密级：公开汽车倒车测距仪的研究Design for the Car Parking Sensor 学院：信息科学与工程学院专业班级：电子信息工程XXXX班学号：XXXX学生姓名：XXX指导教师：XXX （副教授）2012 年 6 月/ 1摘要随着社会经济的发展，交通运输业日益兴旺，汽车的数量在大幅攀升，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。
本文介绍了一种基于80C51单片机控制的汽车倒车测距仪。
采用超声波测距技术与单片机技术相结合，利用超声波传输中距离和时间的关系运算，80C51单片机计算出车后的障碍物与汽车尾部的距离，并通过数码显示车后的障碍物与汽车尾部的距离远近，实时发出报警信号，使驾驶员能时刻了解倒车时车后的环境并采取积极有效措施，从而大大提高了驾驶的安全性。
文章对总体设计思想进行了论述，分析了系统主要功能并以系统硬件设计框图的形式体现，进行了方案选择与方案论证。
完成了硬件电路的设计，描述了各模块电路的组成，其中包括超声波发射电路、超声波接收电路、显示电路、蜂鸣器报警电路等，分析了电路中所用芯片的主要功能及各部分电路的工作原理。
本设计通过对各模块的硬件和软件的设计，基本能够达到设计要求，满足汽车倒车安全指标。
关键词：超声波；单片机；测距AbstractWith the development of social economy, transportation industry is booming. The number of cars climbed sharply, traffic congestion has become more and more serious. Crash ongoing caused the inevitable personal casualty and economic loss. In this kind of situation, design a kind of fast response, high reliability and more economical car crash warning system is imperative.This paper introduces a kind of Car Parking Sensor based on 80C51 single chip microcomputer. Using ultrasonic transmission distance and time relationship operations, along with the ultrasonic ranging technology and single chip microcomputer combined, 80C51 single chip computer calculate the distance between the obstacles and the rear of the car, showing the distance with Digital tube and sending real-time warning signal. This made the driver can always know the environment reverse of the car and take positive and effective measures, which greatly improve the driving safety.It discusses the overall design thought, analyses the main function and show the hardware design of the system with a diagram, and give the plan selection and scheme comparison. Completed the design of the hardware circuit, described the module of the circuit component, which include the ultrasonic transmitter circuit, ultrasonic receiver circuit, display circuit, the buzzer warning circuit. Analysis of the main function of the chip used in the circuit and the works for various parts of the circuit.Through the design for the software and hardware of each module, it can basically meet the design requirements and the reversing safety indicators.Keywords: ultrasonic; single chip