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第1章绪论 (1)
1.1 课题的目的及意义 (1)
1.3 论文的主要研究内容 (3)
1.4 论文主要安排 (4)
第2章相关硬件简介 (5)
2.1 超声波传感器简介 (5)
2.2 单片机简介 (6)
2.2.1 单片机技术的发展 (6)
第3章倒车防撞系统的硬件设计 (13)
3.1 整体设计思想 (13)
3.2 系统整体硬件电路设计 (13)
3.3 超声波发射与接收部分的设计 (14)
3.3.1 超声波发射部分 (14)
3.3.2 超声波接受部分 (15)
3.4 报警部分 (16)
第4章系统软件设计 (18)
4.1 系统总体程序设计 (18)
4.2 T0中断服务程序 (19)
4.3 外部中断0服务程序 (20)
结论 (22)
参考文献 (23)
致谢 (24)
附录系统源程序 (25)
摘要
本文设计一种基于AT89C51单片机的倒车防撞系统，搭建硬件电路，软件通过Keil uVision2开发环境进行编辑仿真，并下载到单片机。倒车时由倒车换挡装置自动接通倒车系统电源，系统上电复位，进入工作状态。如果小于设定的安全距离则发出报警，提醒司机注意车距。
整个电路采用模块化设计，由超声波发射与接收、LED显示、报警等模块组成。单片机通过测量超声波在空气中的往返时间，通过程序计算即可完成距离的测量，当距离小于设定值时发出报警。要实现不同距离下的报警，只需修改单片机源程序中的设定值即可实现。
关键词倒车系统；单片机；超声波传感器
第1章绪论
1.1 课题的目的及意义
近年来，随着汽车产业的迅速发展和人们生活水平的不断提高，我国的汽车数量正逐年增加，同时汽车驾驶人员中非职业汽车驾驶人员的比例也逐年增加。在公路、街道、停车场、车库等拥挤、狭窄的地方倒车时，驾驶员既要前瞻，又要后顾，稍微不小心就会发生追尾事故。据相关调查统计，15％的汽车碰撞事故是因倒车时汽车的后视能力不良造成的。因此。增加汽车的后视能力，研制汽车后部探测障碍物的倒车雷达便成为近些年来的研究热点。安全避免障碍物的前提是快速、准确地测量障碍物与汽车之间的距离。为此，设计了以单片机为核心，利用超声波实现无接触测距的倒车雷达系统。汽车倒车防撞预警系统即是俗称的倒车雷达，是汽车泊车辅助装置。在汽车倒车时，倒车雷达采用超声波测距原理探测汽车尾部离障碍物的距离，当汽车尾部离障碍物的距离达到探测范围时，倒车雷达通过数码管实时动态显示距离。当汽车尾部离障碍物的距离达到设定的安全警告值时，倒车雷达发出报警声，以警示驾驶员，辅助驾驶员安全倒车。
随着社会的发展，传统的测距方法在很多场合已无法满足人们的需求，例如在井深，液位，管道长度等场合，传统的测距方法根本无法完成测量的任务。还有在很多要求实时测距的情况下，传统的测距方法也很难完成测量的任务。于是，一种新的测距方法诞生了——非接触测距。超声波可用于非接触测量，具有不受光、电磁波以及粉尘等外界因素的干扰的优点，是利用计算超声波在被测物体和超声波探头之间的传输来测量距离的，对被测目标无损害。而且超声波传播速度在相当大范围内与频率无关。超声波
的这些独特优点越来越受到人们的重视。目前对于超声波精确测距的需求也越来越大，如油库和水箱液面的精确测量和控制，物体内气孔大小的检测和机械内部损伤的检测等。在机械制造，电子冶金，航海，宇航，石油化工，交通等工业领域也有广泛地应用。此外，在材料科学，医学，生物科学等领域中也占具重要地位。
1.2 倒车系统的分类及发展现状
倒车系统从提示方式上可分为液晶、语言和声音三种；从连接方式上，还可分为有线和无线两类。无线倒车系统与有线倒车系统拥有同样功能。目前与有线倒车系统相比，无线倒车系统的主机和显示器采用无线传播技术连接，避免了对车内饰进行拆卸。不过由于无线倒车系统可能面临手机信号、电台收音等无线电干扰影响其功能，使得无线倒车系统还没有大面积普及，有线倒车系统仍是主流。倒车系统的报警方式，目前主要有如下几种：
(1)人声报警：指通过语音的方式将障碍物距离播报出来。特点是清晰准确，不影响视觉观察、缺点是有时延，会有一定的误差。尤其是在车与障碍物之间的距离变化较快时，语言来不及转换，无法播报准确的数据。
