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摘 要

针对驾驶人员不能准确判断车身和障碍物的距离，易造成擦碰事故的问题，本文设计了一款基于STC89C52单片机的汽车避障预警系统。系统以SCT89C52单片机为核心处理器，实现了距离数据的采集、传输和处理功能；采用超声波测距传感器对车身四周距离进行测量；通过液晶显示器、语音模块显示车身四周距离信息并进行语音播报；设置了蜂鸣器报警功能，当任意一个方向的距离小于安全距离时，蜂鸣器会发出警报。驾驶者只需要坐在车内，就能对车身四周距离信息有详细了解。

经测试，系统性能稳定，能够测量出障碍物与汽车距离，及时发出警报。

关键字：超声波，测距，液晶显示，语音提示，单片机

Abstract：Aiming at the problem that the driver can not accurately judge the distance between the body and the obstacle, it is easy to cause the collision accident, this paper designs an early warning system of vehicle obstacle avoidance based on STC89C52 MCU. The system takes the SCT89C52 MCU as the core processor, realizes the function of the distance data collection, transmission and processing. Ultrasonic distance sensor is used to measure the distance around the car body; the distance information of the car body is displayed through the liquid crystal display and voice module and the voice broadcast; the buzzer alarm function is set, when the distance in any direction is less than the safety distance, the buzzer alarm will be issued. The driver only needs to sit in the car, and can have a detailed understanding of the surrounding distance information.

The system are stable after testing, it not only test the distance between obstacle and car ,but also give off alarm immediately. Achieving the purpose to avoid other cars ,pedestrians and obstacles.

Keywords：Ultrasonic,ranging,liquid crystal display,voice prompt,MCU

目 录

1 绪论 4

1.1选题的背景和意义 4

1.2 汽车避障系统现状分析 4

1.3研究内容 5

2 超声波测距相关理论 5

2.1 测距方案比较 5

2.2 超声波简介 5

2.3 超声波传感器简介 6

3 总体设计 9

4 硬件设计 10

4.1 系统原理图 10

4.2 单片机最小系统 12

4.3 LCD液晶显示电路 15

4.4 蜂鸣器报警电路 16

4.5 温度传感器电路 17

4.6 语音提示电路 17

5 软件设计 18

5.1 显示程序 19

5.2 报警程序 20

5.3 按键程序 21

5.4 语音提示程序 22

6 系统测试 22

6.1 功能检测 22

结论 24

参考文献 25

致谢 26

1 绪论

1.1 选题的背景和意义

随着汽车工业的发展，汽车成了人们出行不可缺少的代步工具。汽车的出现，使人们的生活方式、工作方式发生了变化，提高了人们的出行效率。但是，在生活中车辆的增多，导致的安全问题也越来越多，由于超车、倒车而引发的事故不在少数，车辆的增多，导致许多场所都是车满为患，使得我国交通事故的死亡率远高于其他的国家。交通拥堵的状况导致下行车安全成了许多驾驶员担心的问题。针对这个问题，设计一种准确性好，可靠性高，价格实惠的汽车避障预警系统很有必要。

汽车会发生碰撞或者摩擦现象，主要是由于车辆自带的内后视镜和左右后视镜不能完整的看见整个车身的信息，在倒车和狭窄路段时尤为明显。如果我们可以获得车身视野盲区与障碍物的距离，那么就能够大大减少碰撞的发生。在汽车中不断增加电子设备的数量，是汽车电子化应用越来越普及必定成为夺取未来汽车市场的一种行之有效的手段和方式^[1]。

1.2 汽车避障系统现状分析

现今社会，汽车已发展为人们出门最基本的代步工具了。人们对车辆的安全意识也有所增强，因为汽车较其他交通工具更方便快捷，还可以适应各种天气变化，可提高人们的出行质量。人们会通过在汽车内部装载一些电子设备和电子系统提高行车的安全性能，这已经发展成一种保障行车安全的重要手段 ^[2]。以往的汽车安全保障设备包括内后视镜、左右后视镜等，后视镜可以让驾驶员拓宽视野，看清车身后面及两侧的障碍物，从而可以提前预判周围的行车状况，以便应对突发交通事故。

近年来，随着中国汽车工业的发展，汽车市场逐渐庞大，汽车已经成为每个家庭工作生活的必备工具，不像过去每部汽车都有固定的司机，他们会经过专业的培训，作为一项职业或者用来谋生的技能，现在司机一词在生活中已经很难听到了，会开车的人不计其数，已经不是一种职业称呼了，可是这并不是指可以熟练驾驶汽车的人越来越多，以前的汽车只有三面镜子，这会使驾驶员的驾驶视野和车身周围环境不够宽广，特别是在倒车时，大部分的驾驶员仅凭个人感觉和驾驶经验判断，在汽车后方有大片的盲区，却没有专门的设备可以用来发现障碍物。随着汽车设计的不断改进和发展，产生了利用音频输出信号来报警的车载倒车雷达，它的原理是利用声音频率的不同提醒驾驶员车身后方的状况，但是利用声音警示驾驶员注意车身后方状况有时会产生错觉，通过直观视觉总比耳朵识别更容易方便些。人类社会在进步，汽车发展也在进步，对以往存在的不足加以改进也是必然的，设计一种能够方便驾驶员更安全驾驶的汽车避障预警系统显得非常重要，它通过和车载倒车雷达的配合使用，可以显示汽车左右前后四个方向的行车状况，提高了驾驶员的可操作性。

1.3 研究内容

本文主要针对汽车内后视镜与左右后视镜不能提供完整的车身视野，存在许多视野盲区，特别在倒车的时候，所产生的一系列问题。文章主要研究的内容是汽车防撞预警系统的硬件设计与软件设计，其中硬件设计包含元器件的选择、硬件设计总方案以及各功能模块的具体设计；软件设计包含每个模块的功能程序设计和软件流程设计。对于汽车避障预警系统，我们应了解倒车雷达的工作原理和内容，将避障预警系统和倒车雷达相结合，可以达到四个方向测距，四个方向显示距离，针对距离过近的方向亮起相应指示灯的功能。

2 超声波测距相关理论

2.1 测距方案比较

1、红外线测距：通过红外线发射，触碰到障碍物距离的远近来反射回强度不同的红外线，虽然红外线测距简单方便，但是红外线测距的最小距离很大，所以不适合本设计。

2、激光测距：采用相位法和脉冲法两种测量方法，相位法利用无线电波段间接测量，无线电波产生的频率通过相位延迟和波长的关系对激光调幅调制换算得出距离；脉冲法测距利用激光测量，仪器发出激光后，遇到被测物体产生发射的现象，仪器将激光往返的时间记录下来，用光速乘以激光往返时间得到的就是测量距离。

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