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毕业设计(论文) 基于单片机的车载防撞报警器  基于单片机的车载防撞报警器 摘 要 超声波的测距由于在使用的时候不受光照度、电磁场与色彩等因素影响，再加上超声波传感器的结构简单，成本低廉，并且以声速传播，便于检测与计算，在机器人的避障、汽车倒车、测量等许多方面都已有了非常广泛的应用。 本文是基于STC89C51单片机为核心的车载防撞报警器的设计，分析了汽车倒车防撞系统的基本的设计原理。主要是利用了超声波的特点与优势，还将超声波的测距系统与STC89C51单片机结合于一体。该系统采用软、硬件结合的方式，硬件部分主要是由单片机硬件接口电路与超声波发射电路、超声波接收电路与数码管显示电路、电源电路与报警电路组成的，软件部分主要是由主程序和超声波发射接收中断程序、距离计算子程序和显示报警子程序等部分组成的具有模块化与多用化的特点。驾驶者只需要坐在汽车驾驶室就可以做到心里有数，极大地提高泊车和倒车的时候安全性与效率。 关键词：单片机；防撞报警；超声波；   目 录 1 绪论 1 1.1 项目背景 1 1.2 项目的主要任务 3 2 超声波概述 4 2.1 超声波基本理论 4 2.1.1 超声波发展史 4 2.1.2 超声波的本质 5 2.1.3 超声波的应用 5 2.1.4 超声波的衰减特性 7 3 超声波测距方法与原理 9 3.1 超声波测距方法 9 3.1.1 方法种类介绍和说明 9 3.2 超声波测距原理与超声波传感器 10 3.2.1 超声波测距原理 10 3.2.2 超声波传感器 11 4 系统电路设计 16 4.1 电路设计 16 4.1.1 发射与接收电路设计方案 16 4.1.2 显示电路设计方案 17 4.1.3 报警电路设计方案 19 4.1.4 系统复位电路设计 20 4.2 电路调试及性能分析 22 4.2.1 元器件的焊接 22 4.2.2 电路调试与分析 22 5 系统硬件与软件设计 23 5.1 硬件与软件设计 23 5.1.1 硬件设计 23 5.1.2 软件设计 25 6 系统误差分析与改进 28 6.1 误差产生原因分析 28 6.1.1 温度对超声波声速的影响 28 6.1.2 回波检测对于时间测量的影响 28 6.1.3 超声传感器所附加脉冲电压对测量范围与精度影响 29 6.2 针对误差产生原因的系统改进方案 29 7 结论 31 致 谢 32 参考文献 33 附 录一 系统原理图 34 附 录二 控制主板 35 附 录三 电路图 36 附 录四 小车内部整体图 37 附 录五 小车底座电源图 38 附 录六 模型图 39 绪论 项目背景 现代社会的汽车工业飞速发展，拥有私家轿车的人越来越多，带来的交通问题也日益严重。其中安全倒车是驾车技术水平不高或没有安全意识的开车人士最为担心的交通问题之一，如果稍不留神不仅会给自己或别人带来财产损失，还会造成激烈的争吵与纠纷，甚至也威胁到了驾驶员的生命安全。面对这样的情况与问题，倒车防撞报警器就被人们设计出来， 依据声源或以直观的显示提醒驾驶员周围障碍物的分布情况，解决了驾驶员倒车和启动轿车时前后左右探视所引起的问题，并帮助驾驶员扫除了视觉死角和视野模糊的不足，提高了倒车安全性。在过去年间，人们对汽车电子技术应用到汽车上的研究只是在被动安全性方面。如：安装防撞保险杠，安装安全气囊系统等等。安装防撞保险杠或许可以减轻碰撞对汽车的损害，但是却难抵消被撞物的伤害，这样给人们财产安全带来威胁。安装汽车安全气囊还不一定有效全面地保护乘务员的安全。因此，对于汽车的主动安全性方面的社会需求越来越多，如果能在每场汽车事故的预防上能取得效果，那么在汽车安全领域又得到新发展、新突破。经过多年的发展，倒车雷达系统历经了六代技术改进，无论从结构外观设计上还是性价比上，这六代产品都具有各自的特点[1]。 第一代：倒车时通过人工智能声呐提醒。现在这样的倒车雷达只有小部分卡车与泥头车使用。司机只要挂倒车档，人工智能声呐就会响起，告知周围的人注意。某种意义上说，这样对司机毫无直接的帮助，这不是真正的倒车雷达系统，单纯地告知路人小心。该类产品价格低廉，但基本是淘汰的产品。 第二代：使用蜂鸣器产生多种声音来告知驾驶员。在倒车时，蜂鸣器会发出“嘀、嘀、嘀”的响声，这便是倒车雷达真正的开始。如果倒车时车后一定距离内存在障碍物，蜂鸣器马上工作，蜂鸣声音越急，代表车辆离障碍物越近。因为蜂鸣器没有语音提示与距离显示，即使司机知道存在障碍物，也不能确定障碍物到底离车体有多远，所以对驾驶员帮助作用不大。 第三代：数码波段显示倒车系统。这代产品相对于前系带比较，有显示车后