基于51单片机的汽车防碰撞系统的设计

基于AT89C51单片机倒车防撞报警系统设计目录一、前言 (4)二、系统组成及工作原理 (4)三、系统硬件电路的设计 (5)（一）超声波发射与回波接收电路 (5)（二）超声波电信号放大电路 (5)（三）单片机控制电路和显示、报警电路 (6)四、系统软件的设计 (6)（一）主程序 (6)（二）T0中断服务程序 (8)（三）外部中断0服务程序 (9)（四）超声波发生子程序 (9)五、实现应用分析 (9)六、结语 (10)致词 (10)参考文献 (12)摘要介绍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。

系统电路主要采用集成器件构成，外围元件少，电路简洁、调试方便、成本低，利于商品化生产，本系统充分利用了单片机的内部资源，用软件编程产生超声波矩形脉冲，代替硬件的超声波发生电路，节省了硬件成本。

关键词：LED数码管、蜂鸣器、倒车雷达、脉冲电压、AT89C2051单片机AbstractIntroduced based on single chip microcomputer control system, the system of reverse radar using universal model microcontroller as the control circuit, convenient system function expansion. System adopts integrated circuit main components, peripheral devices, simple circuit, commissioning, low cost, convenient for commercial production, this system makes full use of the internal resources, with MCU software programming in rectangular pulse, instead of producing ultrasonic wave occurs, the hardware circuit hardware cost saving.KEY WORDS: Led numerical codes tube、 buzzer、Back-draft radar、Pulse voltage、At89c2051 monolithic integrated circuits一、前言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。

基于51单片机的汽车防碰撞系统的设计
1.引言
随着汽车技术的不断进步，尤其是自动驾驶技术的发展，越来越多的距离检测设备将会不断面世。

目前，运用于汽车测距主要有以下四种方式：毫米波雷达测距方式；摄像系统测距方式；激光测距方式；超声波测距方式。

毫米波雷达存在电磁波相互干扰问题，摄像系统则造价高昂，均难以在汽车上普及。

激光测距具有测量时间短、量程大、精度高等优点，适应汽车从低速前进到高速前进的测距需求，避免汽车高速行驶时因测距速度慢造成的测距失准现象。

超声波测距原理简单，制作方便，成本比较低，但其只适用于较短距离低速测距，故将其应用于汽车倒车时测距。

本文提出的将激光测距和超声波测距相结合的安全报警系统，旨在帮助驾驶员在汽车多种行驶状况、多方位探知并显示车辆与周围障碍物的距离，当障碍物距离小于设定安全距离时给驾驶员警报，避免驾驶员反应不及时引发交通事故。

2.防碰撞系统的方案设计
实现汽车防碰撞，关键还在于测距防碰撞系统的应用。

本系统由测距模块、控制计算单元、显示单元、报警单元、执行单元等组成。

其中测距模块包括汽车前进时工作的激光测距模块和汽车倒车时工作的超声波测距模块。

两者分别通过各自的通讯电路与控制单元相连，可在汽车前进后退等多种工况对汽车周边障碍物进行全方位监测，并把汽车与障碍物距离传递至控制单元，控制单元通过连接的执行单元，报警单元等进行声光报警，主动制动等防碰撞功能的执行。

系统组成如图1所示。

3.测距原理。

泰山学院本科毕业设计基于单片机汽车防撞报警系统设计所在学院机械和工程学院专业名称机械设计制造及其自动化申请学士学位所属学科工学年级二〇一一级 (3+2) 学生姓名、学号王俊基 ******指导老师姓名、职称张秀红讲师完成日期 5月30日摘要汽车业和电子业是工业界两大巨头，伴伴随汽车和电子工业不停地发展和进步，在现代化汽车上，越来越广泛地应用了电子技术，汽车电子化程度愈来愈高。

现在交通运输业向着高密度方向发展，电子方面控制技术也深入地应用在了汽车行车安全性和导航方面。

伴随社会不停发展和进步，家庭汽车数量越来越多，交通事故也和日俱增，交通安全愈来愈引发大家重视，汽车防撞报警系统也应运而生。

本文以AT89S51单片机为关键，设计汽车防撞报警系统，且借助于DSP技术，实现了低成本、高精度测距测速功效FMCW(调频连续波)防撞雷达设计方案，同时还利用电磁铁同性磁极排斥原理主动减速，达成防撞效果。

