基于单片机的主动刹车系统【字数：7935】
摘 要STC89C52是我国应用最广泛的单片机之一，它在自动控制领域拥有很高的实用价值，它凭借它的操作简易性和功能丰富性受到了大部分工程设计师们的好评。我的这次设计任务主是通过利用STC89C52单片机、超声波传感器制作一个测量距离报警和自动刹车系统，通过STC89C52芯片为主控芯片，利用超声波在空气中传播遇到阻碍物就能反弹回去这个原理，通过超声波传感器发射和接受超声波，将自身与前方障碍物的距离给测量出来。STC89C52单片机经过处理演算，与本身给定的需要触发告警的距离值来进行对比，当所测与前方阻碍物的距离小于给定值的时候，STC89C52单片机通过给出一系列的指令来触发蜂鸣器告警，并且自动刹车。
目 录
1. 绪论 1
1.1 课题背景与意义 1
1.2 自动刹车系统发展趋势 1
2. 基于单片机的主动刹车系统的方案设计 2
2.1 主动刹车系统的功能目标 2
2.2 设计方案 2
2.2.1 主控芯片的选择 2
2.2.2 测距器件的选择 3
2.2.3 显示器件的选择 3
2.3 设计方案的确认 4
3. 硬件电路的设计 5
3.1 系统硬件设计方案概述 5
3.2 主控电路设计 5
3.2.1 STC89C51单片机功能说明 5
3.2.2晶振电路设计 7
3.2.3复位电路设计 7
3.3功能电路设计 7
3.3.1电源模块 7
3.3.2信号采集模块电路设计 8
3.3.3显示电路设计 9
3.3.4按键电路设计 9
3.3.5报警电路 9
3.3.6外接继电器驱动电路 10
4. 系统软件设计 11
4.1系统软件设计简述 11
4.2系统主要程序 11
5. 系统测试与分析 14
5.1系统硬件分析 14
5.2 系统硬件测试 15
5.2.1实物的焊接 15
5.2.2运行结果反 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
馈 16
5.2.3系统硬件精度测试 16
总结 18
参考文献 19
致谢 21
1. 绪论
1.1 课题背景与意义
人类发展历史上，交通工具是必不可少的提高生活品质的产物，从古代的马车到1769年法国陆军工程师尼古拉.约瑟夫.居扭发明第一台蒸汽汽车，再到1903年莱特兄弟的“飞行者1号”试飞成功，人类的交通工具的水平越来越高。就目前来说，应用最多的交通工具当属汽车，可谓是家家户户的生活必需品。但汽车的大规模投入生活使用，带来的问题不言而喻，其中最严重的莫过于交通事故的频频发生，给我们的生命财产安全带来了巨大的损害。据统计，每年因车祸受伤达到5000万人，多达120万人或因此丧命。交通事故的规避，不只是要求驾驶员和行人能够遵守交通规则，不疲劳驾驶这些，更需要汽车硬件系统上的不断优化和升级。所以各国的汽车工程师们一直致力于不断升级汽车构造来减少事故的发生，包括发生事故时的各种制动装置以此降低死亡率。
所谓自动刹车系统，就是前后车辆距离小于一个数值时，驾驶员无法反应的情况下，车辆能够自动刹车，降低事故发还是发生的可能性，从反而保证前后车辆驾驶员的生命财产安全。
1.2 自动刹车系统发展趋势
交通事故问题的凸显引起了全球各国科学家的广泛重视，自动紧急制动系统就应运而生。自动紧急制动系统是指在事故突发时，驾驶员因环境、身体疲劳等因素无法做到紧急刹车，汽车系统检测到前后方危险距离，而自行进行紧急制动。本设计的自动刹车系统本实质上属于自动紧急制动系统的一种。
自动紧急制动系统在国内外飞速发展，我国1957年运用在航天交通工具上的碰警预警装置算是自动紧急制动系统的前身，1970年左右，我国工程师们开始对自动紧急制动系统开始深入研究。2002年，奔驰公司率先发布了碰撞报警系统，并宣称自动紧急制动系统将在2006年正式面世。此后宝马、本田、大众等各大企业均安装了此系统。相信随着各国工程师的不断深入研究，自动紧急制动系统将会越来越完善，大量投入使用，为各家各户出行提供保障。
基于单片机的主动刹车系统的方案设计
2.1 主动刹车系统的功能目标
