邱磊3100403108-电信101-汽车防撞报警系统设计 - 图文

第2章 系统体系结构

2.1 系统构成

汽车防撞报警系统是以AT89C51单片机为控制核心，实现汽车倒车时自动检测车与障碍物的距离，在液晶显示距离的同时，并能通过喇叭进行语音距离播报。当汽车与障碍物之间的距离小于警戒距离时，进行语音报警。警戒距离可以根据自己的偏好进行设置。根据系统设计要求，将汽车防撞报警系统分为五个模块，由控制模块、超声波测距模块、液晶显示模块、语音播报模块、按键设置模块组成。如图2.1所示。

12864液晶显示模块障碍物HC-SR04超声波测距模块单片机（AT89C51）按键设置模块语音播报模块

图2.1 系统框图

2.2设计方案选择

2.2.1 控制模块

控制模块主要用于对距离测量信号的接受和处理、控制显示电路对距离值实时显示、控制语音模块实时播报距离以及控制键盘实现对警戒值的设定等。

本设计控制器选用AT89C51单片机，它具有编程灵活、算术运算功能强、自由度大，可用软件编程实现各种算法和逻辑控制，它还有功耗低、成本低、体积小等优点。AT89C51单片机将多功能8 位CPU 和闪烁存储器组合在单个芯片中，是一种高效微控制器，为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。AT89C51 封装图如图2.2 所示。

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图2.2 AT89C51 封装图

1．主要特性：

89C51CPU 与MCS-51 兼容

4K 字节可编程FLASH 存储器(寿命：1000 写/擦循环) 全静态工作：0Hz-24KHz 三级程序存储器保密锁定 128×8 位内部RAM 32 条可编程I/O 线 两个16 位定时器/计数器 5 个中断源[3] 2．管脚说明： VCC：供电电压。 GND：接地。

P0 口：它是一个8 位漏级开路双向I/O 口，每脚可以吸收8TTL 门电流。当P1 口的管脚第一次被写1 时，它被定义成高阻输入。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 口：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，可用作输入，P1 口

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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 口：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 口当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 口：P3 口管脚是8 个带内部上拉电阻的双向I/O 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，由于外部下拉为低电平，P3 口将输出电流（ILL）这是由于上拉的缘故。P3 口也可作为AT89C51 的一些特殊功能口，如下所示： 口管脚备选功能

P3.0 RXD（串行输入口） P3.1 TXD（串行输出口） P3.2 /INT0（外部中断0） P3.3 /INT1（外部中断1） P3.4 T0（记时器0 外部输入） P3.5 T1（记时器1 外部输入） P3.6 /WR（外部数据存储器写选通） P3.7 /RD（外部数据存储器读选通）

P3 口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。

RST：复位输入。当振荡器复位器件时，要保持RST 脚两个机器周期的高电平时间。

ALE/PROG：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，

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将跳过一个ALE 脉冲。如想禁止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，置位无效。

/PSEN：外部程序存储器的选通信号。在由外部程序存储器取指期间，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。

/EA/VPP：当/EA 保持低电平时，则在此期间外部程序存储器（0000H-FFFFH），无论是否具有内部程序存储器。注意加密方式1 时，/EA会把内部锁定成RESET；当/EA 端为高电平时，则在此期间内部程序存储器。当在FLASH 编程的时候，该引脚也常用于施加12V 编程电源（VPP）。

XTAL1：反向振荡放大器的输入和内部时钟工作电路的输入。 XTAL2：来自反向振荡器的输出[4]。

2.2.2 测距模块

测量距离的关键在于距离信号的采集，因此选择一个合适的测距传感器是本次设计的重点所在。

方案一 超声波传感器测距

HC-SR04超声波传感器可用于非接触型测量，测量距离范围为2-450厘米，精度可达0.3厘米，盲区只有2厘米，受温度影响小。此超声波测距传感器模块性能稳定，能和国外的SRF05,SRF02等超声波测距模块相媲美。此模块使用方法简单，只要给控制口发一个10US以上的高电平，就可以在接收口等待高电平输出，一有输出就可以开定时器计时，当此口变为低电平时就可以读定时器的值，此值就为此次测距的时间，很容易算出距离。

方案二 红外传感器测距

红外传感器用于非接触型测量，测量距离较短，最远只能测1.5米，精度不高。另外受光线的影响比较大。价格略贵于超声波传感器模块。

方案三 激光传感器测距

激光测距传感器功能十分强大、并且耐用，是为工业测量市场量身设计的。它拥有很多卓越的性能，是目前为止最先进的检测系统，它拥有具有十分不错的

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