汽车倒车测距仪设计
《微机原理》课程设计
——汽车倒车测距仪
学院：自动化
专业：自动化
班级：09（2）班
姓名：李轶平
学号： 2（15）
设计日期：2010年1月13日
目录
一、课程设计目的及要求 (3)
1.1设计目的 (3)
1.2设计内容和要求 (3)
1.3 设计任务 (3)
二、超声波简介 (4)
2.1 超声波的含义 (4)
2.2 超声波的特点 (4)
三、设计方案分析 (4)
3.1 设计的思路 (4)
3.2 硬件部分 (4)
四、硬件部分设计 (6)
4.1整机连接图 (6)
4.2 8088最小系统 (6)
4.3 8255与数码管电路 (7)
4.4 8253及8259部分电路 (8)
五、软件部分设计 (9)
5.1设计思路及流程图 (9)
5.2程序清单 (11)
六、设计体会及总结 (16)
七、参考文献 (17)
一、课程设计目的及要求
1.1设计目的
1. 学会用汇编语言编写一个较完整的实用程序。
2. 掌握微型计算机技术应用开发的全过程：分析需求、设计原理图、选用元器
件、布线、编程、调试、撰写报告等步骤。
3、复习巩固本学期学到的相关知识,提高自身思考问题解决问题的能力,培养对本课
程的兴趣,提高动手的能力。
4、加强课程学习与生活实践的联系，运用所学知识与日常生活实践的结合。
5、学会用8086/8088解决实际问题的能力、硬件使用原理。
1.2设计内容和要求
1、设计一个微机控制的汽车倒车测距仪，能测量并显示车辆后部障碍物离车辆的距离，同
时用间歇的“嘟嘟”声发出警报，“嘟嘟”声间隙随障碍物距离缩短而缩短，驾驶员不但可以直接观察到检测的距离，还可以凭听觉判断车后障碍物离车辆距离的远近；
①开机后先显示“———”，并有开机指示灯。
②CPU发射超声波1ms，然后显示60ms；即1ms+60ms为一个工作周期，等待回波，在次周期内完成一次探测。
③根据距离远近发出报警声并显示距离。
④障碍物距离小于1m，距离值变化5cm更换显示，否则不更换；距离在1m以上，新值与原显示值之差大于10cm更换，否则不更换。
⑤用三LED位数码管显示障碍物距离
2、硬件电路原理图和软件框图；
3、编写控制程序，写出设计任务书（总结报告）。
1.3 设计任务
1、选用8088和适当的存储器及接口芯片完成相应的功能。
2、用LED显示器显示电子锁的当前状态。
3、画出详细的硬件连接原理图。
4、给出程序设计思路、画出软件流程图。
5、给出地址分配表。
6、给出所有程序清单并加上必要注释。
7、完成设计说明书（列出参考文献，所用器件型号）。
二、超声波简介
2.1 超声波的含义
当物体振动时会发出声音，科学家们将每秒振动的次数称为声音的频率，他的单位是HZ。我们人类耳朵能听到声波频率为20-20000HZ，当声波的频率大于20000HZ或小于20HZ时，我们便听不到。因此我们把频率高于20000HZ的声波称为超声波。
2.2 超声波的特点
(一) 超声波在传播时，方向性强，能量易于集中。
（二) 超声波能在各种不同媒质中传播，且可传播足够远的距离。
(三) 超声波与传声媒质的相互作用适中，易于携带有关传声媒质状态的信息（诊断或对传声媒质产生效应）。（治疗）
超声波是一种波动形式，它可以作为探测与负载信息的载体或媒介（如B超等用作诊断）。
声波同时又是一种能量形式，当其强度超过一定值时，它就可以通过与传播超声波的媒质的相互作用，去影响，改变以致破坏后者的状态，性质及结构（用作治疗）。
三、设计方案分析
3.1 设计的思路
本系统的设计思想是采用以C8051F单片机为核心，来设计一种低成本、高精度、微型化数字显示超声波测距仪。
超声波测距可测出回波和发射脉冲之间的时间间隔，利用S=Ct/2就可以算出距离，再在LED上显示出来。当然还可以设置若干个键，以用来控制电路的工作状态。限制的最大可测距离存有四个因素:超声波的幅度，反射面的质地，反射面和入射声波之间的夹角以及接收换能器的灵敏度。接收换能器对声波脉冲的直接接收能力将决定最小的可测距离。
3.2 硬件部分
本制作需要以8088为核心，其他可能还需要用到计数器8253、并行接口芯片8255、中断控制器8259，这些芯片我们在课堂上都已经有了解，现在通过课设将
他们运用到实际
题目要求系统能够用三位数码管显示当前的距离值，用到的数据端口会比较多。而8088的数据端口有限，需要通过8255进行并行扩展，通过8255扩展端口，以满足设计的端口需要。
同时题目要求用间歇的“嘟嘟”声发出警报，“嘟嘟”声间隙随障碍物距离缩短而缩短，驾驶员不但可以直接观察到检测的距离，还可以凭听觉判断车后障碍物离车辆距离的远近，而且要求根据距离远近发出报警声并显示距离。障碍物距离小于1m，距离值变化5cm更换显示，否则不更换；距离在1m以上，新值与原显示值之差大于10cm更换，否则不更换。这就需要有一个能够准确计数和计时的芯片，而我们这学期微机课程所学的计数器8253刚好可以满足这个要求，因而选用8255作为系统的计数器和计时器。
系统需要通过中断来判断计时或计数是否完成，而中断控制器8259有七个可屏蔽中断口，通过与计数器8253输出相连可以反映计数的结束与否。触发单片机进行中断处理，因而选用8259作为中断处理器。
四、硬件部分设计
4.1整机连接图
4.2 8088最小系统
本设计8088最小工作模式中，用了1片8284A作为时钟发生器，74LS373，用作地址锁存器；用了1片74LS245作为数据总线收发器，增加数据总线的驱动能力。原理图如图所示。
当用晶体振荡器作为振荡源时，晶体振荡器连在8284A 的X1和X2两端上，F/C接地。8284A输出的时钟频率均为振荡源频率的三分之一。同时它对READY 准备好信号和RESET复位信号进行同步，外部设备可以在任何时候发出这两个信号，8284A的内部逻辑电路在时钟后沿（下降沿）处使READY和RESET有效。
74LS373，作为地址锁存器。8282(8283)是带有三态缓冲器的8位通用数据锁存器。它们的引脚和内部结构如图2.9所示。两者的区别仅在于8282的8位输入
