基于单片机的倒车雷达设计毕业设计初稿

1、毕业设计诚信承诺书本人承诺呈交的毕业设计基于MCS-51单片机汽车倒车雷达设计是在指导教师的指导下，独立开展研究取得的成果，文中引用他人的观点和材料，均在文后按顺序列出其参考文献，设计使用的数据真实可靠。本人签名： 日期： 年 月 日基于MCS-51单片机汽车倒车雷达设计摘 要随着汽车技术的发展，汽车的性能在不断的提高，人们对它的安全性要求也越来越高。为了提高汽车的倒车安全性，本文设计了一种基于MCS-51单片机的超声波倒车雷达系统。本系统以芯片AT89S51为核心，包括超声波发射模块、超声波接收模块、LED显示模块、扬声器报警模块。工作时，超声波发射器不断发射出一系列连续脉冲，给测量逻辑电路

2、提供一个短脉冲，最后由信号处理装置对接收的信号依据时间差进行处理，自动计算出车与障碍物之间的距离。LED实时显示距离，扬声器根据距离的大小发出不同频率的声音报警，这样汽车距离障碍物的情况清楚的展现在驾驶员眼前。从而提高了汽车的倒车安全性。关键词：超声波 倒车雷达 AT89S51 LEDThe Design of Vehicles Parking Distance Control System AbstractWith the development of automobile technology，Vehicles performance is better than ever，the req

3、uirements of safety what people want is higher and higher .In order to improve the safety of reversing car，This paper design a Parking Distance Control based on MCS-51This system used AT89S51 as the core，it includes the circuit of launching ultrasonic、the circuit of receiving ultrasonic、the circuit

4、used to display and the circuit used to alarm by speakerThe ultrasonic transmitter continuously emits a series of consecutive pulses to the measurement of logic circuits to provide a short pulse. Finally, signal processing devices based on the received signal for processing the time difference, auto

5、matic calculation of turnout and the distance between obstacles. LED real-time displaying the distance，the speaker according to distance rang to alarm，so it clearly shows the distance between car and obstaclesThus the safety of reversing car has improvedKey word：ultrasonic Parking Distance Control A

6、T89S51 LED目录1 引言11.1 问题的提出11.2 倒车雷达简介和发展11.3 任务与分析22 系统方案设计32.1 倒车雷达系统方案设计32.2 方案对比与选择33 系统硬件设计43.1 芯片及主要元件的选择43.2 芯片简介43.3 外围电路设计73.4 超声波电路83.4.1 超声波发射电路设计83.4.2 超声波接收电路设计103.5 显示电路设计113.6 报警电路设计114 系统软件设计124.1 主程序设计124.2 初始化程序设计134.3 显示程序设计144.4 报警程序设计154.5 中断程序设计165 系统调试185.1 电路调试18 5.1.1 布板原则18

7、5.1.2 电路板测试185.2 Proteus电路调试195.3 程序调试195.4 Proteus仿真调试205.5 实物调试22结论23参考文献25致谢26附录271引言1.1 问题的提出随着汽车技术的发展，近年汽车数量急剧增加，据相关调查统计，15的汽车碰撞事故是因倒车时汽车的后视能力不良造成的，人们越来越关注汽车的驾驶安全性。倒车雷达等辅助安全装置也广泛应用于汽车上。通过倒车雷达，驾驶员可以通过显示器观察到距障碍物的距离，还能根据听觉判断距离的大小。倒车雷达解除了驾驶员在起动汽车和停车时前后左右探视所引起的困扰，且帮助驾驶员扫除了视野死角和视线模糊的缺陷，从而提高汽车倒车安全性。1.

