、设计要求1.利用Intel 8086 CPU及其相应的外围扩展电路及接口电路，设计系统硬件原理图，并绘制于2号工程图纸。
2.给出程序的设计思路，设计系统软件流程框图，并绘制于2号工程图纸。
3.完成设计计算说明书。
汽车倒车测距仪的设计
摘要
汽车倒车雷达是针对当前公路、街道、停车场、车库等愈来愈拥堵，加上存在视觉盲区，无法看见车后的障碍物，司机在倒车时很容易刮伤汽车，乃至发生事故的情形而显现的一种旨在倒车防护的汽车防撞系统。
该系统能够在汽车以较低的速度进行倒车的进程中，识别出车后部的障碍物，并能够测量车与障碍物之间的距离，在车辆与障碍物发生碰撞前，发作声光报警，提示司机刹车。
本设计从实验研究分析的角度，分析了超声波测距原理和国内外此类汽车倒车雷达存在的问题，提出了目前最简单、有效的一种倒车雷达实现方案，即基于成都国腾微电子公司GM3101倒车雷达芯片为核心的超声波测距倒车雷达,该芯片功能集成度高，外围只需接上超声波传感器和功率器件就能够够实现整个系统功能，也不需要软件编程。
同时设计中围绕目前呼声很高的汽车电器网络化实现，提出倒车雷达数据基于新型总线XY-CN BUS 的传递方案。
系统设计中采纳了模块设计思想，简化了调试工作量，最终专门好完成了超声波测距倒车雷达系统的硬件设计、软件设计及系统调试。
关键词：汽车倒车雷达超声波 GM3101芯片 XY-CNBUS 汽车电器网络化。
石家庄铁道大学毕业设计汽车倒车测距仪的设计与实现The Design of Auto Reverse Rangefinder完成日期 2012 年 05 月 25 日毕业设计成绩单毕业设计任务书题目汽车倒车测距仪设计和实现一、主要内容单片机STC89系列利用超声波测距模块对障碍物距离检测,对超过阈值的距离报警动作。
二、基本要求1．单片机完成超声波测距。
2．实现根据不同的距离信息进行不同样式的报警。
3．使用Keil C编程,实现相关逻辑控制。
4．电路原理图设计，Protel印刷电路图设计。
5．提出系统设计框图，提出相应的解决方案。
三、主要技术指标（或研究方法）1．电压直流5V，工作电流小于500mA。
2．完成主要功能。
3．电路原理图。
4．使用说明书撰写。
四、应收集的资料及参考文献C语言开发。
关于STC89系列相关单片机开发文档。
相关传感和显示器件使用手册和接口电路。
五、进度计划第1周：开题，并完成开题报告。
第2-8 周：资料收集，文献阅读，系统设计，电路实现，程序仿真。
第9-14周：系统综合调试完成，撰写设计说明书。
第15-16周：准备参加答辩。
教研室主任签字时间年月日毕业设计开题报告题目汽车倒车测距仪设计和实现一、背景和意义安全是围绕汽车的永恒主题。
随着公路交通特别是高速公路交通的飞速发展，交通事故特别是恶性交通事故呈不断上升趋势，交通安全越来越受到广泛关注，因此世界各国在研究只能车辆自主导航技术的同时，投入大量的人力物力，致力于提高汽车行驶安全性。
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。
因此，有助于驾驶员泊车和倒车的倒车倒车测距仪应运而生。
二、课题研究内容单片机STC89系列利用超声波测距模块对障碍物距离检测。
对超过阈值的距离报警动作。
三、课题预期目的本研究包括超声波发射和接受、液晶显示和语音播报等模块，在倒车时，汽车在智能控制器的控制下，由车尾部的超声波发生器探头发送超声波信号，当遇到障碍物时，产生回波信号，探头接受到回波信号后井控制器进行数据处理并计算出车体与障碍物之间的实际距离，然后通过显示或语音设备提示给驾驶员。
中文摘要目录1绪论 (1)2 超声波传感器的介绍 (2)2.1超声波传感器的概述 (2)2.2 超声波传感器的特点 (3)2.3超声效应 (3)2.4超声波传感器的应用 (4)3 单片机的介绍............................................................................... ..5 3.1 单片机的定义.. (5)3.2 单片机的特点 (5)3.3 单片机的应用 (5)3.4 AT89C51单片机的介绍 (6)4 汽车倒车测距仪的硬件设计 (9)4.1 设计的思路 (9)4.2 设计的重点与难点........................................................................ .9 4.3硬件设计的基本原理及原理图.. (9)5超声波汽车倒车测距仪软件设计 (14)5.1 主程序编制及流程图 (16)5.2 中断服务程序的流程图及编制 (16)5.3 显示距离子程序和延时子程序 (17)5.4信号处理程序 (18)5.5程序中有关存储器，寄存器及标志位的内容及用途............................... .21 结论 (23)致谢 (25)参考文献 (26)附录 (27)1 绪论汽车倒车测距仪能测量并显示车辆后部障碍物离车辆的距离,同时用间歇嘟嘟声报警,间歇时间随障碍物距离缩短而缩短。
驾驶员不但可以直接观察被显示的距离,还可以用听觉判断车后障碍物距离的远近。
特别适用于长车身车辆倒车。
仪器共有三部分组成:监控器、接线盒与探测器。
监控器由单片计算机为核心的集成电路组成,发射,并接收频率稳定的40kHz超声波,根据发射信号与回波信号之间的时间差计算障碍物与车辆后部的距离。
监控器安装在驾驶室驾驶员便于观察的位置,面板上有3位LED数码管显示器,清晰悦目,小数点固定在第一位数后, 显示单位精确到厘米。
摘要超声波汽车倒车探测器，种类繁多，应用广泛，目前在市场上呈现了一种各种档次并存，高低搭配的局面。
因为它实用性强，技术成熟，所以发展很快。
从第一代经过短短几年时间便发展到第五代，从纯电路模式到使用高速处理器；从单纯轰鸣器报警到显示器显示，语音报警。
另外安装使用更加方便，精度及稳定性也有极大提高。
在现实生活中的作用越来越大。
因而汽车倒车测距仪设计的完成势必成为一种必然趋势。
尽管新出厂的中高档甚至部分低价位的经济型轿车大都开始配置倒车雷达，但是，仍有许多中低档车型出厂时没有配置倒车雷达，而且现行中低档车型加装倒车雷达的市场需求也越来越大，于是自行安装倒车雷达就成了一项新兴的车辆装饰项目。
目前,在一些经营汽车配件或装饰美容的商家内，甚至汽车经销商处都可安装倒车雷达。
利用超声波测距原理，出于低成本、高精度的目的，提出了一种基于51系列单片机的超声波倒车雷达系统的设计方案。
硬件部分采用51系列单片机作为控制器，主要有超声波发射电路、超声波接收电路、温度检测电路、LCD显示电路和报警电路。