信号和输出信号之间是同相的，而8283的是反相的。当系统中所连的存储器和外设较多时，需要增加数据总线的驱动能力，这时，要用1片74LS245作为总线收发器。74LS245是三态输出8位双向数据缓冲器，OE是开启缓冲器的控制信号。当OE有效时，允许数据通过缓冲器；当OE无效时，禁止数据通过缓冲器，输出呈高阻状态。DIR是数据传送方向控制信号。
4.3 8255与数码管电路
8255是Intel系列的并行接口芯片，本电路中8255作为8088系统与外部设备接口。如图四所示8255数据线和控制线与8088单片机相连，以使单片机可以对8255进行编程。8255的A、B、C端口均定义为输出。A端口接数码管的字形线通过对8255三个端口的定义可以控制超声波的发射、蜂鸣器的鸣响和距离的显示。8255的端口地址经过分析可得88H-8AH（分别为端口A、端口B、端口C及方式控制字）
基于51单片机超声波测距仪设计【开题报告】
毕业论文开题报告 电子信息工程 基于51单片机超声波测距仪设计 一、课题研究意义及现状 随着社会的发展，传统的测距方法在很多场合已无法满足人们的需求。例如在井深、液位、管道长度测量等场合。传统的测距方法根本无法完成测量任务。还有在很多要求实时测距的情况下。传统的测距方法也不能很好地完成测量任务。于是一种新的测距方法——超声波测距应运而生。超声波测距仪是根据超声波遇到障碍物反射回来的特性进行测量的。超声波发射器向某一方向发射超声波，在发射同时开始计时，超声波在空气中传播，途中碰到障碍物就立即返回来，超声波接收器收到反射波就立即中断停止计时。通过不断检测产生波发射后遇到障碍物所反射的回波，从而测出发射超声波和接收到回波的时间差T，然后求出距离L。超声测距是一种非接触式的检测方式，它不受光线、被测对象颜色等影响。超声波传感器结构简单、体积小、信号处理可靠，所以检测比较迅速、方便、计算简单、易于做到实时控制。在移动机器人、汽车安全、海洋测量等上得到了广泛的应用。因此，本课题的研究是非常有实用和商业价值。 随着科学技术的快速发展，超声波测距仪的应用将会越来越广，这是一个蓬勃发展而又有无限前景的技术及产业领域。未来的超声波测距技术将朝着更高精度，更大应用范围，更稳定方向发展，死角问题也能得到解决。超声波测距仪将其通过51单片机来实现,成本低、精度高、操作简单、工作稳定可靠，非常适合于短距离测量定位。51单片机为许多控制提供了高度灵活和低成本的解决办法。充分利用它的片内资源，即可在较少外围电路的情况下构成功能完善的超声波测距系统，有很大的市场开发潜力。 二、课题研究的主要内容和预期目标 本课题主要设计一种基于单片机的超声测距系统。该系统以超声波的传播速度为确定条件，利用发射超声波与反射回波时间差来测量待测距离。课题主要内容包括硬件设计和软件设计。硬件设计主要包括单片机系统，超声波发射电路、超声波检测接收电路、数码管显示电路等。软件部分拟采用单片机C语言编程，便于维护和修改，主要是利用中断完成信号发射和接受中间所耗时间的计算，并进行相关的数据处理以得到准确的距离。本课题要求测量精确、可靠、显示正确。 三、课题研究的方法及措施 先通过上网、图书馆等各种途径，搜索与本课题相关的资料进行大量的阅读，从而从整体上对这个课题进行认识。然后根据查阅的资料作出总体方案的设计框图以及确定本设计的实现方法。本设计总体框图如下：
超声波测距仪的设计说明
题目：超声波测距仪的设计 超声波测距仪的设计 一、设计目的： 以51单片机为主控制器，利用超声波模块HC-SR04，设计出一套可在数码管上实时显示障碍物距离的超声波测距仪。 通过该设计的制作，更为深入的了解51的工作原理，特别是51的中断系统及定时器/计数器的应用；掌握数码管动态扫描显示的方法和超声波传感器测距的原理及方法，学会搭建51的最小系统及一些简单外围电路(LED显示电路)。从中提高电路的实际设计、焊接、检错、排错能力，并学会仿真及软件调试的基本方法。 二、设计要求： 设计一个超声波测距仪。要求： 1.能在数码管上实时显示障碍物的实际距离； 2.所测距离大于2cm小于300cm，精度2mm。 三、设计器材： STC89C52RC单片机 HC-SR04超声波模块 SM410561D3B四位的共阳数码管 9014三极管（4） 按键（1） 电容（30PF2，10UF1） 排阻（10K），万用板，电烙铁，万用表，5V直流稳压电源，镊子，钳子，
导线及焊锡若干，电阻（200欧5）。 四、设计原理及设计方案： （一）超声波测距原理 超声测距仪是根据超声波遇到障碍物反射回来的特性进行测量的。超声波发射器向某一方向发射超声波，在发射同时开始计时，超声波在空气中传播，途中碰到障碍物就立即返回来，超声波接收器收到反射波就立即中断停止计时。通过不断检测产生波发射后遇到障碍物所反射的回波，从而测出发射超声波和接收到回波的时间差T，然后求出距离L。基本的测距公式为：L=(△t/2)*C 式中 L——要测的距离 T——发射波和反射波之间的时间间隔 C——超声波在空气中的声速，常温下取为344m/s 声速确定后，只要测出超声波往返的时间，即可求得L。 根据本次设计所要求的测量距离的围及测量精度，我们选用的是HC-SR04超声波测距模块。(如下图所示)。此模块已将发射电路和接收电路集成好了，硬件上不必再自行设计繁复的发射及接收电路，软件上也无需再通过定时器产生40Khz的方波引起压电陶瓷共振从而产生超声波。在使用时，只要在控制端‘Trig’发一个大于15us宽度的高电平,就可以在接收端‘Echo’等待高电平输出。单片机一旦检测到有输出就打开定时器开始计时。 当此口变为低电平时就停止计时并读出定时器的值，此值就为此次测距的时间，再根据传播速度方可算出障碍物的距离。 （二）超声波测距模块HC-SR04简要介绍 HC-SR04超声波测距模块的主要技术参数使用方法如下所述： 1. 主要技术参数： ①使用电压：DC5V ②静态电流：小于2mA ③电平输出：高5V
-汽车倒车测距仪
