基于單片機(jī)的倒車

基于單片機(jī)的倒車報(bào)警器設(shè)計(jì)班級(jí):學(xué)生：目錄系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)

緒論

系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

系統(tǒng)調(diào)試與數(shù)據(jù)分析1234倒車報(bào)警器設(shè)計(jì)研究?jī)?nèi)容意義目的任務(wù)要求緒論倒車報(bào)警器設(shè)計(jì)意義目的超聲波測(cè)距是一種非接觸檢測(cè)技術(shù)，利用超聲波原理制成的倒車報(bào)警器檢測(cè)迅速方便、計(jì)算簡(jiǎn)單、易于實(shí)現(xiàn)和控制所以安全性更高更加符合當(dāng)今社會(huì)對(duì)倒車報(bào)警的要求。研究?jī)?nèi)容倒車報(bào)警器包括：1.HC-SR04超聲波模塊2.LCD1602顯示模塊3.鍵盤輸入模塊4.報(bào)警模塊5.單片機(jī)控制模塊任務(wù)要求1.通過鍵盤可以設(shè)定危險(xiǎn)警報(bào)距離。2.LCD1602可以顯示危險(xiǎn)警報(bào)距離和系統(tǒng)實(shí)時(shí)測(cè)得的距離。3.系統(tǒng)測(cè)得的距離小于危險(xiǎn)警報(bào)距離時(shí)警報(bào)裝置啟動(dòng)實(shí)現(xiàn)報(bào)警功能。

第1章系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)

綜合以上論述：我們選擇方案2由超聲波發(fā)射換能器TCT40-16構(gòu)成發(fā)射電路，用集成電路CX20106A接收超聲波作為超聲波接收電路。采用現(xiàn)成的HC-SR04超聲波模塊，該模塊能夠?qū)崿F(xiàn)2cm-300cm的非接觸式超聲波感應(yīng)測(cè)距的功能，最高精度達(dá)到5mm。方案1：方案2：方案1：電路復(fù)雜，成本較高，故精確度不高，焊接困難，而且元器件太多，不利于實(shí)行。方案2：電路組成簡(jiǎn)單、精確度高、控制方便、實(shí)現(xiàn)容易，可較好地滿足實(shí)際要求，且使用集成電路簡(jiǎn)單便利，故選擇該方案。方案的比較論證1.1方案的選擇與論證

第1章系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)

雙擊添加標(biāo)題文字1.2系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖設(shè)計(jì)（1）單片機(jī)：采用AT89C52單片機(jī)為控制中心，利用Keil作為開發(fā)平臺(tái)，形成倒車報(bào)警的完整系統(tǒng)；（2）測(cè)距模塊：采用現(xiàn)成的HC-SR04超聲波模塊，發(fā)射模塊完成超聲波的產(chǎn)生、發(fā)射功能；接收模塊實(shí)現(xiàn)從超聲波的接受和數(shù)據(jù)處理的功能；

第1章系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)

雙擊添加標(biāo)題文字（3）報(bào)警模塊：主要由無源蜂鳴器和發(fā)光二極管組成，駕駛員可以根據(jù)蜂鳴器是否鳴響和放光二極管的亮滅狀況，來判斷汽車后方距離障礙物的距離；（4）顯示模塊：主要由LCD1602液晶組成，起到實(shí)時(shí)顯示測(cè)量距離的功能，快速準(zhǔn)確地提示距離障礙物的距離；（5）鍵盤模塊：采用4*4的鍵盤，可以調(diào)整危險(xiǎn)的距離，實(shí)現(xiàn)啟動(dòng)電源，控制功能的作用；（6）晶振模塊：為單片機(jī)正常運(yùn)行提供12MHz的時(shí)鐘信號(hào)；（7）復(fù)位模塊：當(dāng)單片機(jī)出現(xiàn)問題時(shí)，可以采用復(fù)位電路，按下復(fù)位鍵使程序重新開始執(zhí)行；

