word摘 要本文设计了一款基于AT89C51单片机的倒车雷达，它采用ATMEL公司生产的AT89C51单片机作为控制核心，片外结合T/R-40-12小型超声波传感器模块、LCD1602液晶显示器模块、报警模块、晶振电路模块以与复位电路等模块而构本钱倒车雷达的硬件系统当倒车雷达安装在汽车尾部时，通过系统上的超声波模块来采集使用者距离后方障碍物的距离，然后通过单片机对采集数据进展处理，当距离少于临界距离时，单片机将驱动蜂鸣器进展报警提示司机；当后方无障碍物时，倒车雷达处于待机模式经过大量的实验测试，本倒车雷达性能稳定，携带便捷，能够做到随时随地地辅助司机倒车，从而预防事故的发生不仅如此，它对单片机以与超声波技术的推广也具有一定的积极作用关键词：倒车雷达，AT89C51，超声波模块AbstractThis paper designs a reversing radar based on AT89C51 MCU, which uses ATMEL the AT89C51 as the control core, the external binding T/R-40-12 small ultrasonic sensor module, LCD1602 liquid crystal display module, alarm module, crystal oscillator circuit module and plex circuit module and the cost of reversing radar hardware system structure. When reversing radar is installed in the rear of the vehicle, the distance of the obstacle is acquired by the ultrasonic module of the system, and the data is processed by the microcontroller. The microcontroller will drive the buzzer to alert the driver when the distance is less than the critical distance. After a large number of experimental tests, the performance of the reversing radar is stable, easy to carry, can be done anytime and anywhere to assist the driver to reverse, so as to prevent the occurrence of accidents. Not only that, it also has a certain positive effect on the promotion of SCM and ultrasonic.Keywords:Reversing Radar, AT89C51, Ultrasonic Module目 录一、 引言1〔一〕 课题背景1〔二〕 国外开展现状 1〔三〕 本文主要容 2二、 方案选择与元器件介绍3〔一〕 主控核心选择3〔二〕 AT89C51单片机介绍 3〔三〕 HC-SR04超声波传感器 5〔四〕 LCD1602液晶显示器介绍 6三、 硬件系统设计7〔一〕 方案设计7〔二〕 AT89C51单片机最小系统构建 7〔三〕 超声波传感器原理图设计 9〔四〕 LCD1602液晶显示器电路设计 10四、 软件系统设计12〔一〕 软件系统流程图设计12〔二〕 超声波测距流程设计 13〔三〕 LCD1602显示流程设计 14〔四〕 报警流程图设计 15总结17致 18参考文献 19附录一 原理图 20附录二 PCB图 21附录三 元件列表 22附录四 程序 23 / 一、 引言（一） 课题背景随着国民经济的迅速开展以与人们生活质量的大幅提高，私家车几乎进入了大多数家庭，成为了一种平民化交通工具，然而据最近的一份数据显示，由司机不当驾驶或者驾驶技术不合格造成的交通事故越来越多，这侧面反响了如今只通过驾校的学习也不能完全驾驶好汽车。
调查显示目前好多私家车驾驶员越来越多地依赖车上的辅助行车设备进展驾驶，如利用导航仪进展路线导航，从而防止不熟悉路况的情况下顺利到达目的地，又比如通过倒车摄像头来进展倒车，使得倒车入库变得不再那么难调查显示，很多驾驶员呼吁车上能够配置更多的行车辅助设备，他们不仅要求辅助设备灵活好用，还要价格低廉，能够被大多数人所承受因此本文以基于超声波测距的倒车防撞报警系统为课题，提出以超声波测距为根底，结合其他必要模块设计一款简单实用并且价格低廉的行车辅助系统根据文献显示，超声波最早是由斯帕拉捷发现的，他根据蝙蝠能在黑夜中自由快速飞行，经过大量实验后，得出了蝙蝠能够发出一种人耳听不见的声波，通过这种超声波的指引，蝙蝠才得以自由飞翔，由于这种声波的频率大于20khz，超过了人耳听觉的上限，因此被称为超声波，经过后来相关仪器的测量，发现超声波具有很强的能量集中性，不容易发散，因此非常适合测距、测速以与其他一些医疗功能，随着电子技术以与半导体技术的开展，技术人员设计了超声波传感器，这种传感器不但能够发出超声波，同时能够对反射回来的超声波进展接收，这使得超声波传感器被广泛用于自动化场合，如能够自动避障的智能小车，就是基于超声波测距的原理。