一、应用系统的一般构成 1、硬件系统 按照系统所需功能，系统硬件结构可以划分为三大主要模块：测距系统、控制系统以及显示和语音报警系统。系统总体结构框图如1所示. 图1 系统总体结构图 其中测距系统有超声波发射、接收子系统构成；控制部分以AT89S51单片机为核心，其P1.0口输出低电平控制超声波发射电路产生40KHz的超声波，利用外部中断监测超声波接收电路输出的返回信号；显示报警部分由显示系统及语音系统构成，其中显示系统采用简单实用的4位共阳8段LED数码管。 二、设计原则和要求 倒车测距仪是一个由单片机控制的汽车泊车安全辅助装置。该测距仪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、传感器技术相结合，能够测量并显示车辆后部障碍物里车辆的距离，同时用间歇的“嘟嘟”声发出警报，“嘟嘟”声间隙随障碍物距离的缩小而缩短，驾驶员不但可以直接观察到显示的距离，还可以凭听觉判断车后障碍物离车辆的远近，解除了驾驶员泊车和起动车辆时前后左右探视所引起的困扰，并可以帮助驾驶员扫除视野死角和视线模糊的缺陷，提高驾驶的安全性。 三、基本设计内容和步骤 本文将在以单片机为控制核心的基础上，设计出汽车倒车测距仪的电路，并通过数码管显示及蜂鸣器报警来提示障碍物与车后的距离。
分别完成单片机控制电路设计、数码管显示电路设计、蜂鸣器报警电路设计、按键控制电路设计及超声波测距模块的安装与调试等。软件设计中，通过汇编语言编写程序，完成单片机对外围芯片的驱动与控制，从而完成整个汽车倒车测距仪的功能实现。 四、硬件和软件的具体设计 1、系统硬件的具体设计 （1）单片机控制电路设计 采用AT89S51作为系统控制器。它是美国ATMEL公司生产的低功耗、高性能CMOS 8位单片机，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准8051指令系统及引脚。它集Flash程序存储器既可在线编程，也可用传统方法进行编程。AT89S51提供以下标准功能：4k字节Flash闪速存储器，128字节内部RAM，32个I/O口线，看门狗，2个数据指针，2个16位定时/计数器，一个5向量两级中断结构，一个全双工串行通信口，单片机振荡器及时钟电路。 同时AT89S51可降至0Hz的静态逻辑操作，并支持两种软件可选的节电工作模式。 空闲方式停止CPU的工作，但允许RAM，定时/计数器，串行通信口及中断系统继续工作。掉电方式保存RAM中的内容，但振荡器停止工作并禁止其它所有部件工作直到下一个硬件复位。 单片机最小系统是指能让单片机工作的最简单的电路，包括电源电路、振荡电路、复位电路，如图2
超声波测距仪单片机课设实验资料报告材料
微机原理与单片机系统课程设计 业：专轨道交通信号与控制 级：班1305 交控
姓名：贺云鹏 学号： 201310104 指导教师：建国 交通大学自动化与电气工程学院 30 日 12 2015 年月 超声波测距仪设计设计说明1 设计目的1.1 测量声波在发超声波测距的原理是利用超声波在空气中的传播速度为已知，根据发射和接收的时间差计算出发射点到障碍射后遇到障碍物反射回来的时间，物的实际距离。超声波测距主要应用于倒车提醒、建筑工地、工业现场等的距离测量。 超声波在气体、液体及固体中以不同速度传播，定向性好、能量集中、传输过程中衰减较小、反射能力较强。超声波能以一定速度定向传播、遇障碍物后形成反射，利用这一特性，通过测定超声波往返所用时间就可计算出实际距离，从而实现无接触测量物体距离。超声波测距迅速、方便，且不受光线等因素影响，广泛应用于水文液位测量、建筑施工工地的测量、现场的位置监控、振动仪车辆倒车障碍物的检测、移动机器入探测定位等领域。 1.2 设计方法 本课题包括数据测距模块、显示模块。测距模块包括一个HC-SR04超声波测距模块和一片AT89C51单片机，该设计选用HC-SR04超声波测距模块，通过单片机对超声波进行计时并根据超AT89C51发射和接受超声波，使用HC-SR04．声波在空气中速度为340米每秒的特性计算出距离。显示模块包括一个4位共阳极LED数码管和AT89C51单片机，由AT89C51单片机控制数码管动态显示距离。 1.3 设计要求 采用单片机为核心部件，选用超声波模组，实现对距离的测量，测量距离能够通过显示输出(LED，LCD)。 2 设计方案及原理 2.1超声波测距模块设计
基于51单片机的超声波测距仪设计
自动化技术综合实训报告 实训题目： 院 专 班 姓 学 指导教师： 实训地点： 开课时间：
序号 评价内容 分数 序 号 评价内容 分数 1 出勤（10 分） 3 实训任务完成情况（50 分） 2 课题难度分值（10 分） 4 实训总结报告（30 分） 实训总成绩： 94 分 学生姓名： 魏*星 实训评分 指导教师评语： 指导教师（签名）： 年 月
目录 第 1章绪论 1.1实训的目和要求 1.2实训课题设计功能描述……………………………………………………… 1.3应解决的问题………………………………………………………………第 2章整体设计方案 2.1设计原理 2.2整体系统设计………………………………………………………………第 3章硬件电路设计 3.1电路原理图 3.2元件清单…………………………………………………………………… 3.3重要电路介绍 3.3.1复位与晶振电路…………………………………………………… 3.3.2超声波发射电路…………………………………………………… 3.3.3超声波接收检测电路……………………………………………… 3.3.4显示电路 第 4章软件设计 4.1系统软件设计 4.2程序流程图 4.3程序设计与调试 第 5章制板焊接调试 5.1仿真结果与 PCB图 5.2焊制电路板、实物运行调试 5.3误差分析与校正讨论 总结与体会 谢词 参考文献 附录
