超声波测距汽车防撞系统毕业设计(论文)

基于AT89C52的超声波测距倒车防撞报警系统设计
引言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 System，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。

超声波作为一种频率超过20 kHz 的机械波，其指向性强，能量消耗缓慢，在介质中传播距离远，因此超声波测距
法是最常见的一种距离测量方法。

利用超声波检测距离，设计比较方便，计算
处理也较简单，而且精度也较高。

本设计采用AT89C52 单片机作为主控器，
结合超声波测距原理，设计了汽车倒车防撞报警系统。

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。

1 超声波的测距原理本系统选用的是压电式超声波传感器。

超声波测距原理有两种方式：共振式和脉冲反射式。

因
为共振式的应用要求复杂，在此使用脉冲反射式。

超声波测距原理如图1 所示。

图1 中被测距离为H，两探头中心距离的一半用M 表示，超声波单程所走过
的距离用L 表示，由图中关系可得：式中：v 为超声波的传播速度；t 为传播时间，即为超声波从发射到接收的时间。

将式(4)代入式(3)可得：由此可见，要想测得距离H，只要测得超声波的传播时间t 即可。

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本文由我司收集整编。

仅供参阅！。

基于超声波测距的车辆前撞预警系统设计在现代交通中，较高的车辆密度和不断增长的道路长度成为许多交通事故发生的因素。

因此，当今汽车工业的重要任务之一是为车辆提供更安全和智能的设备和技术。

在这里，我们将介绍一种基于超声波测距的车辆前撞预警系统的设计和实现。

1. 超声波测距技术的原理超声波测距被广泛应用于距离、速度和方向测量，可以通过接收返回的超声信号来计算距离。

这项技术是将高频声波发射到目标物表面，由于声波在空气中的传播速度较慢，因此它们与目标物相遇时会被反射回来。

然后，我们可以通过测量从发射到接收芯片之间的时间来计算距离。

2. 基于超声波测距的车辆前撞预警系统设计本文中介绍的车辆前撞预警系统包括超声波测距器、处理器和报警器三个部分。

预警系统通过超声波测距器在车前安装并向前发射超声波波束，一旦有物体进入车辆前方一定的安全距离范围内，系统即可检测到，并发出警报信号。

超声波传感器具有注重实时间和精度的特点，能快速响应并识别前方障碍物，并准确测量所需的距离。

由于超声测距技术能在各种天气条件下精准测量距离，因此汽车制造商越来越倾向于将其作为汽车智能化的主要技术之一。

3. 预警系统的实现对于车辆前撞预警系统，我们选择了Maxbotix Inc.生产的LV-MaxSonar-EZ1型传感器。

该型传感器是一款优秀的超声波传感器，具有高准确度和长测距范围等特点。

此外，该型传感器具有简单易用的特点，仅需一端口即可供电和通信。

还可以将其与Arduino单片机连接来处理信号，并将警报发送到锁定的设备上。

4. 总结本文介绍了一种基于超声波测距技术的车辆前撞预警系统的设计和实现。

该系统通过检测车辆前方的安全距离来预警，以防车辆在狭小空间内发生碰撞事故。

鉴于超声波测距技术的高效性和实用性，该技术被广泛使用于车辆制造业中。

预计在未来，我们将会看到更多基于超声波技术的车辆智能系统的推出。

摘要目前，很多厂矿企业车间使用的天车往往是多台配合使用。

一直以来，因天车碰撞发生的安全事故给国民生产生活造成了巨大损失。

传统的解决方案难以有效解决这一难题，本文将超声波测距技术应用于该系统，提出了一种较为可靠的方案。

本设计采用AT89C51单片机为核心，搭建系统的控制模块，负责系统的调度，信号的处理，并给出相关的外围接口电路。

超声波接收模块选用CX20106作为接收器，完成信号的采集处理放大。

电机减速模块选用西门子MM440变频器，利用DAC0832将单片机的数字控制信号转换为模拟控制信号，然后将模拟信号输入到变频器中达到改变频率控制电机转速的目的。

通过利用单片机对超声波往返时间的计算，达到测量天车距离的目的。

然后使用LCD1602液晶模块显示实时距离，并利用单片机判断天车距离是否达到报警距离和危险距离，并做出相应的处理。

本文设计的天车防碰撞系统技术可靠经济实用，具有很好的使用价值。

设计功能完善，接口资源丰富，可以方便的对系统进行二次开发。

