基于超声波测距的倒车雷达系统,STC89C51,全套资料

注:获取全套设计资源,请见文末说明~

设计要求
1.设计一个以51单片机为核心的超声波倒车雷达系统;
2.超声波测量范围在2cm~4m,测量精度3mm;
3.扩展DS18B20温度测量模块,读取环境温度和补偿超声波测距声速;
4.超声波模块测量距离和温度数据通过LCD1602液晶显示;
5.完成按键设计,用户可通过按键设置倒车预警距离,并在LCD1602上显示;
6.设置报警功能,当测量距离低于预警值时,蜂鸣器鸣叫提醒驾驶员注意;

系统概述
本课题以STC89C51单片机为核心设计一种超声波倒车雷达系统,同时兼顾车内温度测量。

系统由STC89C51控制器、HC-SR04超声波模块、DS18B20温度测量模块、声音报警电路和LCD1602显示电路组成。

汽车行进时,LCD显示车内温度以及设定的倒车预警值;倒车时,启动超声波测距,回传的声波数据经STC89C51单片机处理后显示到LCD上,如果距离小于设定值,报警电路发出鸣叫声,提醒司机注意车距。

同时,DS18B20采集到的温度值也用于超声波测距的温度补偿,来提供测距的精度。

系统框图

仿真电路图
仿真电路图

操作说明

原理图
原理图

仿真结果分析
首先,需要注意的是:查阅HC-SR04说明书,可知在实际应用中,其最远射程为4m;由于仿真为电脑模拟,与实物结果有一些差距。

本仿真中超声波模块最远射程为2.92M,按照仿真图或原理图做出的实物(洞洞板),超声波最大测量距离是可以达到4m的。

打开Proteus仿真文件,文件后缀名为DSN。双击单片机,加载csbcj1602.hex文件(位于C程序文件夹中),运行仿真,结果如下。


超声波倒车雷达运行效果图

LCD显示超声波测量距离为1.52m,环境温度为17℃,倒车预警距离为0.40m,驾驶员可以继续倒车。

点击DS18B20温度传感器模块的上、下红色箭头,模拟温度值的变化;调节HC-SR04超声波模块下的滑动变阻器RV1(左右两个箭头),模拟倒车过程中距离的改变。

例如,我们模拟倒车过程中某一刻超声波测量距离为0.97m,调节环境温度为23.8℃。


模拟温度值改变和倒车测量距离改变

通过“功能”键和“调整”键,可以设置倒车预警距离。按下“功能”键,预警值个位闪烁,进入设置状态,通过“调整”键设置个位数值(数字05循环),个位数设置完成后,再次按下“功能”键,进入预警值小数点后一位数字的设置(09循环),依次类推。

当3位数都设置好后,按下“功能”键,退出预警值的设置。例如,我们设置预警值为0.35m,如图所示。


设置倒车预警值为0.35m

当超声波测量距离低于预警值时,蜂鸣器报警,提示驾驶员注意;反之,蜂鸣器关闭。


超声波测量距离0.23m,低于报警值

部分C程序

main()
{
    TH0=0;
    TL0=0;
    TMOD=0X11;  //T1,T0为16位定时器
    EA=0;
    bg=0;
    n=0;
    m=0;
    z=0;
    init();
    Init_DS18B20();
    dz=80;
    bb[6]=0xdf;
    bb[7]=0x43;
    e=4;
    cc[0]=dz/100+'0';
    cc[2]=dz/10%10+'0';
    cc[3]=dz%10+'0';
    LCD_Write_String(0,0,aa);
    LCD_Write_String(11,1,cc);
    while(1)
    {
        temp=ReadTemperature();
        fmq=1;
        DelayMs(100);
        if(temp<0)
        {
            temp=-(temp-1);
            zf=1;
            bb[0]='-';
        }
        else
        {
            zf=0;
            bb[0]=' ';
        }
        csb=0;                               //启动一次模块
        _nop_(); 
        _nop_(); 
        _nop_(); 
        _nop_(); 
        _nop_(); 
        _nop_(); 
        _nop_(); 
        _nop_(); 
        _nop_(); 
        _nop_(); 
        _nop_(); 
        _nop_(); 
        _nop_(); 
        _nop_(); 
        _nop_(); 
        _nop_(); 
        _nop_();
        _nop_(); 
        _nop_(); 
        _nop_(); 
        _nop_();
        csb=1;
        ET0=1;  //启动计数器T0,用以计时
        TR0=1;
        EA=1;
        j=80;   //延时        
        while(j--) 
        {
        }
        csbint=1;
        j=0;
        while(csbint)           //判断接收回路是否收到超声波的回波
        {
            j++;
            if(j>=2500)         //如果达到一定时间没有收到回波,则将csbint置零,退出接收回波处理程序
            csbint=0;
        }
        TR0=0;
        s=TH0*256+TL0;          //读取时间数据
        TH0=0;
        TL0=0;
        wdz=0.00000607*temp;   //温度补偿计算
        if(zf==0)
        {                                                                                           
            csbc=0.03315+wdz;
        } 
        else csbc=0.03315-wdz;
        csbc=csbc/2;
        s=s*csbc-8;

资源分享内容有
(1)基于51单片机的超声波倒车雷达设计论文完整版;
(2)C程序;
(3)Proteus仿真文件;
(4)原理图文件;
(5)程序设计流程图;
(6)倒车雷达资料;

全套资源如下

资源1.jpg

资源2.jpg

资源3.jpg

资源4.jpg

资源5.jpg

资源获取方法
资源获取方法
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重要的事情说三遍!!!!!!!!!!!
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