倒车雷达毕业设计方案基于单片机.doc

& 毕 业 设 计（论 文）题 目： 基于单片机倒车雷达设计 学 院： & 专 业： & 班 级： & 学生姓名： * 导师姓名： * 职称： * 起止时间： 3月3日至6月15日毕业设计（论文）诚信声明书本人声明：本人所提交毕业论文基于单片机倒车雷达设计是本人在指引教师指引下独立研究、写作成果，论文中所引用她人文献、数据、图件、资料均已明确标注；对本文研究做出重要贡献个人和集体，均已在文中以明确方式注明并表达感谢。本人完全意识到本声明法律后果由本人承担。论文作者： （签字）时间：6月10日指引教师已阅： （签字） 时间：6月10日西 安 邮 电 大 学毕业设计(论文)任务书 学生姓名指引教师*职称*学院 通信与信息工程学院专业信息工程题目基于单片机倒车雷达设计 任务与规定1. 调研基于单片机倒车雷达设计现状与背景。2. 学习51单片机原理及超声波测距原理。3. 进行有关模块功能程序设计。4. 在仿真软件上进行功能仿真。5. 搭建硬件电路并调试。6. 软件下载及综合调试。7. 完毕论文，准备答辩。开始日期3月3日完毕日期6月15日院 长(签字)年3月 7日西 安 邮 电 大 学毕 业 设 计 (论文) 工 作 计 划 3 月 10 日 学生姓名 * 指引教师 * 职称 * 学院 通信与信息工程学院 专业 信息工程 题目 基于单片机倒车雷达设计 工作进程起 止 时 间工 作 内 容3月03日至3月23日 调研基于单片机倒车雷达设计发呈现状。3月24日至4月01日 熟悉51单片机原理及有关功能程序设计。4月04日至4月15日 在仿真软件上进行功能仿真。4月18日至4月24日 搭建硬件电路。4月25日至5月20日 软件下载及综合调试。5月23日至5月30日 撰写论文，完毕论文草稿。5月30日至6月03日 完善并修改毕业论文。6月06日至6月15日 准备答辩。重要参照书目(资料)重要参照书目(资料) (1)郭天祥. 新概念51单片机C语言教程:入门、提高、开发、拓展全攻略M.北京：电子工业出版社，. 1.(2)周立功等. 增强型80C51单片机速成与实践M. 北京：北京航空航天大学出版社，.(7)赵亮. 跟我学51单片机(一)单片机最小系统构成与I/O输出控制J. 电子制作，1：73-77.重要仪器设备及材料1.计算机一台2.硬件材料若干论文(设计)过程中教师指引安排每周指引一次，重要解答学生问题，指引研究进度，并检查阅读资料笔记和仿真程序。对筹划阐明本筹划为开题之初所定，后续会依照详细状况随时调节，最后一定按毕业设计规定结束日期完毕。￥毕业设计(论文)开题报告通信与信息工程 学院 信息工程 专业 10 级 01 班课题名称： 基于单片机倒车雷达设计学生姓名： * 学号：*指引教师： * 报告日期： 3月18日 1本课述题所涉及问题及应用现状综述应用现状综述：随着汽车工业飞速发展，其配套设备也得到了充分开发。倒车雷达就是其中之一，近年发展中，倒车雷达系统已通过了六代技术改良，不论从构造外观上，还是从性能价格上，这六代产品都各有特点。第一代倒车声音喇叭提示：“倒车请注意！”相信不少人依然记得这种声音，这就是倒车雷达第一代产品。只要司机挂上倒档，它就会响起，提示周边人注意。从某种意义上说，它不是真正倒车雷达。此产品在倒车状态时，语音提示路人小心，对司机并没有直接协助。第二代蜂鸣器提示：这可以说是倒车雷达系统真正开始。倒车时，如果车后1.8米1.5米处有障碍物，蜂鸣器就会开始工作。蜂鸣声越急，表达车辆离障碍物越近。此产品没有语音提示，也没有距离显示，虽然司机懂得有障碍物，但不能拟定障碍物离车有多远，对驾驶员协助不大。第三代数码管显示：可以显示车后障碍物离车体距离。