本设计需要进行分部讨论研究，即硬件和软件两大方面。硬件方面需要一个主控芯片接收其他部分的反馈信息，并对其发出一系列指令，同时需要一个测距器材，用来测量与前方障碍物的距离，最后需要一个报警装置和刹车装置保证功能的完善性。软件方面则是根据流程使用汇编语言编写了合理的单片机程序。以下是具体要求：
能够实时显示装置与前方障碍物距离，要求精确到厘米。
实时显示距离的同时能够设定一个最小报警值，这就需要一个设定按键，和加减按键，同样要求精确到厘米。
（2）检测到实时距离小于最小报警值时，能够清晰直观观察到系统的反馈信息，包括报警和刹车。
（3）检测到距离大于最小报警值时，系统正常运行。
2.2 设计方案
2.2.1 主控芯片的选择
方案一：选择STC89C52单片机作为主控芯片。STC89C52单片机含有很多优势，比如它的功耗低、性能强等，它属于8位CMOS微处理器，单片机之内共计有8K的在线编程Flash存储器，来确保它的各项设计功能的顺利达成。STC89C52单片机同时还具有开发简易、可在线编程下载、成本低等特点，是个十分不错的选择。
方案二：选择PIC16F877A单片机作为主控芯片，PIC16F877A算是一款全新创新产品，它是PIC micro系统中的8位单片机微机，能够重复读写，功能较强，但开发的进程中成本费用较高，开发也比较困难。
根据上述分析，为了能用最节约的成本实现最高效的功能，选择STC89C52单片机作为本设计的主控芯片。
2.2.2 测距器件的选择
此设计要求能测量与前方障碍物的距离，达到最小值时，进行自动刹车。
选择通过超声波传感器来实现这一功能。超声波的特性是功率较大，能量也较大，再者它频率高，波长短，所以衍射小，具有良好的方向性。同时它不受阳光、所测物体的颜色的影响，相较于其他种类仪器更加干净，在大部分恶劣环境下也能正常运作，拥有少维修、能耗少、可靠性较高、使用时间长等特点。所以被日常应用于医疗器械、半导体光学器件、电子器材的清洗，美容除螨，医疗制药，超声波检验，金属焊接，空间锁定等行业中。可以在各种情况下进行对于距离的精确测量和标记，可间接用于各种液体的液位控制。运用超声波测距一般会相较快速、演算方便、容易进行在线控制，同时在精确度上能够完成各行业实际用途的指标任务。所以为了使智能机器人能做到自行避开周围物体，需要拥有测距环节，这样才能在线获得与周围物体的位置情况，包括距离方向，所以超声波测距被广泛运用在机器人的开发研究上。因为超声波测量距离拥有以上所说的各种优势，所以被汽车工程师们大面积运用在汽车雷达倒车系统中。
目 录
1. 绪论 1
1.1 课题背景与意义 1
1.2 自动刹车系统发展趋势 1
2. 基于单片机的主动刹车系统的方案设计 2
2.1 主动刹车系统的功能目标 2
2.2 设计方案 2
2.2.1 主控芯片的选择 2
2.2.2 测距器件的选择 3
2.2.3 显示器件的选择 3
2.3 设计方案的确认 4
3. 硬件电路的设计 5
3.1 系统硬件设计方案概述 5
3.2 主控电路设计 5
3.2.1 STC89C51单片机功能说明 5
3.2.2晶振电路设计 7
3.2.3复位电路设计 7
3.3功能电路设计 7
3.3.1电源模块 7
3.3.2信号采集模块电路设计 8
3.3.3显示电路设计 9
3.3.4按键电路设计 9
3.3.5报警电路 9
3.3.6外接继电器驱动电路 10
4. 系统软件设计 11
4.1系统软件设计简述 11
4.2系统主要程序 11
5. 系统测试与分析 14
5.1系统硬件分析 14
5.2 系统硬件测试 15
5.2.1实物的焊接 15
5.2.2运行结果反 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
馈 16
5.2.3系统硬件精度测试 16
总结 18
参考文献 19
致谢 21
1. 绪论
1.1 课题背景与意义
人类发展历史上，交通工具是必不可少的提高生活品质的产物，从古代的马车到1769年法国陆军工程师尼古拉.约瑟夫.居扭发明第一台蒸汽汽车，再到1903年莱特兄弟的“飞行者1号”试飞成功，人类的交通工具的水平越来越高。就目前来说，应用最多的交通工具当属汽车，可谓是家家户户的生活必需品。但汽车的大规模投入生活使用，带来的问题不言而喻，其中最严重的莫过于交通事故的频频发生，给我们的生命财产安全带来了巨大的损害。据统计，每年因车祸受伤达到5000万人，多达120万人或因此丧命。交通事故的规避，不只是要求驾驶员和行人能够遵守交通规则，不疲劳驾驶这些，更需要汽车硬件系统上的不断优化和升级。所以各国的汽车工程师们一直致力于不断升级汽车构造来减少事故的发生，包括发生事故时的各种制动装置以此降低死亡率。