第1章绪论 1.1实训的目的和要求 生产实训是自动化专业本科生在校期间必须进行的主要实践环节之一，是培养学生工程实践能力、提高学生工程素质的一个重要组成部分。作为一名工科学生，将来从事自动化及相关工作，为了让我们能尽早的认识社会实践，了解工业生产，提高自己的动手意识，强化个人素质，增强理论联系实际的观念，学校给我们安排了为期两周的专业实训，让我们学到的理论知识和实践联系到一起，为我们以后的走向社会打下一个坚实的基础。 这次实训的主要目的是让大家进一步了解 AT89 系列单片机的引脚、功能，晶振电路、显示电路和信号输入输出电路的设计，熟悉使用 keil 软件和用汇编语言编程完成各种处理和控制，同时学习使用软件对电路进行设计，对项目进行仿真、调试，以及 PCB 板的制作等，最主要的是了解一个小型项目的研发过程，从项目的提出到项目实现需要怎样一步步来完成，项目完成事应该大概掌握以上要求。 1.2实训课题设计功能描述 我们小组选择的课题是基于 AT89C51 单片机的超声波测距仪设计。 由于超声波指向性强，能量消耗缓慢，在介质中传播距离较远，因而超声波被广泛用于距离的测量。利用超声波检测往往比较迅速、方便，计算简单易于做到实时控制，并且在测量精度方面能达到工业实用的要求，测量时与被测物体无直接接触的特点，使得其具有很大的使用价值。 我们最熟悉的超声波测距的应用是声纳系统，是超声波测距在军事上的终极使用，研制具有更高定位精度的被动测距声纳，以满足水中武器实施全隐蔽攻击的需要；实现超远程的被动探测和识别；研制更适合于浅海工作的潜艇声纳，特别是解决浅海水中目标识别问题；大力降低潜艇自噪声，改善潜艇声纳的工作环境。无庸置疑，未来的超声波测距仪将与自动化智能化接轨，与其他的测距仪集成和融合，形成多测距仪。随着测距仪的技术进步，测距仪将从具有单纯判断功能发展到具有学习功能，最终发展到具有创造力。 除了军事，日常生活和工业上也广泛应用，如：倒车雷达，建筑施工工地以及一些工业现场在液位测量、井深测量、管道长度测量等场合的使用。 1.3设计研究的要求及主要内容应解决的问题 本项目需要通过学习和查阅资料，了解和掌握如下知识： 1. +5V电源原理及设计 2.单片机复位电路工作原理及设计 3.单片机晶振电路工作原理及设计 4.七段 LED显示原理及设计 5.超声波传感器的应用及设计 6.电路的接线 7.AAT89C51单片机的引脚 8.单片机汇编语言及设计
汽车倒车测距仪的设计
汽车倒车测距仪的设计
大学本科生毕业设计（论文） 目录 摘要 (2) Abstract (2) 第一章绪论 (3) 1. 1 研究背景 (3) 1. 2 发展概况和当前存在的问题 (4) 1. 2. 1 发展概况 (4) 1. 2. 2 当前存在的问题 (4) 1. 3 本设计的主要内容和目的 (5) 第二章系统方案相关理论 (6) 2. 1 汽车倒车超声波测距系统主要功能的概述 (6) 2. 2 汽车倒车超声波测距系统的原理 (7) 2. 3 超声波测距系统的主要技术指标 (9) 第三章硬件设计及调试 (10) 3. 1 系统装置的硬件组成 (10) 3. 1. 1 单片机控制系统 (10) 3. 1. 2 超声波发射电路 (11) 3. 1. 3 超声波接受电路 (11) 3. 1. 4 LED液晶显示电路 (13) 3. 2 焊接 (14) 3. 3 调试过程及方法 (14) 第四章软件设计及调试 (16) 4. 1 系统软件设计整体介绍 (16) 4. 2 系统的程序 (17) 4. 3 软件调试简介 (24) 第五章总结 (25) 致谢 (26) 参考文献 (27) - 1 -
大学本科生毕业设计（论文） 汽车倒车测距仪 摘要 随着科学技术的快速发展，超声波在传感器中的应用也越来越广。但就目前技术水平来说，人们可以具体利用的传感技术还十分有限，因此，这是一个正在蓬勃发展而又有无限前景的技术及产业领域。而本文介绍的是一种可应用于倒车测距仪的超声波测距系统。本系统采用STC89C52单片机为核心，结合发射和接受模块以及液晶显示构成整个的测距系统，该系统能够在汽车以较低的速度进行倒车的过程中，识别出车后部的障碍物，并能够测量车与障碍物之间的距离，在车辆与障碍物发生碰撞前，发出声光报警，提醒司机刹车。倒车测距仪是用来探测车身和周围的障碍物并显示其距离，以帮助驾驶员安全倒车或停车的辅助电子设备，对驾驶员倒车的安全起到了很大作用。因此本系统的设计具有广泛的运用价值和意义。 关键词：传感技术超声波测距运用价值 Abstract With the rapid development of science and technology, in the application of ultrasonic sensors is more and more widely. But so far the technical level, the specific use range finder technology is limited, so, it is a vigorous development and infinite prospect areas of technology and industry. And this paper is a kind of can be applied to reverse the ranger ultrasonic ranging system. The system uses the STC89C52 microcontroller as the core, combining the launch and accept modules and liquid crystal display constitute the whole range finder system, This system can be identify obstacles at the back of the car and able to measure the distance between the car and the obstacles,and before the car run into obstacles,it can give out sound and light alarm signal, remind the driver brakes,when the car reversing with a low speed ,.Reverse rangefinder is an assist electronic equipment what can used to detect the body and the surrounding obstacles and show the distance, to help the driver safety reversing or parking,It plays a large role when the drive reversing So the design of system has broad application value and meaning. Keyword：sensor technology ultrasonic ranging use Value 第一章绪论 - 2 -
