湖南商務職業技術學院畢業設計

目錄

1產品功能分析....................................................1

2設計方案遴選....................................................1

2.1單片機的選擇...............................................1

2.2系統框圖設計...............................................1

2.3產品功能..................................................2

3產品硬件設計....................................................2

3.1STC89C51RC單片機核心電路設計...............................2

3.2按鍵電路設計...............................................3

3.3數碼管顯示模塊電路.........................................4

3.4超聲波模塊電路.............................................4

4產品軟件設計....................................................6

4.1主程序流程圖...............................................6

4.2產品程序軟件清單...........................................7

5產品使用說明....................................................7

5.1產品裝配圖.................................................8

6產品設計技術標準................................................8

附錄...............................................................9

附錄1元器件清單..............................................9

附錄2電路原理圖.............................................10

附錄3PCB設計圖.............................................11

附錄4產品實物圖.............................................14

附錄5主程序代碼.............................................16

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基于51單片機倒車雷達防撞系統設計與實現

1產品功能分析

倒車雷達防撞系統是汽車在正常行駛、倒車、停車過程中的安全輔助裝置。

是能夠通過安全距離顯示和聲音警示的方式為駕駛員提供輔助作用，可以解決

駕駛員在正常行駛、倒車、停車過程中通過左右后視鏡觀察不到的視野盲區而

導致引發的一系列交通安全事故帶來的困擾。該產品主要用到超聲波測距系統，

通過超聲波傳感器實現汽車前部保險杠或者后部尾燈到車前車后障礙物的距離

小于設置距離時通過顯示器和聲音警示發出警告的效果。

2設計方案遴選

根據指導老師的指導，并且根據選擇的畢業設計選題，聯系實際，結合所

學的移動互聯應用技術的專業知識，對51單片機倒車雷達防撞系統產品進行產

品設計與制作。

2.1單片機的選擇

本設計是基于STC89C51RC單片機設計的倒車雷達防撞系統設計，包括51

單片機最小系統電路、顯示器電路和蜂鳴器電路等來實現倒車雷達防撞系統。

2.2系統框圖設計

圖1系統框圖

1

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2.3產品功能

首先通過按鍵控制設置超聲波檢測的安全距離，移動開發板，當超聲波傳

感器模塊檢測到距障礙物的距離大于設置的安全距離時，數碼管顯示屏顯示超

聲波傳感器模塊到障礙物的距離。當超聲波傳感器模塊檢測到距障礙物的距離

小于設置的安全距離時，數碼管顯示屏顯示超聲波傳感器模塊到障礙物的距離，

報警閃爍燈亮起，蜂鳴器發出聲響。

3產品硬件設計

由STC89C51RC單片機所組成的系統，其中包括超聲波模塊、顯示器模塊、

蜂鳴器模塊、LED閃爍燈。用超聲波發射器向某一方向發送超聲波，同時在放射

的時候開始計時，在超聲波遇到障礙物的時候反射回來，超聲波接收器在接收

到反射回來的超聲波時停止計時。通過公式S=VT/2可以測出汽車與障礙物之間

的距離通過數碼管顯示屏顯示出來。

3.1STC89C51RC單片機核心電路設計

51系列的單片機執行速率快(最高時鐘頻率為90MHz)，功耗低，在系統、

在應用可編程,不占用用戶的資源。根據本系統設計的實際要求，選擇

STC89C52RC單片機做為本設計的單片機使用，它是由ATMEL公司生產的高性能、

低功耗的CMOS8位單片機。STC89C52RC單片機具有以下幾個性能特點：4k字

節的閃存片內程序存儲器，128字節的數據存儲器，32個外部輸入和輸出

口，2個全雙工串行通信口，看門狗電路，5個中斷源，2個16位可編程定

時計數器，片內震蕩和時鐘電路且全靜態工作并由低功耗的閑置和掉電模

式。

2

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圖2STC89C51單片機核心電路原理圖