这一代产品有两种显示方式，数码显示产品显示距离数字，而波段显示产品由三种颜色来区别：绿色代表安全距离，黄色代表警告距离，红色代表危险距离，你必要停止倒车。第三代产品把数码和波段组合在一起，比较实用，但安装在车内不太美观，应用广泛。第四代液晶荧屏显示：这一代产品荧屏显示开始浮现动态显示系统。不用挂倒档，只要发动汽车，显示屏上就会浮现汽车图案以及车辆周边障碍物距离。色彩清晰美丽，外表美观，可以直接粘贴在仪表盘上，安装很以便，价格高。但敏捷度较高，抗干扰能力不强，误报也较多。第五代魔幻镜倒车雷达：结合了前几代产品长处，采用了最新仿生超声雷达技术，配以高速电脑控制，可全天候精确地测知2米以内障碍物，并以不同级别声音提示和直观显示提示驾驶员。魔幻镜倒车雷达把后视镜、倒车雷达、免提电话、温度显示和车内空气污染显示等多项功能整合在一起，并设计了语音功能，是当前市面上较为先进倒车雷达系统。由于其外形就是一块倒车镜，因此可以不占用车内空间，直接安装在车内倒视镜位置。第六代新品已有某些高档车配备。从外观上来看，这套系统比第五代产品更为精致典雅；从功能上来看，它除了具备第五代产品所有功能之外，还整合了高档轿车具备影音系统，可以在显示屏上观看DVD影像。倒车雷达系统经历了六代技术改良，测距方式也从初期抗干扰能力低红外线以及电磁感应线圈发展成为超声波雷达以及GPS等。随着人们对汽车驾驶辅助系统易用性规定提高，以及单片机价格不断下降和汽车电子系统网络化，大多数以单片机为核心新型倒车雷达测距系统，以其相对低便宜格和高实用性备受广大汽车厂商欢迎。可以说倒车雷达在汽车工业中和人们生活中已有着举足轻重地位，逐渐成为评价一部好车原则之一。本课题所涉及问题：(1) 基于单片机倒车雷达设计现状，意义，重要性分析。(2) 针对既有倒车雷达设计办法进行分类对比，优缺陷及其合用范畴。(3) 学习51单片机原理及有关功能程序设计。(4) 在仿真软件上进行功能仿真。(5) 搭建硬件电路。(6) 软件下载及综合调试，并进行质量评价。2本课题需要重点研究核心问题、解决思路及实现预期目的可行性分析核心问题：(1) 基于单片机倒车雷达总体设计方案。(2) 超声波发送和接受传感器应用，以及它发送、接受和解决某些设计。(3) 报警系统提示方式(涉及音量、频率等)某些设计。(4) 软硬件单独调试以及综合调试。(5) 敏捷度测试与误差分析。解决思路：(1) 调研基于单片机倒车雷达设计发呈现状，并查阅国内外关于倒车雷达各种设计方案。(2) 学习关于常用超声波传感器应用方式以及数据解决方式。(3) 通过网络资源理解人们可以普遍接受较合理报警方式。(4) 学习AT89C51编程以及电路设计，并在电脑环境下进行仿真。(5) 在整个系统可以正常运营前提下，多次实验进行敏捷度测试和误差分析。实现预期目的可行性分析：(1) 通过调研与查阅资料，对设计办法进行分类对比，分析其优缺陷及其合用范畴，综合比较得出最可行倒车雷达设计方案。(2) 选取适当超声波传感器，并且通过学习设计出可行超声波发送、接受和解决方式。(3) 对常用报警方式进行设计和测试，通过比较得出最合理报警方式。(4) 通过学习51单片机编程与电路设计技巧，编写软件系统，并在仿真环境下设计硬件系统，进行调试，成功后再搭建硬件电路，下载程序并综合调试。(5) 由于系统受外界环境影响较大，可以在各种条件下测试系统稳定性、敏捷度。3完毕本课题工作方案(1) 调研基于单片机倒车雷达设计发呈现状。(2) 熟悉51单片机原理及有关功能模块程序设计。(3) 在仿真软件上进行功能仿真。(4) 搭建硬件电路。(5) 软件下载及综合调试。(6) 撰写论文，完毕论文草稿。(7) 完善并修改毕业论文。(8) 准备答辩。4指引教师审视意见课题实践性强，较为实用，符合交通通信领域发展，且前期调研充分，批准开题。