关键词：单片机；超声波；测距；报警AbstractCranes are often used in many factories and mine．All along，safety incidents occurred in cranes collision caused a great loss of lives andproperty．Traditional solutions Can not effectively solve this problem．In this paper,radio frequency identification technology has been used in this system，proposed amore reliable option．This design uses AT89C51 microcontroller as the core, to build the system control module, responsible for the scheduling, signal processing, and gives the associated peripheral interface circuit. CX20106 ultrasonic receiver module used as a receiver, signal acquisition and processing to complete amplification. Motor deceleration Siemens MM440 Inverter module selection, the use of the DAC0832 digital control signal the microcontroller converts the analog control signal, then the analog signal input to the inverter to change the purpose of frequency control motor speed. Through the use of single-chip ultrasonic round-trip time calculations, to achieve the purpose of measuring the distance crane. LCD1602 display module and then use the real-time distance, and the use of the microcontroller to determine whether the alarm distance from the crane and dangerous distance, and make the appropriate treatment.This design of crane anti-collision technology, reliable and economical system, has a very good value. Functional design, the interface is rich in resources, the system can be easily secondary development.Keywords: microcontroller； ultrasonic； range- distance；warning;目录第1章绪论11.1天车防碰系统研究意义与前景11.2天车防碰系统的国外发展11.3任务要求2第2章方案论证32.1 总方案框图32.2 主控制模块的选择32.3 测距模块的选择42.4显示模块的选择62.5电机调速模块的选择7方案确定12第3章硬件电路设计133.1 AT89C51主控制模块133.2 CX20106超声波接受模块143.3发射电路方案设计153.4系统显示电路设计163.5驱动电路的设计17第4章软件设计254.1系统软件功能程序流程图254.2系统安全天车距离模型284.2.1系统安全跟车距离模型的建立284.2.2模型中各参数的确定31第5章结论33致34参考文献35附录Ⅰ36附录Ⅱ错误!未定义书签。

乐山师范学院毕业设计（论文）本科生毕业设计报告学院物理与电子工程学院专业电子信息工程论文题目：汽车倒车防撞报警器设计学生姓名指导教师班级学号完成日期：2014 年12 月题目：汽车倒车防撞报警器物理与电子工程学院电子信息工程学号[摘要]本设计是以基于AT89S51单片机的超声波测距，可用作汽车泊车安全辅助装置，该装置可以数码管显示驾驶员距障碍物多远，并在距障碍物一定警戒距离时发出警报声。

使驾驶员在泊车时能够更加安全，减少事故的发生。

该设计硬件由单片机最小系统、超声波发射与接收电路、供电与报警电路、数码显示电路组成。

软件主要使用汇编语言进行。

[关键词]AT89C51 超声波数码管测距传感器1设计任务与要求1.1研究的背景汽车业与电子业的不断发展壮大，使得这俩者之间变得越来越紧密，俩者的相结合，导致了电气一体化这一系统的产生。

在交通严重的今天,电子控制系统技术可以使汽车的安全性得到很大的提升。

广泛的来看其中主要有自动安全气囊，自动门锁，自动空调，自动导航，自动车窗，控制车灯，控制座椅，倒车防撞并液晶显示实时路况，自动诊断汽车故障等。

在经济不断发展的今天，汽车这种交通工具会越来越普及，这就会导致城市交通不断拥挤，最重要的一点就是在停车时有一些驾驶员不够小心或对障碍物的预判距离不足导致发生摩擦与碰撞。