任务书 单片机在汽车倒车测距仪中的应用设计
天津城市建设学院 课程设计任务书 2010 —2011学年第1 学期 电子与信息工程系电子信息工程专业 课程设计名称：单片机原理及接口技术 设计题目：单片机在汽车倒车测距仪中的应用设计 完成期限：自2010 年9月6日至2010 年9月10 日共1 周 设计依据、要求及主要内容： 一．程设计的目的 1．进一步熟悉和掌握单片机的结构及工作原理。 2．掌握单片机的接口技术及相关外围芯片的外特性，控制方法。 3．通过课程设计，掌握以单片机核心的电路设计的基本方法和技术。 4．通过实际程序设计和调试，逐步掌握模块化程序设计方法和调试技术。 5．通过完成一个包括电路设计和程序开发的完整过程，了解开发一单片机应用系统的全过程，为今后从事相应打下基础。 二．课程设计的基本要求 1.认真认识设计的意义，掌握设计工作程序，学会使用工具书和技术参考资料， 并培养科学的设计思想和良好的设计作风。 2.提高模型建立和设计能力，学会应用相关设计资料进行设计计算的方法。 3.提高独立分析、解决问题的能力，逐步增强实际应用训练。 4.课程设计的说明书要求简洁、通顺，计算正确，图纸表达内容完整、清楚、规 范。 5.课程设计说明书封面格式要求见《天津城市建设学院课程设计教学工作规范》 附表1。 三．课程设计具体要求 a) 要求每位同学独立完成设计任务。 b) 原理图设计。 1．原理图设计要符合项目的工作原理，连线要正确。 2．图中所使用的元器件要合理选用，电阻，电容等器件的参数要正确标明。3．原理图要完整，CPU，外围器件，扩器接口，输入/输出装置要一应俱全。 c) 程序调计 1．根据要求，将总体项能分解成若干个子功能模块，每个功能模块完成一个特定的功能。 2．根据总体要求及分解的功能模块，确定各功能模块之间的关系，设直出完整的程序流程图。 d) 设计说明书
单片机应用_超声波测距器
单片机课程设计 一、需求分析： 超声波测距器，可以应用于汽车倒车、建筑施工工地以及一些工业现场的位置监控，也可用于如液位、井深、管道长度的测量等场合。要求测量围在１m，测量精度1cm，测量时与被测物体无直接接触，能够清晰稳定地显示测量结果。由于超声波指向性强，能量消耗缓慢，在介质中传播的距离较远，因而超声波经常用于距离的测量，如测距仪和物位测量仪等都可以通过超声波来实现。利用超声波检测往往比较迅速、方便、计算简单、易于做到实时控制，并且在测量精度方面能达到工业实用的要求，因此在移动机器人的研制上也得到了广泛的应用。 本文旨在设计一种能对中近距离障碍物进行实时测量的测距装置，它能对障碍物进行适时、适量的测量，起到智能操作，实时监控的作用。 关键词单片机AT82S51 超声波传感器测量距离 二、硬件设计方案 设计思路 超声波传感器及其测距原理 超声波是指频率高于20KHz的机械波。为了以超声波作为检测手段，必须产生超生波和接收超声波。完成这种功能的装置就是超声波传感器，习惯上称为超声波换能器或超声波探头。超声波传感器有发送器和接收器，但一个超声波传感器也可具有发送和接收声波的双重作用。超声波传感器是利用压电效应的原理将电能和超声波相互转化，即在发射超声波的时候，将电能转换，发射超声波；而在收到回波的时候，则将超声振动转换成电信号。
超声波测距的原理一般采用渡越时间法TOF（time of flight）。首先测出超声波从发射到遇到障碍物返回所经历的时间，再乘以超声波的速度就得到二倍的声源与障碍物之间的距离 测量距离的方法有很多种，短距离的可以用尺，远距离的有激光测距等，超声波测距适用于高精度的中长距离测量。因为超声波在标准空气中的传播速度为340米/秒，由单片机负责计时，单片机使用12.0M晶振，所以此系统的测量精度理论上可以达到毫米级。 由于超声波指向性强，能量消耗缓慢，在介质中传播距离远，因而超声波可以用于距离的测量。利用超声波检测距离，设计比较方便，计算处理也较简单，并且在测量精度方面也能达到要求。 超声波发生器可以分为两类：一类是用电气方式产生超声波，一类是用机械方式产生超声波。本课题属于近距离测量，可以采用常用的压电式超声波换能器来实现。 根据设计要求并综合各方面因素，可以采用AT89S51单片机作为主控制器，用动态扫描法实现LED数字显示，超声波驱动信号用单片机的定时器完成，超声波测距器的系统框图如下图所示： 超声波测距器系统设计框图 主要由单片机系统及显示电路、超声波发射电路和超声波检测接收电路三部分组成。采用AT89S51来实现对CX20106A红外接收芯片和TCT40-10系列超声波转换模块的控制。单片机通过P1.0引脚经反相器来控制超声波的发送，然后单片机不停的检测INT0引脚，当INT0引脚的电平由高电平变为低电平时就认为超声波已经返回。计数器所计的数据就是超声波所经历的时间，通过换算就可以得到传感器与障碍物之间的距离。
基于单片机的超声波测距系统实验报告
基于单片机的超声波测距系统实验报告
一、实验目的 1.了解超声波测距原理； 2.根据超声波测距原理，设计超声波测距器的硬件结构电路； 3.对设计的电路进行分析能够产生超声波，实现超声波的发送与接收，从而实现利用 超声波方法测量物体间的距离； 4.以数字的形式显示所测量的距离； 5.用蜂鸣器和发光二极管实现报警功能。 二、实验容 1.认真研究有关理论知识并大量查阅相关资料，确定系统的总体设计方案，设计出系 统框图； 2.决定各项参数所需要的硬件设施，完成电路的理论分析和电路模型构造。 3.对各单元模块进行调试与验证； 4.对单元模块进行整合，整体调试； 5.完成原理图设计和硬件制作； 6.编写程序和整体调试电路； 7.写出实验报告并交于老师验收。 三、实验原理 超声波测距是通过不断检测超声波发射后遇到障碍物所反射的回波，从而测出发射和接收回波的时间差t，然后求出距S=Ct/2，式中的C为超声波波速。由于超声波也是一种声波，其声速C与温度有关。在使用时，如果温度变化不大，则可认为声速是基本不变的。如果测距精度要求很高，则应通过温度补偿的方法加以校正。声速确定后，只要测得超声波往返的时间，即可求得距离。