指引教师(签字)： 年 3 月 24 日阐明：本报告必要由承担毕业论文(设计)课题任务学生在毕业论文(设计) 正式开始第1周周五之前独立撰写完毕，并交指引教师审视。￥毕业设计 (论文)成绩评估表学生姓名*性别女学号*专 业班 级￥班课题名称基于单片机倒车雷达设计课题类型硬件工程难度容易毕业设计（论文）时间 年3 月3 日6 月15 日指引教师 *(职称 * )课题任务完毕状况论文 12 (千字)； 设计、计算阐明书 (千字)； 图纸 2 (张)；其他(含附件)：代码、数据表指引教师意见分项得分：开题调研论证 分； 课题质量（论文内容） 分； 创新 分；论文撰写（规范） 分； 学习态度 分； 外文翻译 分指引教师审视成绩：指引教师(签字)： 年 月 日评阅教师意见分项得分：选题 分； 开题调研论证 分； 课题质量（论文内容） 分； 创新 分；论文撰写（规范） 分； 外文翻译 分评阅成绩： 评阅教师(签字)： 年 月 日验收小组意见分项得分：准备状况 分； 毕业设计（论文）质量 分； （操作）回答问题 分验收成绩：验收教师(组长)(签字)： 年 月 日答辩小组意见分项得分：准备状况 分； 陈述状况 分； 回答问题 分； 仪表 分答辩成绩： 答辩小组组长(签字)： 年 月 日成绩计算办法(填写本系实用比例)指引教师成绩 20 () 评阅成绩 30 () 验收成绩 30 () 答辩成绩 20 ()学生实得成绩(百分制)指引教师成绩 评阅成绩 验收成绩 答辩成绩 总评 答辩委员会意见毕业论文(设计)总评成绩(级别)： 学院答辩委员会主任(签字)： 学院 (签章) 年 月 日备注￥毕业论文(设计)成绩评估表(续表)目录摘要IABSTRACTII引言11绪论21.1设计倒车雷达目和意义21.2国内外应用现状21.3本设计特点22总体设计及基本原理32.1系统设计规定32.2整体方案设计32.2.1基本原理32.2.2整体设计42.3模块选用与设计52.3.1单片机选用与论证52.3.2测距模块元件选用与论证52.3.3温湿度模块元件选用与论证62.3.4显示模块元件选用与论证62.3.5语音模块元件选用与论证72.3.6报警模块元件选用与论证72.3.7电源及烧写模块元件选用及论证83系统硬件设计93.1整体硬件设计93.2每个模块硬件设计93.2.1测距模块硬件特点及外围电路93.2.2温湿度模块硬件特点及外围电路103.2.3显示模块硬件特点及外围电路103.2.4语音模块硬件特点及外围电路113.2.5报警模块硬件特点及外围电路124系统软件设计134.1整体软件设计134.2每个模块软件设计144.2.1主程序144.2.2基本函数库164.2.3测距模块软件设计164.2.4温湿模块软件设计174.2.5显示模块软件设计194.2.6语音模块软件设计225系统仿真、调试成果255.1系统仿真成果255.2系统软件调试成果265.3系统硬件调试成果27结论32道谢33参照文献34附录35程序35电路原理图41PCB图42附表43摘要随着科学技术水平发展，倒车雷达这个原本不被人们熟知产品开始徐徐成为一辆车必备装备。倒车雷达是通过测量距离与实时报警来提示司机注意周边障碍物一种泊车辅助系统。倒车雷达在行车安全中起着至关重要作用，因而对它研究也就显得十分必要。通过进行大量市场调研、查阅丰富国内外文献、认真学习测距基本原理以及单片机系统设计有关知识，本文设计出了一种基于单片机倒车雷达系统。本设计中采用STC89C52作为倒车雷达主控芯片，运用超声波测距原理测量距离，并通过LCD1602进行显示，通过SYN6288进行语音播报，在发生报警时运用3色LED灯和蜂鸣器提示司机注意，除此之外还使用温度湿度传感器DHT11感知外部温度湿度数据，对测量距离进行校正。与其她倒车雷达设计相比，本设计具备测距更加精准、播报更加人性化、报警更加及时、价格更加实惠等不可多得长处。