该防撞报警系统以毫米波雷达为目标探测方法，提出了一款多功效汽车防撞报警系统。

该系统适应性强，有宽广应用空间，当然还有待于深入开发。

关键词：AT89S51单片机，DSP,电磁铁，毫米波雷达ABSTRACTAutomotive industry and the electronics industry is the industry's two giants, along with the automotive and electronics industries continue to develop and progress in the modern car, more and more widely used in the electronics, automotive electronics higher and higher degree of . Now transport direction is towardhigh-density development, electronics control technology is further used in the car driving safety and navigation.With the continuous development and progress of society, more and more family vehicle, traffic accidents also grow with each passing day, traffic safety is paid more and more attention, the automobile anti-collision alarm system also emerge as the times require.This paper takes AT89S51 microcontroller as the core, anti-collision alarm system design of automobile, and with the help of DSP technology, to realize the low cost, high precision ranging measurement function of the FMCW (frequency modulated continuous wave) radar design, but also the principle of electromagnet magnetic poles repel the deceleration, achieve the collision effect. The collision warning system in millimeter wave radar for target detection, while expanding the tracking and recognition to the target, the track-while-scan radar target detection theory, put forward collision warning system is a multifunctional automobile.The system has strong adaptability, broad application space, of course, also need to be further developed.Key words：AT89S51microcontroller, DSP, electromagnet, millimeter wave rad目录1 引言............................................... 错误!未定义书签。

摘要随着中国经济的持续发展和汽车价格的持续下降，越来越多的家庭拥有自己的汽车，汽车的安全也成为亟待解决的问题。

对汽车倒车预警技术的研究，具有重要的现实意义。

基于51单片机的超声波测距仪之倒车雷达装置，安装在汽车上，可以与时了解前方与后方的障碍物情况，随时做出正确的判断，保障人类的生命安全。

在此基础上，本文研究了基于51单片机倒车防撞报警系统，首先简要阐述了本文的研究背景、意义、超声波测距的基本理论，并介绍了超声波测距报警系统。

根据型电气设备的设计要求，在传统非超声波测距系统的基础上，设计并实现了超声波测距报警系统。

整个测距系统的实现包括数字电路设计、模拟电路设计和软件的编辑。

关键词：51单片机；倒车防撞报警系统；超声波测距ABSTRACTAs China's economy continues to develop and car prices continued to decline, more and more families have their own cars, car safety has become a problem to be solved. It is of great practical significance to study the warning technology of car astern. Ultrasonic range finder based on 51 single chip microcomputer of reversing radar system, installed on the car, can timely understand the front and rear obstacles, at any time to make the right judgment, to ensure the safety of human life. On this basis, this paper studies the reverse collision warning system based on 51 single-chip processor, this paper expounds the research background, significance of this article, the basic theory of ultrasonic ranging, and introduces the ultrasonic ranging alarm system. According to the design requirement of the electric equipment, the ultrasonic range alarm system is designed and implemented on the basis of the traditional non-ultrasonic range system. The implementation of the whole range system includes digital circuit design, analog circuit design and software editing.Keywords:51 microcontroller; Reversing alarm system Ultrasonic ranging目录摘要1ABSTRACT2目录3第一章绪论41.1课题概述41.2设计容4第二章设计方案选择52.1总体方案设计52.2单片机5第三章硬件电路设计73.1超声波模块73.3超声波检测接收电路的设计73.3声光报警与显示电路83.4供电电路9第四章软件（程序）设计104.1系统程序总体工作流程104.2测距结果显示子程序11第五章系统调试125.1仿真125.2调试125.3总结与展望13参考文献14致15第一章绪论1.1课题概述随着汽车辆保有量的增加，车库与停车位的需求量越来越大，室外停车场，地下停车场，车辆密集停车人多，所以撞车、擦碰不断增多。

摘要本次设计主要从实验研究分析的角度，分析了汽车防撞系统的基本设计原理以及目前国内外此类防撞系统存在的问题。

并详细的介绍一种超声波测距系统以及根据该系统设计、研制的汽车防撞报警器。

它能自动检测车尾障碍物的距离，当达到极限位置的时候，并能发出声光报警，提醒司机刹车。

设计采用国内生产厂家的通用元件，成本低、性能可靠，有利于推广。

超声波距离传感器采用压电元件锆钛化铅，一般称为RZT，这种传感器的特点在于具有方向性，汽车所用的倒车声纳系统利用超声波距离传感器的“回声”现象制成的，倒车时向车辆后方发射超声波，测定超声波遇到障碍物后返回的时间，就可以得到车到障碍物的距离。

本文设计的防撞装置在结构上采用微电脑技术和专用芯片设计，具有结构简单，小型化的特点，非常适合用于测控系统；在软件设计上，突出模块的灵活性，并且C51语言简洁，大大简化了编写程序的工作量。