3.2按鍵電路設計

按鍵也是一種電子開關，實現開關接通僅需按下按鍵，斷開連接僅需松開

按鍵，輕觸按鍵內部中金屬彈片受力彈動觸發來實現接通斷開功能，本設計中

這三個按鍵是最重要的部分控制著整個產品。

圖3STC89C51單片機按鍵電路原理圖

3

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3.3數碼管顯示模塊電路

數碼管是一種半導體發光器件，其基本單元是發光二極管。能顯示4位數

字的叫四位數碼管，當然也有多位和只有一位的數碼管，他們的電氣原理相同。

數碼管按段數分為七段數碼管和八段數碼管，八段數碼管比七段數碼管多一個

發光二極管單元（多一個小數點顯示）；按發光二極管單元連接方式分為共陽

極數碼管和共陰極數碼管。共陽數碼管是指將所有發光二極管的陽極接到一起

形成公共陽極(COM)的數碼管。共陽數碼管在應用時應將公共極COM接到+5V，

當某一字段發光二極管的陰極為低電平時，相應字段就點亮。當某一字段的陰

極為高電平時，相應字段就不亮。共陰數碼管是指將所有發光二極管的陰極接

到一起形成公共陰極(COM)的數碼管。共陰數碼管在應用時應將公共極COM接到

地線GND上，當某一字段發光二極管的陽極為高電平時，相應字段就點亮。當

某一字段的陽極為低電平時，相應字段就不亮。

圖4STC89C51單片機數碼管顯示電路原理圖

3.4超聲波模塊電路

由于超聲波指向性強，能量消耗緩慢，在介質中傳播的距離較遠，因而超

聲波經常用于距離的測量，如測距儀和物體測量儀等都可以通過超聲波來實現。

利用超聲波檢測往往比較迅速、方便、計算簡單、易于做到實時控制，并且在

測量精度方面能達到工業實用的要求，因此在移動機器人研制上也得到了廣泛

的應用。HC-SR04超聲波測距模塊可提供2cm-400cm的非接觸式距離感測功能，

測距精度3mm，模塊包括超聲波發射器、接收器與控制電路。

4

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圖5STC89C51單片機超聲波模塊電路原理圖

5

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4產品軟件設計

4.1主程序流程圖

圖6主程序流程圖

6

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4.2產品程序軟件清單

圖7產品程序軟件清單圖

5產品使用說明

用USB數據線連接使電路板通電，然后通過按鍵控制設置超聲波檢測的安

全距離，移動開發板，當超聲波傳感器模塊檢測到距障礙物的距離大于設置的

安全距離時，數碼管顯示屏顯示超聲波傳感器模塊到障礙物的距離。當超聲波

傳感器模塊檢測到距障礙物的距離小于設置的安全距離時，數碼管顯示屏顯示

超聲波傳感器模塊到障礙物的距離，報警閃爍燈亮起，蜂鳴器發出聲響。

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5.1產品裝配圖

圖8產品裝配圖

6產品設計技術標準

[1]J-STD-001E電氣與電子組件的焊接要求

[2]IPC-A-610D(中文版)，IPC-A-610E電子組件的可接受性要求

[3]IPC-7711/21電子組件和電路板的返工&返修

[4]GB/T11457-2006信息技術軟件工程術語；

[5]GB/T8566-2007信息技術軟件生存周期過程標準；

[6]GB/T8567-2006計算機軟件文檔編制規范。

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附錄

附錄1元器件清單

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附錄2電路原理圖

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附錄3PCB設計圖

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附錄4產品實物圖

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附錄5主程序代碼

#include<reg52.H>//器件配置文件

#include<intrins.h>

#include"eeprom52.h"

//傳感器接口

sbitRX=P2^3;

sbitTX=P2^2;

//按鍵聲明

sbitS1=P1^4;

sbitS2=P1^5;

sbitS3=P1^6;

sbitDIAN=P0^5;

//蜂鳴器

sbitFeng=P2^0;

//變量聲明

unsignedinttime=0;

unsignedinttimer=0;

unsignedcharposit=0;

unsignedlongS=0;

unsignedlongBJS;//報警距離

charnum=0;

//模式0正常模式1調整

charMode=0;

bitflag=0,flag_BJ;

unsignedcharconstdiscode[]

={0x5F,0x44,0x9D,0xD5,0xC6,0xD3,0xDB,0x47,0xDF,0xD7,0x80};//數碼管顯

示碼0123456789-和不顯示

unsignedchardisbuff[4]={0,0,0,0};//數組用于存放距離信息

unsignedchardisbuff_BJ[4]={0,0,0,0};//報警信息

sbitW0=P2^4;

sbitW1=P2^5;

sbitW2=P2^6;

sbitW3=P2^7;

/******************把數據保存到單片機內部eeprom中******************/

voidwrite_eeprom()