第2章系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)雙擊添加標(biāo)題文字

2.1單片機(jī)晶振模塊設(shè)計(jì)單片機(jī)晶振的作用是為系統(tǒng)提供基本的時(shí)鐘信號(hào)。電路設(shè)計(jì)如下圖單片機(jī)晶振電路所示：

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2.2單片機(jī)復(fù)位電路設(shè)計(jì)

單片機(jī)在啟動(dòng)時(shí)都需要復(fù)位，以使CPU及系統(tǒng)各部件處于確定的初始狀態(tài)，并從初態(tài)開始工作。我們上電時(shí)自動(dòng)復(fù)位，也可以手動(dòng)按鍵復(fù)位，通電后回到初始化。電路如下圖單片機(jī)復(fù)位電路所示：

第2章系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)雙擊添加標(biāo)題文字

2.3鍵盤模塊設(shè)計(jì)

本設(shè)計(jì)采用的是4*4的鍵盤，一共16個(gè)按鍵，0~9分別代表著阿拉伯常數(shù)用于設(shè)定初始的危險(xiǎn)距離，達(dá)到修改設(shè)計(jì)參數(shù)的功能。10鍵表示進(jìn)入測(cè)距模塊，11鍵表示進(jìn)入修改參數(shù)的模塊，這是兩個(gè)模塊選擇的按鍵，14鍵是在10鍵按下的基礎(chǔ)上開始測(cè)距時(shí)所用到的。11鍵按下之后可以根據(jù)LCD1602上現(xiàn)實(shí)的setdangerousline通過連續(xù)按三次0~9中任意數(shù)值來設(shè)置參數(shù)，12為保存參數(shù)的按鍵，13為放棄操作，返回上一模塊的按鍵。電路如下圖4*4鍵盤電路所示：

第2章系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)雙擊添加標(biāo)題文字

2.4顯示模塊設(shè)計(jì)1602液晶也叫1602字符型液晶，它是一種專門用來顯示字母、數(shù)字、符號(hào)等的點(diǎn)陣型液晶模塊。1602LCD是指顯示的內(nèi)容為16X2,即可以顯示兩行，每行16個(gè)字符液晶模塊（顯示字符和數(shù)字）。電路如下圖液晶顯示電路所示：

第2章系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)雙擊添加標(biāo)題文字

2.5超聲波測(cè)試模塊

超聲波測(cè)距的原理是根據(jù)超聲波從發(fā)射到超聲波遇到障礙物后反射回波所經(jīng)歷的時(shí)間,然后根據(jù)距離計(jì)算公式S=CT/2計(jì)算可得（其中C為超聲波波速）。超聲波測(cè)模塊使用的是HC-SR04模塊，HC-SR04超聲波測(cè)距模塊實(shí)物圖如下圖超聲波模塊實(shí)物圖所示：

第2章系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)雙擊添加標(biāo)題文字

2.6報(bào)警電路模塊設(shè)計(jì)當(dāng)S8550三極管的基極為低電平時(shí)，三極管則導(dǎo)通，然后蜂鳴器的上端變?yōu)楦唠娖絼t可以進(jìn)行危險(xiǎn)報(bào)警。電路中還有兩個(gè)發(fā)光二極管，綠色表示安全，紅色表示危險(xiǎn)，當(dāng)車的距離超過危險(xiǎn)距離5cm時(shí)綠色燈亮，當(dāng)當(dāng)前距離在報(bào)警距離5cm之內(nèi)紅燈閃爍，當(dāng)當(dāng)前距離小于危險(xiǎn)距離則紅燈亮，電路如下圖報(bào)警電路所示：

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3.1主程序設(shè)計(jì)

主程序設(shè)計(jì)采用模塊化設(shè)計(jì)的思想進(jìn)行程序編寫，主程序設(shè)計(jì)主要完成單片機(jī)系統(tǒng)初始化、LCD1602液晶初始化、蜂鳴器和發(fā)光二極管初始化、各參數(shù)賦初始值的編程。系統(tǒng)主程序流程圖思路如下圖主程序流程圖所示：