核心字：倒车雷达；单片机；超声波测距ABSTRACTWith the development of science and technology，reversing radar which was not yet familiar to people has started becoming a necessary equipment of a car. Reversing radar，also known as the parking assist system，can warn the driver of any obstacle in the way. Reversing radar plays an important role in road safety，so it is extremely essential to strengthen the research of it.With conducting a ton of market research、reviewing the related literatures home and abroad、learning the basic theory of distance measurement and studying related knowledge about the design of single chip microcomputer system，I design a reversing radar system based on single chip microcomputer. The STC89C52 is used as the controller which collects all kinds of sensors data in this design. This system could measure distance by using ultrasonic sensors. In addition，LCD1602 is designed to display and SYN6288 is designed to speech. The LED and buzzer compose the alarm system. Finally we use the temperature and humidity data which is collected by temperature and humidity sensor to correct the distance. Compared with other reversing radar design，this design is more accurate、more perfect and of humanization、more quickly and cheaper.Keywords：Reversing radar；Microcomputer；Ultrasonic measure引言本设计是基于单片机倒车雷达系统，属于嵌入式设计。论文共分为五个某些，重要阐述倒车雷达系统设计背景、应用现状、总体设计、基本原理、软件设计、硬件设计以及最后设计成果。紧扣着单片机嵌入式系统设计思想，“软件跟着硬件走，硬件跟着功能走”，在充分理解基本原理基本上，通过阅读文献比较其她人设计，总结得出一种最优设计方案。结合系统需求和可行性，对系统进行模块化拆分，提成各种基本模块。然后在每个模块中进行元件选取与比较，选出性价比最高元件，并且进行硬件电路连接和软件设计。固然也要同步兼本模块与其她模块之间在尺寸、位置及连接上协调。设计中注意软硬件合理性、灵活性和稳定性。第一章中重要简介了倒车雷达国内外应用现状，以及本设计突出特点。