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

緒論

系統(tǒng)硬件設(shè)計

系統(tǒng)軟件設(shè)計

系統(tǒng)調(diào)試與數(shù)據(jù)分析1234倒車報警器設(shè)計研究內(nèi)容意義目的任務(wù)要求緒論倒車報警器設(shè)計意義目的超聲波測距是一種非接觸檢測技術(shù)，利用超聲波原理制成的倒車報警器檢測迅速方便、計算簡單、易于實(shí)現(xiàn)和控制所以安全性更高更加符合當(dāng)今社會對倒車報警的要求。研究內(nèi)容倒車報警器包括：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)定危險警報距離。2.LCD1602可以顯示危險警報距離和系統(tǒng)實(shí)時測得的距離。3.系統(tǒng)測得的距離小于危險警報距離時警報裝置啟動實(shí)現(xiàn)報警功能。

第1章系統(tǒng)方案設(shè)計

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

雙擊添加標(biāo)題文字1.2系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖設(shè)計（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，形成倒車報警的完整系統(tǒng)；（2）測距模塊：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

雙擊添加標(biāo)題文字（3）報警模塊：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)時顯示測量距離的功能，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)整危險的距離，實(shí)現(xiàn)啟動電源，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的時鐘信號；（7）復(fù)位模塊：當(dāng)單片機(jī)出現(xiàn)問題時，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)計雙擊添加標(biāo)題文字

2.1單片機(jī)晶振模塊設(shè)計單片機(jī)晶振的作用是為系統(tǒng)提供基本的時鐘信號。電路設(shè)計如下圖單片機(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

單片機(jī)在啟動時都需要復(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。我們上電時自動復(fù)位，也可以手動按鍵復(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：

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2.3鍵盤模塊設(shè)計

本設(shè)計采用的是4*4的鍵盤，一共16個按鍵，0~9分別代表著阿拉伯常數(shù)用于設(shè)定初始的危險距離，達(dá)到修改設(shè)計參數(shù)的功能。10鍵表示進(jìn)入測距模塊，11鍵表示進(jìn)入修改參數(shù)的模塊，這是兩個模塊選擇的按鍵，14鍵是在10鍵按下的基礎(chǔ)上開始測距時所用到的。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：

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2.4顯示模塊設(shè)計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：

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2.5超聲波測試模塊

超聲波測距的原理是根據(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)歷的時間,然后根據(jù)距離計算公式S=CT/2計算可得（其中C為超聲波波速）。超聲波測模塊使用的是HC-SR04模塊，HC-SR04超聲波測距模塊實(shí)物圖如下圖超聲波模塊實(shí)物圖所示：

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2.6報警電路模塊設(shè)計當(dāng)S8550三極管的基極為低電平時，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)行危險報警。電路中還有兩個發(fā)光二極管，綠色表示安全，紅色表示危險，當(dāng)車的距離超過危險距離5cm時綠色燈亮，當(dāng)當(dāng)前距離在報警距離5cm之內(nèi)紅燈閃爍，當(dāng)當(dāng)前距離小于危險距離則紅燈亮，電路如下圖報警電路所示：

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3.1主程序設(shè)計

主程序設(shè)計采用模塊化設(shè)計的思想進(jìn)行程序編寫，主程序設(shè)計主要完成單片機(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：

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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)行距離的測量，此模塊包括測量，顯示，報警三個子部分。其程序流程圖如右圖模塊2流程圖所示：

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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)入這個模式后需要按三次鍵盤，賦一個初始值給程序，當(dāng)初始值超過量程時，程序會有提示overrange，初始值設(shè)定完畢也會有是否保存的提示，確定修改后報警線就會改變?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)然后打開計算機(jī)上KeiluVision2開發(fā)環(huán)境，將超聲波測距報警程序?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)上述圖倒車報警器實(shí)物圖中LCD1602液晶的提示來看，當(dāng)前的危險警報距離為50cm，我們可以按下按鍵11進(jìn)入手動修改參數(shù)階段,界面顯示如下圖倒車報警參數(shù)修改，所示：

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4.2軟硬件功能分析

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

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4.2軟硬件功能分析

由于本次系統(tǒng)所用的超聲波測量儀器為HC-SR04模塊，考慮到它的測量量程，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)果如圖危險警報線新值，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時系統(tǒng)顯示如圖保存修改新參數(shù)，所示：

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4.2軟硬件功能分析

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

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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)入測距模塊，測距模塊顯示界面如下圖測距模塊，所示：

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4.2軟硬件功能分析

根據(jù)LCD1602液晶上的提示，按下14begin鍵，則倒車報警器開始測距離，安全時發(fā)光二極管綠燈亮，接近危險線