在分析超声波测距原理的基础上，给出了实现超声波倒车雷达系统的硬件设计电路图和软件设计流程图。
该系统测量精度为1cm，测量范围为0.50-4.00m，完全能够满足汽车倒车系统的设计要求。
关键词：单片机；超声波；测距；LCD显示屏；角度补偿AbstractUltrasonic automobile reverse detector has many different kinds of applications. Because it is practical strong , mature technology and so fast development. From the first generation after just a few short years time and development to the fifth generation, from pure circuit model to use high speed processors; The alarm to roar from the simple display, voice alarm plays an important role . In addition, using is a good kind of convenient installation. Precision and stability also have greatly improved. In the real life, function is more and more big. So car backing up the completion of design range finder will become an inevitable trend. However, there are still many low-standard cars out no configuration reverse radar, and the current low-standard cars back the radar market demand also more and more big. At present, in some business auto parts or decorative beauty in the business, and even car dealers place can install reverse radar.Because of modern production requirements, it was discovered that the need to achieve the production of non-contact distance measurement, and ultrasonic distance measurement is a good performance of the ranging approach is mainly used in reversing radar sites as well as some industrial field, this paper designed a to AT89C52 MCU as the core of the low-cost, high-precision, LCD display of ultrasonic range finder, and use some commonly used devices such as: 74HC04, etc.System consists of microcontroller, ultrasonic transmitter and ultrasonic receiver amplifier circuit and display circuit. Chip AT89C52 control calculation by the ultrasonic transmission from transmit to receive time and hence the distance to be under test. The system has easy to detect, the software fully functional, reliable, high accuracy advantages.This paper discusses the successful development of microcomputer technology, the basic principles of ultrasonic range finder, measurement method of calculating implementations. Use of software calibration, improved accuracy and machine reliability. The actual use of that greatly improves safety, reliability and accuracy.Keywords：MCU；distance meter；sensor；microcontroller；LCD目录摘要 (I)Abstract (II)1绪论 (1)1.1引言 (1)1.2研究背景及意义 (1)1.3国内外研究现状 (2)1.4本文研究内容 (3)2系统总体设计 (4)2.1超声波概述 (4)2.1.1超声波的基本概念 (4)2.1.2超声波的物理性质 (4)2.1.3超声波对声场产生的作用 (4)2.2超声波测距系统设计原理概述 (5)2.2.1超声波传感器 (5)2.2.2超声波测距的方案 (5)2.2.3 方案设计与论证 (6)2.2.4控制器的选择 (6)2.2.5测距传感器选择 (7)2.2.6显示子系统设计 (7)2.2.7声音报警设计 (8)2.3 系统总体结构 (8)3系统硬件设计 (9)3.1超声波发射和接收电路的设计 (9)3.1.1超声波发射电路 (9)3.1.2超声波接收电路 (10)3.2单片机主机系统电路 (11)3.2.1复位电路 (11)3.2.2时钟电路 (11)3.2.3按键电路 (12)3.2.4 蜂鸣器电路 (12)3.2.5 温度测量电路 (13)3.2.6LCD显示电路 (14)3.2.7电源电路 (15)4系统软件设计 (16)4.1系统软件设计 (16)4.2系统主程序 (16)4.3 40KHz超声波发送子程序 (17)4.4DS18B20温度采集程序 (18)4.5距离计算子程序 (18)4.6数据转换子程序 (19)4.7 LCD显示子程序 (20)5基于Proteus的软件仿真 (21)6PCB设计 (23)6.1元件选择 (23)6.2Altium Designer原理图的绘制 (23)6.3元件封装的建立 (23)6.4PCB的电磁兼容设计 (23)6.5布局布线 (25)7试验误差分析 (28)7.1 误差分析 (28)7.2 技术改进 (28)参考文献 (29)结束语 (30)致谢 (31)附录 (32)部分样图精彩预览成品布线图覆铜后的PCB样机安装图3D效果图如需购买全套完整论文资料，请去如下两个网址均可购买：/item.htm?spm=686.1000925.1000774.13.aYWBgp&id=173******** /item.htm?spm=686.1000925.1000774.19.aYWBgp&id=175********本论文100%本人写作，包括基于单片机的protues+keil软件的联合仿真源文件、源电路图、设计论文、开题报告、毕业答辩的PPT报告及相关文件的截图，涵盖所有毕业论文的相关文件。
编号：审定成绩：设计（论文）题目：汽车倒车测距仪的设计摘要随着我国经济的飞速发展，汽车的需求量急剧增加，现在家家户户拥有汽车已经成为现实。
但是随着汽车数量的增加，其引发的事故也不断的在增加。
倒车引发的汽车事故也占不小的比重，而倒车时车尾存在的盲区是其主导因素，因此解决倒车盲区是安全驾驶必须要解决的问题。
本设计采用以STC89C52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。
该设计通过模块的组合和软件的控制，实现了设计要求的功能，本设计在使用上面方便，成本较低，可设置最小距离，不但完成了这些功能，还达到了汽车倒车的安全指标。
【关键词】STC89C52 超声波测距仪蜂鸣器LCDABSTRACTWith the rapid development of our economy,the demand for cars has increased dramatically, and now each and every family has a car has become a reality. But with the increasing number of cars, the accidents are increasing.Reversing rear blind spot is the dominant factor and finally solved reverse dead zones be safe driving have to resolve this problem.At the core of the design using STC89C52 low-cost, high accuracy, Micro figures show that the ultrasonic range finder hardware and software design methods. Modular de-sign 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. The overall system design, hardware and software are presented.The design of the control modules and software, achieve the design requirements of function. The design is easy to use, low cost and feasible to set the minimum distance. These features are not only finished, also reached the Auto reverse safety indicators.【Key words】STC89C52 Ultrasonic rangefinder Buzzer LCD目录前言 (1)一、研究背景 (1)二、研究现状 (1)三、研究方法 (2)四、本研究的主要内容与论文组织结构 (2)五、本设计研究的意义 (4)第一章主要原器件介绍 (5)第一节STC89C52单片机 (5)第二节HY-SRF05超声波模块 (9)第三节LCD1602 (11)第四节其他的电子元件介绍 (14)第五节本章小结 (15)第二章倒车系统方案的设计 (16)第一节系统整体方案 (16)第二节最小系统的设计 (17)第三节显示报警模块的设计 (18)第四节超声波测距设计 (18)第五节本章小结 (19)第三章系统硬件设计 (20)第一节超声波测距模块 (20)第二节LCD1602显示模块设计 (22)第三节LED灯和蜂鸣器的硬件设计 (22)第四节本章小结 (23)第四章系统的软件设计 (24)第一节主程序设计 (24)第二节LCD1602显示程序的设计 (26)第三节蜂鸣器分段报警程序 (27)第四节本章小结 (29)第五章系统的调试 (30)第一节硬件的调试 (30)第二节软件的调试 (30)第三节本章小结 (31)结论 (32)致谢 (33)参考文献 (34)附录 (36)一、英文原文： (36)二、英文翻译: (40)三、工程电路图 (43)四、程序 (45)前言一、研究背景随着我国经济的建设、社会的进步、人们生活水平的提高，汽车已经与老百姓的生活密不可分，已不再是奢侈品。
数字超声波倒车测距仪设计摘要为了帮助汽车驾驶员实现安全倒车的目的，根据超声波测距的工作原理，采用51单片机系统及超传感器为硬件核心，声波采用单片机C语言编写程序，设计出一套具有实时超声波速度修正及可多方位进行检测扫描的超声波测距系统。
实现汽车在倒车过程中一旦接近有障碍物时，立刻自动报警并显示出汽车尾部到障碍物距离的功能。