如果驾驶能够提前知道障碍物距离多远、在哪里，就可以及时采取措施，这样就可以避免很多事故的发生。

于是，许多安全系统由此诞生，其可分为主动安全系统与被动安全系统。

其中主要是主动安全系统，而现阶段对主动安全系统的研究主要放在测距上面。

本设计要求设计的汽车倒车防撞系统能够有效的提醒驾驶员距障碍物多远，并可手动设置在距障碍物多远是发动报警，可有效的提高倒车安全性。

1.2本设计的主要任务（1）设计一套汽车倒车防撞报警系统，要求有一台主机，汽车与物体距离小于设定值时，利用蜂鸣器进行报警。

通过按键选择报警的距离并数码显示选择的档位。

1 绪论1.1 超声波技术的广泛应用超声的研究和发展，与媒质中超声的产生和接收的研究密切相关。

1883年Galton 首次制成超声气哨，其原理是将压缩气体经过狭缝喷嘴形成气流，吹动圆形刀口振动形成共振腔，从而产生超声。

此后又出现了各种形式的汽笛和液哨等机械型超声换能器。

由于这类换能器成本低，所以经过不断改进，至今仍广泛地用于超声处理技术中。

20世纪初，电子学的发展使人们能利用某些材料的压电效应和磁致伸缩效应制成各种机电换能器。

1917年，法国物理学家Paul Langevin用天然压电石英制成了夹心式超声换能器，并成功地应用于水下探测潜艇。

随着军事和国民经济各部门中超声应用的不断发展，又出现更大超声功率的磁致伸缩换能器，以及各种不同用途的电动型、电磁力型、静电型等多种超声换能器。

材料科学的发展，使得应用广泛的压电换能器也由天然压电晶体发展到机电耦合系数高、价格低廉、性能良好的压电瓷、人工压电单晶、压电半导体以及塑料压电薄膜(PVDF)[1]等。

产生和检测超声波的频率，也由几十千赫提高到上千兆赫。

产生和接收的波型也由单纯的纵波扩大为横波、扭转波、弯曲波、表面波等。

如频率为几十兆赫到上千兆赫的微型表面波都己成功地用于雷达、电子通信和成像技术等方面。

利用超声波作为定位技术是蝙蝠等一些无目视能力的生物作为防御及捕捉猎物生存的手段，也就是由生物体发射不被人们听到的超声波(20kHz以上的机械波)，借助空气媒质传播由被待捕捉的猎物或障碍物反射回来的时间间隔长短与被反射的超声波的强弱判断猎物性质或障碍位置的方法。

由于超声波的速度相对于光速要小的多，其传播时间就比较容易检测，并且易于定向发射，方向性好，强度好控制，因而人类采用仿真技能利用超声波测距。

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、过程检测、机器人检测和定位、以及流体液面高度测量[2]等。

命运如同于•中的卑纹，无论篡曲折，终掌握在自己于•中。

本科毕业设计（论文）基于单片机的汽车防撞测距警报系统学院名称：__________ 电气信息学院_______________专业：____________ 测控技术与仪器______________班级：_______________ 08东测控_________________姓名：___________________________________指导教师姓名：____________________________指导教师职称：__________________________命运如同手中的掌纹,无论多曲折,终掌握在自己手中。

2012年6月基于单片机的汽车防撞测距警报系统摘要：本文介绍了一种单片机控制的汽车防撞测距报警系统，此系统利用AT89C52单片机作为主控制器，结合超声波测距原理，通过发射和接收超声波信号，再山单片机进行数据处理，通过数码管显示距离，当超过设定的距离时蜂鸣器报警。

该系统采用软、硬结合的方法，具有模块化和多用化的特点。

该论文对系统各个单元的原理进行了介绍。

对组成的各系统电路的芯片进行了介绍，并阐述了它们的工作原理。

此系统具有结构简单，精度高，使用方便等特点。

关键词：单片机；超声波；测距Automobile^ Anti-collision Distance Alarm System Based on MUCAbstract：This article describes a microprocessor controlled car crash ranging alarm system, this system using AT89C52 microcontroller as the main controller, combined with the principle of ultrasonic distance measurement by transmitting and receiving ultrasonic signals, and then by the microcontroller for data processing, through digitaldisplay distance, buzzer alarm when exceeds a set distance. The system uses a soft hard combination, modular and multi-use characteristics. The paper introduced the principle of the system unit・ The composition of each system circuit chips were introduced, and described how they work. This system has a simple structure, high precision, easy to use features.Keywords: Single-chip microcomputer ； Ultrasonic wave； Measuring distance目录前言............................................................. 错误!未定义书签。

