基于单片机的倒车

基于单片机的倒车报警器设计班级:学生：目录系统方案设计

绪论

系统硬件设计

系统软件设计

系统调试与数据分析1234倒车报警器设计研究内容意义目的任务要求绪论倒车报警器设计意义目的超声波测距是一种非接触检测技术，利用超声波原理制成的倒车报警器检测迅速方便、计算简单、易于实现和控制所以安全性更高更加符合当今社会对倒车报警的要求。研究内容倒车报警器包括：1.HC-SR04超声波模块2.LCD1602显示模块3.键盘输入模块4.报警模块5.单片机控制模块任务要求1.通过键盘可以设定危险警报距离。2.LCD1602可以显示危险警报距离和系统实时测得的距离。3.系统测得的距离小于危险警报距离时警报装置启动实现报警功能。

第1章系统方案设计

综合以上论述：我们选择方案2由超声波发射换能器TCT40-16构成发射电路，用集成电路CX20106A接收超声波作为超声波接收电路。采用现成的HC-SR04超声波模块，该模块能够实现2cm-300cm的非接触式超声波感应测距的功能，最高精度达到5mm。方案1：方案2：方案1：电路复杂，成本较高，故精确度不高，焊接困难，而且元器件太多，不利于实行。方案2：电路组成简单、精确度高、控制方便、实现容易，可较好地满足实际要求，且使用集成电路简单便利，故选择该方案。方案的比较论证1.1方案的选择与论证

第1章系统方案设计

双击添加标题文字1.2系统结构框图设计（1）单片机：采用AT89C52单片机为控制中心，利用Keil作为开发平台，形成倒车报警的完整系统；（2）测距模块：采用现成的HC-SR04超声波模块，发射模块完成超声波的产生、发射功能；接收模块实现从超声波的接受和数据处理的功能；

第1章系统方案设计

双击添加标题文字（3）报警模块：主要由无源蜂鸣器和发光二极管组成，驾驶员可以根据蜂鸣器是否鸣响和放光二极管的亮灭状况，来判断汽车后方距离障碍物的距离；（4）显示模块：主要由LCD1602液晶组成，起到实时显示测量距离的功能，快速准确地提示距离障碍物的距离；（5）键盘模块：采用4*4的键盘，可以调整危险的距离，实现启动电源，控制功能的作用；（6）晶振模块：为单片机正常运行提供12MHz的时钟信号；（7）复位模块：当单片机出现问题时，可以采用复位电路，按下复位键使程序重新开始执行；

第2章系统硬件设计双击添加标题文字

2.1单片机晶振模块设计单片机晶振的作用是为系统提供基本的时钟信号。电路设计如下图单片机晶振电路所示：

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2.2单片机复位电路设计

单片机在启动时都需要复位，以使CPU及系统各部件处于确定的初始状态，并从初态开始工作。我们上电时自动复位，也可以手动按键复位，通电后回到初始化。电路如下图单片机复位电路所示：

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2.3键盘模块设计

本设计采用的是4*4的键盘，一共16个按键，0~9分别代表着阿拉伯常数用于设定初始的危险距离，达到修改设计参数的功能。10键表示进入测距模块，11键表示进入修改参数的模块，这是两个模块选择的按键，14键是在10键按下的基础上开始测距时所用到的。11键按下之后可以根据LCD1602上现实的setdangerousline通过连续按三次0~9中任意数值来设置参数，12为保存参数的按键，13为放弃操作，返回上一模块的按键。电路如下图4*4键盘电路所示：

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2.4显示模块设计1602液晶也叫1602字符型液晶，它是一种专门用来显示字母、数字、符号等的点阵型液晶模块。1602LCD是指显示的内容为16X2,即可以显示两行，每行16个字符液晶模块（显示字符和数字）。电路如下图液晶显示电路所示：

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2.5超声波测试模块

超声波测距的原理是根据超声波从发射到超声波遇到障碍物后反射回波所经历的时间,然后根据距离计算公式S=CT/2计算可得（其中C为超声波波速）。超声波测模块使用的是HC-SR04模块，HC-SR04超声波测距模块实物图如下图超声波模块实物图所示：

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2.6报警电路模块设计当S8550三极管的基极为低电平时，三极管则导通，然后蜂鸣器的上端变为高电平则可以进行危险报警。电路中还有两个发光二极管，绿色表示安全，红色表示危险，当车的距离超过危险距离5cm时绿色灯亮，当当前距离在报警距离5cm之内红灯闪烁，当当前距离小于危险距离则红灯亮，电路如下图报警电路所示：

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3.1主程序设计

主程序设计采用模块化设计的思想进行程序编写，主程序设计主要完成单片机系统初始化、LCD1602液晶初始化、蜂鸣器和发光二极管初始化、各参数赋初始值的编程。系统主程序流程图思路如下图主程序流程图所示：

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3.2子程序模块1流程图

模块1是显示初始值，并提示下一模块的按键选择，实际上是一个过渡的程序。其程序流程图如下图模块1流程图所示：

第3章系统软件设计

3.3子程序模块2流程图

模块2是测距模块，在模块2的状态下按下14键即可进行距离的测量，此模块包括测量，显示，报警三个子部分。其程序流程图如右图模块2流程图所示：

第3章系统软件设计

3.4子程序模块3流程图

模块3是修改初始值的程序，进入这个模式后需要按三次键盘，赋一个初始值给程序，当初始值超过量程时，程序会有提示overrange，初始值设定完毕也会有是否保存的提示，确定修改后报警线就会改变为自己设定的值，其程序流程图如右图模块3流程图所示：

第4章系统调试与数据分析双击添加标题文字

4.1硬件电路的制作

进行电路的焊接，进行静态调试，用万用表检测线路连接是否正确，确保无短路、开路等问题。电路连接正确后，进行通电调试，找到所要用的AT89C52RC单片机然后打开计算机上KeiluVision2开发环境，将超声波测距报警程序写入进去，然后下载到单片机。其实物图如下图倒车报警器实物图所示：

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4.2软硬件功能分析

根据上述图倒车报警器实物图中LCD1602液晶的提示来看，当前的危险警报距离为50cm，我们可以按下按键11进入手动修改参数阶段,界面显示如下图倒车报警参数修改，所示：

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4.2软硬件功能分析

此时，按照LCD1602液晶上的提示，需要连续按三次键盘设定危险警报距离的参数值，三次按完之后系统会显示重新修改后的数值，如下图危险警报线新值，所示：

第4章系统调试与数据分析双击添加标题文字

4.2软硬件功能分析

由于本次系统所用的超声波测量仪器为HC-SR04模块，考虑到它的测量量程，我们将重新设定的参数大小控制在450cm之内，如果设定的新值在量程之内则LCD1602显示结果如图危险警报线新值，通过按12键或13键即可选择保存修改的参数或放弃修改，当选择为12时系统显示如图保存修改新参数，所示：

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4.2软硬件功能分析

当手动设定的参数超过系统的量程时，倒车报警器也会给出提示OverRange，界面显示如下图新值超过量程，所示：

第4章系统调试与数据分析双击添加标题文字

4.2软硬件功能分析

数值修改完毕之后，按下10measure键，即可进入测距模块，测距模块显示界面如下图测距模块，所示：

第4章系统调试与数据分析双击添加标题文字

4.2软硬件功能分析

根据LCD1602液晶上的提示，按下14begin键，则倒车报警器开始测距离，安全时发光二极管绿灯亮，接近危险线