汽车防撞测距报警系统的设计毕业设计论文(编辑修改稿)

汽车防撞测距报警系统的设计毕业设计论文(编辑修改稿)内容摘要：

将在 0~9循环 中加一，实现保护距离设置。 当 确认 键按下时，保护距离设置完成。 数码管显示 电路 采用四位共阴极七段数码管实现保护距离和前方实际障碍物距离的显示 ，其中后三位用来显示测量值，第一位用来显示设定值。 单片机采用 89C52是系统控制及数据处理的核心。 汽车防撞测距报警系统的软件设计 硬件是基础，软件是灵魂。 通过软件控制单片机的功能是单片机的主要特点和优点，程序的设计要考虑合理性和可读性。 程序遵循模块化设计的原则，采用自顶向下的设计方法。 模块化设计使程序的可读性好、修改及完善方便。 本系统的 程序 由主程序和数个子程序组成。 其中子程序包括系统初始化程序、键盘识别程序、超声波测距程序、数制转换程序和显示程序等。 本系统软件总体流程图如图 所示。 沈阳航空航天大学毕业设计（论文） 7 图 系统软件流程图 系统初始化 设定保护距离 扫描左右后三个方向传感器是否有信号变化。 指示位置加报警 计算实际距离并显示 比较是否小于保护 距离。 显示保护距离 超声波测距子程序 开始 Y Y N N 汽车防撞测距报警系统的设计 8 上电后，系统软件开始运行 ，首先进入 初始化 程序 ， 然后通过键盘对保护距离进行设定并显示，设定结束后对左右后三个方向进行检测有无障碍物，有就跳转至指示位置和报警子程序，没有就启动超声波传感器对前方进行检测并计算出障碍物距离，然后显示障碍物距离，并与设定的保护距离进行比较， 小于保护距离就报警和指示障碍物位置，然后再返回进行检测，显示，指示及报警，如此循环。 可行性及性价比分析 本设计采用的器件都是比较常用的器件，都可批量生产，功能比较稳定并且价格也十分低廉。 如 AT89C52 单片机、超声波传感器、光 电传感器、同相驱动器 7407 以及七段数码管等。 尤其是本次设计的核心元件 AT89C52 单片机，软件成熟，并具有种类齐全的支持芯片。 这类微处理器既可用作控制器又适合于做数据处理，而且成本也比较低廉。 由于本次设计着重考虑硬件电路的简单性，故尽可能减少硬件的复杂性，节省线路板的空间，达到硬件电路最优化设计。 软件采用汇编语言编写，采用模块化设计思想，程序可读性强。 总的说来，本次设计具有电路简单、低成本、高性能的优点，如投入使用是能够为社会带来较高的经济效益的。 沈阳航空航天大学毕业设计（论文） 9 3 汽车防撞测距报警系统的硬件设计 汽车防撞测距报警系 统的硬件部分主要是由 数码管显示电路、指示电路、键盘电路及单片机相关电路组成。 单片机及其基本电路 单片机及内部定时器 /计数器 单片机是把那些作为控制应用所必需的基本内容都集成在一个尺寸有限的集成电路芯片上。 它由微处理器、数据存储器、程序存储器、并行 I/O 口、串行口、定时器 /计数器、中断系统及特殊功能寄存器等功能部件组成，能完成算术运算、过程控制、显示等功能，而且具有极为灵活的可编程性，能方便地对系统进行功能扩展及改进。 本设计以 89C52 单片机为核心 ， 利用它内部的定时器 /计数器完成待测信号的测量。 单片机 89C52 内部具有 3 个 16 位定时器 /计数器 ， 定时 /计数器的定时、计数和计数溢出 中断等功能可通过编程实现。 其引脚图如图 所示。 图 单片机芯片引脚图 本设计中，最主要的测距功能是利用单片机内部的定时 /计时器实现的，采用 T0作为定时器， T1 作为计时器。 计时器 T1 对外部信号的高电平持续时间进行计时，如果外部信号没有高电平变化，系统就会等待高电平而不能继续执行，此时就需要定时器来控制等待时间，定时时间到就放弃计时，使系统正常工作。 VCC EA ALE PSEN AT89C52 RST/P X1 X2 VSS 40 39 38 37 36 35 34 33 32 31 30 1 29 28 27 26 25 24 23 21 22 10 14 15 16 17 20 19 18 13 12 9 8 7 4 11 6 5 3 2 汽车防撞测距报警系统的设计 10 时钟电路 时钟是计算机的心脏，控制着计算机的工作节奏。 单片机内部 有一个由高增益反相放大器组成的振荡器。 反相放大器输入端为 XTAL1，输出端为 XTAL2。 单片机的振荡方式有两种，即内部方式和外部时钟方式。 单片机的内部时钟如图 所示。 它是利用芯片内部反相器和电阻组成的振荡电路，在 XTAL1 和 XTAL2 引脚上跨接晶体振荡器和微调电容，从而构成一个稳定的自激振荡器，构成单片机的时钟电路。 晶振可以在 ～ 12MHz 之间选用， 电容 C C2可以在 20pF～ 100pF 之间选择，它 的主要作用是帮助振荡器起振，其值的大小对振荡器频率有微调作用。 本系统中的晶振选择为 ， C1=C2=30PF。 图 单片机内部时钟电路 复位电路 89C52 的复位输入引脚 RST（即 RESET）为 89C52 提供了初始化的手段。 有了它可以使程序从指定处开始执行，即从程序存储器中的 0000H 地址单元开始执行程序。 