本科毕业论文（设计）题目汽车倒车超声波报警器的设计与实现汽车倒车超声波报警器设计与实现摘要汽车倒车一直都是困扰驾驭员，尤其是菜鸟。

倒车超声波能用声音或更为直观的方式奉告驾驭员周围障碍物的状况，协助驾驭员看清视野死角和消除视野含糊的缺点，提高驾驶安全性。

这篇文章着重介绍了一种根据AT89C51单片机的超声波脉冲测距的倒车防撞报警器的设想。

该设想用超声波在空气中传播速度为判断条件,使用超声波的反射，测出间隔。

论文阐明了超声测距的基本原理及超声传感器的特性，并在超声测距原理的基础上,指出了体系的整体构成，以蜂鸣器报警作为特别提示，具有很强的实用性。

关键词超声波；防撞；传感器；报警器；控制系统关键词：倒车雷达超声波单片机SPCE061AABSTRACT The back-draft back sight is not good always puzzles the pilot, specially novice's difficult problem.The back-draft radar can or a more direct-viewing form informs around the pilot by the sound the obstacle situation, helps the pilot to clean the field of vision dead angle and the elimination line of sight fuzzy flaw, enhances driving the security.This article introduced one kind in detail based on AT89C51 monolithic integrated circuit ultrasonic wave pulse range finder back-draft proximity wamer design. This design take the ultrasonic wave in the air the propagation velocity as the determination condition, the use ultrasonic wave reflection, the survey distance.The paper has outlined the supersonic range finder basic principle and the supersonic sensor characteristic, and in the supersonic range finder principle foundation, proposed the system overall constitution, reports to the police by the buzzer took the warning reminder, has the strong usability.KEY WORDS Ultrasonic; anti-collision; sensor; alarm; control system目录1 前言1.1 国内外发展的概况以及存在的问题 .............................. 错误！未定义书签。

超声波测距防撞仪设计目录第一章绪论 (1)1.1课题概述 (1)1.1.1超声波测距防撞仪的研究背景 (1)1.1.2超声波测距防撞仪的研究意义 (1)1.2汽车倒车测距防撞仪的研究现状 (1)1.2.1国内外测距技术的发展现状 (2)1.2.2国内外倒车测距仪的发展现状 (3)1.3论文内容及论文构成 (4)第二章超声波测距 (6)2.1超声波简介 (6)2.2超声波传感器 (6)2.3超声波发生器 (8)2.4超声波测距的基本原理 (9)2.4.1超声波测距概述 (9)2.4.2超声波测距原理 (9)2.5超声波测距的工作方式 (10)2.5.1相位检测法 (10)2.5.2声波幅值检测法 (10)2.5.3渡越时间检测法 (10)第三章方案设计与论证 (12)3.1系统的总体设计 (12)3.1.1系统的总体设计要求 (12)3.1.2系统的总体原理框图 (12)3.2系统设计方案的论证 (12)第四章系统硬件电路设计 (14)4.1系统硬件电路的设计思想 (14)4.2单片机控制电路 (14)4.3超声波发射电路 (15)4.4超声波接收电路 (18)4.5鉴相电路 (20)4.6温度补偿电路 (21)4.7 LED显示电路 (23)4.8声光报警电路 (26)4.9电源电路设计 (27)第五章软件电路设计 (29)5.1系统软件设计概述 (29)5.2主程序 (30)5.3超声波发射子程序 (32)5.4超声波接收子程序 (32)5.5距离计算子程序 (34)5.6显示子程序 (35)第六章调试 (37)6.1硬件调试 (37)6.2软件调试 (37)第七章性能分析 (39)第八章总结 (41)致谢 (42)参考文献 (43)附录一 (44)附录二 (49)附录三 (50)第一章绪论1.1课题概述1.1.1超声波测距防撞仪的研究背景随着现代社会工业化进程的发展，汽车的生产技术在不断进步，价格持续下降，越来越多的家庭拥有自己的汽车，公路交通呈现行驶高速化、车流密集化和驾驶员非职业化的趋势。