比较现在市场上已有的汽车防撞器，该系统结构紧凑，成本低，可靠性好，通信能力强，能有效地避免汽车相撞事故的发生，具有一定的市场价值。

且适合广大电气系专业学生的参考与借鉴。

同时，本设计也存在一定的不足，尽请老师给予指出并纠正错误。

关键字：超声波、汽车倒车、防撞、报警器、传感器目录摘要 (1)目录 (2)绪论 (4)第一章汽车防撞报警系统设计简介 (5)1.1 设计概要 (5)1.1.1设计任务与要求 (5)1.1.2研究方法 (5)1.1.3解决的关键问题 (5)1.2 汽车防撞报警系统设计的意义 (6)第二章设计思路分析 (8)2.1 系统总体方案 (8)2.2 工作原理 (9)2.3 控制器AT89C2051的功能特点 (9)第三章系统硬件电路设计 (10)3.1 系统硬件方案设计 (10)3.2 遥控器控制框图 (11)3.3 工作原理剖析 (12)3.3.1传感器的选择 (12)3.3.2超声波的发射与接收电路 (12)3.3.3测速原理 (13)3.4 实物设计所能达到的功能及操作说明 (13)第四章系统软件电路设计 (15)4.1 主程序 (15)4.2 串口通信模块——transplant．C (16)4.3 程序编写 (17)第五章调试与测试 (19)总结 (20)参考文献 (21)附录1 (21)附录2 (23)致谢 (26)绪论随着时代的发展及社会的进步，越来越多的汽车进入了普通人的家庭。

基于单片机的汽车防碰撞系统研究摘要：随着国家经济发展，我国汽车拥有者的数量大大提高，汽车给人们的出行带来了巨大的便利。

在带来便利的同时，交通事故发生的频率也大大上升，为了减少交通事故的发生，我们用单片机对汽车的防碰撞系统进行研究。

本文将介绍汽车防碰撞系统的基本原理及测距系统的特点和应用。

关键词：单片机；防碰撞；测距Abstract:With the development of the national economy, the number of China’scar ownership is greatly improved, the automobile has broughtgreat convenience to people’s travel.In the convenience,trafficaccident frequencyis greatlyincreased,in order toreduce the occurrence of traffic accidents,we useMCUanti-collisionsystem forautomotiveresearch.This paper will introduce thecharacteristics andapplication of the basic principlesandmeasuring systemfor automobile collision avoidancesystem.Keywords:single chip microcomputer;anti-collision; ranging随着社会经济的发展，汽车已经成为了主流的出行工具，给大家的出行带来很多的便利，然而同时汽车也给大家的生活带来了更多隐患，大量交通事故的发生造成了严重的生命财产损失。

社会的发展也带动了科技的进步，而科技总会给人们的生活带来更多的福利，如何利用现有的科技手段有效的减少交通事故的发生也称为了人们热议的话题。

基于51单片机的汽车防碰撞系统的设计作者：詹军权伍海翔莫荣滔来源：《电子世界》2013年第15期【摘要】本文介绍了一种基于51单片机的汽车防碰撞报警系统的设计方案。

在汽车前进时采用激光测距传感器、在倒车时采用超声波测距传感器对汽车与障碍物的距离进行实时监控，并动态显示距离的数值。

当距离达到设定的安全门限时，进行声光报警，提醒驾驶员及时变换行驶路线。

如在设定的时间内驾驶员未执行任何操作，则执行单元使制动系统主动制动，使汽车避免和障碍物发生碰撞。

【关键词】激光测距；超声波测距；脉冲反射式；三角法1.引言随着汽车技术的不断进步，尤其是自动驾驶技术的发展，越来越多的距离检测设备将会不断面世。

目前，运用于汽车测距主要有以下四种方式：毫米波雷达测距方式；摄像系统测距方式；激光测距方式；超声波测距方式[1]。

毫米波雷达存在电磁波相互干扰问题，摄像系统则造价高昂，均难以在汽车上普及。

激光测距具有测量时间短、量程大、精度高等优点，适应汽车从低速前进到高速前进的测距需求，避免汽车高速行驶时因测距速度慢造成的测距失准现象。

超声波测距原理简单，制作方便，成本比较低，但其只适用于较短距离低速测距，故将其应用于汽车倒车时测距。

本文提出的将激光测距和超声波测距相结合的安全报警系统，旨在帮助驾驶员在汽车多种行驶状况、多方位探知并显示车辆与周围障碍物的距离，当障碍物距离小于设定安全距离时给驾驶员警报，避免驾驶员反应不及时引发交通事故。