8、2 倒车雷达简介和发展倒车雷达（英文名称Parking Distance Control），又称为泊车辅助系统，是汽车倒车时的辅助安全装置，由传感器（有超声波传感器、红外线传感器、激光传感器等）、控制器、显示器、扬声器等部分组成。倒车雷达能直观的告知驾驶员距离周围障碍物的情况，提高倒车安全性。倒车雷达各组成部分作用：（1）传感器（换能器）：用来发射和接收信号，通过传感器可以测量时间，并根据时间计算距离。（2）控制器：用于处理分析接收到的信号，其计算出距离后，将数据与显示和报警等装置通讯。（3）显示器和扬声器：接收控制器发出的距离数据，显示距离和做相应的报警处理。倒车雷达的快速发展始于20世纪末

9、21世纪初，经过多年的变换，随着技术发展和用户需求的变化，倒车雷达在这些年大致经过了六代的演变。无论从结构外观上，还是从性价比上，这六代产品都各具特点，使用最广泛的三种是数码显示和荧屏显示以及魔幻镜倒车雷达。第一代喇叭提示：“倒车请注意”，是倒车雷达的最初产品，目前只有一小部分商用车还在继续使用。只要汽车换入倒档，它就会响起，提醒周围的行人注意。从某种角度上讲，它对驾驶员并没有什么直接的帮助，且功能单一实用性很低。第二代扬声器提示：它是倒车雷达系统真正意义上的开始。当汽车倒车时，若车后1.8米至1.5米处有障碍物，扬声器就会开始工作。报警声越急，则表示车辆距障碍物越近。 第三代数码波段显示距离

10、：与第二代相比，它有很多进步，可以显示汽车与障碍物间的距离。如果是物体，它会在1.8米开始显示距离；若是人，则在0.9米开始显示距离。 这一代产品有两种显示方式，数码显示产品显示距离数字，而波段显示产品由三种颜色来区别：绿色代表安全距离，表示障碍物离车体距离有0.8米以上；黄色代表警告距离，表示离障碍物的距离只有0.60.8米；红色代表危险距离，表示离障碍物只有不到0.6米的距离，你必须停止倒车。 第四代液晶荧屏显示：这一代产品有一个质的飞跃，特别是荧屏显示开始出现动态显示系统。不用挂倒档，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。第五代魔幻镜倒车雷达：结合了前几代产品的

11、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、温度显示和显示等多项功能整合在一起，并设计了语音功能，是目前市面上最先进的倒车雷达系统。 第六代无线倒车雷达：全新无线液晶倒车雷达，融无线连接、 倒车雷达、彩色液晶显示、BP警示音、于一体。由于普通倒车雷达安装时，从车后雷达主机到车前仪表台上显示器要布一条线，这样要拆装车内的装饰板、胶条等，非常不方便。现在最新推出的第六代无线液晶倒车雷达，一举解决此问题，车后主机和显示器之间无线连接，方便快捷。更可在大巴、卡车等车身

12、长的车上使用，使安装更容易。1.3 任务与分析任务：通过采用MCS-51系列芯片作为核心控制器和相关芯片设计倒车雷达系统。倒车雷达系统应具备以下功能：1.当汽车换入倒档行驶时开始工作，测出汽车距障碍物的距离。并通过LED或液晶显示对距离进行实时显示。2.扬声器根据距离的范围发出不同频率的声音报警，发光二极管也作出相应的指示。分析：系统采用AT89C51单片机为核心控制器，由硬件或软件产生超声波，并通过超声波传感器将一定频率的超声波由电信号转换成机械波向前方发射。连接相应的LED显示电路和声光报警电路，则可以实现倒车雷达对距离的实时显示和报警功能。2任务分析与方案设计2.1 倒车雷达系统方案设计

13、方案一：采用MCS-51系列芯片AT89S51为控制器，通过555电路产生40Khz的电信号，由超声波传感器将电信号转换成机械波并向前发射，当收电路接收到反射回来的超声波时，接收电路将相应数据传输给控制器处理。AT89S51芯片P1口驱动LED显示距离。当距离处于0.3m0.8m和0.8m1.5m时单片机控制扬声器报警和点亮相应发光二极管，从而实现倒车雷达基本功能。方案二：采用MCS-51系列芯片AT89S51为控制器，通过软件程序产生40Khz的电信号，由超声波传感器将电信号转换成机械波并向前发射，当收电路接收到反射回来的超声波时，接收电路将相应数据传输给控制器处理。AT89S51芯片P1口