这就是超声波测距仪的机理，单片机(AT89C51)发出短暂的40kHz信号,经放大后通过超声波换能器输出；反射后的超声波经超声波换能器作为系统的输入,锁相环对此信号锁定,产生锁定信号启动单片机中断程序,得出时间t,再由系统软件对其进行计算、判别后,相应的计算结果被送至LED显示电路进行显示。 （一）超声波模块原理： 超声波模块采用现成的HC-SR04超声波模块，该模块可提供 2cm-400cm 的非接触式距离感测功能，测距精度可达高到 3mm。模块包括超声波发射器、接收器与控制电路。基本工作原理：采用 IO 口 TRIG 触发测距，给至少 10us 的高电平信号;模块自动发送 8 个 40khz 的方波，自动检测是否有信号返回；有信号返回，通过 IO 口 ECHO 输出一个高电平，高电平持续的时间就是超声波从发射到返回的时间。测试距离=(高电平时间*声速(340M/S))/2。实物如下图1。其中VCC 供5V 电源，GND 为地线，TRIG 触发控制信号输入，ECHO 回响信号输出等四支线。
汽车倒车测距仪设计
《微机原理》课程设计 ——汽车倒车测距仪 学院：自动化 专业：自动化 班级：09（2）班 姓名：李轶平 学号： 2（15） 设计日期：2010年1月13日
目录 一、课程设计目的及要求 (3) 1.1设计目的 (3) 1.2设计内容和要求 (3) 1.3 设计任务 (3) 二、超声波简介 (4) 2.1 超声波的含义 (4) 2.2 超声波的特点 (4) 三、设计方案分析 (4) 3.1 设计的思路 (4) 3.2 硬件部分 (4) 四、硬件部分设计 (6) 4.1整机连接图 (6) 4.2 8088最小系统 (6) 4.3 8255与数码管电路 (7) 4.4 8253及8259部分电路 (8) 五、软件部分设计 (9) 5.1设计思路及流程图 (9) 5.2程序清单 (11) 六、设计体会及总结 (16) 七、参考文献 (17)
一、课程设计目的及要求 1.1设计目的 1. 学会用汇编语言编写一个较完整的实用程序。 2. 掌握微型计算机技术应用开发的全过程：分析需求、设计原理图、选用元器 件、布线、编程、调试、撰写报告等步骤。 3、复习巩固本学期学到的相关知识,提高自身思考问题解决问题的能力,培养对本课 程的兴趣,提高动手的能力。 4、加强课程学习与生活实践的联系，运用所学知识与日常生活实践的结合。 5、学会用8086/8088解决实际问题的能力、硬件使用原理。 1.2设计内容和要求 1、设计一个微机控制的汽车倒车测距仪，能测量并显示车辆后部障碍物离车辆的距离，同 时用间歇的“嘟嘟”声发出警报，“嘟嘟”声间隙随障碍物距离缩短而缩短，驾驶员不但可以直接观察到检测的距离，还可以凭听觉判断车后障碍物离车辆距离的远近； ①开机后先显示“———”，并有开机指示灯。 ②CPU发射超声波1ms，然后显示60ms；即1ms+60ms为一个工作周期，等待回波，在次周期内完成一次探测。 ③根据距离远近发出报警声并显示距离。 ④障碍物距离小于1m，距离值变化5cm更换显示，否则不更换；距离在1m以上，新值与原显示值之差大于10cm更换，否则不更换。 ⑤用三LED位数码管显示障碍物距离 2、硬件电路原理图和软件框图； 3、编写控制程序，写出设计任务书（总结报告）。 1.3 设计任务 1、选用8088和适当的存储器及接口芯片完成相应的功能。 2、用LED显示器显示电子锁的当前状态。 3、画出详细的硬件连接原理图。 4、给出程序设计思路、画出软件流程图。 5、给出地址分配表。 6、给出所有程序清单并加上必要注释。 7、完成设计说明书（列出参考文献，所用器件型号）。
汽车倒车测距仪设计任务书
《微机原理综合训练》设计任务书 题目：汽车倒车测距仪设计 学生姓名：学号：班级： 题目类型：设计性指导教师： 一、课程设计题目 汽车倒车测距仪设计。 二、题目简介 以汽车倒车测距仪设计为背景，对汽车倒车测距仪进行分析和设计。 通过该题目的分析和设计，学习微机软、硬件系统设计开发过程，加深微机原理及应用课程基础知识的理解和综合运用能力，熟悉集成电路芯片的使用方法，熟悉微机编程及接口电路，学习体会工程实际设计的过程，培养学生独立解决实际工程问题的综合能力。学生初步得到用汇编语言书写程序的训练，全面培养程序设计过程中的分析、设计、编码、测试及文档规范书写的能力，得到运用汇编语言的综合训练，提高解决实际问题的能力。 三、设计任务 学生通过该题目的设计过程，可以初步掌握汇编语言的运用、软件开发方法并提高解决实际问题的能力。 设计一个微机控制的汽车倒车测距仪，能测量并显示车辆后部障碍物离车辆的距离，同时用间歇的“嘟嘟”声发出警报，“嘟嘟”声间隙随障碍物距离缩短而缩短，驾驶员不但可以直接观察到检测的距离，还可以凭听觉判断车后障碍物离车辆距离的远近； 1. 开机后先显示“———”，并有开机指示灯。 2.CPU 发射超声波 1ms，然后显示 60ms；即 1ms+60ms 为一个工作周期，等待回波，在次周期内完成一次探测。 3. 根据距离远近发出报警声并显示距离。障碍物距离小于 1m，距离值变化 5cm 更换显示，否则不更换；距离在 1m 以上，新值与原显示值之差大于10cm 更换，否则不更换。 4.用三 LED 位数码管显示障碍物距离。 5.程序采用汇编语言在PC机上完成。
6.同时完成符合学校要求的设计计算说明书。 7. 提倡创新。 四、设计要求 1.利用Intel 8086 CPU及其相应的外围扩展电路及接口电路，设计系统硬件原理图，并绘制于2号工程图纸。 2.给出程序的设计思路，设计系统软件流程框图，并绘制于2号工程图纸。 3.完成设计计算说明书。 五、提交的成果 1. 设计计算说明书一份，包括以下内容： (1) 封面； (2) 设计任务书 (3) 课题摘要； (4) 目录； (5) 正文： ①简要说明本设计的基本内容、用途及特点； ②方案比较及论证； ③硬件系统说明（硬件设计思路、系统构成框图、芯片选择、存储空间与I/O地址分配）； ④画出完整的硬件电路图，并说明电路的工作原理； ⑤软件系统说明（软件设计思路、源程序清单及必要的注释）； ⑥主要单元电路的设计及参数计算； ⑦列出所用元器件及集成芯片型号； ⑧指出所设计电路的特点和方案的优缺点； ⑨总结体会； ⑩参考文献。 备注：设计计算说明书要求用黑色字迹手写。 2. 系统硬件原理图纸。 3. 系统软件流程框图纸。 六、主要参考文献
