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基于单片机的倒车雷达/超声波测距系统设计(#0510)

汽车要避撞就必须凭借一定的装备测量前方障碍物的距离,并迅速反馈给汽车,以在危急的情况下,通过报警或自动进行某项预设定操作如紧急制动等,来避免由于驾驶员疲劳、疏忽、错误判断所造成的交通事故。

功能描述

1、采用51单片机作为主控制器;

2、采用4位数码管显示测量的距离,三极管驱动数码管;

3、采用HC-SR04超声波模块测距;

4、采用蜂鸣器+LED进行过近声光报警;

5、采用按键设定和更改报警距离;

基于单片机的倒车雷达/超声波测距系统设计(#0510)

按键说明

K1:设置键,进入/退出设置模式;

K2:加键,设置模式下有效;

K3:减键,设置模式下有效;

整体方案

本系统采用软、硬件结合的方式,硬件部分主要是由单片机硬件接口电路与超声波发射电路、超声波接收电路与数码管显示电路、电源电路与报警电路组成的。

基于单片机的倒车雷达/超声波测距系统设计(#0510)

电路设计

采用Altium Designer作为电路设计工具。Altium Designer通过把原理图设计、PCB绘制编辑、拓扑逻辑自动布线、信号完整性分析和设计输出等技术的完美融合,为设计者提供了全新的设计解决方案,使设计者可以轻松进行设计,熟练使用这一软件必将使电路设计的质量和效率大大提高。

基于单片机的倒车雷达/超声波测距系统设计(#0510)

单片机管脚说明:

P0端口(P0.0-P0.7):P0口为一个8位漏极开路双向I/O口,每个引脚可吸收8TTL门电流。当P1口的管脚第一次写1时,被定义为高阻输入。P0能够用于外部程序数据存储器,它可以被定义为数据/地址的第八位。在FIASH编程时,P0 口作为原码输入口,当FIASH进行校验时,P0输出原码,此时P0外部必须被拉高。

P1端口(P1.0-P1.7):P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口,P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。P1口管脚写入1后,被内部上拉为高电平,可用作输入,P1口被外部下拉为低电平时,将输出电流,这是由于内部上拉的缘故。在FLASH编程和校验时,P1口作为第八位地址接收。

P2端口(P2.0-P2.7):P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口,P2口缓冲器可接收,输出4个TTL门电流,当P2口被写“1”时,其管脚被内部上拉电阻拉高,且作为输入。并因此作为输入时,P2口的管脚被外部拉低,将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。P2口,用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时,P2口输出地址的高八位。在给出地址“1”时,它利用内部上拉优势,当对外部八位地址数据存储器进行读写时,P2口输出其特殊功能寄存器的内容。P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。

P3端口(P3.0-P3.7):P3口管脚是一个带有内部上拉电阻的8位的双向I/O端口,可接收输出4个TTL门电流。当P3口写入“1”后,它们被内部上拉为高电平,并用作输入。作为输入端时,由于外部下拉为低电平,P3口将输出电流(ILL)。P3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。

VCC(40):供电电压,其工作电压为5V。

GND(20):接地。

RST(9):复位输入。在振荡器运行时,有两个机器周期(24个振荡周期)以上的高电平出现在此引脚时,将使单片机复位,只要这个引脚保持高电平,51芯片便循环复位。复位后P3.0-P3.7口均置1,引脚表现为高电平,程序计数器和特殊功能寄存器SFR全部清零。当复位脚由高电平变为低电平时,芯片为ROM的00H处开始运行程序。复位操作不会对内部RAM有所影响。

ALE/PROG (30):当访问外部存储器时,地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地低位字节。在FLASH编程期间,此引脚用于输入编程脉冲。在平时,ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号,此频率为振荡器频率的1/6。因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。然而要注意的是:每当用作外部数据存储器时,将跳过一个ALE脉冲。如果想禁止ALE的输出可在SFR8EH地址上置0。此时, ALE只有在执行MOVX,MOVC指令是ALE才起作用。另外,该引脚被略微拉高。如果微处理器在外部执行状态ALE禁止,则置位无效。

PSEN(29):外部程序存储器的选通信号。在由外部程序存储器取指令期间,每个机器周期两次PSEN有效。但在访问外部数据存储器时,这两次有效的PSEN信号将不出现。

XTAL1(19):来自反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。

XTAL2(18):来自反向振荡器的输出。

EA/VPP(31):当EA保持低电平时,则在此期间外部程序存储器(0000H-FFFFH),不管是否有内部程序存储器。注意加密方式1时,EA将内部锁定为RESET;当EA端保持高电平时,此间内部程序存储器。在FLASH编程期间,此引脚也用于施加12V的编程电源(VPP)。 

仿真设计

采用Proteus作为仿真设计工具。Proteus是一款著名的EDA工具(仿真软件),从原理图布图、代码调试到单片机与外围电路协同仿真,一键切换到PCB设计,真正实现了从概念到产品的完整设计。

基于单片机的倒车雷达/超声波测距系统设计(#0510)

主程序设计

void main(void)
{  
  TMOD=0x11;       //设T0为方式1,GATE=1;
  TH0=0;
  TL0=0;          
  TH1=0xf8;      //2MS定时
  TL1=0x30;
  ET0=1;        //允许T0中断
  ET1=1;         //允许T1中断
  TR1=1;         //开启定时器
  EA=1;         //开启总中断
  init_eeprom();  //开始初始化保存的数据  
  while(1)
  {
    while(!RX);   //当RX为零时等待
    TR0=1;      //开启计数
    while(RX);    //当RX为1计数并等待
    TR0=0;      //关闭计数
    Conut();      //计算
  }
}      

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