基于AT89C51单片机的超声波倒车雷达系统的设计

基于AT89C51单片机的超声波倒车雷达系统的设计

摘  要

近年来，我国的汽车数量正逐年增加。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。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。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。工作时，超声波发射器不断发射出一系列连续脉冲，给测量逻辑电路提供一个短脉冲。最后由信号处理装置对接收的信号依据时间差进行处理，自动计算出车与障碍物之间的距离。目前，国内外一般的超声波测距仪，其理想的测量距离为1m～5 m，因此大都用于汽车倒车雷达等近距离测距中。本文根据声波在空气中传播反射原理，以超声波换能器为接口部件，介绍了基于AT89C51单片机的超声波测距器。该设计由超声波发射模块、信号接收模块、单片机处理模块、数码显示以及声光告警显示模块等部分组成，文中详细介绍了测距器的硬件组成、检测原理、方法以及软件结构。超声波接收电路使用SONY公司的CX20106A红外检测专用芯片，该芯片常用于38kHz的检波电路，文中通过对芯片内部电路的仔细分析，设计出能够成功对40kHz超声波检波的硬件电路，距器使用数码管显示目标物的距离。

关键词：超声波  测距  AT89C51  倒车

目  录

摘  要 I

ABSTRACT II

1 绪论 1

1.1 设计的现状 1

1.2 设计的意义 2

1.3 目前国内倒车雷达的发展现状 2

2 总体设计方案 3

2.1 超声波测距 4

2.1.1 超声波测距原理 4

2.1.2、测量与控制方法 5

2.1.3、理论计算 5

2.1.4 影响精度的因素分析 6

2.1.5 提高精度的方案及系统设计 7

2.1.6 测量盲区 8

2.2 超声波传感器 9

2.2.1超声波传感器原理及结构 9

2.2.2超声波传感器的特性 11

2.2.3 超声波传感器的应用 13

3 硬件设计 14

3.1 超声波发射电路 14

3.2 超声波检测接收电路 15

3.2.1 集成电路CX20106A 15

3.2.2 超声波接收电路 17

3.3 超声波显示及控制部分电路 18

3.3.1 AT89C51单片机的原理及工作特点 18

3.3.2单片机实现测距原理 19

3.3.3 压电陶瓷超声波传感器 (TCF40-18TR1) 19

3.3.4 稳压电源电路 20

3.3.5 显示电路原理 21

3.3.6 温度测量电路 23

3.3.7 键盘控制电路 23

4软件设计 23

4.1 软件设计的要求 25

4.2 超声波测距的算法设计 25

4.3 主程序 26

4.4超声波发送及接收中断程序 28

4.5 显示子程序和蜂鸣报警子程序 30

5 系统的软硬件调试 30

结束语 31

致  谢 32

参考文献 33

附录1 超声波倒车雷达系统的设计 34

附录2 程序清单 35