摘要随着社会经济的提高，交通运输业日益发展，汽车的数量不断增加，汽车的普及极大方便了人们的出行、学习和工作。

但与此同时，交通拥挤状况也日趋严重，汽车也给人们带来了很大的安全隐患，比如倒车时不能有效看清车身后的障碍物或存在视线模糊等情况，这往往会造成行车事故的频繁发生，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尤为重要。

汽车倒车测距仪是汽车泊车或倒车时的安全辅助装置，由超声波传感器、控制器、显示器和报警器组成。

它能以声音和具体的数据来告诉驾驶员后方障碍物的情况，就可以扫除视野死角和视线模糊的缺陷，减小了驾驶员泊车和倒车难度，提高了驾驶的安全性。

关键词：单片机；倒车；测距仪ABSTRACTWith the improvement of social economy, transportation industry growing, increasing the number of vehicles, the popularity of cars greatly facilitates people's travel, study and work. But at the same time, traffic congestion is serious, the car also brings a lot of potential safety problems, such as when reversing cannot effectively see body after obstacles or blurred vision, and so on and so forth, which often causes traffic accidents frequently occur, taking place repeatedly crash, caused the inevitable personal casualty and economic losses, for this kind of situation, design a kind of fast response, high reliability and more economical car crash warning system is particularly important.Reverse range finder is when the car parking or reversing safety auxiliary device, composed of ultrasonic sensor, controller, display and alarm. It can sound and specific data to tell drivers behind obstacles, can eliminate the blind spot and the defects of blurred vision, reduced the driver parking and reversing difficult, improve the driving safety.Key words: single chip microcomputer; Astern. Range finder目录第1章绪论 (2)1.1 课题研究的意义和背景 (2)1.2 国内外发展现状 (2)1.3 超声波测距仪51单片机控制系统概述 (3)1.4研究内容及论文的安排 (4)第2章总体方案设计 (5)2.1 设计方框图 (5)2.2 系统总体设计思想 (5)第3章系统硬件各主电路设计 (6)3.1 超声波的介绍 (6)3.2 超声波测距原理 (7)3.3超声波发射电路设计 (8)3.4 超声波接收电路设计 (9)3.5 HC-SR04超声波测距模块 (10)3.6 显示模块设计 (13)3.7 报警电路设计 (14)3.8单片机控制电路设计 (15)第4章系统的软件设计 (16)4.1 系统的主程序设计 (16)4.2 系统的子程序设计 (19)第5章结论 (20)致谢 ................................................................................................. 错误!未定义书签。

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 国内外发展现状超声波倒车防装系统是倒车雷达的一种，倒车雷达在车挂倒挡时开始工作，由探头、主机和显示器三部分构成。

倒车雷达系统经历了三个阶段，六代的技术改良，从早期的倒车防撞仪，只能测试车后有限范围的障碍物，并发出警报，发展到根据距离远近程度分段报警，前两个阶段的倒车雷达一般采用专用集成电路，功能较简单。

随着人们对汽车驾驶辅助系统求的提高，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。

要求倒车雷达连续测距并显示障碍物距离，并采用不同间歇呜叫频率的声音报警提示距离，让驾驶员全神贯注地注视场景。

汽车电子系统网络化发展还要求作为驾驶辅助系统子系统的倒车雷达具有通信功能，能够把数据发送到汽车总线上。

如最为先进的倒车雷达系统为“智能可视倒车雷达系统”，它在车尾部装上针孔摄像头，倒车时可以在DVD显示屏上显示车后的广角真实图像。

德国大众公司将超声波测距技术应用在倒车雷达上。

日本、美国和欧洲等国的大汽车公司都投入了相当的人力、物力，采用先进的毫米波雷达、CCD摄像机、GPS和高档微机等制成安全预警系统，使用在其所开发的高级汽车上。

戴姆勒——克莱斯勒公司成功开发出供商用车(尤指卡车)使用的电子刹车系统，它与其他刹车系统的区别在于，其在卡车车头设有雷达感应器，感应器在车前观察四周环境，并将所有收集的信息交由一控制器加上处理，形成一虚拟景象，再借助演算法的辅助来判断所发生状况是否需要利用刹车。