第二章中重要阐述了整体设计、模块划分、基本原理以及元件选取。第三章以总分构造简介了系统硬件设计。第四章阐述了程序设计原理以及程序流程。第五章比较零散展示了本次设计成果，涉及某些重要仿真、测试、调试过程以及最后功能演示和PCB图。除此之外，我也在论文中把自己大学四年里所学到某些实用单片机设计技巧与人们分享，但愿本设计不但可以让各位教师喜欢，也会有真正实际应用价值。1绪论1.1设计倒车雷达目和意义倒车雷达这些年来逐渐进一步人心，如今司机已经不再是一种特定职业，开车已成为人们普遍具备一项基本技能。但是都市交通压力越来越大，如何在狭小地方安全停车倒车成为人们日益关怀一种话题，倒车雷达应运而生，它浮现可以协助司机观测车后视觉盲区，保证倒车安全。倒车雷达自身也成为衡量一辆好车原则。因而对它进一步研究具备很强实用性。1.2国内外应用现状如今倒车雷达已经脱离初期“倒车!请注意!”和红外测距，当前某些基本级倒车雷达是通过判断距离发出不同限度“嘀嘀嘀”声音，高品位某些具备摄像头后视功能，但是需要自己判断距离远近，固然尚有更高品位倒车雷达具备GPS定位无死角全车监控，但是价格也会更高昂。1.3本设计特点本次设计结合此前诸多设计方案，加上自己开车亲身体会，即保存原本“嘀嘀”声，还加上三色LED灯报警，并且通过LCD1602液晶屏和SYN6288语音芯片实时显示和播报距离，使距离数字化，更加人性化。为理解决超声波测距存在内部缺陷，使用DHT11温湿度传感器，对距离数据进行温湿度校正，以应对汽车在高温或大雾天气倒车。尚有最重要一点，本设计十分严格控制成本，重要元件成本价仅需86元，远远低于市场上同类产品，不但做到测距精准、使用以便并且物美价廉。2总体设计及基本原理2.1系统设计规定本次设计是基于单片机倒车雷达设计，要实现基本功能是在汽车挂倒档后，协助司机监测车身周边视觉盲区内障碍物，及时警示司机，以便倒车顺利进行。其中：有基本测距功能，用于最初距离数据获取，是最基本最重要数据来源；有对距离数据校正功能，通过获取周边温湿度数据对测量距离数据进行校正，是数据精确性核心；有显示功能，通过实时显示计算后距离数据对司机师傅进行提示；有语音功能，通过语音播报距离数据对司机师傅进行再次提示，与显示功能一起灵活组合以便司机对倒车时周边障碍物距离感知；有报警功能，通过与内设阈值比较对司机倒车做出警示，提示司机注意；固然尚有电源与程序更新功能，为单片机正常工作提供支持。除此之外，还要考虑到成本、硬件成品尺寸、编程难易限度、硬件可扩展性、稳定性等问题，从各种方面考虑选用最合理设计方案以及最适当元器件。2.2整体方案设计2.2.1基本原理超声波测距基本原理8是基于超声波在空气中传播特性来实现。超声波发射器向某一方向发出超声波信号，与此同步，打开计时单元开始计时，超声波在空气中传播，遇到障碍物后被反射回来，超声波接受器接受到反射波就关闭计时单元停止计时，记录超声波传播时间为t(s)，运用公式，求距离s，其中c为声速11。图2-1超声波测距示意图超声波是声波一种可以在固体、液体、气体等介质中传播，介质密度越大，声速则越快。在空气中，声速湿度、温度、密度等不同因素影响。本设计应用场景是在空气中，因而密度对声速影响可以忽视，但是温度和湿度对声速依然具备不可忽视影响，如零摄氏度海平面声速约为331.5m/s(1193km/h)；而当上升到万米高空时，声速就变为295m/s(1062km/h)；与此同步若温度每升高1摄氏度，声速就增长0.607m/s。水蒸气分压每上升133.322Pa，声速将提高0.0021m/s10。温度越高，声速越大。温度湿度对空气影响详见附录。通过阅读研究此前某些文献，可以得出声速与温度湿度关系如公式2-1： (2-1)其中Pw是空气中水蒸气分压强，等于水饱和蒸汽压乘以相对湿度，T是摄氏温度，P是大气压强。