14、驱动LED显示距离。当距离处于0.3m0.8m和0.8m1.5m时单片机控制扬声器报警和点亮相应发光二极管，从而实现倒车雷达基本功能。2.2方案对比与选择方案一采用555电路产生40Khz的超声波信号，不需要额外电路驱动，但是比较欠缺灵活性1。方案二采用软程序产生40Khz的超声波信号，充分利用了软件的灵活性，但是程序变得比较复杂，不利于编写程序1。综合考虑选择方案一，倒车雷达系统结构如下：超声波发射电路P2.4 P1/P2P3.2AT89S51 P2.5 P2LED显示电路声光报警电路超声波接收电路时钟电路复位电路倒车信号输入障碍物图2-1 倒车雷达系统结构3系统硬件电路设计3.1 芯片及主

15、要元器件选择选用AT89S51芯片、NE555芯片、CX20106A芯片、共阳极LED显示器、扬声器、发光二极管、超声波传感器CSB40TR/T等。3.2 芯片简介1.AT8SC51芯片简介：AT89S51引脚如图：图3-1 AT89S51引脚分布图P0口：它是一个八位漏级开路双向的I/O口，每个管脚可吸收8TTL门电流。当此口某管脚第一次写1时，将被定义成高阻输入。P0可作为外部程序数据存储器，也可以被定义为数据（或地址）的第八位。Flash编程时，它作为原码的输入口，Flash进行校验时，它输出原码，这时P0外部必须被拉高2。P1口：它是一个由内部提供上拉电阻的八位双向的I/O口，此口缓冲

16、器能接收（或输出）4TTL门电流。当此口某管脚写入1后，会被内部上拉为高，所以可用作输入，在被外部下拉为低电平时，P1口将输出电流，这是因为内部上拉的缘故。在Flash编程和校验时，它作为第八位地址接收。P2口：它是一个内部上拉电阻的八位双向的I/O口，其缓冲器可接收和输出四个TTL门电流。若某管脚被写1时，这管脚会被内部上拉电阻拉高，并作为输入。因此P2口作为输入时，其管脚被外部拉低，故将输出电流。这是因为内部上拉的缘故。P2口作为外部程序存储器（或十六位地址外部数据存储器）进行存取时，它输出地址的高八位。在给出地址1时，P2口利用内部上拉优势对外部八位地址数据存储器进行读写时，将输出它特殊

17、功能寄存器的内容。在Flash编程和校验时，P2口接收控制信号和高八位地址信号。P3口：其管脚是八个带内部上拉电阻的双向的I/O口，可接收和输出四个TTL门电流。当P3口写入1后，会被内部上拉为高电平用作输入。作为输入时由于外部被下拉为低电平，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故3。2.NE555芯片简介：NE555芯片引脚如图：图3-2 NE555芯片引脚分布图GND：用于接地，一般连接到电路中的共同接地。TRIG：用于触发NE555芯片，使其启动时间周期。触发信号的上缘电压必须大于电源电压的三分之二，下缘须低于电源电压的三分之一。OUT：具有输出功能。RESET:用于复位，当给这个引脚一个低

18、电平时，它会使输出回到一个低电位和重置定时器。复位引脚通常被接到电源正极或不用。CVOLT：用于控制，允许由外部电压改变闸限和触发电压。当计时器在振荡（或稳定）的工作方式下,此脚输入能用来调整（或改变）其输出频率。THOLD：重置锁定作用，并使输出呈低态。当它的电压从小于1/3 VCC增加到大于2/3 VCC时，启动上述动作。DIS：它与OUT脚具有相同的电流输出能力。输出为ON时为高且对地为低阻抗，输出为OFF时为低且对地为高阻抗。VCC：芯片电压端其供电范围是+4.5伏至+16伏。NE555特点：1只需要简单的电阻和电容，就可以完成特定的振荡延时。它的延时范围非常广，可以由几微秒到几小时。