关键词：数字超声波；测距仪；倒车AbstractIn order to help the car driver achieve the purpose of safe reversing, according to the working principle of ultrasonic ranging, 51 single-chip system and super sensor are used as the hardware core, and the sound wave is programmed by the single-chip C language, and a set of real-time ultrasonic speed correction and design can be designed. Ultrasonic ranging system for detecting scanning in azimuth. When the car is approaching an obstacle during the reversing process, it immediately alarms and displays the function of the rear end of the car to the obstacle. Key words: digital ultrasonic; range finder; reversing目录第一章引言 (2)1.1课题研究背景 (3)1.2 课题研究的意义 (3)第二章超声波测距仪系统总体设计 (4)2.1 超声波传感器简介 (4)2.2 超声波传感器的检测方式 (5)2.3 超声波传感器系统的构成 (7)2.4 超声波测距仪的基本工作原理 (7)第三章超声波仪硬件设计与实现 (8)3.1 超声波发射电路 (9)3.2 超声波检测接收电路 (10)3.3LCD显示电路 (10)3.4语音报警电路 (11)3.5超声波传感器 (11)3.6 时钟电路 (12)3.7 复位电路 (13)3.8 放大电路及参数设定 (13)3.9 电压比较电路及参数设计 (13)第四章超声波测距仪软件设计与实现 (14)4.1 软件功能分析及算法特点 (14)4.2 主程序流程图 (15)4.3 超声波接收发射软件设计 (16)4.4 超声波发生子程序和接收子程序 (16)第五章电路调试与误差分析 (17)第六章结论与展望 (19)参考文献 (19)第一章引言近年来, 随着人们生活水平的提高、市场的繁荣，私家车、运输车及各种车辆与日俱增，汽车也就成为各地经济发展的中枢纽带，逐渐走入每个家庭。
基于单片机汽车倒车测距仪的设计班级专业所在系学号指导老师目录摘要 (1)Abstract (2)第一章绪论 (3)第二章超声波的介绍 (4)2.1超声波的发展史 (4)2.2 超声波的特点 (4)2.3超声效应 (5)2.4超声波的应用 (5)第三章单片机的介绍 (7)3.1 单片机的定义 (7)3.2 单片机的发展过程 (7)3.3 单片机的特点 (7)3.4 单片机的应用 (8)3.5 C8051F单片机的介绍 (8)第四章汽车倒车测距仪的硬件设计 (12)4.1 设计的思路 (12)4.2 设计的重点与难点 (12)4.3硬件设计的基本原理及原理图 (12)第五章超声波汽车倒车测距仪软件设计 (16)5.1 主程序编制及流程图 (16)5.2 中断服务程序的流程图及编制 (18)5.3 显示距离子程序和延时子程序 (18)5.4信号处理程序 (19)5.5程序中有关存储器，寄存器及标志位的内容及用途 (22)第六章总结............................................................................................................. 错误!未定义书签。
参考文献 (23)致谢..................................................................................................................... 错误!未定义书签。
汽车倒车测距仪的设计摘要：本文利用超声波传输中距离与时间的关系采用C8051F单片机进行控制及数据处理设计出了能精确测量点间距离的超声波测距仪，利用所设计出的汽车倒车测距仪，能比较精确测量车后障碍物距离。
在分析国内外单片机汽车倒车测距仪相关技术的基础上，结合最新研究成果，对基于超声波测距的倒车测距系统的研制进行了深入探讨和研究。
开题报告通信工程汽车倒车测距仪设计一、课题研究意义及现状汽车倒车测距仪主要作用是在倒车时，驾驶员无需回头便可知车后有无障碍物，凭听觉判断车后障碍物离车辆距离的远近，使停车和倒车更容易，更安全。
该仪器成为驾驶员的好帮手，可有效的减少和避免那些视野不好的大型汽车的倒车交通事故，另外特别适用于夜间辅助倒车。
本设计性能优良，对提高我国汽车工业实际水平具有较大的意义。
随着经济条件的不断提升，人们的生活水平也不断提高。
基本上每家都会有一辆自己的小汽车，然而不是每家人都有很好的驾车技术。
这样交通事故发生的频率也在增加。
为了避免追尾事故，减少事故伤害，汽车自身必须有安装配置方面的设备。
随之，汽车后视系统也应运而生了。
大部分驾驶员都会希望自己倒车的时候后面有个后视眼。
这样就可以减少很多不必要的麻烦，使倒车停车显得更加方便。
近些年出现的汽车倒车测距仪都比较先进，融合了多种技术，例如：可视图像的添加可以使驾驶员更明确的看到汽车后部的状况，交通和事故记录功能的添加可以使驾驶员手动启动摄像头，记录下倒车全过程并且保存下来。
还有很多这样的先进功能使驾驶员在倒车的时候更加安全。
超声波汽车倒车探测器，种类繁多，应用广泛，目前在市场上呈现了一种各种档次并存，高低搭配的局面。
因为它实用性强，技术成熟，所以发展很快。
从第一代经过短短几年时间便发展到第五代，从纯电路模式到使用高速处理器；从单纯轰鸣器报警到显示器显示，语音报警。
另外安装使用更加方便，精度及稳定性也有极大提高。
在现实生活中的作用越来越大。
本课题所设计的汽车倒车测距仪是利用单片机作为控制和协调的中心，结合超声波测距仪的原理实现。
通过这一次的设计，可以使我所学的知识能得到综合应用，具有学以致用的作用，对于提高自身能力具有很好的意义。
二、课题研究的主要内容和预期目标本课题研究的主要内容是设计汽车倒车测距仪。
该倒车测距仪的基本工作原理是利用C8051F控制器起到数据处理，控制中心和协调作用，结合超声波测距仪的原理实现。
目录第 1 章引言11.1研究背景及意义11.2国外研究现状11.3研究内容及论文组成2第 2 章整体系统设计32.1方案设计与论证32.1.1控制器选择32.1.2测距传感器选择32.1.3显示子系统设计32.1.4声音报警设计42.2整体系统结构4第三章系统硬件设计43.1 MCU控制电路设计53.2超声波发射和接收电路设计63.2.1超声波发射电路设计63.2.2超声波接收器73.3 LED显示及报警电路设计83.4本章第10 节10第一章介绍1.1研究背景及意义随着现代生活节奏的加快，交通事故的发生频率也越来越高，汽车倒车提醒系统应运而生。