通过校正声速，使测出距离数据更加精确，使系统可以灵活合用于各种不同温湿度外界条件，增强了系统精确性和稳定性。2.2.2整体设计通过度析系统设计规定并且综合各个方面因素，本系统重要按模块化方式进行设计。单片机主控系统负责程序是顺序进行和重要数据解决；测距模块通过超声波收发以及对单片机定期器控制，测量出从发射超声波到接受到回波时间t，从而进一步计算初次测量出来障碍物距离(并非最后距离)；通过温湿度传感器，获取周边环境中温湿度数据，再将数据代入公式，校正测出距离数据，得到精确障碍物距离；将数据送至显示模块和语音模块对司机进行提示；通过检测与否超过阈值，对数据进行报警。由于是车载系统，因此供电单元采用USB供电，烧写模块也使用USB转RS-232串口进行程序更新和下载。图2-2倒车雷达系统框图2.3模块选用与设计2.3.1单片机选用与论证本设计中选用是51系列单片机，型号使用时STC89C52RC。该单片机是STC(宏晶科技)公司生产一款运算速率高、功耗地、抗干扰能力强增强型51单片机，代码兼容初期51单片机，片上集成512字节RAM，顾客应用程序空间有8K字节，以便编程，有3个16位定期器/计数器，以便用于超声波回波时间测量，具备看门狗功能，有四组32个通用I/O端口，以便外部设备连接，具备ISP/IAP(即在系统可编程/在应用可编程)功能，不需要专门编程软件和仿真软件，可以直接通过串口(RXD/P3.0，TXD/P3.1)与上位机相连接，使用STC提供STC-ISP.exe工具可如下载顾客代码还可以进行串口调试。图2-3STC89C52RC单片机实物图2.3.2测距模块元件选用与论证本设计中选用HC_SR04超声波收发模块，是在各种可选超声波测距模块选取出来，具备不可代替长处。与同类型超声波测距模块KS103相比，虽然KS103精度高1mm，量程大1cm-800cm，但功耗大，价格高昂，至少要100元，并不适合车载系统使用，而HC_SR04精度3mm，量程2cm-400cm，功耗小9，仅需5元，量程和精度也可以完全满足倒车雷达系统需要，经济又实用，同步它驱动简朴且迅速，也满足车载倒车雷达对程序运营速率规定。图2-4HC_SR04超声波收发模块实物图2.3.3温湿度模块元件选用与论证本设计中选用是DHT11来构成温湿度测量模块。以往设计中经常会使用到DS18B20但是由于DS18B20仅有温度传感器，而本设计中需要用到温度和湿度数据，因此优先选用DHT11。DHT11不但具备温度传感器还具备湿度传感器，可以同步获取温度和湿度数据，用来校正测量距离数据。并且价格低廉，仅需5元，节约成本。DHT11实物图如下：图2-5DHT11温湿度传感器实物图2.3.4显示模块元件选用与论证本设计中选用是LCD1602液晶屏显示距离数据，LCD1602是一种广泛使用在工业中字符型液晶显示屏，可以同步显示16列2行即32个字符。并且1602中不但有160个内建字符发生器CGROM，集成惯用字型，可以完全满足用于所需基本字符（不涉及中文），尚有8个字符发生器CGRAM，可以凭借自己喜好和程序需要定义某些简朴中文，在点数容许状况下。价格7元。1602液晶显示屏实物图如下：图2-6QC1602A液晶显示屏实物图2.3.5语音模块元件选用与论证本设计选用是宇音天下生产芯片SYN6288。ISD400x系列语音芯片是当前最常用语音芯片，这一类芯片需要先将要播放信息由录音某些录入到芯片中，再由播音某些播出，声音保真，抗干扰能力强，功耗小，以其广泛应用可以阐明它长处毋庸置疑，但是以8位为例，如果使用半集成语音录放模块，价格在60元以上并且元件尺寸比较大，不适合本次系统设计。