19、 2其操作电源范围非常大，可与TTL等逻辑闸配合，即它的输出准位和输入触发准位，所以这些逻辑系列的高、低态都可以与之组合。3输出端的供给电流较大，能直接驱动多种自动控制的负载。4计时精确度相当高、温度稳定度很好，价格比较便宜。3.CX20106A芯片简介：CX20106A是超声波接收处理的典型芯片。当接收探头接收到40Khz超声波时，将超声波信号转换电信号并输入给1脚，经芯片处理，其7脚会产生一个低电平信号，这个低电平信号可以单片机外部中断引脚，作为中断信号源。CX20106A集成电路对接收探头接收到的信号进行放大和滤波，其总放大增益为80db。CX20106A引脚分布如下：图3-3 CX20

20、106A引脚分布图1脚：作为超声波信号的输入端，它的输入阻抗约为40千欧。2脚：该引脚与地之间连接RC串联网络，是负反馈串联网络的一个重要组成部分，若改变它们的数值，则前置放大器的频率特性和增益也会发生对应的改变。减小电容C1或增大电阻R1将使放大倍数下降和负反馈量增大，反之放大倍数增大。但改变C1会影响到频率特性，所以在实际使用中一般不必改动，推荐选用参数为R1=4.7欧，C1=1微法。3脚：该引脚与地之间连接检波电容，电容量大则为平均值检波，瞬间相应灵敏度较低；若容量小则为峰值检波，瞬间相应灵敏度较高，其检波输出的脉冲宽度变动比较大，易造成一些误动作，推荐使用参数为3.3微法。4脚：用于芯

21、片接地。5脚：该引脚与电源间接入一个电阻R，用来设置带通滤波器的中心频率f，电阻阻值越大，中心频率越低。如取R=200千欧时，f约为42kHz，若取R=220千欧，其中心频率f约为38kHz。6脚：该引脚与地之间接一个积分电容，电容标准值为330微法，若该电容取得太大，它会使探测距离相对变短。7脚：该引脚是遥控命令的输出端，它是采用集电极开路输出的方式，因此该引脚与电源间必须接一个上拉电阻，推荐阻值为22千欧，没有接受信号是因为该端输出为高电平，有信号时则会产生下降。 8脚：电源正极，其范围为4.5伏至5伏。3.3 单片机外围电路设计 时钟电路：本系统采用单片机内部时钟方式的电路。 AT89S

22、51内部有一个用来构成振荡器的高增益反向放大器，放大器通过单片机引脚XTAL1输入，通过引脚XTAL2引脚输出。引脚间跨接了微调电容和石英晶体振荡器，这也就构成了稳定的自激振荡器。电容C1、2值通常在22皮法附近选择。晶体振荡频率范围在1.2Mhz到12Mhz之间。晶体振荡频率越高时钟频率越高单片机运行速度越快。图3-4 时钟电路复位电路：系统复位电路如图所示，采用方式为手动按键电平触发复位，电平复位方式是通过REST引脚经电阻与+5V电源接通实现的4。图3-5 复位电路3.4 超声波电路3.4.1 超声波发射电路设计超声波测距模块由发射器、接收器和信号接收处理器三部分组成。超声波是一种频率大

23、于20KHz的声波。超声波沿直线传播，方向性非常好，传播距离较远，它的穿透能力很强，容易获得比较集中的声能。当在介质中传播时，在不同的分界面上会产生较明显的反射波。由于超声波具有以上几个特点，被广泛应用于测量物体的厚度、液位、距离等领域。利用超声波测距离是一种有效的非接触式测量方法。 测距时由安装在同位置的超声波传感器（发射探头和接收探头）完成超声波的发射与接收工作，用定时器计时。首先由发射探头向指定方向发射40Khz频率超声波并同时启动定时器计时，当超声波在空气中传播遇到障碍物时它会被反射回来，当接收探头收到反射波后立即停止定时器计时。这个过程中定时器就记录下了超声波从发射点至障碍物之间往返