通过超声波测距来引导汽车倒车入库同时防止撞墙有很多实用的价值，一是超声波不易发散，测到的距离非常准确和准确，能够有效地辅助司机倒车；二是这种控制系统的报警提示音比拟明显，当车位与后方障碍物的距离小于一定距离后，报警器立即发出具有一定频率的“嘀嘀〞声，距离越小，“嘀嘀〞声的频率越高，从而能在心理上加紧小心；三是这种控制系统不但效果好，其本钱也非常地低廉，与目前常用的摄像头倒车仪相比，具有同样的效果因此本文以此为课题，不但能够起到推广单片机应用的效果，更能够降低汽车的生产本钱二） 国外开展现状目前国际上对于倒车雷达的研究和开发正处于如火如荼的状态，各种新型的智能汽车正在不断地投入到生产和人们的生活中，为了不失设计的高科技性以与实用性，倒车雷达正朝着多功能以与多传感器化开展，目前国外对于倒车雷达的研究者主要在于提高倒车雷达的处理速度以与测量结果准确性上，以此来给司机提供更多方位的信息，减少交通事故的发生三） 本文主要容本课题主要设计了一款基于超声波的倒车雷达设计，将本系统配置在轿车上使用时，倒车途中如后方障碍物与车尾距离小于安全距离时，控制系统立即发出报警信号，提醒司机引起注意，另外报警信号的频率和车位距障碍物的距离有关系，距离越小如此蜂鸣器发出的“滴滴滴〞报警信号频率越快，频率越快越能引起司机的慎重和紧。
设计以AT89C51单片机芯片、时钟电路以与复位电路三个局部组成51单片机最小系统，负责系统的的数据处理、超声波模块的驱动、LCD1602液晶屏驱动以与蜂鸣器报警模块的驱动等倒车雷达主要依托于超声波的测距功能，当超声波模块发射出超声波时，在传播过程中如果遇到障碍物，超声波会原路返回并被超声波模块接收到，单片机只需要对超声波从发出到返回的这段时间进展计算，就可通过超声波的速度计算出发射位置距离障碍物的大小该过程能实现主要是因为超声波在传播过程具有不易发散的性能，即发射和接收回来的超声波强度大小相等AT89C51单片机通过其外部触发中断管脚(P3.2和P3.3)进展超声波发射和接收的时间计算，当AT89C51单片机驱动HC—SR04超声波模块发射超声波时，其发射中断管脚会同时输出一个高电平给51单片机的P3.2中断管脚INT0，在INT0中断时计时器T0被立即启动，开始计时；当超声波返回并被HC—SR04接收到时，其接收中断管脚会同时输出一个脉冲给51单片机的P3.3中断管脚INT1，在INT1中断时立即停止计时器T0的工作，这样51单片机就得到了超声波发射和接收过程所用的时间，由于超声波在空气中的传输速度是340m/s，这样将两者相乘并除以2，就是车尾距障碍物的大小。
为了实现测量数据的显示，本系统选用LCD1602液晶屏作为显示模块，其清晰度高并且本钱低的特点非常适合用于本系统报警模块主要由蜂鸣器和SI2302型MOS管组成，由于51单片机的最大输出电流很微弱，不能够直接驱动蜂鸣器，因此通过MOS的扩流作用，实现蜂鸣器的驱动，对于本课题的能力要求主要有以下几点1、熟练使用AT89C51单片机，掌握其外部中断、定时器存放器的配置以与51最小系统的设计查阅HC—SR04模块的Datasheet，根据官方资料进展其电路模块设计2、能够通过Protel绘制电路图和PCB图，会使用Proteus对系统进展仿真3、首先查阅AT89C51的官方资料，根据官方提供的资料进展电路设计，并查阅相关的文献资料，通过大量的实验来不断改良二、 方案选择与元器件介绍（一） 主控核心选择方案一：选择学生群体使用最多的C51单片机作为本系统的主控核心，由于在大学期间对于C51单片机具有较为系统的学习，其功的结构原理、模块组成以与程序编写，以与掌握了一套较为熟悉的流程，因此能够为本设计的顺利完成奠定夯实的根底另外C51单片机部已经集成了一个容量为4K的加密型FLASH和一个大小为128字节的RAM，足以够本系统的使用，再者C51单片机部的两个8位定时器在经过简单的存放器配置后，能够灵活的在本系统中提供精准的定时，为一些需要精准时基的地方提供帮助。
根据C51单片机的资料显示，其P3.2和P3.3两个管脚带有中断功能，如果按键接在这两个管脚上，经过中断服务程序，能够方便的配置程序代码的运行虽然目前市面上C51单片机的生产厂家众多，目前使用最多的是美国ATMEL公司生产的AT89C51和中国宏晶公司生产的STC89C51单片机，这两款单片机目前已经占据了C51单片机市场的主要份额，虽然生产厂家不同，然而这些C51单片机都可以相互替代，在使用上几乎没有任何区别，这也是使用C51单片机作为系统核心的另一个优点方案二：选择意大利意法半导体〔SST〕公司推出的STM32系列单片机作为主控核心，STM32单片机的最大特色是采用了ARM结构作为核，其32位的总线宽度使得它在处理一些数据时能够表现出更大的优势，由于采用ARM核，因此这种类型的单片机被业人士称之为微处理器，同MCU有较大区别STM32系列的低端芯片的主频就已经达到了72M，高端系列能够达到168M，由于片集成了高性能的锁相环〔PLL〕，所以采用精度较高的低频晶振〔8M〕就可以给芯片提供时钟信号，经过锁相环的作用，能够将频率倍频到72M甚至更高STM32采用了Cortex-M3或者Cortex-M4作为核，这种性能优良的核结构使得其对数据处理的能力显得非常完善和高速，在一些需要处理大量数据的场合，如高像素液晶屏、MP3等应用将显得非常有优势。
其优势已经无以言表了，然而在学生试验中，其缺点也是不可忽略的，STM32的性能之所以这么强大，要靠用户对其繁多存放器的熟练配置，然而对于普通学生来说，这将变得捉襟见肘，如果没有相关STM32开发经历的学生，在面对这些存放器时将无从下手综上所述两种常用单片机的优缺点，考虑到自身的学习经历以与知识掌握度，对于51单片机非常熟悉，虽然上文说到其部没有集成AD转换或者硬件IIC等模块，但是在片外扩展这些模块也非常容易，网上相关的程序和资料相当的多，并不会给设计过程带来。