与ISD400x系列芯片相比，宇音天下公司生产芯片更适合本次设计，无论是初期OSYNO6188还是本设计中使用SYN6288都迅速赢得了业界内大批忠实粉丝，SYN6288拥有简朴接口以便硬件连接使用，可以智能辨认中文文本数字机常用符号，通过上位机串口可以直接发送需要播放内容，可以大大减小软件编程工作量，除此之外，它功耗低、封装尺寸小，半集成语音模块仅仅只有硬币大小，价格仅需50元，加适合车载系统使用即节约成本也节约体积。SYN6288语音模块实物图如下：图2-7SYN6288实物图图2-8喇叭实物图2.3.6报警模块元件选用与论证本设计中报警模块使用三色LED和蜂鸣器进行报警。当距离障碍物100cm及以上时绿色灯亮，蜂鸣器不发生鸣叫；当距离障碍物50cm-100cm时黄色灯低频率闪烁，蜂鸣器发出频率较低鸣叫；当距离障碍物在50cm以内时红色等高频率闪烁，蜂鸣器发出频率较高鸣叫。图2-9蜂鸣器及LED灯实物图2.3.7电源及烧写模块元件选用及论证本设计选用是集成好USB下载器同步供电和更新程序，由于本设计是针对车载系统开发，因此电源某些使用USB供电，但是由于在板上设计单独串口来更新程序明显不实用，因此选取集成好USB下载器，既可以供电，也可以用来烧写程序。价格12元。图2-10USB下载器实物图3系统硬件设计3.1整体硬件设计通过度析上文中系统功能以及每某些设计可以得出硬件某些设计。单片机是整个系统核心，外围有6个模块要与之相连，其中每个模块VCC和GND端都与系统高电平和低电平相连，除此以外，尚有1602根数据线，RS寄存器选取端、E使能端和RW读写信号线，有DHT11单总线数据端DATA，有HC_SR04触发控制信号输入端TRIG和回响信号输出端ECHO，有SYN6288RXD、TXD、BUSY和直接驱动喇叭两个SPK端以及LED灯和蜂鸣器端等。对于51系列单片机来说，P0口为开漏输出，内部并没有集成上拉电阻7，因此若要使用P0作为普通I/O端口输出数据时，就必要外接8个上拉电阻，保证高电平对的输出，而很巧是显示模块所使用1602在内部8根数据总线DB0-DB7上已经集成了上拉电阻，因此将单片机管脚中P0.0-P0.7与1602DB0-DB7端顺序相连，P0口和P2口位于同一侧，所觉得了连线以便1602此外三个控制端占用P2口三个端口。又由于在功能上LED灯和蜂鸣器报警模块也属于数据输出端，在成品中位置尽量接近1602，因此报警模块4个端口也与P2口端口相连。从功能上看，HC_SR04和DHT11属于数据输入端，并且位置应处在板边沿，同步两者应当距离较近，因此将HC_SR04ECHO和TRIG以及DHT11DATA端连到P1口上。语音模块使用是上位机固定串口RXD/P3.0，TXD/P3.1上，同步由于程序下载也需要固定串口端，因此这两个端口复用。固然为了保证单片机正常工作还需要将它VCC(第40管脚)接高电平，GND(第20管脚)接低电平，RST(第9管脚)接复位电路，XTAL1(第19管脚)、XTAL2(第20管脚)接时钟电路，EA/VPP(第31管脚)直接接高电平，选取内部程序存储器1。本次硬件设计使用软件是Protel99se，这个软件集成了丰富元件封装，惯用器件基本都可以直接使用，当遇到没有封装元件时，Protel也提供了原理图库文献和PCB库文献可以自己制作元件封装。并且还可以对绘制电路图进行电气检查、列出元件清单，固然它最强大功能还是印刷电路板设计，可以协助使用者对硬件进行排线等，虽然DXP比Protel99se更加先进，但是运营所需内存较大，电脑运营慢，因此还是选取Protel99se。3.2每个模块硬件设计3.2.1测距模块硬件特点及外围电路对于HC_SR04超声波测距模块来说，它硬件设计非常简朴，外部没有什么特别需要添加元件，采用高电平触发TRIG发射超声波信号，然后通过检测ECHO高电平持续时间计算距离。