24、传播所经历的时间t 。常温下超声波在空气中的传播速度约为 340m/s，所以汽车距障碍物之间的距离为6： （单位cm） （1）设count初值为0，定时器计数溢出一次count加1，则超声波从发射到接收所用时间为t1：(单位ms) （2）（单位s） （3） 根据上述公式可计算出汽车距障碍物的距离S。图3-6 超声波发射电路工作原理：本电路超声波发生器是一个由 555电路组成的多谐振荡器，其振荡频率可按公式来计算，通过调R1的电阻值来改变信号频率，使超声波发生器产生的的超声波与超声波传感器40KHz固有频率一致7。电路中，C1值为 3300pF，R2值为 1k。根据公式计算，其最低频率为39.7

25、KHz， 最高频率为436KHz。当汽车换入倒档行驶时，单片机给4引脚一个复位信号，超声波发生器产生40Khz频率的超声波电脉冲信号，电脉冲信号通过压电型超声波换能器（传感器）将电脉冲信号转换成机械波向指定方向发射8。3.4.2 超声波接收电路设计超声波在介质空气中传播时，波的能量随传输距离的增大而减小，所以从远距离障碍物反射的回来的信号比较弱，因此在超声波接收电路设计时，要具有较大的放大倍数功能；系统为减小环境噪声对超声波回波信号的影响，需要考虑选用滤波特性较好的电路连接方法，这样回波易于检测9。本系统超声波接收电路使用集成电路CX20106A，这是一款红外线检波接收的专用芯片，常用于电视机

26、红外遥控接收器。它可用完成回波信号的放大、限幅、带通滤波和峰值检波以及波形整形等功能10。芯片的前置放大器具有自动增益控制的功能，在距离障碍物较远时回波信号微弱，此时放大器有较高的增益，在距离障碍物较近时回波信号较强，此时放大器也会过载。带通滤波器的中心频率可由芯片5引脚的外接滑动电阻调节，不需要外拉电感，这样可避免外磁场对电路的干扰，因此电路可靠性较高11。CX20106A接收对超声波有很高的灵敏度和抗干扰能力，可以满足本系统对接收电路的要求。系统超声波接收模块采用555集成电路，具有减少电路之间相互干扰和减小电噪声优点。图3-7 超声波接收电路工作原理：发射出去的出超声波由障碍物反射回来时

27、经接收探头将声波转换成电信号，并输入给芯片1引脚，经处理芯片7引脚会产生一个低电平输入给单片机P3.2口，这个低电平是单片机外部中断的中断信号源。当单片机收到中断信号时说明接收电路接收到了反射回来的超声波，即进入中断服务程序。进入中断程序后读取定时器计数值计算出时间，并根据时间计算出距离12。3.5 LED显示电路设计显示器由三位共阳极LED数码管组成，显示距离单位m，精确到0.01m。LED采用动态扫描方式显示距离。所需要工作的数码管轮流显示相应的数值，只要数码管轮流显示的速度足够快，其频率每秒五十次以上，由于LED显示器的余晖和眼的视觉暂留的作用，就能达到了视觉上连续显示的效果，这样的显示

28、方式称为动态扫描。动态扫描在数码管显示应用中得到非常广泛的应用13。图3-8 LED显示电路工作原理：系统调用显示程序后，首先将距离S转换成显示段码，通过单片机P1口驱动LED进行片选，P2口进行位选，使之实现显示距离的功能14。3.6 报警及指示电路设计本电路主要由扬声器和发光二极管组成。工作原理：系统调用报警程序后，首先对距离的范围进行判断，当距离处于以下范围1.5m0.8m、0.6m0.8m、0.2m0.6m时，由单片机产生一定频率的信号由P3.0口驱动扬声器进行报警，距离越近用于报警的声音频率越高。单片机同时控制相应的发光二极管亮与灭，起到指示的作用。从而实现报警及指示电路的功能15。