经调查，大多数非专业的汽车司机都希望有一只“后视眼”，可以检测到车尾的障碍物。
因此，我们需要设计一款经济实惠的倒车测距仪来解决驾驶员的“后顾之忧” 。
单芯片控制的汽车倒车测距仪就可以满足这一需求。
该测距仪将单片机的实时控制和数据处理功能与超声波测距技术和传感器技术相结合。
它可以测量和显示车辆后方障碍物与车辆之间的距离，同时发出断断续续的“哔”声报警。
, “哔”声间隙随着障碍物距离的减小而缩短。
驾驶员不仅可以直接观察显示的距离，还可以通过听觉判断车后障碍物与车辆的距离，减轻驾驶员停车和启动车辆的负担。
前、后、左、右访问带来的麻烦，可以帮助驾驶员消除盲点和视物模糊的缺陷，提高行车安全。
1.2国外研究现状汽车倒车测距仪应包括总控制器、距离传感器、语音提示和图像显示组件。
各部件有机结合，实现测距和提示功能。
蜂鸣器提示是倒车测距系统的真正开始。
哔声越大，车辆越靠近障碍物。
驾驶员虽然知道有障碍物，但无法确定障碍物与汽车的距离，对驾驶员帮助不大。
之后，液晶屏显示器的出现是一个质的飞跃，尤其是动态显示系统开始出现在屏幕显示器上。
无需挂倒档，只要启动汽车，显示屏上就会出现汽车图案，显示与车辆周围障碍物的距离。
动态显示，色彩清晰漂亮，外形美观，可直接粘贴在仪表板上，安装非常方便。
目录摘要 (I)Abstract ...................................................................................................................................... I I 前言 (III)第1章绪论............................................................................................................................ - 1 -1.1 研究背景及意义......................................................................................................... - 1 -1.2 国内外研究现状......................................................................................................... - 1 -1.3 本文研究内容............................................................................................................. - 2 -第2章系统总体设计............................................................................................................ - 3 -2.1 方案设计与论证......................................................................................................... - 3 -2.1.1 控制器的选择...................................................................................................... - 3 -2.1.2 测距传感器选择.................................................................................................. - 3 -2.1.3 显示子系统设计.................................................................................................. - 4 -2.1.4 声音报警设计...................................................................................................... - 4 -2.2 系统总体结构............................................................................................................. - 4 -2.3 本章小结..................................................................................................................... - 4 -第3章系统硬件设计............................................................................................................ - 6 -3.1 单片机控制电路设计................................................................................................. - 6 -3.2 超声波发射及接收电路设计..................................................................................... - 7 -3.2.1 超声波发射电路的设计...................................................................................... - 7 -3.2.2 超声波接收电路的设计...................................................................................... - 