第3章系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)雙擊添加標(biāo)題文字

3.2子程序模塊1流程圖

模塊1是顯示初始值，并提示下一模塊的按鍵選擇，實(shí)際上是一個(gè)過渡的程序。其程序流程圖如下圖模塊1流程圖所示：

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3.3子程序模塊2流程圖

模塊2是測(cè)距模塊，在模塊2的狀態(tài)下按下14鍵即可進(jìn)行距離的測(cè)量，此模塊包括測(cè)量，顯示，報(bào)警三個(gè)子部分。其程序流程圖如右圖模塊2流程圖所示：

第3章系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

3.4子程序模塊3流程圖

模塊3是修改初始值的程序，進(jìn)入這個(gè)模式后需要按三次鍵盤，賦一個(gè)初始值給程序，當(dāng)初始值超過量程時(shí)，程序會(huì)有提示overrange，初始值設(shè)定完畢也會(huì)有是否保存的提示，確定修改后報(bào)警線就會(huì)改變?yōu)樽约涸O(shè)定的值，其程序流程圖如右圖模塊3流程圖所示：

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4.1硬件電路的制作

進(jìn)行電路的焊接，進(jìn)行靜態(tài)調(diào)試，用萬用表檢測(cè)線路連接是否正確，確保無短路、開路等問題。電路連接正確后，進(jìn)行通電調(diào)試，找到所要用的AT89C52RC單片機(jī)然后打開計(jì)算機(jī)上KeiluVision2開發(fā)環(huán)境，將超聲波測(cè)距報(bào)警程序?qū)懭脒M(jìn)去，然后下載到單片機(jī)。其實(shí)物圖如下圖倒車報(bào)警器實(shí)物圖所示：

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4.2軟硬件功能分析

根據(jù)上述圖倒車報(bào)警器實(shí)物圖中LCD1602液晶的提示來看，當(dāng)前的危險(xiǎn)警報(bào)距離為50cm，我們可以按下按鍵11進(jìn)入手動(dòng)修改參數(shù)階段,界面顯示如下圖倒車報(bào)警參數(shù)修改，所示：

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4.2軟硬件功能分析

此時(shí)，按照LCD1602液晶上的提示，需要連續(xù)按三次鍵盤設(shè)定危險(xiǎn)警報(bào)距離的參數(shù)值，三次按完之后系統(tǒng)會(huì)顯示重新修改后的數(shù)值，如下圖危險(xiǎn)警報(bào)線新值，所示：

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4.2軟硬件功能分析

由于本次系統(tǒng)所用的超聲波測(cè)量?jī)x器為HC-SR04模塊，考慮到它的測(cè)量量程，我們將重新設(shè)定的參數(shù)大小控制在450cm之內(nèi)，如果設(shè)定的新值在量程之內(nèi)則LCD1602顯示結(jié)果如圖危險(xiǎn)警報(bào)線新值，通過按12鍵或13鍵即可選擇保存修改的參數(shù)或放棄修改，當(dāng)選擇為12時(shí)系統(tǒng)顯示如圖保存修改新參數(shù)，所示：

第4章系統(tǒng)調(diào)試與數(shù)據(jù)分析雙擊添加標(biāo)題文字

4.2軟硬件功能分析

當(dāng)手動(dòng)設(shè)定的參數(shù)超過系統(tǒng)的量程時(shí)，倒車報(bào)警器也會(huì)給出提示OverRange，界面顯示如下圖新值超過量程，所示：

第4章系統(tǒng)調(diào)試與數(shù)據(jù)分析雙擊添加標(biāo)題文字

4.2軟硬件功能分析

數(shù)值修改完畢之后，按下10measure鍵，即可進(jìn)入測(cè)距模塊，測(cè)距模塊顯示界面如下圖測(cè)距模塊，所示：

第4章系統(tǒng)調(diào)試與數(shù)據(jù)分析雙擊添加標(biāo)題文字

4.2軟硬件功能分析

根據(jù)LCD1602液晶上的提示，按下14begin鍵，則倒車報(bào)警器開始測(cè)距離，安全時(shí)發(fā)光二極管綠燈亮，接近危險(xiǎn)線