{

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SectorErase(0x2000);

byte_write(0x2000,BJS%255);

byte_write(0x2001,BJS/255);

byte_write(0x2060,a_a);

}

/******************把數據從單片機內部eeprom中讀出來*****************/

voidread_eeprom()

{

BJS=(byte_read(0x2001)*255)+byte_read(0x2000);

a_a=byte_read(0x2060);

}

/**************開機自檢eeprom初始化*****************/

voidinit_eeprom()

{

read_eeprom();//先讀

if(a_a!=1)//新的單片機初始單片機內問eeprom

{

BJS=50;

a_a=1;

write_eeprom();//保存數據

}

}

//延時100ms（不精確）

voiddelay(void)

{

unsignedchara,b,c;

for(c=10;c>0;c--)

for(b=38;b>0;b--)

for(a=130;a>0;a--);

}

//按鍵掃描

voidKey_()

{

//+

if(S1==0)

{

delay();//延時去抖

delay();//延時去抖

while(S1==0)

{

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P1=P1|0x0f;

}

BJS++;//報警值加

if(BJS>500)//最大500

{

BJS=1;

}

write_eeprom();//保存數據

}

//-

elseif(S2==0)

{

delay();

delay();//延時去抖

while(S2==0)

{

P1=P1|0x0f;

}

BJS--;//報警值減

if(BJS<1)//最小1

{

BJS=500;

}

write_eeprom();//保存數據

}

//功能

elseif(S3==0)//設置鍵

{

delay();

delay();//延時去抖

while(S3==0)

{

P1=P1|0x0f;

}

Mode++;//模式加

num=0;

if(Mode>=2)//加到2時清零

{

Mode=0;

}

}

}

/********************************************************************

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**************************************/

//掃描數碼管

voidDisplay(void)

{

//正常顯示

if(Mode==0)

{

num++;

if(num==1)

{

W3=1;

W0=1;

P0=~discode[disbuff[0]];

DIAN=0;

W1=0;

}

elseif(num==2)

{

W1=1;

P0=~discode[disbuff[1]];

W2=0;

}

elseif(num>=3)

{

W2=1;

P0=~discode[disbuff[2]];

W3=0;

num=0;

}

}

//報警顯示

else

{

num++;

if(num==1)

{

W3=1;

P0=~0xCE;//11001110

W0=0;

}

elseif(num==2)

{

W0=1;

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P0=~discode[disbuff_BJ[0]];

DIAN=0;

W1=0;

}

elseif(num==3)

{

W1=1;

P0=~discode[disbuff_BJ[1]];

W2=0;

}

elseif(num>=4)

{

W2=1;

P0=~discode[disbuff_BJ[2]];

W3=0;

num=0;

}

}

}

/********************************************************************

**************************************/

//計算

voidConut(void)

{

time=TH0*256+TL0;//讀出T0的計時數值

TH0=0;

TL0=0;//清空計時器

S=(time*1.7)/100;//算出來是CM

if(Mode==0)//非設置狀態時

{

if((S>=700)||flag==1)//超出測量范圍顯示“-”

{

flag=0;

disbuff[0]=10;//“-”

disbuff[1]=10;//“-”

disbuff[2]=10;//“-”

}

else

{

//距離小于報警距

if(S<=BJS)//距離小于報警值

{

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flag_BJ=1;//報警變量置一，定時器開始報警

}

else//距離大于報警值

{

flag_BJ=0;//關閉報警

Feng=1;//蜂鳴器關閉

}

disbuff[0]=S%1000/100;//將距離數據拆成單個位賦值

disbuff[1]=S%100/10;

disbuff[2]=S%10;

}

}

else

{

Feng=1;

flag_BJ=0;//報警關閉

disbuff_BJ[0]=BJS%1000/100;

disbuff_BJ[1]=BJS%100/10;

disbuff_BJ[2]=BJS%10;

}

}

/********************************************************************

**************************************/

//定時器0

voidzd0()interrupt1//T0中斷用來計數器溢出,超過測距范圍

{

flag=1;//中斷溢出標志

}

/********************************************************************

**************************************/

//定時器1

voidzd3()interrupt3//T1中斷用來掃描數碼管和計800MS啟動模塊

{

TH1=0xf8;

TL1=0x30;//定時2ms

Key_();//掃描按鍵

Display();//掃描顯示

timer++;//變量加

if(flag_BJ==1