基于MSP430单片机的倒车雷达设计毕业设计

基于单片机的倒车防撞预警系统毕业设计倒车防撞预警系统是一种能够帮助驾驶员在倒车过程中避免碰撞的设备。

本文基于单片机设计了一种倒车防撞预警系统，并进行了详细的介绍。

该系统主要由倒车传感器、控制电路、显示屏和蜂鸣器组成。

其中，倒车传感器用于检测车辆周围的障碍物，通过将传感器输出的数据传给控制电路进行处理。

控制电路根据接收到的传感器数据，计算出障碍物与车辆的距离，并控制显示屏和蜂鸣器发出相应的警报。

在设计中，我们选择了超声波传感器作为倒车传感器，因为它能够准确地测量障碍物与车辆的距离。

我们将超声波传感器固定在车辆的后部，并将其与单片机相连。

当车辆开始倒车时，超声波传感器开始工作，并将检测到的障碍物距离传给单片机。

单片机接收到传感器数据后，根据一定的算法计算出车辆与障碍物的距离，并根据距离的大小决定是否发出警报。

为了方便驾驶员了解障碍物的距离，我们在车辆驾驶室内安装了一个显示屏，用于显示障碍物与车辆的距离。

当障碍物与车辆的距离小于一定值时，系统还会通过蜂鸣器发出警报，提醒驾驶员注意。

在系统的设计过程中，我们考虑到了多种因素。

首先，我们要确保传感器的数据准确性，要选择合适的传感器并进行校准。

其次，我们要考虑到驾驶员对系统的操作是否方便，要保证显示屏和蜂鸣器能够清晰地传达信息。

最后，我们还要考虑系统的可靠性和稳定性，要进行充分的测试和优化。

倒车防撞预警系统可以提高驾驶安全性，避免驾驶员在倒车过程中因为盲区而发生碰撞。

我们通过基于单片机的设计，实现了一个简单有效的倒车防撞预警系统。

通过这个设计，我们还深入了解了单片机的应用和原理。

希望这个设计能够对相关领域的研究和开发工作提供一些参考和启示。

摘要近年来，我国的汽车数量正逐年增加，在公路、街道、停车场、车库等拥挤、狭窄的地方倒车时，驾驶员既要前瞻，又要后顾，稍微不小心就会发生追尾事故。

因此，增加汽车的后视能力，研制汽车后部探测障碍物的倒车雷达便成为近些年来的研究热点。

为此，设计了以单片机为核心，利用超声波实现无接触测距的倒车雷达系统。

工作时，超声波发射器不断发射出一系列连续脉冲，给测量逻辑电路提供一个短脉冲。

最后由信号处理装置对接收的信号依据时间差进行处理，自动计算出车与障碍物之间的距离。

目前，国内外一般的超声波测距仪，其理想的测量距离为0.5m～5m，因此大都用于汽车倒车雷达等近距离测距中。

设计根据声波在空气中传播反射原理，并且也介绍了基于STC89C52单片机的超声波测距器。

该设计由超声波模块HC-SR04、LED显示电路、键盘控制电路以及报警模块等部分组成，在探测范围内数码管显示出汽车与障碍物的距离，当距离小于所设计的安全距离时，蜂鸣报警器发出报警声，辅助驾驶人员能够安全倒车驾驶。

