汽车倒车超声波报警器硬件部分
本论文基于AT89C52单片机全面、深入地介绍了关于汽车倒车超声波报警器的设计。此次设计，结合了超声波与单片机各自的特点及优势，并且利用HC-SR04超声波测距模块，设计出一种既可靠又稳定的汽车倒车报警系统。由于采用了软、硬件相互结合的思想，突出了该系统的模块化及用途广的特点。另外，该设计采用的三路测距原理可以全方位掌控车后状况。论文中还详细介绍了AT89C52的工作原理、超声波测距原理、HC-SR04模块以及其他各主要模块的功能，对原理的深刻解读以及各工作模块的灵活运用使得汽车倒车时报警效果显著，同时也极大的提高了汽车倒车的安全性。关键词 AT89C52，超声波测距，HC-SR04，显示报警 目 录
1 引言1
2 研究背景 1
2.1课题设计的意义和目的 1
2.2 国内外的发展状况分析 2
2.3课题研究的主要方向 2
3 系统整体方案 3
3.1 整体方案分析 3
3.2 系统主要模块分析 3
4 系统硬件电路设计 4
4.1 AT89C52单片机的功能分析 4
4.2 超声波测距原理7
4.3 HC-SR04模块8
4.4 超声波的发射与接收电路12
4.5 显示与报警模块的电路设计13
4.6 供电电路与复位电路的设计15
5 系统软件设计16
5.1 主程序设计16
5.2 超声波测距子程序设计17
5.3 中断程序设计18
6 系统调试及分析 19
6.1 硬件组装及调试19
6.2 误差分析22
结论 24
致谢 25
参考文献26
附录A 源程序 27
图1 总原理图38
1 引言
现代社会，人们正处在一个电子产业飞快发展，科技结晶瞬息变革的时代。所以，汽车的工业生产水平也在不断提高，并使得汽车逐渐“开入”千家万户。然而，汽车在极大的为人们提供方便的同时，也带来了诸多的安全隐患。其中，停车场存在盲区、大型车辆倒车以及新手驾车等状况发
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参考文献26
附录A 源程序 27
图1 总原理图38
1 引言
现代社会，人们正处在一个电子产业飞快发展，科技结晶瞬息变革的时代。所以，汽车的工业生产水平也在不断提高，并使得汽车逐渐“开入”千家万户。然而，汽车在极大的为人们提供方便的同时，也带来了诸多的安全隐患。其中，停车场存在盲区、大型车辆倒车以及新手驾车等状况发生时，使得驾驶员无法明确判断车后环境，行车的安全隐患则更为突出并且已给人们的生命财产造成了不可挽回的损害。本次的汽车倒车超声波报警器的设计着重解决了汽车安全倒车的问题。该报警系统为驾驶员提供了除汽车后视镜之外的车后更加详细的倒车环境，并且起到当危险逼近时可以及时预警的效果，从而使得汽车在倒车过程中能够有效规避障碍物，更加安全平稳的停靠在指定地点，极大的保障了驾驶员以及其他人员的生命财产安全。
2 研究背景
2.1 课题设计的意义和目的
2.1.1 研究意义
社会经济的不断发展以及汽车产业的日益兴旺，预示着汽车时代的来临。庞大的汽车拥有量使得交通压力倍增，此时，若不能对运行中的车辆，尤其是正在倒车的车辆，进行实时全方位的监控，则会严重威胁人们生命财产安全。所以，设计出一款成本低廉、操作简单、安全系数高的倒车报警系统对于解决社会实时热点问题，顺应社会和谐发展潮流具有很重要的意义。通过对此报警系统设定预警阈值，可以在汽车靠近障碍物时及时向驾驶员发出报警信号。另外，在该系统的显示模块中可以实时显示汽车与障碍物的距离，使得驾驶员全方位了解车后状况并做出安全操作，切实保障了人们的生命财产安全。
该设计的完成使学生深刻体会到学与做相结合的思想，通过对课本知识的灵活运用，提高了他们解决实际问题的能力。同时，也磨砺了他们攻坚克难的意志以及进一步理解团队协作的重要性。
2.1.2 研究目的
汽车倒车超声波报警器的设计是以单片机为控制核心，以控制模块控制其他子模块，以超声波报警模块实时测量汽车与障碍物的距离，以显示报警模块将测得的距离及时反馈给驾驶员，并根据蜂鸣器发出频率的渐变来时刻提醒其安全距离的大小，最后达到平稳、准确地泊车，最大程度的避免安全事故的发生，保障人们的生命财产安全。