microcomputer; ranging目录摘要 (I)Abstract ......................................................................................................................... I I 第1章绪论 .. (1)1.1 课题研究的意义和背景 (1)1.2 国内外发展现状 (1)1.3 研究内容及论文构成 (2)第2章设计思想及方案论证 (4)2.1 方案选择 (4)2.1.1 测距传感器模块 (4)2.1.2 显示模块 (5)2.1.3 报警模块 (5)2.2 系统总体设计思想 (5)2.3 本章小结 (6)第3章硬件电路设计 (7)3.1 超声波发射及接收电路设计 (7)3.1.1 超声波的介绍 (7)3.1.2 超声波的特点 (7)3.1.3 超声波的应用 (7)3.1.4 超声波传感器 (8)3.1.5 超声波测距原理 (8)3.1.6 超声波发射电路设计 (10)3.1.7 超声波接收电路设计 (10)3.1.8 HC-SR04超声波测距模块 (11)3.2 显示模块设计 (14)3.3 报警电路设计 (15)3.4 单片机控制电路设计 (16)3.4.1 主控芯片STC12C56 (16)3.4.2 时钟电路 (17)3.4.3 复位电路 (18)3.5 本章小结 (19)第4章系统的软件设计 (20)4.1 系统的主程序设计 (20)4.2 系统的子程序设计 (22)4.2.1 中断处理程序 (22)4.2.2 蜂鸣器分段报警程序 (23)4.3 本章小结 (24)第5章硬件组装及调试 (25)5.1 硬件组装及调试 (25)5.2 误差原因分析 (26)5.3 本章小结 (27)第6章结论 (28)参考文献 (29)致谢 (30)附录1 单片机整体电路原理图 (31)附录2 超声波测距模块原理图 (32)附录3 程序清单 (33)第1章绪论1.1 课题研究的意义和背景随着我国经济的飞速发展，交通运输车辆的不断增多，由此产生的交通问题越来越为人们所关注。
由于倒车后视镜有死角，驾车者目测距离有误差，视线模糊等原因，倒车事故发生的频率远大于汽车前进时的事故率。
倒车事故不仅会对自己的车和他人财物造成损伤如果伤及儿童更是不堪设想。
有鉴于此，汽车产品家族中，专为倒车泊车而设计的“倒车测距仪”应运而生。
经过调查，绝大部分非职业汽车驾驶员都希望有一种能发现汽车尾部障碍物的“后视眼”。
倒车测距仪的加装可以解决驾驶人员的后顾之忧，大大降低倒车事故的发生。
倒车测距仪是一个由单片机控制的汽车泊车安全辅助装置。
该测距仪讲单片机的实时控制及数据处理功能，与超声波的测距技术、传感器技术相结合，能够测量并显示车辆后部障碍物里车辆的距离，同时用间歇的“嘟嘟”声发出警报，“嘟嘟”声间隙随障碍物距离的缩小而缩短，驾驶员不但可以直接观察到显示的距离，还可以凭听觉判断车后障碍物离车辆的远近，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，并可以帮助驾驶员扫除视野死角和视线模糊的缺陷，提高驾驶的安全性[1]。
1.2 国内外发展现状汽车倒车测距仪应该包含有总控制器、测距传感器、语音提示及图像显示部件等。
各部件有机地结合起来，实现测距及提示功能。
轰鸣器提示是倒车测距仪系统的真正开始。
蜂鸣声越急，表示车辆离障碍物越近。
虽然司机知道有障碍物，但不能确定障碍物离车有多远，对驾驶员帮助不大。
之后液晶荧屏显示的出现是一个质的飞跃，特别是荧屏显示开始出现动态显示系统。
不用挂倒挡，只要发动汽车，显示器上就会出现汽车图案以及车辆周围障碍物的距离。
动态显示，色彩清晰漂亮，外表美观，可以直接粘贴在仪表盘上，安装很方便。
不过液晶显示器外观虽精巧，但灵敏度较高，抗干扰能力不强，所以误报也较多。
现在比较先进的倒车测距仪应该算是魔幻镜倒车测距仪了，它结合了前几代产品的优点，采用了最新仿生超声雷达技术，配以高速电脑控制，可全天候准确地测知2米以内的障碍物，并以不同等级的声音提示和直观的显示提醒驾驶员。
魔幻镜倒车雷达把后视镜、倒车雷达、免提电话、温度显示和车内空气污染显示等多项功能整合在一起，并设计了语音功能。
因为其外形就是一块倒车镜，所以可以不占用车内空间，直接安装在车内倒视镜的位置。
而且它颜色款式多样，可以按照个人需求和车内装饰选配。
近年来由于电子技术的飞跃发展，使得相关技术日新月异，尤其是汽车电子产业的迅速发展，使得高度信息化、电子化的车辆研制有了基础。
目前主流的汽车倒车测距仪都是以单片机为核心的智能测距传感系统。
这种测距仪能够连续测距和显示障碍物距离，并采用间歇不同的鸣叫声进行报警和提示距离，以尽量不占用驾驶员的视觉。
此外，从成品来讲，目前的汽车倒车测距仪主要是以数码管或者液晶屏的精确显示和精确的语音播报为主。
这个时期主要是采用以单片机为核心的智能测距传感系统，能够使得汽车驾驶辅助系统更加简便易用，而且达到了汽车电子系统网络化的发展需求。
1.3 研究内容及论文构成本文将在以单片机为控制核心的基础上，设计出汽车倒车测距仪的电路，并通过数码管显示及蜂鸣器报警来提示障碍物与车后的距离。