理工大学本科毕业论文（设计）题目《汽车倒车超声波报警器的设计与实现》系专业学号学生姓名指导教师起讫日期工作地点目录绪论 (1)1汽车倒车超声波报警器的设计背景 (2)1.1汽车倒车超声波报警器的设计意义 (2)1.2汽车倒车超声波报警器的发展 (2)1.3课题的主要研究内容和目标 (2)2超声波基本发展史及原理 (3)2.1超声波发展简史 (3)2.2超声波的应用 (3)2.3超声波测距的方法 (5)3系统整体设计 (7)3.1系统整体设计框图 (7)3.2硬件选型 (7)3.2.1超声波探头的主要参数 (7)3.2.2单片机的选择 (9)3.2.3其他元器件的选择 (10)4硬件电路设计 (11)4.1 单片机外围电路设计 (11)4.2超声波发射接收电路 (11)4.2.1超声波发射电路 (11)4.2.2超声波接收电路设计 (12)4.2.3超声波测距模块 (13)4.3显示报警电路设计 (13)4.3.1数码管显示电路设计 (13)4.3.2报警模块电路设计 (14)5系统软件设计 (15)5.1主程序设计 (15)5.2中断处理程序设计 (16)5.3计算及显示模块程序设计 (17)5.4报警模块程序设计 (17)6系统调试 (18)结论 (20)参考文献 (21)附录程序代码 (22)汽车倒车超声波报警器的设计与实现摘要本文全面、深入、系统地介绍了汽车倒车超声波报警系统的设计。

本设计主要是将超声波的特点和优势与单片机的特点和优势相结合，设计出的一种基于STC89C51单片机和HC-SR04超声波测距模块的汽车倒车超声波报警系统。

其中用到的单片机是由全球微控制器研发制造领先企业美国Atmel 公司生产的STC89C51。

本设计是将硬件结构和程序设计两个部分结合起来的。

其中硬件部分分为六大块，分别为单片机控制电路、超声波发射电路、超声波接收电路、数码管显示电路、电源电路和报警电路。

软件部分主要由主程序、超声波发射接收子程序、距离计算子程序及显示子程序等组成。

汽车倒车防撞系统摘要汽车作为现代社会最主要的交通工具,数量越来越多,但是交通事故的发生频率逐年增长，其中因倒车发生的事故占很大的比例。

随着科技的发展，这类的问题得到了解决，人类发明了智能交通系统，其中汽车智能倒车防撞技术关键在于智能实时的测出汽车与障碍物的距离。

当汽车与障碍物之间的距离小于设定的安全距离时，防撞系统就自动报警并采取制动措施。

为提高汽车运行的安全性和降低碰撞发生的可能,本文讲述一种主动型汽车倒车防撞报警系统。

利用超声波进行无接触的测距，系统主要包括超声波发射电路，超声波接收电路，温度测量电路，数码显示电路以及报警电路。

以超声波传感器为重点进行超声波的发射和接收，通过计算得出距离并通过LED显示，在超出一定距离时，电铃报警，驾驶员做出判断。

针对系统的功能，对控制软件进行设计。

根据验证。

满足倒车安全的要求。

关键词：超声波，倒车，防撞，测距目录第一章汽车防撞系统的研究前提 (4)1.1汽车防撞系统的背景及现状 (4)1.1.1汽车防撞系统的背景 (4)1.1.2研究的目的和意义 (4)1.1.3防撞系统的现状 (5)第二章超声波测距 (7)2.1关于超声波 (7)2.1.1 超声波的介绍 (7)2.1.2 超声波的特点 (7)2.1.3超声波的应用 (7)2.2 超声波传感器 (7)2.3超声波测距原理及提高性能的措施 (9)2.3.1超声波测距原理 (9)2.3.2 提高超声波测距系统性能的若干措施 (10)第三章系统的组成 (11)3.1硬件部分 (11)3.2单片机的选择 (11)3.3温度传感器的选择 (12)3.4 超声波传感器的选择 (14)3.5 系统总体设计思路 (15)第四章硬件电路设计 (16)4.1 超声波发射电路 (16)4.2 超声波接收电路 (17)4.3 显示电路与报警电路的设计 (18)4.3.1显示电路的设计 (18)4.3.2报警电路的设计 (18)4.4 电源设计 (19)第五章系统程序设定 (20)5.1 程序完成的功能 (20)5.2 主程序 (20)5.3 温度测量与测距子程序 (23)5.4 距离显示，判断以及报警子程序 (25)第六章误差分析与整改方案 (27)6.1超声波测距误差分析 (27)6.2针对误差产生原因的系统改进方案 (30)结束语 (31)致谢 (32)参考文献 (34)第一章汽车防撞系统的研究前提1.1汽车防撞系统的背景及现状1.1.1汽车防撞系统的背景国际上先进国家自80年代末开始研究汽车防撞系统。