8 -3.3 LED显示及报警电路设计 .......................................................................................... - 9 -3.4 本章小结................................................................................................................... - 10 -第4章系统软件设计.......................................................................................................... - 11 -4.1 主程序的设计........................................................................................................... - 11 -4.2 中断处理程序设计................................................................................................... - 12 -4.3 本章小结................................................................................................................... - 13 -第5章硬件组装与性能分析.............................................................................................. - 14 -5.1 硬件组装和性能分析............................................................................................... - 14 -5.2 本章小结................................................................................................................... - 15 -结论.................................................................................................................................. - 16 -致谢.................................................................................................................................. - 17 -参考文献.............................................................................................................................. - 18 -附录A ................................................................................................................................... - 19 -附录B ................................................................................................................................... - 23 -基于单片机的汽车倒车测距仪设计摘要随着汽车的日益普及，由于人为原因而产生的碰撞问题也日益突出，而倒车碰撞占碰撞事故的大部分。
《微机原理》课程设计——汽车倒车测距仪学院：自动化专业：自动化班级：09（2）班姓名：李轶平学号： 2（15）设计日期：2010年1月13日目录一、课程设计目的及要求 (3)1.1设计目的 (3)1.2设计内容和要求 (3)1.3 设计任务 (3)二、超声波简介 (4)2.1 超声波的含义 (4)2.2 超声波的特点 (4)三、设计方案分析 (4)3.1 设计的思路 (4)3.2 硬件部分 (4)四、硬件部分设计 (6)4.1整机连接图 (6)4.2 8088最小系统 (6)4.3 8255与数码管电路 (7)4.4 8253及8259部分电路 (8)五、软件部分设计 (9)5.1设计思路及流程图 (9)5.2程序清单 (11)六、设计体会及总结 (16)七、参考文献 (17)一、课程设计目的及要求1.1设计目的1. 学会用汇编语言编写一个较完整的实用程序。
2. 掌握微型计算机技术应用开发的全过程：分析需求、设计原理图、选用元器件、布线、编程、调试、撰写报告等步骤。
3、复习巩固本学期学到的相关知识,提高自身思考问题解决问题的能力,培养对本课程的兴趣,提高动手的能力。
4、加强课程学习与生活实践的联系，运用所学知识与日常生活实践的结合。
5、学会用8086/8088解决实际问题的能力、硬件使用原理。
1.2设计内容和要求1、设计一个微机控制的汽车倒车测距仪，能测量并显示车辆后部障碍物离车辆的距离，同时用间歇的“嘟嘟”声发出警报，“嘟嘟”声间隙随障碍物距离缩短而缩短，驾驶员不但可以直接观察到检测的距离，还可以凭听觉判断车后障碍物离车辆距离的远近；①开机后先显示“———”，并有开机指示灯。
②CPU发射超声波1ms，然后显示60ms；即1ms+60ms为一个工作周期，等待回波，在次周期内完成一次探测。
③根据距离远近发出报警声并显示距离。
④障碍物距离小于1m，距离值变化5cm更换显示，否则不更换；距离在1m以上，新值与原显示值之差大于10cm更换，否则不更换。
⑤用三LED位数码管显示障碍物距离2、硬件电路原理图和软件框图；3、编写控制程序，写出设计任务书（总结报告）。
