【正文】 為本設(shè)計(jì)使用的鍵盤數(shù)目較少，采用三個(gè)獨(dú)立鍵盤既方便又節(jié)約，還可以減少軟件程序編寫時(shí)的復(fù)雜性，所以本模塊由單片機(jī)的P2^0,P2^1,P2^2三個(gè)I/O口分別與三個(gè)獨(dú)立鍵盤連接實(shí)現(xiàn)。數(shù)碼管內(nèi)部的發(fā)光二極管需要3mA20mA的直流電流，否則過大會(huì)燒壞發(fā)光二極管，過小會(huì)使發(fā)光二極管不能工作，所以在P1口加上了1K的上拉電阻，為數(shù)碼管的正常工作提供合適的電流。分別選通數(shù)碼管的四位選位后，就可以動(dòng)態(tài)的控制四個(gè)數(shù)碼管的亮滅，使得選用不同的位選時(shí)，顯示不同的數(shù)字。將單片機(jī)的P1口通過保護(hù)電阻與數(shù)碼管的段選位直接相連，將單片機(jī)的P3^4,P3^5,P3^6,P3^7分別與數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)電路相連。本設(shè)計(jì)的主模塊采用了常用的單片機(jī)最小系統(tǒng)，即能使單片機(jī)工作的基本電路。 主模塊設(shè)計(jì)框圖由于本設(shè)計(jì)比較簡(jiǎn)單，對(duì)于單片機(jī)的要求不高，在設(shè)計(jì)時(shí)選取了物美價(jià)廉的STC89C52單片機(jī)。復(fù)位電路與單片機(jī)的復(fù)位引腳（9腳）相連，當(dāng)?shù)?引腳接收到連續(xù)兩個(gè)機(jī)器周期以上高電平時(shí)，單片機(jī)完成初始化操作，復(fù)位后單片機(jī)內(nèi)部的程序計(jì)數(shù)器PC=0000H,即復(fù)位后單片機(jī)將從頭開始執(zhí)行指令。硬件設(shè)計(jì)主要利用仿真軟件proteus和畫圖軟件Altium Designer，將各個(gè)模塊和各個(gè)元器件用Altium Designer連接在一起，用proteus設(shè)計(jì)了本設(shè)計(jì)的顯示部分。3 硬件電路設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)主要介紹了基于STC89C52單片機(jī)的汽車倒車防撞系統(tǒng)，此次設(shè)計(jì)以單片機(jī)為基礎(chǔ)，以超聲波測(cè)距模塊HCSR04為重要模塊，加上單片機(jī)最小系統(tǒng)所必須的復(fù)位、時(shí)鐘電路，實(shí)現(xiàn)了可以實(shí)時(shí)顯示汽車車尾到障礙物之間距離的數(shù)碼管顯示電路。因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)的顯示部分并不需要顯示大量數(shù)據(jù)，所以從節(jié)約環(huán)保方面來考慮，利用數(shù)碼管更合適。由于采用HCSR04模塊可以減少在設(shè)計(jì)實(shí)物制作方面很多不必要的麻煩，所以方案二更簡(jiǎn)潔，方便，體現(xiàn)了現(xiàn)代設(shè)計(jì)的快捷，更加節(jié)約時(shí)間。制動(dòng)系統(tǒng)報(bào)警電路顯示電路鍵盤電路單片機(jī)超聲波發(fā)射超聲波接收障礙物 系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)框圖方案比較：兩種方案的基本設(shè)計(jì)思路是一致的，都是以單片機(jī)為核心控制元件。本設(shè)計(jì)的超聲波測(cè)距電路采用了已經(jīng)制作好的HCSR04模塊，鍵盤電路模塊利用獨(dú)立鍵盤設(shè)計(jì)，用來設(shè)置需要報(bào)警的最小距離，報(bào)警電路用來發(fā)出報(bào)警，單片機(jī)的I/O口發(fā)出高電平用來控制超聲波模塊工作。軟件部分采用C語言來編寫程序，將各個(gè)模塊有效的結(jié)合在一起，實(shí)現(xiàn)最終硬件功能。