基于单片机汽车倒车测距仪设计
- - - 机电职业技术院 毕业设计（论文）作者：真学号：40831450 系部：电气工程系 专业：应用电子技术 题目：基于单片机的汽车倒车测距仪的设计 指导者：平王建青 评阅者： 2011 年05 月
- - - 毕业设计（论文）中文摘要
毕业设计（论文）外文摘要
目录 1绪论 (1) 2 超声波传感器的介绍 (2) 2.1超声波传感器的概述 (2) 2.2 超声波传感器的特点 (3) 2.3超声效应 (3) 2.4超声波传感器的应用 (4) 3 单片机的介绍............................................................................... ..5 3.1 单片机的定义.. (5) 3.2 单片机的特点 (5) 3.3 单片机的应用 (5) 3.4 AT89C51单片机的介绍 (6) 4 汽车倒车测距仪的硬件设计 (9) 4.1 设计的思路 (9) 4.2 设计的重点与难点........................................................................ .9 4.3硬件设计的基本原理及原理图.. (9) 5超声波汽车倒车测距仪软件设计 (14) 5.1 主程序编制及流程图 (16) 5.2 中断服务程序的流程图及编制 (16) 5.3 显示距离子程序和延时子程序 (17) 5.4信号处理程序 (18) 5.5程序中有关存储器，寄存器及标志位的容及用途…………………………. .21 结论……………………………………………………………………….................. 23 致 (25) 参考文献 (26)
基于单片机的超声波测距仪设计
基于单片机的超声波测距仪设计
基于单片机的超声波测距仪设计 1总体设计方案介绍 1.1超声波测距原理 发射器发出的超声波以速度υ在空气中传播，在到达被测物体时被反射返回，由接收器接收，其往返时间为t，由s=vt/2即可算出被测物体的距离。由于超声波也是一种声波，其声速v 与温度有关，下表列出了几种不同温度下的声速。在使用时，如果温度变化不大，则可认为声速是基本不变的。如果测距精度要求很高，则应通过温度补偿的方法加以校正。 表1-1 超声波波速与温度的关系表 表1-1 1.2超声波测距仪原理框图如下图 单片机发出40kHZ的信号，经放大后通过超声波发射器输出；超声波接收器将接收到的超声波信号经放大器放大，用锁相环电路进行检波处理后，启动单片机中断程序，测得时间为t，再由软件进行判别、计算，得出距离数并送LED
显示。 图1-1 超声波测距仪原理框图 2 系统的硬件结构设计 硬件电路的设计主要包括单片机系统及显示电路、超声波发射电路和超声波检测接收电路三部分。单片机采用AT89C51或其兼容系列。采用12MHz高精度的晶振，以获得较稳定时钟频率，减小测量误差。单片机用P1.0端口输出超声波换能器所需的40kHz的方波信号，利用外中断0口监测超声波接收电路输出的返回信号。显示电路采用简单实用的4位共阳LED数码管，段码用74LS244驱动，位码用PNP三极管8550驱动。 2.1 51系列单片机的功能特点及测距原理 2.1.1 51系列单片机的功能特点 5l系列单片机中典型芯片(AT89C51)采用40引脚双列直插封装(DIP)形式，内部由CPU，4kB的ROM，256 B的RAM，2个16b的定时／计数器TO和T1，4个8 b的工／O端I：IP0，
汽车倒车测距仪毕业设计开题报告
本科生毕业设计（论文）开题报告毕业设计题目：汽车倒车测距仪的研究 学院：信息科学与工程学院 专业班级：电子信息工程XX班 学生姓名：XXX 指导教师：XXX 2012年3月20日
汽车倒车测距仪的研究 一、课题研究的目的和意义 随着我国经济的飞速发展，交通运输车辆的不断增多，由此产生的交通问题越来越为人们所关注。由于倒车后视镜有死角，驾车者目测距离有误差，视线模糊等原因，倒车事故发生的频率远大于汽车前进时的事故率。倒车事故不仅会对自己的车和他人财物造成损伤如果伤及儿童更是不堪设想。有鉴于此，汽车产品家族中，专为倒车泊车而设计的“倒车测距仪”应运而生。经过调查，绝大部分非职业汽车驾驶员都希望有一种能发现汽车尾部障碍物的“后视眼”。倒车测距仪的加装可以解决驾驶人员的后顾之忧，大大降低倒车事故的发生。 倒车测距仪是一个由单片机控制的汽车泊车安全辅助装置。该测距仪讲单片机的实时控制及数据处理功能，与超声波的测距技术、传感器技术相结合，能够测量并显示车辆后部障碍物里车辆的距离，同时用间歇的“嘟嘟”声发出警报，“嘟嘟”声间隙随障碍物距离的缩小而缩短，驾驶员不但可以直接观察到显示的距离，还可以凭听觉判断车后障碍物离车辆的远近，解除了驾驶员泊车和起动车辆时前后左右探视所引起的困扰，并可以帮助驾驶员扫除视野死角和视线模糊的缺陷，提高驾驶的安全性。 本文介绍了一种基于单片机的超声波测距倒车辅助系统，该系统可以精确测得车尾与障碍物的距离，指导司机安全倒车。 二、课题研究的主要任务和预期目标 1．主要任务及要求 设计一个微机控制的汽车倒车测距仪，能测量并显示车辆后部障碍物离车辆的距离，同时用间歇的“嘟嘟”声发出警报，“嘟嘟”声间隙随障碍物距
基于51单片机超声波测距仪
基于51单片机超声波测距仪
基于51单片机的超声波测距仪设计 摘要 利用超声波进行测距有许多优点比如不受光强度、色彩和电磁场等外界因素的影响，而且超声波传感器的价位较低、结构也较为简单，超声波以声速传播，方便收发与计算。在汽车倒车雷达、移动机器人的避障、特别是测量距离等许多方面都已有了非常普遍的应用。 本次毕业设计的超声波测距仪是在STC89C51单片机的基础上设计的，在分析和了解了超声波的一些优点和特性后，又查看了利用超声波测距的基本原理。最后决定使用51单片机系统和超声波传感器共同组成。设计的超声波测距仪的硬件部分主要包括电源及复位模块、单片机与超声波模块组成的超声波发射模块、超声波接收模块、LED数码显示模块和扩展报警模块。软件部分主要包括单片机主程序、根据超声波发射与接收计算距离程序、LED距离显示程序、按键控制程序和蜂鸣器报警程序，这样安排使得系统具有模块化的特点。系统容易进行控制，具有可靠地的性能，具有较高的测量精度，最重要的是能对距离进行实时测量。 关键词：单片机，测距仪，超声波，实时测量
