基于51单片机的智能汽车防撞报警器的设计(含电路原理图,程序)
基于51单片机的智能汽车防撞报警器的设计(含电路原理图,程序)(课题申报表,任务书,开题报告,中期检查表,外文翻译,论文15200字,程序,答辩PPT)
摘 要
随着现代生活节奏的加快，交通事故频繁的发生，为了减少汽车之间的碰撞几率，提高汽车运行的安全性，本论文设计了一种基于MCS-51单片机控制的汽车防撞报警系统。该技术装置将单片机的实时控制及数据处理功能，与超声波的测距技术相结合，可检测汽车运行中障碍物与汽车的距离。通过数显装置显示距离，并由报警电路根据距离远近情况发出警告声。
本设计分别从硬件和软件两方面进行了设计，硬件方面主要由单片机系统、数码管显示电路、超声波发射电路和超声波接收电路、报警电路以及复位电路几部分组成。软件方面则是利用Keil C51进行程序的编写，然后输入单片机。本设计利用程序完成对整个系统的控制，利用硬件完成对本系统所有功能的执行。
关键词：MCS-51单片机；超声波；测距；CX20106A芯片
Abstract
With the accelerating pace of modern life, traffic accidents happen frequently, in order to improve the automobile running safety, a specially designed based on the 51 single chip microcomputer to control the vehicle anti-collision warning system. The technology of single chip microcomputer real-time control device is associated with the function of data processing and the ultrasonic distance measuring technology , which can detect the vehicle running in the rear of the obstacle and the automobile distance . Display the distance through the digital display device , and alarm circuit warning sound according to the distance .
The program is designed from the two aspects of the hardware and software , For hardware , it mainly composed of a single-chip microcomputer system and a digital display circuit , and ultrasonic emission circuit and an ultrasonic receiving circuit , reset circuit . For software , it mainly use the Keil C51 software to write the program , then put it in the single-chip microcomputer . The program complete the control of the whole system by program , and take advantage of the hardware to execute all functions of the system .
Key words: MCS-51 ; Ultrasonic ; the distance measurement ; CX20106A chip .
为了保证汽车运行的安全，设计这种由单片机控制的汽车防撞报警器，将单片机实时控制功能与超声波测距技术相结合，用以检测汽车后方障碍物与汽车的距离，通过检测到的距离来判断是否报警，以此达到汽车防撞的目的，以保证汽车的安全。同时通过数显装置显示检测到的距离。本文的主要研究工作和篇章结构概括如下：
第1章，概述部分，介绍了本课题的研究目的和意义，本课题应用技术的发展现状以及单片机的相关知识。 [资料来源：http://Doc163.com]
第2章，系统的设计方案和设计要求，介绍了测距方法的选择，单片机的选择，以及对系统的总体设计方案包括电路框图的设计，还有本设计的一些基本的设计要求。
第3章，超声波测距原理及各芯片的介绍，介绍了超声波测距的工作原理，以及单片机各个引脚的功能，还有各个硬件芯片的引脚功能的介绍。
第4章，系统的硬件设计，针对本设计中所有的硬件电路，逐一的进行分析，介绍其工作原理，并展示该电路的电路图。
第5章，系统的软件设计及调试，该章介绍了本设计的软件流程，程序的设计，以及调试的结果。
2.1测距方法选择
测距的方法也多种多样，先后出现了激光测距、微波雷达测距、超声波测距及红外线测距。其中激光测距和微波雷达测距大都用在军事和某些特定工业开发上，不适合应用到汽车的停车、倒车、防撞等一些领域中。然而红外线在空气中的传播速度太快，达到3×10 m/s, 如果利用发送信号与接收信号时间差的方法, 测量较近的距离，单片机来不急处理；而利用红外线反射回信号的强弱来判断距离远近，精度太差；并且红外线受天气的影响很大，容易受到外界干扰，影响准确度。所以红外线测距也不适合停车、倒车、防撞等方面的应用。经过比较，本设计采用超声波测距，以超声波传感器为核心组成的测距报警装置，该装置成本适中、适用范围广、有一定的推广性。 [资料来源：www.doc163.com]
2.2单片机选择
通常所说的C51就是指MCS-51系列单片机。AT89S51是一款与MCS-51系列兼容的单片机，它新增ISP在线编程功能、最高工作频率提高至33MHz、内部集成看门狗计时器、具有全新的加密算法，功能大大增强。
而AT89C2051与MCS-51兼容，它的特点是2K字节EPROM，128字节RAM，15根I/O线，2个16位定时记数器 。AT89S51与它相比有40个引脚，4kB片内程序存储器，128B的随机存取数据存储器（RAM），32个外部双向输入/输出（I/O）口，5个中断源，2个优先级，2个16位可编程定时计数器，2个全双工串行通信口，看门狗（WDT）电路，片内时钟振荡器。由此可见选择AT89S51具有更高的价值。
2.3本设计的设计方案
基于51单片机的智能汽车防撞报警器，系统具有测量障碍物距离及显示、报警处理、发射和接收等功能。系统以AT89S51单片机为核心，该装置将单片机的实时控制及数据处理功能，与超声波对汽车的测距技术相结合，实现对汽车防撞报警的功能，极大地简化了硬件设计。
本设计由控制系统、超声波发射电路、超声波接收电路、报警电路、LED显示电路组成，电路原理框图见图2-1。
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目 录
第1章 概 述 1
1.1 研究背景及意义 1
1.2 超声波探测距离的国内外发展现状 1
1.3 单片机的发展历史及应用 2
1.4 本文的主要内容 4
第2章 系统的设计方案 5
2.1测距方法选择 5
2.2单片机选择 5
2.3本设计的设计方案 5
2.4 本章小结 6
第3章 超声波测距原理及芯片介绍 7
3.1超声波测距原理 7
3.2控制器AT89S51的功能与特点 7
3.3 CX20106A接收芯片的介绍 9
3.4 74HC04反相器的介绍 11
3.5 本章小结 12
第4章 系统的硬件设计 13
4.1 超声波发射与接收电路 13
4.2 报警电路 15
4.3 数显电路 16
4.4 复位电路 17
4.5 本章小结 19
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第5章 系统的软件设计及调试结果 20
5.1系统的软件设计主流程 20
5.2 程序的设计 21
5.4 调试结果 22
5.5 本章小结 24
结 论 25
参考文献 26
致 谢 27
附 录 28