發(fā)射電路的主要電路為震蕩電路、調(diào)制電路、激勵(lì)電路，在選用555芯片時(shí)，選取了負(fù)載能力較大的雙極性555，這種芯片內(nèi)部電路由普通NPN 構(gòu)成，相比于內(nèi)部電路由CMOS構(gòu)成的7555，它的帶載能力更強(qiáng)。由于電機(jī)中的磁場(chǎng)方向和導(dǎo)線中電流方向不一致，線圈受到電磁力的作用產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)整個(gè)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)，這就是電動(dòng)機(jī)的工作原理。 超聲波傳感器輻射特性示意圖 電機(jī)工作原理 電機(jī)又稱電動(dòng)機(jī)，直流電機(jī)的作用是將直流電變?yōu)闄C(jī)械能。超聲波設(shè)備的外表面尺寸較小容易獲得較準(zhǔn)確的測(cè)量數(shù)據(jù)。然后，測(cè)量角度與聲壓 (靈敏度) 之間的關(guān)系。超聲波測(cè)距的準(zhǔn)確性直接由超聲波傳感器的靈敏度影響，從圖中可以發(fā)現(xiàn)傳感器的聲壓級(jí)最高是頻率在40KHz時(shí)，這提示我們應(yīng)該充分利用40KHz時(shí)所對(duì)應(yīng)的測(cè)距數(shù)據(jù)，使其應(yīng)用在焦慮最高處，所以本設(shè)計(jì)采用超聲波測(cè)距模塊發(fā)射了40KHZ的方波。 聲壓在不同距離下的衰減特性4．靈敏度特性靈敏度是表示聲音接收級(jí)的單位，下文論述了靈敏度計(jì)算的公式，并且講述了靈敏度的標(biāo)準(zhǔn)和性能。當(dāng)超聲波的頻率較高時(shí)，衰減率就越來越高，超聲波的傳播距離也會(huì)隨之變短，由此可見超聲波的衰減特性直接影響了超聲波傳感器可以檢測(cè)的有效距離。利用超聲波的反射特性，使得超聲波可以應(yīng)用在很多情況下，大大增加了超聲波對(duì)于人類社會(huì)生活水平的提高。一些物質(zhì)比如墻壁、金屬，在有效的距離內(nèi)可以將超聲波完全反射回來，這種物體可以很容易通過超聲波來測(cè)量；還有一些物質(zhì)不能反射超聲波，而是吸收了大量的超聲波，這種物質(zhì)不能利用超聲波進(jìn)行測(cè)量。波長(zhǎng)與其頻率具有很大的關(guān)聯(lián)，在常溫狀態(tài)下，超聲波的波速相當(dāng)于聲音的傳播速度，這樣大大減少了超聲波測(cè)距在后期計(jì)算處理方面的復(fù)雜性，使得超聲波廣泛的應(yīng)用于人類社會(huì)生活的方方面面。它具有折射和反射等物理現(xiàn)象，且在傳播過程中有較強(qiáng)的衰減?？傮w上，可以分為橫向振蕩和縱向振蕩兩種振蕩方式，在不同的介質(zhì)中振蕩方式是不同的。目前較為常用的是壓電式超聲波發(fā)生器。從產(chǎn)生方式上來講，超聲波發(fā)生器可以分為兩種類型：即電氣型和機(jī)械型，這為今后開發(fā)超聲波的價(jià)值提供了基礎(chǔ)。醫(yī)療用的超聲波探頭溫度比一般的超聲波探頭高，那么其正常工作就需要其他設(shè)備來維持。由于壓電材料的制作物比較特殊，不但工作溫度非常低，而且其居里點(diǎn)比一般物質(zhì)高。也就是當(dāng)加到它兩個(gè)端口的交流電壓和各個(gè)晶片的共振頻率相同達(dá)到其共振頻率時(shí)，此時(shí)也是超聲波傳感器輸出信號(hào)各種特性最好的時(shí)候。（2）工作頻率。超聲波傳感器的主要性能指標(biāo)包括： （1）靈敏度。　　超聲波探頭的核心器件是就是所謂的壓電晶片，如上段中提到的作用，有很多種材料都可以構(gòu)成晶片。超聲波探頭主要由數(shù)個(gè)壓電晶片構(gòu)成，既可以發(fā)射信號(hào)，也可以接收信號(hào)。（2）超聲波的聲壓特性當(dāng)聲波進(jìn)入某物體時(shí),由于超聲波的份子共振，使物質(zhì)分子之間產(chǎn)生相互吸合或相互分離的自然作用，使物質(zhì)各個(gè)份子之間所受的壓力發(fā)生變化。當(dāng)作用于同一種材料的物質(zhì)時(shí)，如果作用在物體本身的聲波頻率很高，那么它對(duì)超聲波的吸收能力就越強(qiáng)。