关键词：超声波；测距；STC89C52；HC-SR04；倒车雷达AbstractIn recent years, the number of cars in China is increasing year by year. On highways, streets, parking lot, garage and other crowded, narrow place when reversing, the driver should be forward-looking, want to look back again, a bit not careful collision occurs.Therefore. Increase the car rear view ability, detect obstacles of developing the back of my car reversing radar has become a hot research topic in recent years. Therefore, designed with the single chip processor as the core, the use of ultrasound to realize non-contact ranging reverse radar system. Work, ultrasonic transmitter continuously emit a series of consecutive pulse,For logic circuit provides a short pulse measurement. , the ideal measuring distance of 0.5 m ~ 5 m, so mostly used in the close distance such as car reversing radar. Design according to the principle of the reflected sound waves in the air, and also introduces the ultrasonic range finder based on STC89C52 single-chip microcomputer. The design by the ultrasonic transmitting, LED detailed introduces the ranging system hardware composition. Ultrasonic receiving circuit using HC - SR04 transceiver discrete integrated ultrasonic probe, the module consists of ultrasonic emitter, receiver and control circuit.KEY WORD:Ultrasonic；Measure distance；STC89C52；HC-SR04；Reversing radar目录摘要 (I)Abstract (I)目录................................................................ I I第1章绪论 (1)1.1 项目研究背景 (1)1.2 目前国内倒车雷达的发展现状 (2)1.3 项目研究内容与方法 (4)第2章总体设计方案及论证 (5)2.1 系统的总体框图 (5)2.2 各模块的功能 (6)第3 章超声波测距原理 (7)3.1 超声波测试分析 (7)3.2超声波测距模块 (9)第4章硬件实现及单元电路设计 (113)4.1 单片机STC89C52RC (113)4.2 主控制模块设计 (146)4.3 时钟电路的设计 (19)4.4 复位电路的设计 (16)4.5 显示电路的设计 (17)4.6声音报警电路的设计 (19)4.7 键盘模块设计 (19)4.8 电源设计 (20)第5章系统的软件设计 (20)5.1 系统的主程序设计 (21)5.2 中断处理程序 (22)5.3 显示子程序 (28)5.4 距离计算子程序 (29)第6章总结和展望 (29)6.1 总结 (269)6.2 展望 (260)致谢 (271)参考文献 (282)附件1： (293)PCB图、代码及实物图 (266)附件2 (43)中英文翻译 (43)第1章绪论倒车雷达又称泊车辅助系统，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，解除了驾驶员泊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，提高了驾驶的安全性。

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。

基于MSP430单片机的倒车雷达设计
超声波雷达又称泊车辅助系统，是一种利用超声波原理，由装载于车尾保
险杠上的探头发送超生波撞击障碍物后，反射此声波探头，从而计算出车体与障碍物之间的距离。

倒车雷达主要由三部分组成：
感应器（探头），主机，显示设备。

感应器发出和接收超声波信号，然后将
得到的信号传输到主机里面的电脑进行分析，再通过显示设备显示出来。

随着
人们对汽车驾驶辅助系统易用性要求的提高，以及单片机价格不断下降和汽车
电子系统网络化发展的要求，新型的倒车雷达都是以单片机为核心的智能测距
传感系统。

本文介绍了一种基于MSP430 单片机的超声波倒车雷达监测报警系统。

1 系统的硬件设计
本倒车雷达主要用来显示汽车后面的情景，测量和障碍物之间的距离。

整个
设计主要由MSP430 单片机、超声波发生模块、超声波接受模块、视频采集模块、LCD 显示模块以及语音报警模块组成。

单片机外围扩展一系列功能模块如LCD、USB 接口等，USB 主机接口连接摄像头模块采集视频图像信息系统，结合ARM 处理器实现视频/图像的采集、压缩，并将采集后的数据发送到接收端，并通过LCD 显示出来。

1.1 倒车雷达总体结构
倒车雷达的设计由五部分组成：超声波发生模块、超声波接受模块、摄像头
视频采集系统、LCD 显示模块、语音报警系统，其总体体系结构见图1.1.
图1.1 系统的总体设计
各模块完成的具体任务如下：
1.1.1 测距系统：由超声波发生模块、超声波接受模块、单片机控制系统组。

毕业设计(论文)基于单片机的倒车雷达系统设计基于单片机的超声波倒车雷达系统的设计毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。

尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。

对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。

作者签名：日期：指导教师签名：日期：使用授权说明本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。

作者签名：日期：学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。

除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。

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涉密论文按学校规定处理。

作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日注意事项1.设计（论文）的内容包括：1）封面（按教务处制定的标准封面格式制作）2）原创性声明3）中文摘要（300字左右）、关键词4）外文摘要、关键词5）目次页（附件不统一编入）6）论文主体部分：引言（或绪论）、正文、结论7）参考文献8）致谢9）附录（对论文支持必要时）2.论文字数要求：理工类设计（论文）正文字数不少于1万字（不包括图纸、程序清单等），文科类论文正文字数不少于1.2万字。

基于MSP430单片机的倒车雷达设计摘要随着我国汽车产业的告诉发展，尤其是近两三年我国开始进入私家车时代，汽车电子产业成了新的增长点，汽车电子产品的高利润和市场广阔性备受商家关注，印象和防盗器就是明证。