29、图3-9 报警及指示电路4系统软件设计4.1 主程序设计调用初始化程序判断有无倒车信号， DC=0？发射20us超声波脉冲,定时器开始计时YN开始判断测量标志succeed=1？YN调用显示程序调用报警程序succeed=0Y判断等待时间t10.02s?N调用显示程序调用报警程序图4-1主程序流程图说明：点击开始后，系统调用初始化程序，然后判断汽车是否换入倒档行驶（DC=0？），若DC=1，则返回继续判断，若DC=0，则发射20us的超声波脉冲，定时器开始计时。接下来判断超声波接收电路是否成功接收到超声波（succeed=1?），若succeed=1，则中断处理程序计算距离后，调用显示程序显示

30、距离和报警函数报警并清零测量标志后返回。若succeed=0，则判断等待接收的时间(t10.02s),若t1大于0.02s，则调用显示和报警程序后返回判断（DC=0？），若t1小于0.02s，则返回继续判断（succeed=1？）。4.2初始化程序设计选择定时器0，工作方式1开始给定时器赋初值，THO=0，THL=0打开定时器中断打开外部中断，选择下降沿触发打开总中断FS=1，succeed=0返回图4-2初始化程序流程图说明：初始化中，采用定时器0，方式1即十六位计数器，并给定时器赋初值。接着打开定时器中断、外部中断和总中断，外部中断选择下降沿触发。然后拉高超声波发射控制口电平，即FS=1，

31、并将succeed置零。4.3LED显示程序设计将距离转换成显示段码开始选通1灯位，输送段码，显示小数点，延时5ms，关闭1灯选通2等位，输送段码，延时5ms，关闭2灯选通3灯位，输送段码，延时5ms，关闭3灯返回图4-3显示程序流程图说明：系统采用动态方式显示距离，即同一时刻只有一位显示，由于LED显示器的余晖和眼的视觉暂留的作用，所以只要每位LED显示时间足够短可造成3位同时亮的效果，达到正确显示的目的。4.4报警程序设计开始返回0.8mS1.5m?扬声器发出低频声音报警红灯灭扬声器发出中频声音报警，黄灯亮NNYY0.6mS0.8m?0.2mS=0.6m?黄灯灭扬声器发出高频声音报警，红灯

32、亮图4-4报警程序流程图说明：调用报警程序后，程序对距离S的范围进行判断，若S大于0.8m且小于1.5m，则调用语音函数控制扬声器发出低频声音报警。若S不在上述范围则判断S是否大于0.6m且小于等于0.8m，若在这个范围则调用语音程序控制扬声器发出中频声音报警同时点黄黄灯。若不在，则关闭黄灯后继续判断S是否大于0.2m且小于等于0.6m，在这个范围则调用语音程序控制扬声器发出高频声音报警同时点亮红灯，若不在，则关闭红灯后返回。4.5中断程序设计 1. INTO中断程序设计：中断开始返回FS=1、定时器停止计时读取定时器计数值计算时间和距离关闭外部中断和总中断修改测量标志succeed=1图4-

33、5 INTO中断程序流程图说明：当接收电路接收到超声波时，经处理CX20106A的7脚会产生一个低电平，这个低电平作为中断源触发中断。进入中断程序后，首先停止发射超声波和停止定时器计时，然后读取定时器计数的值，计算时间值，再根据时间计算出距离，最后关闭外部中断和总中断，并修改测量标志后返回主循环。 2.定时器T0中断程序设计：中断开始返回重置THO、TROcount加一图4-6 定时器T0中断程序流程图5 系统调试5.1 系统制作与调试5.1.1 布板原则第一：连线精简原则连线要精简，尽可能短，尽量少拐弯，力求线条简单明了，特别是在高频回路中，当然为了达到阻抗匹配而需要进行特殊延长的线就例外了