1.3 设计任务1、选用8088和适当的存储器及接口芯片完成相应的功能。
2、用LED显示器显示电子锁的当前状态。
3、画出详细的硬件连接原理图。
4、给出程序设计思路、画出软件流程图。
5、给出地址分配表。
6、给出所有程序清单并加上必要注释。
7、完成设计说明书（列出参考文献，所用器件型号）。
二、超声波简介2.1 超声波的含义当物体振动时会发出声音，科学家们将每秒振动的次数称为声音的频率，他的单位是HZ。
我们人类耳朵能听到声波频率为20-20000HZ，当声波的频率大于20000HZ或小于20HZ时，我们便听不到。
因此我们把频率高于20000HZ的声波称为超声波。
2.2 超声波的特点(一) 超声波在传播时，方向性强，能量易于集中。
（二) 超声波能在各种不同媒质中传播，且可传播足够远的距离。
(三) 超声波与传声媒质的相互作用适中，易于携带有关传声媒质状态的信息（诊断或对传声媒质产生效应）。
（治疗）超声波是一种波动形式，它可以作为探测与负载信息的载体或媒介（如B超等用作诊断）。
声波同时又是一种能量形式，当其强度超过一定值时，它就可以通过与传播超声波的媒质的相互作用，去影响，改变以致破坏后者的状态，性质及结构（用作治疗）。
三、设计方案分析3.1 设计的思路本系统的设计思想是采用以C8051F单片机为核心，来设计一种低成本、高精度、微型化数字显示超声波测距仪。
超声波测距可测出回波和发射脉冲之间的时间间隔，利用S=Ct/2就可以算出距离，再在LED上显示出来。
当然还可以设置若干个键，以用来控制电路的工作状态。
限制的最大可测距离存有四个因素:超声波的幅度，反射面的质地，反射面和入射声波之间的夹角以及接收换能器的灵敏度。
接收换能器对声波脉冲的直接接收能力将决定最小的可测距离。
3.2 硬件部分本制作需要以8088为核心，其他可能还需要用到计数器8253、并行接口芯片8255、中断控制器8259，这些芯片我们在课堂上都已经有了解，现在通过课设将他们运用到实际题目要求系统能够用三位数码管显示当前的距离值，用到的数据端口会比较多。
而8088的数据端口有限，需要通过8255进行并行扩展，通过8255扩展端口，以满足设计的端口需要。
同时题目要求用间歇的“嘟嘟”声发出警报，“嘟嘟”声间隙随障碍物距离缩短而缩短，驾驶员不但可以直接观察到检测的距离，还可以凭听觉判断车后障碍物离车辆距离的远近，而且要求根据距离远近发出报警声并显示距离。
障碍物距离小于1m，距离值变化5cm更换显示，否则不更换；距离在1m以上，新值与原显示值之差大于10cm更换，否则不更换。
这就需要有一个能够准确计数和计时的芯片，而我们这学期微机课程所学的计数器8253刚好可以满足这个要求，因而选用8255作为系统的计数器和计时器。
系统需要通过中断来判断计时或计数是否完成，而中断控制器8259有七个可屏蔽中断口，通过与计数器8253输出相连可以反映计数的结束与否。
触发单片机进行中断处理，因而选用8259作为中断处理器。
四、硬件部分设计4.1整机连接图4.2 8088最小系统本设计8088最小工作模式中，用了1片8284A作为时钟发生器，74LS373，用作地址锁存器；用了1片74LS245作为数据总线收发器，增加数据总线的驱动能力。
原理图如图所示。
当用晶体振荡器作为振荡源时，晶体振荡器连在8284A 的X1和X2两端上，F/C接地。
8284A输出的时钟频率均为振荡源频率的三分之一。
同时它对READY 准备好信号和RESET复位信号进行同步，外部设备可以在任何时候发出这两个信号，8284A的内部逻辑电路在时钟后沿（下降沿）处使READY和RESET有效。
74LS373，作为地址锁存器。
8282(8283)是带有三态缓冲器的8位通用数据锁存器。
它们的引脚和内部结构如图2.9所示。
两者的区别仅在于8282的8位输入信号和输出信号之间是同相的，而8283的是反相的。
当系统中所连的存储器和外设较多时，需要增加数据总线的驱动能力，这时，要用1片74LS245作为总线收发器。
74LS245是三态输出8位双向数据缓冲器，OE是开启缓冲器的控制信号。
当OE有效时，允许数据通过缓冲器；当OE无效时，禁止数据通过缓冲器，输出呈高阻状态。
DIR是数据传送方向控制信号。
4.3 8255与数码管电路8255是Intel系列的并行接口芯片，本电路中8255作为8088系统与外部设备接口。
如图四所示8255数据线和控制线与8088单片机相连，以使单片机可以对8255进行编程。
8255的A、B、C端口均定义为输出。
A端口接数码管的字形线通过对8255三个端口的定义可以控制超声波的发射、蜂鸣器的鸣响和距离的显示。
8255的端口地址经过分析可得88H-8AH（分别为端口A、端口B、端口C及方式控制字）4.4 8253及8259部分电路8253内部有3个独立的16位定时／计数器通道。
计数器可按照二进制或十进制计数，计数和定时范围可在1—65535之间改变，每个通道有6种工作方式，计数频率可高达2MHz以上。
本设计中用74LS138对8253和8259进行选址，电路中用到通道0和通道1两个计数端口，通道0用来计算超声波发射到接收的时间，通道1用来定时，控制“嘟嘟声”声的频率。
其接口电路如图三所示可编程控制器8259是在多中断源系统中，用于8088等单片机的CPU实现对外部中断请求管理里工作，对他们实现优先权的排队，想CPU发出中断请求信号，提供中断类型码，屏蔽中断输入等功能的中断控制芯片。
8259A采单片或多拍级联方式，可管理不同多级中断。
本设计中使用了8259单级中断，用了IRQ5、IRQ6、IRQ7三个中断源，分别作为超声波回波信号、响铃频率计时、计数器计数中断。