近两年来，倒车雷达成了商家的电子新爱，众多生产防盗器的厂家纷纷涉足倒车雷达。

倒车雷达全称为“倒车防撞雷达”，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，解除了驾驶员泊车和启动车辆时前后左右探视所引起的困扰，并帮助驾驶员扫除视野的死角和视线模糊的缺陷。

本文详细介绍了一种基于MSP430单片机的超声波脉冲测距预警倒车雷达系统。

该系统以空气中超声波的传播速度为确定条件，利用反射超声波测量待测距离。

并且描述了系统研制的理论基础，超声波传感器等部分的电路设计以及使用了性能优良的单片机对系统起到了积极的作用。

论文概述了超声波检测的发展及原理，介绍了超声波传感器的原理以及特性，并且在在此基础上提出了系统的总体构成。

针对测距系统发射、接受、检测、多路控制、显示部分的总体设计方案进行了论证。

关键词：倒车雷达；MSP430单片机；超声波测距。

The Design of Car Parking Sensor Based on MSP430 ChipAbstractWith the development of China's automobile industry to tell, especially in the past two or three years entered the private car of the era, automotive electronics industry has become a new growth point, automobile electronic products and market a broad high-margin business of much attention, impressions, and anti-theft device is proof. The past two years, reversing radar became the new love of electronic business, many manufacturers have produced anti-theft device involved reversing radar.Parking sensor is called "reverse collision avoidance radar," is secure car parking assist device, capable of voice or a more intuitive display of obstacles around the situation told the driver to lift the driver start the vehicle parking and access around, problems arising and to help the driver dead livestock and blurred vision defects.This paper describes the MSP430 microcontroller based ultrasonic pulse ranging reversing early-warning radar system. The system is the propagation velocity of ultrasonic wave in the air to determine the conditions under test using reflected ultrasonic distance measurement. And describes the theoretical basis of system development, ultrasonic sensors and other parts of the circuit design and the use of the excellent performance of the SCM system has played a positive role.Paper outlines the development of ultrasonic testing and the principle, introduced the principle and the characteristics of ultrasonic sensors, and on this basis, the overall composition of the proposed system. Ranging system for launch, receive, test, multiple control, showing part of the overall design were demonstrated.Keywords ：reversing radar; MSP430 microcontroller; Ultrasonic Ranging目录摘要 (1)Abstract (2)目录 (3)1. 绪论 (1)1.1 引言 (1)1.2 课题背景及意义 (1)1.3 国内外倒车雷达的发展现状 (2)1.4 倒车雷达的发展趋势 (3)1.5 论文主要研究内容 (4)2. 倒车雷达的相关技术 (5)2.1 超声波介绍 (5)2.2 超声波传感器 (6)2.2.1 超声波传感器结构 (6)2.2.2 工作程式 (8)2.2.3 系统构成 (8)2.3 系统测距原理 (9)3. 系统的硬件设计 (11)3.1 硬件结构 (11)3.2 MSP430单片机 (11)3.3 系统的硬件电路设计 (12)3.3.1 主控制器选择及硬件组成 (12)3.3.2 电源电路 (12)3.3.3 复位电路 (13)3.3.4 时钟电路 (14)3.3.5 存储器电路设计 (15)3.4 超声波换能器电路设计 (16)3.4.1 倒车雷达总体结构 (16)3.4.2 超声波发射信号 (16)3.4.3 超声波接收电路 (17)3.4.4 显示电路与报警提示设计 (18)3.4.5 MSP430单片机介绍 (19)4. 系统软件设计 (21)4.1 软件设计总体思路 (21)4.1.1 总体思路 (21)4.1.2 需要完成的任务 (22)4.2 图像视频的采集与播放 (22)4.2.1 USB摄像头的组成 (22)4.2.2 LCD显示的程序设计 (23)4.3 超声波发射和接受部分软件 (25)5. 总结 (29)参考文献 (32)致谢 (34)1. 绪论1.1 引言超声波雷达又称泊车辅助系统，是一种利用超声波原理，由装载于车尾保险杠上的探头发送超生波撞击障碍物后，反射此声波探头，从而计算出车体与障碍物之间的距离。