34、，例如蛇行走线等。第二：安全载流原则铜线的宽度应以自己所能承载的电流为基础进行设计，铜线的载流能力取决于以下因素：线宽、线厚（铜铂厚度）、允许温升等。印制导线最大允许工作电流（导线厚50um，允许温升10）。第三：过孔设计的应用原则在高速PCB设计中，看似简单的过孔也往往会给电路的设计带来很大的负面效应，为了减小过孔的寄生效应带来的不利影响，在设计中可以尽量做到从成本和信号质量两方面来考虑，选择合理尺寸的过孔大小。对于电源或地线的过孔则可以考虑使用较大尺寸，以减小阻抗和使用较薄的PCB板有利于减小过孔的两种寄生参数。第四：PCB板上的信号走线尽量不换层，即尽量不要使用不必要的过孔。第五：电源和

35、地的管脚要就近打过孔，过孔和管脚之间的引线越短越好。第六：在信号换层的过孔附近放置一些接地的过孔，以便为信号提供最近的回路。甚至可以在PCB板上大量放置一些多余的接地过孔。5.1.2 电路板测试根据前面的研究完成各个电路模板的原理设计并生成PCB图，制作电路板，进行实验调试。（1）检查印刷板的印制线是否有断路，是否有毛刺，是否与其他线或是焊盘粘连，焊盘是否有脱落，过孔是否有未金属化现象等等。（2）先用万用表复核目测中认为可疑的连接或是接点，检查它们的短路状态是否与设计规定相符。再检查各种电源线与地线之间是否有短路现象，如有再仔细检查出并排除。短路现象一定要在器件安装及加电前检查出。（3）电路接

36、通电源后，用手摸一下芯片是否发热，如果发热，立即关掉电源，稍后再进行再次检测；如果没有发热，再测试芯片的VCC端电压是否达到设计要求，接地端是否都接地。5.2 Protel电路调试图5-1 电路原理图图5-2 ERC电气规则检查5.3 程序调试 软件调试环境为Keil C51，Keil生成的目标代码效率高，多数语句生成的汇编代码非常紧凑，易于理解。在开发大型应用软件时明显体现出高级语言的优势。调试时显示“0 Error，0 Warning”表示程序编译通过，并生成“Hex”文件。图5-3 程序编译通过示意图5.4 Proteus仿真调试系统通过按键方式测取时间来进行仿真。由于手动按键测取时间比

37、实际时间大100倍左右，所以仿真程序处理时给时间t除了一个系数即100。通过给P2.5口一个低电平模拟汽车换入倒档行驶，给P3.2口一个低电平模拟超声波接收电路接收到反射回来的超声波。由Keil生成的“Hex”文件仿真时导入AT89C51芯片。图5-4 Proteus仿真图5-5 距离处于0.2m0.6m（扬声器高频报警，红灯指示）图5-6 距离处于0.6m0.8m（扬声器中频报警，黄灯指示）图5-7 距离处于0.8m1.5m（扬声器低频提醒）5.5 实物调试图5-8 处于危险距离段时（扬声器高频报警，红灯指示）图5-9 警告距离段时（扬声器中频报警，黄灯指示）结论本文所设计的倒车雷达系统是保

38、证汽车安全的辅助系统。通过本毕业设计，我对单片机各个方面和C语言的编制有更深一步的了解。在设计过程中，我阅读大量的关于超声波与单片机的文献来丰富自己设计的内容，对单片机在汽车行业上的应用有更多的了解。无论是制动防滑控制、汽油分配及车内空调，还是音响及门窗控制，都有单片机的控制。至于本设计的倒车雷达系统，通过超声波探头反射超声波，使用高速单片机计算测量车与障碍物之间的往返时间然后再计算出车与障碍物的距离，并加入了软件补偿，提高了距离计算的精度，然后显示在LED数码管上，当在探测的范围有障碍物时，蜂鸣器提示报警，距离越近蜂鸣器的报警频率也越大，当距离小于最小安全距离时，蜂鸣器不间断报警。实际测试证

