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智能型汽车防撞报警器的设计

摘要：由于超声波指向性强，能量消耗缓慢，在介质中传播的距离较远，因而超声

波经常用于距离的测量。利用超声波检测距离，设计比较方便，计算处理也较简单，并

且在测量精度方面也能达到日常使用的要求。

设计的超声波测距器利用超声波传输中距离与时间的关系，采用以AT89S52单片机

为核心进行控制与数据处理，最终完成低成本、高精度、微型化数字显示超声波测距器

的硬件电路和软件设计。该测距器主要由超声波发射器电路、超声波接收器电路、单片

机控制电路、系统电源电路与显示电路构成。整个程序采用模块化设计，由主程序、发

射子程序、接收子程序、显示子程序等模块组成。各探头的信号经单片机综合分析处理，

实现超声波测距器的各种功能。在此基础上设计了系统的总体方案，最后通过硬件和软

件实现了各个功能模块。

经过实验表明，这套系统软硬件设计合理、抗干扰能力强、实时性良好，经过系统

扩展和升级，可应用于汽车倒车、建筑施工工地以与一些工业现场的位置监控，还能有

效地解决汽车倒车，液位、水深、管道长度的测量问题。

关键词：超声波；AT89S52；数码管；测距；

目录

1．设计背景4

1.1超声波测距的实际应用背景4

1.2超声波测距的专业知识背景4

2．设计方案5

2.1方案讨论5

2.2方案论证6

3．方案实施6

3.1硬件设计6

3.1.1AT89S52外围电路设计8

3.1.2系统电源电路设计8

3.1.3数码管显示电路设计8

3.1.4超声波发射9

3.1.5超声波接收11

3.2软件部分13

3.2.1系统软件设计说明13

3.2.2编程语言的选择13

3.2.3超声波测距仪的算法设计14

3.2.4主程序流程图15

3.2.5超声波发生子程序和超声波接收中断程序16

3.2.6系统的软硬件的调试16

5．收获与致18

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5.1收获18

5.2致18

3/34

1．设计背景

1.1超声波测距的实际应用背景

超声波测距是一种非接触的检测方式，与其他方式相比，如电磁的或光学的方法，

它不受光线、被检测对象颜色等影响。对于被侧物处于黑暗、有灰尘、烟雾、电磁干扰、

有毒等恶劣的环境下有一定的适应能力。因此在测绘地形图，建造房屋、桥梁、道路、

开挖矿山、油井、液位检测、机械手控制、车辆自动导航、物体识别等方面有广阔的应

用。特别是应用于空气测距，由于空气中波速较慢。其回波信号中包含的沿传播方向上

的结构信息很容易检测出来，具有很高的分辨力，因而其准确度也较其他方法为高；而

且超声波传感器具有结构简单、体积小、信号处理可靠等特点。利用超声波检测往往

比较迅速、方便、计算简单、易于做到实时控制，并且在测量精度方面能达到工业

实用的要求。

由于超声波易于定向发射，方向性好，强度好控制，它的应用价值己被普遍重视。

利用超声波测距，在许多方面有很多优势。因此，超声波测距的研究是非常有实用和商

业价值。

1.2超声波测距的专业知识背景

超声波传感器的工作原理是瓷的压电效应。超声波传感器在测量过程中，超声

测距器是根据超声波遇到障碍物反射回来的特性进行测量的。超声波发射器向某一方向

发射超声波，在发射同时开始计时，超声波在空气中传播，途中碰到障碍物就立即返回

来，超声波接收器收到反射波就立即中断停止计时。通过不断检测产生波发射后遇到

障碍物所反射的回波，从而测出发射超声波和接收到回波的时间差△T，然后求出距离L。

基本的测距公式为：L=(△T/2)*V

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式中L——被测距离；△T——发射波和反射波之间的时间间隔；V——超声波在空气中

的声速，常温下取为34