Design of Ultrasonic Distance Meter Based on 51 MCM ABSTRACT Using ultrasonic ranging has many advantages for example, from the effects of light intensity, color and electromagnetic field and other external factors and price lower ultrasonic sensors, the structure is simple, ultrasonic sounds velocity, convenient transceiver and calculation. In the car reverse radar, mobile robot obstacle avoidance, especially measuring distance and many other aspects have been very common application. The graduation design of ultrasonic range finder based on STC89C51 MCU design, analysis and understanding of the some advantages and characteristics of ultrasonic and looked at the use of the basic principle of ultrasonic distance measurement. Finally, the composition of the 51 single-chip microcomputer system and ultrasonic sensor is decided.. The design of ultrasonic rangefinder hardware part consists of the power and reset module, SCM and ultrasonic module consists of ultrasonic emission module, ultrasonic receiving module, LED digital display expansion module and alarm module. Software part mainly includes MCU program, according to the ultrasonic transmitting and receiving computing program distance, the distance of LED display program, key control procedures and buzzer alarm procedures, this arrangement enables the system to have the characteristics of modular. The system is easy to control and has the reliable performance, and has the higher accuracy, and the most important is the real-time measurement of the distance. KEY WORDS: Single chip microcomputer，Range finder，Ultrasonic，Real-time measurement
汽车倒车测距仪原理及电路分析
汽车倒车测距仪原理及电路分析 汽车倒车测距仪能测量并显示车辆后部的障碍物离车辆的距离，同时可根据报警“嘟嘟”声的间隙来判断距离的远近。主要技术指标：最大探测距离5m;测距相对误差〈士5%;工作环境：-10~55C。雨、雪、雾及黑夜均不受影响。 汽车倒车测距仪电路图a为汽车倒车测距仪电路原理图。IC1、IC2、IC3组成单片机的最小系统。IC3为CPU芯片，IC1为接口电路，IC2为EPROM，内存汽车倒车测距工作程序。仪器有3位LED数码管显示距离，小数点固定在第一位数字后.显示单位为米。IC3的P1 口输出7段显示信号，低电平有效。IC3第10~12脚为数显控制端，低电平有效。数显系统采用扫描显示。IC3第14脚为发射电路控制端，卨电平有效。 汽车倒车测距仪电路图b为40kHz超声波发射电路，IC4为2输人端4与非门，其中两个门组成多谐振荡器.调冇RP1可调节其振荡频率。IC3第13脚为接收信号输人端，低电平有效。汽车倒车测距仪电路图c为音频报警电路。 汽车倒车测距仪电路图d为反射信号接收电路，第二级放大器反馈回路采用LC并联谐振，以提高整机抗干扰性能.U采用收录机陷波线圈，调谐在40kHZ频率上。放大后的反射信号，经VD2、C12整流滤波后输入IC6第4只运放进行电压比较.调节R17,即能调节整机接收距离。当信号有效时，VT5管输出一个低电平脉冲。系统软件根据发射信号和接收信号之间的时间差计算并转换成距离信号予以显示报警。IC3第15脚为报警信号控制端，髙电平有效。图3-10(c)为音频报警电路，IC4另两个门组成音频振荡器，振荡频率约800HZ，由C3耦合至IC5 (LM386)音频放大后驱动扬声器发出“嘟嘟”间隙报警声。当探测到车后有障碍物时，即IC3第13脚有低电平信号输入时，系统软件根据障碍物距离远近输出不同频率的控制方波，距离远方波频率低，嘟声间隙时间长；距离近，方波频率髙，嘟声间隙时间短。因此，驾驶员可以不看数显也能判断出距离障碍物的远近。1C3第16脚输出STOP报警灯信号，当距离障碍物在30cm以内时，输出高电平. VT4导通，发光二极管VD1导通发光，表示应迅速停止倒车。此高电平信号也可用于控制自动刹车。