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基于單片機的小車防撞系統的設計單片機畢業(yè)論文(已修改)

2025-07-09 19:40 本頁面
 

【正文】 畢業(yè)論文(設計)題 目 基于單片機的小車防撞系統的設計 Based on SCM car anticollision system design 基于單片機的小車防撞系統的設計【摘 要】本文介紹了AT89S51單片機的性能及特點,設計了以其為核心的一種低成本、高精度、微型化、數字顯示的汽車防撞報警器。該防撞報警器將單片機的實時控制及數據處理功能,與超聲波的測距技術、傳感器技術相結合,可檢測汽車運行中后方障礙物與汽車的距離,通過數顯裝置顯示距離,并由發(fā)聲電路根據距離遠近情況發(fā)出警告聲。對防范汽車倒車事故的發(fā)生具有重要的意義?!娟P鍵詞】單片機。超聲波。防撞。報警目錄引言 31系統設計的目標和任務 3 3 3 3 3 32 AT89S51單片機與超聲波簡介 4 AT89S51單片機的概述 4 AT89S51單片機的特點 4 超聲波簡介 5 基于CX20106超聲波測距的調試 53系統軟件部分設計 5 5 7 8 8 9 報警模塊 104 調試及性能分析 11 硬件調試 11 軟件調試 11 115設計總結 12致謝 12參考文獻 13附錄1電路原理圖 13附錄2 PCB圖 13附錄3程序 14引言隨著現代化城市的發(fā)展,城市密度越來越大,城市交通越來越擁堵,人們對自身的生命財產安全越來越重視,在公路上車輛行駛的安全性也得到了更多的關注,能否在高速行駛公路上及時提醒司機駕駛安全也變得更加重要。因此,設計一個小車防撞系統也就變得很有必要。目前測量距離一般都采用波在介質中的傳播速度和時間關系進行測量。常用的技術主要有激光測距、微波雷達測距和超聲波測距三種[1]。超聲波具有指向性強、能量消耗緩慢且在介質中傳播的距離較遠的優(yōu)點,因此經常用于距離的測量。超聲波測距主要用于建筑工地以及一些工業(yè)現場和移動機器人研制上,可在潮濕,多塵等環(huán)境下工作。相對于其他技術而言,超聲波定位技術成本低、工作穩(wěn)定、精度高、操作簡單等優(yōu)點,非常適用于距離測量定位。AT89S51為小車防撞控制系統提供了穩(wěn)定、可靠的解決辦法,充分利用它的片內資源,實現了超聲波測距和報警 [2]。1系統設計的目標和任務本次設計的主要內容是設計一種基于單片機汽車防撞報警系統的硬件電路,主要利用單片機對超聲波傳感器采集的模擬數據的處理及存儲。設計的基本要求::當超聲波傳感器檢測到汽車后方障礙物與汽車的距離小于安全值時,系統能快速進行聲光報警。:能夠及時并準確地向司機進行報警,快速地實現安全檢測。:監(jiān)測模塊能實時采集汽車與后方障礙物距離的變化,將這些數據定時傳送給單片機,有利于及時了解當前所處情況是否處于安全環(huán)境之下[3]。該系統分為監(jiān)測部分與終端接收部分。監(jiān)測部分,通過超聲波系統對碰到的障礙物進行檢測,再通過單片機系統對接收到的數據進行處理,保證在終端能準確地接收信息,蜂鳴器同時工作;終端接收部分,終端通過單片機分析接收的相關信息,在LED上顯示與障礙物的距離[4]。方案1:采用壓電式超聲波換能器。壓電式超聲波換能器是利用壓電晶體的諧振來工作的。方案2:采用反向器74LS04和超聲波發(fā)射換能器T構成震蕩器。這種電路可以提高超聲波發(fā)射強度,且電路簡單,穩(wěn)定性高。方案3:單電源乙類互補對稱功率放大電路和UCM—40T發(fā)射器。利用單電源乙類互補對稱功率放大大路驅動發(fā)射器[5]。經論證比較,三種方案差距不大,但鑒于用74LS04電路簡單。故選擇方案2。方案1:采用集成電路CX20106A。它是一款紅外線檢波接收的專用芯片,考慮到紅外常用的載波頻率38KHZ與測距的超聲波40KHZ較為接近,可以利用它制作超聲波檢測接受電路,且電路簡單,靈敏度高,還有較強的抗干擾能力。方案2:采用uA741構成兩級放大電路,這是專用運算放大器,高增益,增益帶寬積大,抗干擾能力強,可測距離遠,精度高[6]。經論證比較,雖然方案2相對方案1可測的更遠,但方案1已可滿足項目功能的要求,且方案1電路結構簡單,方便調試,故采用方案1。2 AT89S51單片機與超聲波簡介 AT89S51單片機的概述AT89S51是一種帶4K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲器(FPEROM—Flash Programmable and Erasable Read Only Memory)的低電壓,高性能CMOS8位微處理器。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲器制造技術制造,與工業(yè)標準的MCS51指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能8位CPU和閃爍存儲器組合在單個芯片中,ATMEL的AT89S51是一種高效微控制器,為很多嵌入式控制系統提供了一種靈活性高且價廉的方案[7]。AT89S51單片機的引腳結構如圖1所示。圖1 AT89S51單片機引腳圖 AT89S51單片機的特點AT89S51是一個低功耗,高性能CMOS 8位單片機,片內含4k Bytes ISP(Insystem programmable)的可反復擦寫1000次的Flash只讀程序存儲器,器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲技術制造,兼容標準MCS51指令系統及80C51引腳結構,芯片內集成了通用8位中央處理器和ISP Flash存儲單元,功能強大的微型計算機的AT89S51可為許多嵌入式控制應用系統提供高性價比的解決方案。  AT89S51具有如下特點:40個引腳,4k Bytes Flash片內程序存儲器,128 bytes的隨機存取數據存儲器(RAM),32個外部雙向輸入/輸出(I/O)口,5個中斷優(yōu)先級2層中斷嵌套中斷,2個16位可編程定時計數器,2個全雙工串行通信口,看門狗(WDT)電路,片內時鐘振蕩器[8]。   此外,AT89S51設計和配置了振蕩頻率可為0Hz并可通過軟件設置省電模式。空閑模式下,CPU暫停工作,而RAM定時計數器,串行口,外中斷系統可繼續(xù)工作,掉電模式凍結振蕩器而保存RAM的數據,停止芯片其它功能直至外中斷激活或硬件復位。同時該芯片還具有PDIP、TQFP和PLCC等三
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