摘 要

本文主要说明使用超声波来进行倒车测距预警系统的设计方法，控制单元为单片机。

单片机是一种集成电路芯片，把各种模块集成到在一片硅上构成了一个微型的计算机系统。广泛应用于各种系统。在本次设计中选择了STC89C52芯片作为整个系统的控制器。

单片机在机电一体化中有着重要的应用。机械工业发展的方向就是机电一体化，而其产品就是将各种技术，比如集成机电技术、微电子技术等集为一体，使之具有智能化特征的产品。这种产品以单片机为控制单元，可以充分的利用和发挥单片机体积小、高集成度的优点，让产品更加的智能和自动化。

超声波是指频率在20000赫兹以上的波。超声波有很多优点，比如它的方向性很好，穿过物体的能力也强。超声波在具体实践中有很多应用，比如杀菌或者测距。超声波传感器，价格低廉，性能优越，通过发生和接受超声波的方式可以计算出汽车与障碍物间的距离，十分的迅速和便捷。因此在本次选择超声波作为测距的方式，来进行汽车倒车预警系统的设计。

超声波测距的原理是通过设置超声波发射和接受电路，发出超声波，超声波在前进的过程中遇到障碍物会反弹，反弹回来的超声波可以由接收电路接收，通过计算发射超声波和接收超声波的时间差和超声波传播速度的关系，就可以计算出与障碍物的距离。

关键词：单片机；STC89C52；超声波；测距；倒车预警

Abstract

This article mainly explains the design method of using ultrasonic to carry out the back-off distance measurement early warning system, and the control unit is a single chip microcomputer.

The single chip microcomputer is an integrated circuit chip, which integrates various modules on a piece of silicon to form a miniature computer system. Widely used in various systems. In this design, STC89C52 chip was selected as the controller of the entire system.

Microcontrollers have important applications in mechatronics. The development direction of the machinery industry is electromechanical integration, and its products are products that integrate various technologies, such as integrated electromechanical technology, microelectronic technology, etc., to make it have intelligent characteristics. This product uses a single-chip microcomputer as the control unit, which can make full use of the advantages of small size and high integration of the single-chip microcomputer, making the product more intelligent and automated.

Ultrasound refers to waves with a frequency above 20,000 Hz. Ultrasound has many advantages, such as its good directionality and its ability to pass through objects. Ultrasound has many applications in specific practice, such as sterilization or ranging. Ultrasonic sensors are inexpensive and have excellent performance. The distance between the car and the obstacle can be calculated by generating and receiving ultrasonic waves, which is very fast and convenient. Therefore, in this time, ultrasound is selected as the distance measurement method to design the car back-up warning system.

Key Words: MCU; STC89C52; ultrasonic; ranging distance; reversing alarm

目 录

第1章 绪论 1

1.1 汽车倒车预警系统的研究背景 1

1.2 国内倒车测距发展现状 1

1.3 国外倒车测距发展现状 2

第2章 单片机的发展历程及应用 3

2.1 单片机的发展历程 3

2.2 单片机发展趋势 4

2.3 单片机的应用 4

第3章 超声波的原理及应用 6

3.1 超声波简介 6

3.1.1 超声波的形式 6

3.1.2 超声波的特点 6

3.2 超声波的应用 6

3.3 超声波测距简介 7

第4章 倒车预警系统的硬件设计 8

4.1 总体方案描述 8

4.2 单片机控制电路 8

4.2.1 单片机的选择 8

4.2.2 单片机电路设计 9

4.3 超声波测距系统 10

4.3.1 超声波传感器测距原理 10

4.3.2 超声波测距电路的设计 11

4.4 液晶显示电路 12

4.4.1 液晶显示芯片的选择 12

4.4.2 LCD1602液晶引脚介绍 13

4.4.3 显示模块电路图 13

4.5 温度检测电路 14

4.6 蜂鸣器报警模块 14

4.6.1 蜂鸣器介绍 14

4.6.2 蜂鸣器驱动实现 15

4.6.3 发光二极管 15

4.6.4 LED灯报警电路 16

第5章 软件设计 17

5.1 用语言及环境简介 17

5.2 程序设计 18

5.2.1 总体程序设计 18

5.2.2 液晶显示模块 19

5.2.3 超声波测距模块软件设计 20

5.2.4 温度检测模块设计 21

第6章 组装与调试 22

6.1 元器件的测量 22

6.2 元件的焊接 22

6.3 电路的调试 23

第7章 总结与展望 24

参考文献 25

附录A 26

附录B 27

致 谢 44

第1章 绪论

1.1 汽车倒车预警系统的研究背景

现如今，汽车在生活中有着举足轻重的地位，近些年来，汽车越来越多的出现在我们的生活中。不管是物流运输还是公共交通，都少不了汽车的参与。

在汽车的驾驶过程中，难度最大的就是倒车行使，因为倒车不当导致的事故时有发生，因此装配有一个精准、灵敏的汽车倒车测距系统就至关重要。

超声波作为频率在20000赫兹以上的波，指向性比较强，在不同的介质中传播的范围比较远，能量的损失也比较缓慢，因此被广泛应用于测距领域。应用了超声波的检测，易于操作，实时性好，计算也简单，并且测量结果能够符合精度的要求。

超声波测距可广泛用于食品、造纸工业、空间定位、发电厂、农业用水、采矿、环保测试、防洪、水文、明渠、公路限高等行业。