2.防碰撞系统的方案设计实现汽车防碰撞，关键还在于测距防碰撞系统的应用。

本系统由测距模块、控制计算单元、显示单元、报警单元、执行单元等组成。

其中测距模块包括汽车前进时工作的激光测距模块和汽车倒车时工作的超声波测距模块。

两者分别通过各自的通讯电路与控制单元相连，可在汽车前进后退等多种工况对汽车周边障碍物进行全方位监测，并把汽车与障碍物距离传递至控制单元，控制单元通过连接的执行单元，报警单元等进行声光报警，主动制动等防碰撞功能的执行。

基于AT89C51单片机倒车防撞报警系统设计摘要本文介绍了基于AT89C51单片机设计的倒车防撞报警系统，该系统可以在车辆倒车时及时发现障碍物，并发出警报以提醒司机注意。

系统由超声波模块、AT89C51单片机、液晶显示模块、蜂鸣器、按键和继电器等组成。

超声波模块用于探测障碍物距离，AT89C51单片机实现对超声波信号的采集和处理，并通过液晶显示模块显示距离信息，当距离过近时，系统会触发蜂鸣器发出警报，并通过继电器控制后置摄像头的开关，方便司机观察周围情况。

该系统可以有效防止发生倒车事故，具有实用价值和推广意义。

关键词：AT89C51单片机；倒车防撞；超声波模块；液晶显示；蜂鸣器；继电器AbstractThis paper introduces a reverse anti-collision alarm system designed based on AT89C51 microcontroller. The system can timely detect obstacles when the vehicle is reversing and issue an alarm to remind the driver to pay attention. The system is composed of ultrasonic module, AT89C51 microcontroller, LCD display module, buzzer, buttons, and relay. The ultrasonic module is used to detect the distance of obstacles. The AT89C51 microcontroller collects and processes the ultrasonic signals, displays the distance information through the LCD display module. When the distance is too close, the system will trigger the buzzer to issue an alarm and control the on/off switch of the rear camera through the relay to facilitate the driver to observe the surrounding situation. This system can effectively prevent reverse accidents and has practical value and promotionsignificance.Keywords: AT89C51 microcontroller; reverse anti-collision; ultrasonic module; LCD display; buzzer; relay一、引言随着汽车数量的增加和停车位紧缺，倒车事故的发生率逐年上升，严重威胁着驾驶员和行人的生命财产安全。

基于单片机的超声波倒车防撞系统设计摘要:本文设计是基于 51 单片机，设计的一个简易的超声波倒车报警防碰撞安全系统。

在车尾分别安装超声波和热释电模块，测量障碍物距离是使用 HC-SR04超声波模块，使用 HC-SR501 热释电模块来检测是否有人体靠近。

该防碰撞系统通过对模块返回的数据分析然后通过无源蜂鸣器进行报警提示，并在 LCD1602液晶屏上显示报警等数据，提示车主障碍物的出现以及时地做出反应。

关键字：HC-SR04 超声波模块;LCD1602液晶显示屏；51单片机最小系统板1.项目背景：近年来随着车辆的增加，不论是汽车还是其它类型车辆，驾驶员都会面临倒车这一挑战，在倒车过程中驾驶员并不能很好的掌握后方车尾情况，车尾部分位置处于驾驶员的视野盲区，而且许多驾驶人员在倒车这一方面并不熟练，因此造成了许多事故的发生，全球每年由于倒车事故造成的人员和财产损失的数目是惊人的，因此，车辆倒车问题已引起人们的高度重视。

对大量交通事故的分析表明，80%以上的车祸是由于驾驶员反应不及时引起的，超过65%的车辆相撞属于追尾相撞，其余则属于侧面相撞和正面相撞。

有关研究表明，若驾驶员能够提早1s 意识到有事故危险并采取相应的措施，则 90%的追尾事故可以避免。

2.项目目的：为了减少驾驶员倒车交通事故，车载系统的功能需得到改善。

在驾驶员信息系统的关键技术挑战是降低生产成本，同时提供智能安全的系统。

例如，目前国内大多数普通汽车和一些小型车辆并没有类似的倒车报警防撞系统，国外绝大多数车辆也并没有此种防撞系统，一方面是部分车辆公司并没意识到倒车的安全隐患，另一方面便是报警防撞系统过于昂贵，而我们所设计的倒车防撞系统，不仅价格低廉，而且具有极高的安全性能。

防撞系统开发技术的主要挑战是降低成本的同时，也提高了感应功能，以提高准确性和可靠性。

车辆将共享许多防撞系统的传感元件，可以不断地评估不断变化的环境和驾驶环境。

这样就会大大提高汽车倒车的安全性，减少车祸的发生。

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。