通过详细列举汽车倒车防撞报警器的若干代演变历程，分析了报警器的研究背景及意义，比较提出了报警器存在的各类问题，同时分析了在超声波测距基础上研发的该类产品的原理和方法。详细介绍了在AT89C51单片机基础上同时结合超声波脉冲测距的设计出的一款汽车倒车防撞报警器。通过测量超声波在空气中传播的时间和速度计算得到所测量距离。详细介绍了超声波测距的基本要求及各类物件的特性，概括性的分析了硬软件模块部分的设计原理与方法，具有很高的可用性。
关键词：超声波；AT89C51；防撞；测距
The design details a collision alarm car reversing several generations of evolution, to analyze the background and significance of alarm, comparing various issues raised alarms exist, and analyzes the development of ultrasonic distance measurement based on the principles and methods of the class of products. The design described in detail based on AT89C51 microcontroller combined with the design of ultrasonic pulses ranging reversing out of a car crash alarm. The design of the distance calculated by the measured time and the propagation velocity of ultrasonic measurement in air. Papers detailing the characteristics of the basic requirements of ultrasonic ranging and various objects, broad analysis of the hardware and software design principles and methods section of the module, with high availability.
Keywords: ultrasonic; AT89C51; anti-collision; ranging
1 绪论 (1)
1.1 课题研究背景及意义 (1)
1.2 国内外发展状况 (1)
1.3 存在的问题 (2)
2 超声波测距原理 (3)
2.1 测距方法的主要类型 (3)
2.2 选题使用的测距方法 (4)
2.3 超声波测距原理及实现 (4)
3 单片机的选择 (4)
3.1 AT89C51的简介 (4)
3.2 AT89C51的主要性能参数 (5)
4 系统工作原理 (5)
4.1 硬件部分设计 (6)
4.1.1 超声波发送模块 (6)
4.1.2 超声波接收模块 (6)
4.2 语音电路 (7)
4.3 软件部分设计 (8)
4.4 调试与优化 (10)
5结论 (10)
参考文献 (11)
致谢 (12)
汽车倒车雷达1.1 课题研究背景及意义
社会在进步，经济在发展，汽车已经成为人们出行必不可少的工具，交通拥堵情况日趋严重，不同级别的车辆事故也越来越频繁，给人们的人身安全和经济状况造成了或多或少的威胁，在这种情况下，设计一种响应速度快，可靠性高，经济实用的汽车防撞预警系统显得尤为重要。本次设计的汽车倒车防撞报警器能够为驾驶员尤其是驾驶新手提供可靠地帮助，有效的减少和防止由于驾驶视线不良引发的大小交通事故，特别适用于夜间行车，驻车和进入停车场，本设计采用市场上常见的元件，生产过程简单，性价比高，具有极广阔的发展和研发前景。
1.2 国内外发展状况
一般情况下，汽车倒车防撞报警器由超声波传感器(即探头)、控制器和显示器(或蜂鸣器)等部分组成。汽车倒车防撞报警器通常采用超声波测距原理，超声波传感器在控制器的命令下发射超声波信号，一旦遇到障碍物，即返回回波信号，传感器接收到回波信号后控制器对其进行数据处理、判断出障碍物的大致位置，显示器显示数字距离并发出信号或声音，驾驶员接收到信息后更加细致的判断距离进行谨慎操作，从而有效避免不同程度的交通事故。随着时间的流逝和技术改革创新以及不同需求的产生，汽车倒车防撞报警器也进行了大致六代的变革。
第1代：倒车喇叭警告。”请注意，倒车”！这种第一代的汽车倒车防撞报警器在市场上已经不太常见，基本已经被科技的潮流遗忘。只要司机挂倒档时，它会一直发出声音，提醒人们注意。这种汽车倒车
防撞报警器止只是发出声音提醒车后的路人回避，对驾驶员来说没有太大的帮助，驾驶员们依然需要自己判断车后的距离。
第2代：通过显示器或蜂鸣器发出不同速度的声音提示。这是倒车雷达系统的真正开始。倒车进行时，如若障碍物出现在1.5米左右，汽车倒车防撞报警器便开始工作，当汽车与障碍物之间的距离越来越近时，喇叭发出的声音也随之加速。这种汽车倒车防撞报警器依然没有直接显示车后距离，需要驾驶员根据经验自己判断何时停车。
第3代：数码波段显示提示车后距离范围。数码波段显示与上一代产品相比有质上的飞跃，解决了前几代产品没有距离显示的缺陷，可以明确显示距离数字。数码显示器提示车辆与障碍物之间的距离，以数字方式显示，同时配置有三种颜提示的波段显示器，距离较大时即安全距离显示绿，距离逐渐缩小时黄灯闪烁，当距离继续缩小到危险距离时便开始显示红，当红灯亮起则代表必须及时停车。这种汽车倒车报警器虽然具有不同于
前几代的亮点但是实用性不高。
第4代：液晶荧屏动态显示。这种汽车倒车防撞报警器同时兼并了前几代产品的优点，不仅具有屏幕显示系统，而且相比数码波段显示开始使用动态显示的系统。驾驶人一旦发动汽车，液晶显示屏上便会清晰的显示出汽车与周围障碍物之间的距离以及汽车自身的状况，驾驶人可以直接明了的了解汽车附
近的环境，使用方便。但是由于此类液晶荧屏动态显示的汽车倒车防撞报警器具有较高的灵敏度，极易受到外部环境的干扰，所以容易出现误报，所以可用性也不高。
第5代：魔幻镜倒车雷达。此类汽车倒车防撞报警器将前几类汽车倒车防撞报警器的优点结合于一体，并且创造性的引进了最新研发的仿生超声雷达技术，能够随时检测到距离小于2米的障碍物，并及时以声音和显示的方式告知驾驶员，准确度很高。由于具有后视镜的外观，此类报警器可以直接安装在后视镜相应减少了车内空间，并且具有繁多的款式可根据个人喜好和需求进行搭配。。
第6代：整合影音系统。这是一个基于第五代产品的汽车倒车防撞报警器，新的功能很多，是第六代产品，致力于高端轿车生产。与第五代汽车倒车防撞报警器相比，这代产品外观上更为美观，功能上不仅具有上一代产品的所有优点，还新增了配有播放功能的影音系统，可以更好地体验多媒体增添的愉悦。
1.3 存在的问题
(1)预警时间不足
现有的汽车倒车防撞报警器的最大检测射程是障碍物在2.5米之内，人0.6-1.2米之间。实验中，一些司机习惯初始反向速度3-12米/时，即0.83-3.3米/秒。如果用平均1.5米/秒计算，需要用1.67秒汽车倒车
防撞报警器发现目标障碍物，行人则需要0.4-0.8 秒。因此，从发现障碍物到驾驶员停车之间的时间明显太过紧张，极容易因为停车不及时造成或多或少的伤害。
(2)反映速度迟钝
大部分的成品汽车倒车防撞报警器的显示速度，因为考虑到抗干扰等因素，显示器上提示更新的速度大概为0.3秒左右，如此得出结论便为如果从探头发现障碍物到显示器发出提示需要3秒，汽车却已经行驶0.45秒，报警器的反应速度尺度又将加大驾驶员的压力。
(3)探测盲区问题
基于超声波的汽车倒车防撞报警器的传感器为2或3个，单一传感器检测角约60-70°，这样就会造成2-3盲点，增加传感器的数量不仅增加成本，而且提高报警器的故障率。此外，等效垂直探测角度与水平检测的角度太大，经常在粗糙的地面的错误，如果改为检测