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。
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。
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。
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
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
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