（8253端口地址为84H-87H）五、软件部分设计5.1设计思路及流程图本次设计的软件部分首先分别对各个芯片进行初始化处理，随后，根据要求，画出相应流程图进行汇编编程设计开始8253、8255、8259初始化编程发射超声波信号1ms,且8253开始计数开中断是否有回波？5.2程序清单DA TA SEGMENTTABLE DB 3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,07H,7FH,6FH ;数码管显示表(从0-9)LONG DW FFFFH ;距离值SELECT DB 01H,02H,03HNUM DB 00HRING DB 00HDA TA ENDSSTACK SEGMENT STACKDW 100 DUP(?)STACK ENDSCODE SEGMENTASSUME CS:CODE, SS:STACK, DS:DA TA, ES:DATASTART: MOV AX,DA TAMOV DS,AXMOV AX,STACKMOV SS,AXMOV AX,DATAMOV ES,AXMOV DX,01HCLI;8253初始化MOV AL,34H ;计数器0，方式2，二进制，低高位写入；用于计算时间OUT 87H,ALMOV AL,6CH ;1ms一次负脉冲OUT 84H,ALMOV AL,38HOUT 84H,ALMOV AL,74H ;计数器1，方式2，二进制，低高位写入；用于蜂鸣器的声响OUT 87H,ALMOV AL,6CH ;1ms一次负脉冲OUT 84H,ALMOV AL,38HOUT 84H,AL;8255初始化MOV AL,80H ;配置A、B口为输出，工作于方式0MOV DX,8AHOUT DX,ALMOV AL,40H ；数码管段选择MOV DX,88HOUT DX,ALMOV AL,07HMOV DX,84H ;选中三个数码管OUT DX,AL;8259初始化MOV AX,0000H ;段基地址MOV DS,AXLEA AX,INTR7 ;用于每5cm一次负脉冲MOV SI,003CHMOV [SI],AXMOV AX,SEG IN2 ;入口段基址MOV SI,003EHMOV [SI],AXLEA AX,INTR6 ;用于每30ms一次脉冲，作为控制喇叭的方波频率 MOV SI,0038HMOV [SI],AXMOV AX,SEG IN1MOV SI,003AHMOV [SI],AXLEA AX,INTR5 ;用于接受超声波时，产生中断MOV SI,0034HMOV [SI],AXMOV AX,SEG IN0MOV SI,0036HMOV [SI],AX;发送1ms的脉冲SENT: MOV AL,02HOUT 61H,ALCALL DELAY1 ;延时1msMOV AL,00HOUT 61H,ALIN AL,21AND AL,1F ;开中断5,6,7OUT 21,ALMOV AX,SEG DATADISP:MOV AX,OFFSET LONG ;比较是否为初始值MOV SI,AXMOV AX,[SI]CMP AX,FFFFHJNE DIFMOV AL,40H ;相同则仍然显示"---"OUT 60H,ALMOV AL,07HOUT 62H,ALJMP DISP ;且循环，直至60ms中断后，重新到GO处MOV DS,AXDIF:MOV BX,0FFSET TABLEMOV DI,BXMOV BX,0FFSET SELECTMOV SI,BXCMP AX,64H ;比较1M，然后转到不同的显示程序JBE SMALLER;对下述程序的解释：如果当距离小于1米时，选择调用smaller程序，否则调用bigger（bigger 要求显示十米为一个单位）BIGGER: CALL DISP_MOSTMOV BL,00 ;个位为0CALL DISP_DAN ;调用单位显示子程序JMP DISPLAYSMALLER: CALL DISP_MOSTMOV BL,AH ;个位放入缓存CALL DISP_DAN ;调用单位显示子程序JMP DISPLAYDISP_DAN:PUSH AXMOV AL,B[BX+DI] ;查表得显示码OUT 60,AL ;向数码管输出显示码MOV AL,B[SI] ;查表得数码管片选OUT 62,AL ;向数码管输出片选CALL DALL YINC SI ;片选+1POP AXRETDISP_MOST:MOV BL,64H ;除以100，得百位DIV BL ;百位放在AL,余数放在AHMOV BH,00 ;为查表显示作准备MOV BL,AL ;百位放入缓存CALL DP_1 ;调用单位显示子程序MOV AL,AH ;对余数再进行除法运算MOV AH,00MOV BL,0AH ;除以10，得十位及个位（0AH表示十进制的10）DIV BL ;十位放在AL，个位放在AH（依次放）MOV BL,AL ;十位放入缓存CALL DP_1 ;调用单位显示子程序RETCODE ENDSEND START;中断5，超声波接受中断，计算车与障碍物的距离INTR5 PROC FARPUSH SI ;压堆栈（SI BX AX)PUSH BXPUSH AXMOV AX,OFFSET COUNT ;取5cm计数标志MOV SI,AXMOV AL,[SI]MOV BL,05HMUL BL ;乘以5cm，得总长度MOV BX,OFFSET LENGTH ;放入LENGTH标志位MOV SI,BXMOV [SI],AXPOP AXPOP BXPOP SIIRETINTR5 ENDP；中断6，用于产生不同频率来控制蜂鸣器发不同声音INTR6 PROC FARPUSH SIPUSH AXMOV AX,OFFSET LONGMOV SI,AXMOV AX,[SI]CMP AX,FFFFHJE BACKMOV AX,OFFSET SENTMOV SI,ALMOV AL,[SI]DEC ALCMP AL,00HJNE BACK ;不为0则返回XOR DLOUT 61H,DL ;取反输出给B口JMP BACKNOT_FFFF:MOV AL,00HOUT 61H,AL ;当检测范围大于10m关喇叭BACK:POP AXPOP SIIRETINTR6 ENDP；中断7，用于累计COUNT值，代表距离INTR7 PROC FARPUSH SIPUSH AXMOV AX,OFFSET COUNTMOV SI,AXMOV AL,[SI]INC ALCMP AL,CCHJNE BBCAKMOV AL,00HMOV [SI],AL ;COUNT标志位复位为00HMOV AX,OFFSET LENGTHMOV SI,AXMOV AX,FFFFHMOV [SI],AX ;length标志位复位为FFFFH BBACK:POP AXPOP SIJMP GOIRETINTR7 ENDP;延时子程序延时1msDALL Y PROC FARPUSH CXPUSH AXMOV CX,0FFFFHD1: MOV AX,000FFHD2: DEC AXJNE D2LOOP D1POP AXPOP CXRETDALL Y ENDP;延时子程序延时60msDALL Y_60 PROC FARPUSH CXPUSH AXMOV CX,78HD1: MOV AX,50HD2: DEC AXJNE D2LOOP D1POP AXPOP CXRETDALL Y_60 ENDP六、设计体会及总结本次课设最基本的原来全部都来自于我们的书本，所以一切我们都需要回到书本，回到课堂曾经用过的知识，我觉得这一点很好。