2.2 国内外的发展状况分析
在汽车的生产进程中，对于行车安全的保障也趋向人性化、智能化。例如，早期最为普遍且受用的是汽车前方的保险杠、方向盘上的安全气囊等均可在汽车发生碰撞后保护驾驶员的安全。对于少数高端车则会装上汽车导航仪，可以让驾驶员在倒车过程中清晰的看到所反馈回来的汽车外部画面。导航仪虽然可以有效预防危险的发生，但安装价格也是非常昂贵，对于拥有量更为广泛的中低等车辆则极少安装此类设备。那么，研究出一种成本低、受用广、预警效果显著的汽车倒车报警系统是社会所迫切需要的。
2.3 课题研究的主要方向
此次课题设计通过理论与实践相互结合，深入探讨了超声波测距技术的实际应用，研究并完成了汽车倒车超声波报警的设计方案。本论文首先对课题整体方案进行详细阐述，接着将硬件电路设计模块化并加以详细分析，然后简述系统的软件设计，最后对系统整体调试并剖析误差原因。
3 系统整体方案
3.1 整体方案分析
整体的系统设计可划分为主控模块、超声波测距模块以及显示报警模块三个主要部分。其中，主控模块选用AT89C52单片机对周围单元电路进行数据处理，超声波测距模块选用HC-SR04来测量被测物与障碍物之间的距离。此距离会在显示模块中的共阳数码管上同步显示，并且当距离小于预先设置的安全距离时，报警模块中的蜂鸣器发出的频率会随着安全距离的缩短而升高，借此来及时向驾驶员反馈要提高警惕的信息。
另外，本课题设计为满足严格的设计要求采用三路测距法，即超声波的发射与接收电路分别与主控制单元的不同控制引脚相连。当汽车进行倒车操作时，如果所反馈的三条测距路线中距离最短的那条最先小于阈值，则报警模块立刻报警，从而使系统在运行过程中达到真正的预警功效。该系统整体框图如图1所示。
图1 系统框图
3.2 系统主要模块分析
3.2.1 AT89C52单片机的选择
由于市场流通的高性能单片机已有多种被广泛应用于电子行业，且均取得意想不到的效果。随着科技水平的不断提高，以及社会各阶层不断涌出的实际需要，越来越多的工程人士开始设计出更加优越的单片机。其中，由ATMEL公司生产的AT89C52单片机就是其中之一。
AT89C52的独特之处是可反复擦写，所以它的开发成本较低。此外，AT89C52还具备较高的工作性能，具体说明如表1所示。
表1 AT89C52内部结构
名称
说明
外部双向（I/O）端口
32个
外中断口
2个
可使用引脚
40个
外中断口
1 引言1
2 研究背景 1
2.1课题设计的意义和目的 1
2.2 国内外的发展状况分析 2
2.3课题研究的主要方向 2
3 系统整体方案 3
3.1 整体方案分析 3
3.2 系统主要模块分析 3
4 系统硬件电路设计 4
4.1 AT89C52单片机的功能分析 4
4.2 超声波测距原理7
4.3 HC-SR04模块8
4.4 超声波的发射与接收电路12
4.5 显示与报警模块的电路设计13
4.6 供电电路与复位电路的设计15
5 系统软件设计16
5.1 主程序设计16
5.2 超声波测距子程序设计17
5.3 中断程序设计18
6 系统调试及分析 19
6.1 硬件组装及调试19
6.2 误差分析22
结论 24
致谢 25
参考文献26
附录A 源程序 27
图1 总原理图38
1 引言
现代社会，人们正处在一个电子产业飞快发展，科技结晶瞬息变革的时代。所以，汽车的工业生产水平也在不断提高，并使得汽车逐渐“开入”千家万户。然而，汽车在极大的为人们提供方便的同时，也带来了诸多的安全隐患。其中，停车场存在盲区、大型车辆倒车以及新手驾车等状况发
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参考文献26
附录A 源程序 27
图1 总原理图38
1 引言
现代社会，人们正处在一个电子产业飞快发展，科技结晶瞬息变革的时代。所以，汽车的工业生产水平也在不断提高，并使得汽车逐渐“开入”千家万户。然而，汽车在极大的为人们提供方便的同时，也带来了诸多的安全隐患。其中，停车场存在盲区、大型车辆倒车以及新手驾车等状况发生时，使得驾驶员无法明确判断车后环境，行车的安全隐患则更为突出并且已给人们的生命财产造成了不可挽回的损害。本次的汽车倒车超声波报警器的设计着重解决了汽车安全倒车的问题。该报警系统为驾驶员提供了除汽车后视镜之外的车后更加详细的倒车环境，并且起到当危险逼近时可以及时预警的效果，从而使得汽车在倒车过程中能够有效规避障碍物，更加安全平稳的停靠在指定地点，极大的保障了驾驶员以及其他人员的生命财产安全。