所谓自动刹车系统，就是前后车辆距离小于一个数值时，驾驶员无法反应的情况下，车辆能够自动刹车，降低事故发还是发生的可能性，从反而保证前后车辆驾驶员的生命财产安全。
1.2 自动刹车系统发展趋势
交通事故问题的凸显引起了全球各国科学家的广泛重视，自动紧急制动系统就应运而生。自动紧急制动系统是指在事故突发时，驾驶员因环境、身体疲劳等因素无法做到紧急刹车，汽车系统检测到前后方危险距离，而自行进行紧急制动。本设计的自动刹车系统本实质上属于自动紧急制动系统的一种。
自动紧急制动系统在国内外飞速发展，我国1957年运用在航天交通工具上的碰警预警装置算是自动紧急制动系统的前身，1970年左右，我国工程师们开始对自动紧急制动系统开始深入研究。2002年，奔驰公司率先发布了碰撞报警系统，并宣称自动紧急制动系统将在2006年正式面世。此后宝马、本田、大众等各大企业均安装了此系统。相信随着各国工程师的不断深入研究，自动紧急制动系统将会越来越完善，大量投入使用，为各家各户出行提供保障。
基于单片机的主动刹车系统的方案设计
2.1 主动刹车系统的功能目标
本设计需要进行分部讨论研究，即硬件和软件两大方面。硬件方面需要一个主控芯片接收其他部分的反馈信息，并对其发出一系列指令，同时需要一个测距器材，用来测量与前方障碍物的距离，最后需要一个报警装置和刹车装置保证功能的完善性。软件方面则是根据流程使用汇编语言编写了合理的单片机程序。以下是具体要求：
能够实时显示装置与前方障碍物距离，要求精确到厘米。
实时显示距离的同时能够设定一个最小报警值，这就需要一个设定按键，和加减按键，同样要求精确到厘米。
（2）检测到实时距离小于最小报警值时，能够清晰直观观察到系统的反馈信息，包括报警和刹车。
（3）检测到距离大于最小报警值时，系统正常运行。
2.2 设计方案
2.2.1 主控芯片的选择
方案一：选择STC89C52单片机作为主控芯片。STC89C52单片机含有很多优势，比如它的功耗低、性能强等，它属于8位CMOS微处理器，单片机之内共计有8K的在线编程Flash存储器，来确保它的各项设计功能的顺利达成。STC89C52单片机同时还具有开发简易、可在线编程下载、成本低等特点，是个十分不错的选择。
方案二：选择PIC16F877A单片机作为主控芯片，PIC16F877A算是一款全新创新产品，它是PIC micro系统中的8位单片机微机，能够重复读写，功能较强，但开发的进程中成本费用较高，开发也比较困难。
根据上述分析，为了能用最节约的成本实现最高效的功能，选择STC89C52单片机作为本设计的主控芯片。
2.2.2 测距器件的选择
此设计要求能测量与前方障碍物的距离，达到最小值时，进行自动刹车。
选择通过超声波传感器来实现这一功能。超声波的特性是功率较大，能量也较大，再者它频率高，波长短，所以衍射小，具有良好的方向性。同时它不受阳光、所测物体的颜色的影响，相较于其他种类仪器更加干净，在大部分恶劣环境下也能正常运作，拥有少维修、能耗少、可靠性较高、使用时间长等特点。所以被日常应用于医疗器械、半导体光学器件、电子器材的清洗，美容除螨，医疗制药，超声波检验，金属焊接，空间锁定等行业中。可以在各种情况下进行对于距离的精确测量和标记，可间接用于各种液体的液位控制。运用超声波测距一般会相较快速、演算方便、容易进行在线控制，同时在精确度上能够完成各行业实际用途的指标任务。所以为了使智能机器人能做到自行避开周围物体，需要拥有测距环节，这样才能在线获得与周围物体的位置情况，包括距离方向，所以超声波测距被广泛运用在机器人的开发研究上。因为超声波测量距离拥有以上所说的各种优势，所以被汽车工程师们大面积运用在汽车雷达倒车系统中。
版权保护: 本文由 hbsrm.com编辑，转载请保留链接: www.hbsrm.com/dzxx/gdxx/32.html