未来两三年内这种新型刹车系统即可量产上市，但价格昂贵，其过高的成本限制了它应用的普遍性。

通用公司的Precept 概念车装了Donnelly公司生产的以摄像机为基础的后视镜系统。

该系统用一个内后视镜和两个外后视镜采集汽车周围的景象，三个景象合成一个全景图像在中控台的视屏上显示出来，还用文字说明来传达信息。

摄像机也可在倒车时使用，当车后近处有消火栓等障碍物时，就及时让驾驶员知晓。

东风汽车有限公司乘用车公司推出的全新一代“蓝鸟智尊”配备了倒车影像显示和NAVI卫星导航系统，直接将高级别汽车的智能化从“概念”引入了“应用”。

在驾驶者挂入倒挡时，中控台上的液晶显示屏会自动切换画面，将车尾摄像头拍下的环境状况展示在驾驶者眼前，最大程度地方便泊车，这项功能在夜间尤其具有价值。

1.3 超声波测距仪51单片机控制系统概述汽车倒车多采用超声波测距原理，驾驶者在倒车时，启用倒车雷达，在控制器的作用下，由装置于车上的探头发送超声波，遇到障碍物，产生回波信号，传感器接收到回波信号后，经控制器进行数据处理，判断出障碍物的位置，又显示器显示距离并发出警示信号，驾驶者得到及时警示。

单片机是现代计算机和电子技术的新兴领域。

单片机的单芯片的微小体积和极低的成本，可广泛地嵌入到如玩具、家用电器、机器人、仪器仪表、汽车电子系统、工业控制单元、办公自动化设备、金融电子系统、舰船、个人信息终端及通信产品中，成为现代电子系统中最重要的智能化工具。

单片机具有多功能、高性能、低电压、低功耗、低价格的显著特点。

所以利用单片机对超声波进行控制可以极大的减少投入，具有很高的经济价值与实用性。

利用单片机实现超声波测距控制，对于提高劳动生产率和产品质量，节约能源等都有着积极意义[1]。

1.4研究内容及论文的安排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。

分别完成单片机控制电路设计、数码管显示电路设计、蜂鸣器报警电路设计、按键控制电路设计及超声波测距模块的安装与调试等。

软件设计中，通过C语言编写程序，完成单片机对外围芯片的驱动与控制，从而完成整个汽车倒车测距仪的功能实现。

论文构成主要由以下部分组成：第 1 章为绪论。

包括研究背景、意义以及相关技术在国内外的研究现状。

第2章为系统总体设计思想及方案论证。

首先介绍汽车倒车测距仪的设计要求，详细介绍测距系统传感器的选择、显示报警系统的方案设计，然后提出本系统总的方案设计。

为其后的硬件设计奠定了基础。

第3章为系统硬件设计。

首先分析超声波传感器的工作原理，然后具体讨论测距模块中超声波发射电路和接收电路等的设计，最后介绍了系统显示电路及报警电路的设计。

第4章为系统软件设计。

在软件设计中采用模块化设计思想，分别对系统的主程序模块、测距模块、报警模块和显示模块的程序进行了软件设计。

第5章为结论。

对全文进行了总结，并指明了系统设计的不足之处，最后也对本系统的倒车雷达报警系统的发展前景进行了展望。

第2章总体方案设计2.1 设计方框图图2.1 系统电路总体方框图2.2 系统总体设计思想本系统采用超声波测距原理，由发射器、接收器和信号处理装置三部分组成。

通过超声波发射装置发出超声波，根据接收器接到超声波时的时间差就可以知道距离。

超声波发射器向某一方向发射超声波，在发射时刻的同时开始计时，超声波在空气中传播，途中碰到障碍物就立即返回来，超声波接收器收到反射波就立即停止计时。