《基于单片机的汽车倒车雷达系统设计》随着汽车的普及和城市道路的拥挤，车辆挤压事故成为公共安全的一大隐患。

为了避免这种情况发生，许多车辆都安装了倒车雷达系统。

倒车雷达系统能够帮助司机及时掌握车辆周围的情况，有效避免碰撞事故的发生。

本文将介绍基于单片机的汽车倒车雷达系统设计。

1.系统需求分析倒车雷达系统的主要功能是实时监测车辆周围的障碍物，并通过声音或图像等方式向驾驶员发出警告，帮助驾驶员安全倒车。

系统需要具备以下功能：-足够的探测范围：系统需要能够覆盖车辆周围的盲区，确保能够及时发现障碍物。

-实时监测：系统需要能够实时监测周围的环境，及时反馈给驾驶员。

-警告功能：系统需要能够根据障碍物的距离和位置发出相应的声音或图像警告。

-稳定可靠：系统需要稳定可靠，能够在不同的环境条件下正常工作。

2.系统设计方案基于单片机的汽车倒车雷达系统设计方案如下：-使用超声波传感器：通过安装在车辆四周的超声波传感器来监测周围的障碍物。

-单片机控制：将传感器采集到的数据发送给单片机进行处理，处理后根据距离和方向等信息给出警告。

-显示器：将警告信息显示在车载显示器上，供驾驶员查看。

-声音模块：通过声音模块给出实时的声音警告，帮助驾驶员更快速的做出反应。

3.硬件设计硬件设计方面，可以选择常用的单片机模块，如Arduino、STC等，配合超声波传感器、LCD显示屏和蜂鸣器等模块组成倒车雷达系统。

传感器模块通过串口通信传输给单片机，单片机根据接收到的数据进行处理，并控制LCD显示警告信息和蜂鸣器发出声音。

4.软件设计软件设计方面，可以利用单片机开发环境提供的编程语言进行编程，根据传感器数据的变化给出相应的警告。

例如，根据障碍物的距离来显示不同的颜色或播放不同的声音，帮助驾驶员更直观地了解周围环境。

同时需要考虑系统的稳定性和精准度，以确保系统能够在不同环境下正常工作。

5.系统测试系统设计完成后，需要进行实际测试，验证系统的功能和性能。

1.绪论1.1选题背景自从1886年2月9日卡尔•本茨发明了人类第一辆汽车，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，为人类生存和社会的发展与进步起到了至关重要的作用。

当今，汽车已经成为人们生活中不可缺少的一部分，它给人们带来方便快捷的同时，也出现了许多问题。

如越来越多的汽车使道路上有效的使用空间越来越小，新手也越来越多，由此引起的刮伤事件也越来越多，由此引起的纠纷也在不断地增加。

原来不是问题的倒车也逐渐变成了问题。

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，减少刮、擦事件。

因此，提出了基于超声波测距的汽车用倒车雷达的设计。

1.2发展历程和现状倒车雷达(Car Reversing System)全称“倒车防撞雷达”，又称“泊车辅外测距和声波测距等。

人能听到的声音频率为20Hz〜20kHz,即为可听声波，超出此频率范围的声音，即20Hz以下的声音称为低频声波，20kHz以上的声音称为超声波。

它是一种只有少数生物（如蝙螭、海豚）才能感觉的机械波，它的波长短、绕射小、能定向传播（它是以直线传播的）。

它的频率越高，绕射能力越弱, 但反射能力就越强。

超声波在空气中的传播速度为340米/秒（因温度大小会有规律变化），因此, 如果能测出超声波在空气中的传播时间，就能算出其传播的距离。

超声波测距是一种利用声波特性、电子计数、光电开关相结合来实现非接触式距离测量的方法。

它在很多距离探测应用中有很重要的用途，包括非损害测量、过程测量、机器人检测和定位、以及流体液面高度测量等。

所谓的时间测距法，即通过测定超声波传播的时间间隔来测出声波传送的距离就是超声波测距的一种。

单片机因将其主要组成部分集成在一个芯片上而得名，具体说就是把中央处理器、随机存储器、只读存储器、中断系统、定时器/计数器以及I/O （Input/Output）口电路等主要微型机部件，集成在一块芯片上。