在 89C52 的时钟电路工作后，只要在 RST 引脚上出现两个机器周期以上的高电平时，单片机内部则初始复位。 只要 RST保持高电平，则 89C52 循环复位。 只有当 RST 由高电平变成低电平以后， 89C52 才从 0000H 地址开始执行程序。 本系统的复位电路是采用按键复位的电路， 如图 所示，是手动复位和上电复位的组合。 当 89C52 的 ALE 及 PSEN 两引脚输出高电平， RST 引脚为高电平时，单片机复位。 当系统运行出现异常或死循环时，通过按动按钮产生高电平复位称手动复位。 上电时，刚接通电源，电容 C相当于瞬间短路，高电平立即加到 RST/VPD 端，该高电平使 89C52 全机自动复位，这就是上电复位。 按下按钮，则直接把高电平加到了XLAT1 C C 晶 振 30PF 30PF XLAT2 XLAT1 AT89C52 沈阳航空航天大学毕业设计（论文） 11 RST/VPD 端从而复位称为手动复位。 若运行过程中需要程序从头执行，只需按动按钮即可，复位后， P0 到 P3 并行 I/O 口全为高电平，其它寄存器全部清零，只有 SBUF寄存 器状态不确定。 为了保证电容充电时间足够长，应是电容值较大。 R7 和 R8 的选择主要考虑到 R7 的分压作用，使 R7 的分压值最大能达到高电平，各参数选择为：C=22 F ， R7=1 K ， R8=100 ，在按键后复位端的电平能达到。 图 单片机复位电路 传感器电路 超声波测距传感器电路 本部分采用 DYPME007超声波测距传感器， DYPME007超声波测模块可 提供，包括超声波发射器、接收器与控制电路。 其基本工作原理为给予此超声波测距模块一触发信号后发射超声波，当超声波投射到物体而反射回来时，模块输出一回响信号，以触发信号和回响信号间的时间差，来判定物体的距离。 主要技术参数： ① 使用电压： DC5V ② 静态电流：小于 2mA ③ 电平输出：高电平 低 ④ 感应角度：不大于 15 度 ⑤ 探测距离： 2cm500cm ⑥ 探测精度： 3MM RST AT89C52 +5V C R7 R8 S 汽车防撞测距报警系统的设计 12 超声波测距模块的接脚图如图 ，使用上只需要 5V电源供应、地线连接、触发信号输入、 与回响信号输出等四支接脚。 使用方法： （ 1）采用 IO触发测距，给 TRIG至少 10μs的高电平信号（实际上 25μs最佳 )。 （ 2）模块自动发送 8个 40kHz的方波，自动检测是否有信号返回； （ 3）有信号通过 ECHO 返回， ECHO输出一高电平，高电平持续的时间就是超声波从发射到返回的时间。 根据公式 .如此不断的周期测 ,就可以测出距离。 图 超声波测距模块的接脚图 超声波测距传感器与单片机的连接图如图 所示，工作时单片机 口首先输出一个 10μs高电平脉冲 ，然后 口等待高电平，利用单片机的计时功能获得高沈阳航空航天大学毕业设计（论文） 13 电平时间，从而实现测距功能。 图 超声波测距传感器与单片机连接图 光电传感器检测电路 在汽车防撞测距报警系统中，汽车的左 、 右及后方三个方向也要对障碍物进行检测，由于此部分不要求测出实际距离，只需检测车体附近有无障碍物即可，所以本部分选择了光电开关。 光电开关工作原理是通过把光强度的变化转换成电信号的变化来实现控制的。 光电开关在一般情况下，有三部分构成，它们分为：发送器，接收器和检测电路。 发送器对准目标发射光束 ，发射的光束一般来源于半导体光源，发光二极管（ LED）和激光二极管。 光束不间断地发射，或者改变脉冲宽度。 接收器有光电二极管或光电三极管组成。 在接收器的前面，装有光学元件如透镜和光圈等。 在其后面是检测电路，它能滤出有效信号和应用该信号。 此外，光电开关的结构元件中还有发射板和光导纤维。 三角反射板是结构牢固的反射装置。 它由很小的三角锥体反射材料组成，能够使光束准确地从反射板中返回，具有实用意义。 它可以在与光轴 0到 25的范围改变发射角，使光束几乎是从一根发射线，经过反射后，还是从这根反射线返回。 其原理图如图。 AT89C52 VCC Trig Echo OUT GND 超声波测距传感器 汽车防撞测距报警系统的设计 14 图 光电开关的原理图 本系统中光电传感器采用三个 E3F3DS50N1 型光电开关，分别对汽车左后及后方三个方向的障碍物进行检测，测量范围为 50cm，当障碍物距离车体距离小于 50cm 时，光电开关输出信号的电平变化会被单片机获取，单片机会控制指示电路和报警电路指示障碍物位置并报警。 其与单 片机的连接电路如图。 vcc vcc vcc 图 光电开关与单片机的连接电路 AT89C52 VCC OUT GND 光电开关 VCC OUT GND VCC OUT GND 光电开关 光电开关 沈阳航空航天大学毕业设计（论文） 15 键盘 电路 在本设计中，利用键盘进行各个功能的选择，它是系统进行人机对话的重要部件。 由于系统需要的按键较少，因此只采用了独立式键盘。 此种键盘各键相互独立，每个按键各接一根输入线，通过检测输入线的电平状态可以很容易的判断哪个按键被按下。 独立式键盘电路的连线图如图 所示。 采用查询方式，通过判断 ～ 的高。