39、明该系统工作稳定，能够满足一般近距离测距要求，且成本低、有良好的性价比。该系统中锁相环锁定需要一定的时间，测得的距离有误差，在汽车雷达应用中误差为1cm可忽略不计，由于此电路具有设计简单，价格便宜，测量精度比较高的优点。参考文献1 汽车用传感器董辉.北京：北京理工大学出版社，20002单片机系统的protues设计与仿真张靖武编著，北京：电子工业出版社，20073新编MCS-51单片机应用设计张毅刚、彭喜元等编著名，哈尔滨工业大学出版社4印刷电路板设计与制作曾峰 巩海洪编著，北京：电子工业出版社，20055电路板设计完全手册，北京：中国电力出版社，20026新编MCS-51单片机应用设计张毅刚

40、 、刘喜元编著，哈尔滨工业大学出版社，20037Protel99SE EDA 技术及应用徐峥颖编著，机械工业出版社，20058单片机学习指导李朝青编著，北京航空航天大学出版社，2005.10.019单片机应用技术刘守义编著，西安：西安电子科技大学出版社，200210单片机应用系统设计韩志军编著，北京：机械工业出版社，200511单片机原理及接口技术李朝青，北京：北京航空航天大学出版社，200512MCS-51单片机应用开发实用子程序边春远，王志强编著，人民邮电出版社，2005.9.2013汽车电器与电子技术孙仁云，付百学编著，机械工业出版社，2006.114微机接口技术300例李恩林编著，北京

41、：机械工业出版社，200315单片机在电子电路设计中的应用赫建国, 郑燕, 薛延侠编著，清华大学出版社，2006.0516徐峥颖. Protel99SE EDA 技术及应用.北京：机械工业出版社，2005.17台方. 微型计算机控制技术.北京：中国水利水电出版社，200118张毅刚 ，刘喜元. 新编MCS-51单片机应用设计.哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，200319精英科技. 电路板设计完全手册.北京：中国电力出版社，200220曾峰 巩海洪. 印刷电路板设计与制作.北京：电子工业出版社，200521秦曾煌. 电工学.北京：高等教育出版社，199922董辉. 汽车用传感器.北京：北京理工大学

42、出版社，200023郁有文，常健，程继红.传感器原理及工程应用M；西安电子科技大学出版社，2008.7.24周美娟、肖来胜， 单片机技术及系统设计M；清华大学出版社，2007.825谢维成，牛勇. 微机原理与接口技术M；华中科技大学出版社2009.6.26阎石. 数字电子技术基本教程M.清华大学出版社，2007.8.27朱利娜.基于单片机的超声波测距倒车雷达的研究J.微计算机信息,2007(8-2).28刘海峰.汽车倒车雷达全接触J.汽车电器，2007（12）.29吴勉.超声波驻车暨倒车雷达系统研制J.现代电子技术，2007.30李健华.超声波传感器特性及应用J.电子世界，1990.31Dat

43、asheet of AT89C2051 Z.Atmel Corporation,USA,2005.32Shi-Wei Lee,Cheng-Song Wu,Design of an automatic meter reading electricity MeteringA,Proceeding of the 1996 IEEE IRCON 22nd International Conference，1996.致谢在毕业设计完成之际，我想向曾经给我帮助和支持的人们表示衷心的感谢。论文的完成标志着我的大学四年即将结束，即将迈入人生的新阶段步入社会。最近的半年则并行着找工作和做毕业设计。其间的起起伏伏、悲喜得失，今天想来仍旧百感交集，唏嘘不已。但我没有沦为失败的俘虏，我乐观、坚持、自信的态度让我屹立不倒，争取一个不错的结果。感谢北京理工大学珠海学院对我的培养，在四年的大学生活里，我学到了学校学院授予的科