2 研究背景
2.1 课题设计的意义和目的
2.1.1 研究意义
社会经济的不断发展以及汽车产业的日益兴旺，预示着汽车时代的来临。庞大的汽车拥有量使得交通压力倍增，此时，若不能对运行中的车辆，尤其是正在倒车的车辆，进行实时全方位的监控，则会严重威胁人们生命财产安全。所以，设计出一款成本低廉、操作简单、安全系数高的倒车报警系统对于解决社会实时热点问题，顺应社会和谐发展潮流具有很重要的意义。通过对此报警系统设定预警阈值，可以在汽车靠近障碍物时及时向驾驶员发出报警信号。另外，在该系统的显示模块中可以实时显示汽车与障碍物的距离，使得驾驶员全方位了解车后状况并做出安全操作，切实保障了人们的生命财产安全。
该设计的完成使学生深刻体会到学与做相结合的思想，通过对课本知识的灵活运用，提高了他们解决实际问题的能力。同时，也磨砺了他们攻坚克难的意志以及进一步理解团队协作的重要性。
2.1.2 研究目的
汽车倒车超声波报警器的设计是以单片机为控制核心，以控制模块控制其他子模块，以超声波报警模块实时测量汽车与障碍物的距离，以显示报警模块将测得的距离及时反馈给驾驶员，并根据蜂鸣器发出频率的渐变来时刻提醒其安全距离的大小，最后达到平稳、准确地泊车，最大程度的避免安全事故的发生，保障人们的生命财产安全。
2.2 国内外的发展状况分析
在汽车的生产进程中，对于行车安全的保障也趋向人性化、智能化。例如，早期最为普遍且受用的是汽车前方的保险杠、方向盘上的安全气囊等均可在汽车发生碰撞后保护驾驶员的安全。对于少数高端车则会装上汽车导航仪，可以让驾驶员在倒车过程中清晰的看到所反馈回来的汽车外部画面。导航仪虽然可以有效预防危险的发生，但安装价格也是非常昂贵，对于拥有量更为广泛的中低等车辆则极少安装此类设备。那么，研究出一种成本低、受用广、预警效果显著的汽车倒车报警系统是社会所迫切需要的。
2.3 课题研究的主要方向
此次课题设计通过理论与实践相互结合，深入探讨了超声波测距技术的实际应用，研究并完成了汽车倒车超声波报警的设计方案。本论文首先对课题整体方案进行详细阐述，接着将硬件电路设计模块化并加以详细分析，然后简述系统的软件设计，最后对系统整体调试并剖析误差原因。
3 系统整体方案
3.1 整体方案分析
整体的系统设计可划分为主控模块、超声波测距模块以及显示报警模块三个主要部分。其中，主控模块选用AT89C52单片机对周围单元电路进行数据处理，超声波测距模块选用HC-SR04来测量被测物与障碍物之间的距离。此距离会在显示模块中的共阳数码管上同步显示，并且当距离小于预先设置的安全距离时，报警模块中的蜂鸣器发出的频率会随着安全距离的缩短而升高，借此来及时向驾驶员反馈要提高警惕的信息。
另外，本课题设计为满足严格的设计要求采用三路测距法，即超声波的发射与接收电路分别与主控制单元的不同控制引脚相连。当汽车进行倒车操作时，如果所反馈的三条测距路线中距离最短的那条最先小于阈值，则报警模块立刻报警，从而使系统在运行过程中达到真正的预警功效。该系统整体框图如图1所示。
图1 系统框图
3.2 系统主要模块分析
3.2.1 AT89C52单片机的选择
由于市场流通的高性能单片机已有多种被广泛应用于电子行业，且均取得意想不到的效果。随着科技水平的不断提高，以及社会各阶层不断涌出的实际需要，越来越多的工程人士开始设计出更加优越的单片机。其中，由ATMEL公司生产的AT89C52单片机就是其中之一。
AT89C52的独特之处是可反复擦写，所以它的开发成本较低。此外，AT89C52还具备较高的工作性能，具体说明如表1所示。
表1 AT89C52内部结构
名称
说明
外部双向（I/O）端口
32个
外中断口
2个
可使用引脚
40个
外中断口
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