這樣使得超聲波測(cè)距傳感器因其良好的性能、便宜的價(jià)格、簡(jiǎn)單的計(jì)算公式，在移動(dòng)機(jī)器人定位系統(tǒng)、車輛雷達(dá)、車輛安全，以及油井、倉庫的探測(cè)中等地方有大量應(yīng)用[3]。(s=340t/2，是計(jì)算出超聲波發(fā)射的點(diǎn)與障礙物之間距離(s)的公式，超聲波的波速與聲音速度相似，所以系數(shù)為340，而二分之一倍則是因?yàn)槌暡òl(fā)生了反射，而t則是單片機(jī)內(nèi)部的定時(shí)器自己記錄的時(shí)間)。通過超聲波發(fā)射傳感器發(fā)出超聲波信號(hào)，根據(jù)接收傳感器器接到超聲波時(shí)與超聲波發(fā)射傳感器發(fā)出超聲波信號(hào)的時(shí)間之差就可以計(jì)算出兩物體之間的距離了。 超聲波原理聲音是與人類的生活密切相關(guān)的一種自然現(xiàn)象。傳感器發(fā)送和接受超聲波方波信號(hào)，并將接收到的信號(hào)接收回來，當(dāng)經(jīng)過處理之后再次表示出來。超聲波測(cè)距在很多地方有特別顯著地優(yōu)勢(shì)，因此像超聲波測(cè)距這種非接觸式的快速測(cè)量方法能夠在更多場(chǎng)合和多種環(huán)境比較惡劣的情況下使用。當(dāng)它較長(zhǎng)時(shí)，就更加容易產(chǎn)生區(qū)別，這樣的測(cè)量能增加準(zhǔn)確性，其方向性也比較好、強(qiáng)度容易控制，因而可以利用超聲波對(duì)距離進(jìn)行檢測(cè)。將此系統(tǒng)利用到社會(huì)交通運(yùn)輸業(yè)中一定會(huì)減少事故的發(fā)生，為人類安全事業(yè)做出更大貢獻(xiàn)。針對(duì)上面介紹的這種情況，設(shè)計(jì)一種可以有效減少汽車事故的汽車防撞系統(tǒng)已經(jīng)在所難免?！娟P(guān)鍵詞】STC89C52單片機(jī) HCSR04 超聲波測(cè)距模塊 LED顯示 Design of Auto Reverse Collision Avoidance System Based on Single Chip Microputer Abstract：This design is introduced the auto reverse collision avoidance system based on single chip microputer. Hardware part is STC89C52 microcontroller which as the main control module, ranging system for hcsr04 ultrasonic ranging module, using digital tube display the distance between the vehicle tail and obstacles, the keyboard buzzer was used to alarm minimum distance. Buzzer alarming when the actual distance have been less than the distance alarm, and make the braking system stop working, plete automatic braking function. The software part using C language to write the program, the debugger will be downloaded to the microcontroller, and ultimately to achieve the reverse collision function. The measuring range is 2cm500cm, fully satisfied the needs of the car reverse, the minimum alarm distance can be arbitrarily set between 1cm400cm. keyword ：STC89C52 microcontroller