因此只需将它VCC接高电平（5V），GND接地，TRIG、ECHO分别接单片机P1.0、P1.1即可。图3-1HC_SR04引脚图3.2.2温湿度模块硬件特点及外围电路DHT11温湿度传感器外部共有4个引脚，但是NC引脚悬空不接，因此在电路图中只画出了其中3个引脚。它VCC需提供3-5.5V电压，为了增强它稳定性要在它VCC和GND之间接一种100nF电容，用以去耦滤波。为了保证高低电平对的输入输出，当连接线少于20米时要在DATA端接一种5K大小上拉电阻。图3-2DHT11引脚及外围电路连接图3.2.3显示模块硬件特点及外围电路在整体硬件连接中已经分析过1602位置与占用端口因素，由于自带排阻和端口在实物上接近，1602第4到第14引脚与单片机直接相连。将第15引脚A即背光电源正接高电平，第16引脚K即背光电源负接地，将第1引脚VSS地电源接地，第2引脚VDD接高电平，比较复杂是第3引脚V0，它是液晶显示屏对比度调节端，使用时应当通过10K大小电位器接。当电位器阻值变化时，效果如下图：图3-3对比度过低图3-4对比度过高图3-5对比度合理图3-6LCD1602引脚及外围电路连接图3.2.4语音模块硬件特点及外围电路语音模块集成度比较高基本不用连接外部电路，只需将喇叭两端接到SPK1和SPK2上，VCC接高，GND接地，BUSY可接可不接，RXD接单片机TXD端，TXD也是可接可不接（不接是由于本系统中语音芯片有些功能没有使用）。电路图如下：图3-7语音模块引脚及外围电路连接图3.2.5报警模块硬件特点及外围电路由于所使用单片机STC89C52端口做普通输入输出时，拉电流能力是微安级别，灌电流能力是10倍毫安级别，要点亮LED灯微安级别电流是远远不够，因此普通使用灌电流连接方式电亮LED，即LED正极直接接高电平，负极接保护电阻后接单片机输入输出口。同样，蜂鸣器也采用灌电流连接方式连接，但是在实验中发现，这样连接并不能让蜂鸣器发出比较高声音，再一次修改了蜂鸣器连接方式，蜂鸣器正极直接接高电平，负极接三极管NPN集电极，三极管发射极接地，基极接保护电阻后接到单片机输入输出口。图3-8报警模块引脚及外围电路连接图4系统软件设计4.1整体软件设计本设计核心使用51系列单片机，在内存上是无法与计算机相比，因此要在数据空间使用和程序复杂度上尽量节约，最大限度使用单片机已经集成好例如中断、定期器、看门狗等功能，防止程序空间以及数据空间过大溢出。在编程过程中尽量提高程序模块化，增长复用率。使用编程语言是基于51单片机C语言，编程难度小，理解以便，已有某些集成函数以便调用，与计算机C语言相比，它更接近底层，可以按位定义和运算，十分灵活，与相应单片机汇编语言相比她长处在于可读性强，更接近人语言，维护、更新、扩展都更加以便。使用Keil4进行软件编程，这个软件界面简朴使用以便，内部包括了C编译器还集成了大量库函数，固然最喜实用时它强大Debug功能，可以将整个程序逐渐运营出来，可以减小当程序直接烧写到板子上风险，也比普通仿真软件更容易看到每一步成果和内部如定期器、寄存器、内存等实时状态，是单片机软件开发必备帮手。图4-1keil4debug图除了软件编程工具外还使用Protues7.8进行硬件仿真4，可以在电脑上直接观看到程序运营成果，尚有某些例如示波器等测量仪器，比上面Debug更加直观，以便对外围电路设计。缺陷就是本次设计中使用版本有些低有某些元件没有相应仿真，只能采用模仿方式。图4-2倒车雷达系统仿真图在仿真图中HC_SR04用两个按键模仿，SYN6288用示波器模仿，DHT11使用ATMEGA16模仿。别的元件均有自己仿真库文献。4.2每个模块软件设计4.2.1主程序主程序是系统函数入口，起总体协调功能，主程序中尽量少浮现详细解决过程，采用函数调用及返回方式对系统其她模块进行调度，合理安排每个模块先后顺序。程序