(2)电子声报警：指通过形象的心跳声或者嘀嘀声等来标识距离，特点是不影响视觉观察，时延小，缺点是不准确。
(3)数字显示：指在显示设备上动态显示与障碍物之间的距离数值。优点是直观准确。缺点是需要眼睛经常看，影响视觉观察。
(4)图像显示：指具有摄像头的倒车雷达将车后的障碍物图像直接显示到视频设备上。优点是误差小，直观准确。缺点是需要眼睛经常看，影响视觉观察，而且在不同的天气和气候下会有一些影响。现在新型的倒车雷达还可以提供电视收看等功能。
探头是超声波传感器的俗称，也是倒车雷达最核心的器件之一。它利用超声波原理，由装置于车尾保险杠上的探头发送超声波撞击障碍物后，反射回探头，从而计算出车体与障碍物之间的距离。一个探头的正常测试范围的夹角为90度，所以要想在整个车尾后面提供探测，至少需要2个探头。由于每个探头的测试范围的夹角是固定的90度，自然会产生盲角，为安全起见，当然是探头数越多，探测能力越强。
在几年的时间里，随着技术发展和用户需求的变化，倒车雷达经过了大致六代的发展。
第一代：倒车时通过喇叭提醒。“倒车请注意”！想必不少人还记得这种声音，这就是倒车雷达的第一代产品，现在只有小部分商用车还在使用。只要司机挂上倒档，它就会响起，提醒周围的人注意。从某种意义上说，它对司机并没有直接
的帮助，不是真正的倒车雷达。价格便宜，基本属于淘汰产品。
第二代：采用蜂鸣器不同声音提示驾驶员。这是倒车雷达系统的真正开始。倒车时，如果车后1.8米-1.5米处有障碍物，蜂鸣器就会开始工作。蜂鸣声越急，表示车辆离障碍物越近。但没有语音提示，也没有距离显示，虽然司机知道有障碍物，但不能确定障碍物离车有多远，对驾驶员帮助不大。
第三代：数码波段显示具体距离或者距离范围。这代产品比第二代进步很多，可以显示车后障碍物离车体的距离。如果是物体，在1.8米开始显示；如果是人，在0.9米左右的距离开始显示。这一代产品有两种显示方式，数码显示产品显示距离数字，而波段显示产品由三种颜来区别：绿代表安全距离，黄代表警告距离，红代表危险距离，必须停止倒车。第三代产品把数码和波段组合在一起，但比较实用，但安装在车内不太美观。
汽车可视倒车雷达第四代：液晶荧屏动态显示。这一代产品有一个质的飞跃，特别是屏幕显示开始出现动态显示系统。不用挂倒档，只要发动汽车，显示器上就会出现汽车图案以及车辆周围障碍物的距离，彩清晰漂亮，外表美观，可以直接粘贴在仪表盘上，安装很方便。不过液晶显示器外观虽精巧，但灵敏度较高，抗干扰能力不强，所以误报也较多。
第五代：魔幻镜倒车雷达。结合了前几代产品的优点，采用了最新仿生超声雷达技术，配以高速电脑控制，可全天候准确地测知2米以内的障碍物，并以不同等级的声音提示和直观的显示提醒驾驶员。魔幻镜倒车雷达可以把后视镜、倒车雷达、免提电话、温度显示和车内空气污染显示等多项功能整合在一起，
并设计了语音功能。因为其外形就是一块倒车镜，所以可以不占用车内空间，直接安装在车内后视镜的位置。而且颜款式多样，可以按照个人需求和车内装饰选配。
第六代：整合影音系统。它在第五代产品的基础上新增了很多功能，属于第六代产品，是专门为高档轿车生产的。从外观上来看，这套系统比第五代产品更为精致典雅；从功能上来看，它除了具备第五代产品的所有功能之外，还整合了高档轿车具备的影音系统，可以在显示器上观看DVD影像。
1.3 论文的主要研究内容
（1）用单片机设计一个倒车防撞系统，倒车防撞系统的设计主要包括硬件电路的设计和软件设计，最后实现倒车预警的功能。
（2）用Protel绘制电路图，说明电路的功能；然后软件通过KeiluVision2开发环境进行防撞系统源程序的编写，并下载到单片机器件中；搭建硬件电路，数据通过串行口到单片机，进行超声波测距，当距离小于设定值时实现报警。1.4 论文主要安排
第1章引言主要介绍课题的目的及意义、倒车防撞系统的分类及发展发展现状以及论文的主要研究内容；第2章主要介绍超声波传感器单片机技术的发展和AT89C51单片机；第3章主要介绍硬件电路的设计，包括AT89C51单片机的设计、声波发射与接收、报警电路的设计等；第4章主要倒车防撞系统超声波测距报警系统的软件设计，即T0中断服务程序设计和外部中断程序设计等。
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