HCSR04 ultrasonic ranging module LED display目 錄1 緒論 1 項(xiàng)目研究背景及意義 1 超聲波原理 1 電機(jī)工作原理 42 方案論證 53 硬件電路設(shè)計(jì) 6 主控制模塊 6 顯示電路 6 鍵盤電路 7 報(bào)警電路 7 超聲波測(cè)距電路 8 電源電路 9 制動(dòng)電路 104 軟件設(shè)計(jì) 12 主程序設(shè)計(jì) 12 超聲波測(cè)距子程序設(shè)計(jì) 13 數(shù)碼管顯示子程序 14 鍵盤子程序設(shè)計(jì) 14 定時(shí)器子程序設(shè)計(jì) 15 EEPROM子程序設(shè)計(jì) 165 硬件調(diào)試與分析 18 硬件調(diào)試 18 結(jié)果分析 18致謝 20參考文獻(xiàn) 21附錄A：外文翻譯 22附錄B: 整體電路源程序 29附錄C：元器件清單 35附錄D：整體電路設(shè)計(jì)原理圖 36附錄E：實(shí)物展示圖 371 緒論 項(xiàng)目研究背景及意義隨著現(xiàn)代社會(huì)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，人們生活水平越來越好，交通運(yùn)輸業(yè)日益興旺，汽車成為現(xiàn)代人類生活出行的必要產(chǎn)品。軟件設(shè)計(jì)部分主要是利用C語言來編寫程序，將調(diào)試好的程序下載到單片機(jī)中，最終實(shí)現(xiàn)倒車防撞功能。 5月21日——6月15日：撰寫、修改畢業(yè)設(shè)計(jì)論文，準(zhǔn)備并完成答辯。 3月21日——4月20日：完成系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計(jì)并提交中期檢查報(bào)告。[J]. 趙占林,[J].科技情報(bào)開發(fā)與經(jīng)濟(jì) , 2002 于京.《51系列單片機(jī)C程序設(shè)計(jì)與應(yīng)用方案》[M].. [4] [2] 五、畢業(yè)論文﹙設(shè)計(jì)﹚應(yīng)收集資料及參考文獻(xiàn)： 收集單片機(jī)編程、超聲波測(cè)距等方面的專業(yè)資料，閱讀和學(xué)習(xí)下列參考文獻(xiàn)： [1] 題 目 基于單片機(jī)的汽車倒車防撞系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 畢業(yè)論文﹙設(shè)計(jì)﹚任務(wù)書一、畢業(yè)論文﹙設(shè)計(jì)﹚題目 基于單片機(jī)的汽車倒車防撞系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 二、畢業(yè)論文﹙設(shè)計(jì)﹚工作自 2016 年 1 月 10 日 起至 2016 年 6 月 15 日止三、畢業(yè)論文﹙設(shè)計(jì)﹚進(jìn)行地點(diǎn): 陜西理工學(xué)院 四、畢業(yè)論文﹙設(shè)計(jì)﹚的內(nèi)容要求： 基于單片機(jī)的超聲波脈沖測(cè)距原理，利用超聲波的反射測(cè)量距離設(shè)計(jì)一倒車防撞系統(tǒng)，在 整個(gè)倒車過程中自動(dòng)測(cè)量車尾到最近障礙物的距離，并用數(shù)字顯示出來，在倒車到極限距離時(shí)會(huì)發(fā)出急促的警告聲，提醒駕駛員注意剎車，如果和制動(dòng)系統(tǒng)聯(lián)系在一起也可以形成自動(dòng)剎 車。（應(yīng)包括方案設(shè)計(jì)、比較與論證、分析與計(jì)算、電路圖與相關(guān)設(shè)計(jì)文件以及心得體會(huì) 等）。張齊,杜群貴.《單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)》[M].胡瑞,[J].科技信息,2009 [3]張齊，杜群貴.《單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)》[M]. [5]