0126基于51单片机的倒车雷达Proteus仿真原理图PCB

【前言】

hello 大家好，今天给大家讲一讲基于51单片机的倒车雷达系统。

本次采用的硬件板子是钛叔最近设计的一款基于51单片机的多功能板(编号A01)，利用该板子再结合相应的小模块就可以满足绝大多数的项目应用，该多功能板的功能和兼容性都十分强大，接下来钛叔会详细介绍一下设计细节。本次项目采用的是A01多功能板+ S017多功能传感器底板模块的组合，通过LCD1602液晶实时显示当前检测距离和报警距离阈值，按键可设置报警距离阈值，当检测距离低于报警距离阈值，蜂鸣器将会报警，随着距离靠近，蜂鸣器响铃越来越急促。

【仿真设计】

下面是该项目的仿真图，模块化设计并配有功能说明，实现良好的易读性和移植性。（仿真文件为V8.11版本的，大家可以在此下载安装该版本：http://www.jh-tec.cn/archives/5696）

【硬件电路设计】

下面是该设计的整体原理图和PCB设计概览，原理图模块化分布，每部分都备注有对应的功能名称，便于阅读；PCB设计采用的3D封装的器件，主要是方便配合结构设计。

多功能主板原理图：

多功能主板PCB（支持三种显示器：LCD12864、LCD1602以及0.96寸OLED，本次项目采用的是LCD1602）：

* S017 转接板该模块的原理图如下图所示，这个底板设计的初衷有两方面，第一是方便与我们的控制主板接口兼容，第二是由于该转接板与之相接的模块基本都需要一定的稳定性和特定安装位置；这些模块通过与该转接板相接，可以灵活的放置位置。钛叔设计的这个底板可以兼容以下6种模块，分别是HC-SR501红外感应模块、HC-SR04超声波模块(本次项目配合该模块)、ADXL345加速度模块、MLX90614测温模块、VL53L0X激光测距模块以及RC-522 IC卡模块，这个设计还是很简单的，大家只需要在插模块的时候注意方向性。

下面详细介绍控制主板的一些设计注意点哈，抛砖引玉~

1、关于MCU 多功能主板的MCU可以根据具体的项目需求来决定，大多数情况下普通51就能满足，当然有些场合，比如同时需要两路串口的情况，就可以采用加强51（STC12C5A60S2），44PIN的两种芯片是完全兼容的。本次项目采用的是STC89C52RC，最小系统如下图所示，很简单，这里不赘述具体原理。另说一句，在我们调试MCU小系统的时候，如果工作异常，无论什么类型芯片，首先第一步就是检查芯片的供电电源是否正常，再之后检测晶振和复位，绝大多数的问题都是出在这三个地方，钛叔记得以前学生时代有一次调试51单片机就始终下不进去程序，电源正常，复位也正常，最后发现就是晶振的谐振电容错焊成了1000pf，导致晶振起振失败，诸如类似的问题都可能导致芯片启动失败，所以大家按照我上述的三个点出发去调试，就一定能够解决问题。

（下载接口钛叔这里采用的XH2.54，大家可以在钛叔的店铺采购下载器，通过XH2.54连接线可以直接相连，避免插错的情况）

2、关于电源 如下图所示，钛叔在设计电源接口的时候根据实际使用情况多方面考虑，设计了三种接口方式——排针、WJ128接线端子以及miniUSB，排针可以用在杜邦线供电的情况，接线端子可以用在电源裸线供电的情况（这两种情况供电根据板载丝印正确插入，切记别插反），miniUSB供电的方式比较推荐，可以避免插反烧坏板子情况，钛叔这里之所以采用miniUSB而不是microUSB，主要原因是由于microUSB体积比较小，在开放性板子上面容易多次拔插情况下给搞坏导致接触不良（所谓开放性板子就是无结构件固定的裸板），所以这里钛叔没有采用microUSB。

电源开关部分钛叔采用的是8.5x8.5的自锁开关，这里需要注意就是自锁开关的方向，有部分同学焊接反了导致按下时候为电源关断，弹上来是电源闭合。

钛叔在该设计板上习惯性放了三个MRK点，如果大家有需要量产的需求，且板子比较大不会涉及拼版的情况，就记得放，如果后面是需要拼版的话，可以在最终的大板上放MRK点。

多功能板载具有一路3.3V的LDO，主要是给板上3.3V模块供电的，这里需要注意LDO尽量要选用电流达到1A以上的，以满足部分功耗较大的模块。钛叔这里使用的是AMS117，该芯片的性价比很高，推荐大家使用，不过一定要去代理商或者嘉立创拿货，淘宝上很多假货。

3、关于显示 多功能板设计了LCD1602、LCD12864以及OLED三种显示器，大家可以根据自己的项目需求来选择，如果显示内容比较多，比如贪吃蛇之类的游戏的项目就可以选择LCD12864，如果需要注重显示效果就可以选择OLED，如果显示内容不多也不怎么注重效果就可以选择LCD1602。本次项目钛叔采用的就是LCD1602，这里需要注意如果用单片机的P0接口，记得加上拉电阻，这是该芯片决定的，不明白的朋友可以去看STC89C52RC数据手册哈；另外，LCD1602的R/W引脚，大多数的情况下直接接地保持写操作就行，如果是一些项目需要读操作的话，就需要把该引脚接入单片机（比如基于51单片机的示波器或者贪吃蛇这种项目）；VL引脚是调试对比度的，如果事先不知道这个分压参数，用的是电位器的话，很可能第一次使用时候分压不合适导致显示屏亮的但没有东西，就误以为是自己程序的问题，这个问题钛叔以前也犯过，捣鼓了半天才发现是对比度没有调好，其实程序早已经再运行，如果大家是在某宝上买的液晶屏，大多数都是满足下边的分压参数，大家可以参考参考哈。

4、关于按键 A01多功能板载有6个按键，可以满足绝大多数的应用，如果不够的话，可以通过外接矩阵键盘的方式扩展。板载按键的型号钛叔采用的是贴片的6*6轻触按键，这里需要提醒大家的是，如果大家采用的回流焊机子，一定要注意购买耐高温的元器件，一般如果用编带的按键基本能过高温，如果是袋装的散件很可能就过不了，按钮部分很容易被烤坏，这里提醒大家一下。

5、关于报警 A01多功能板载有声光报警，报警电路部分原理很简单，大家可以参考下图，一个蜂鸣器加LED就可以实现，这里需要注意两个地方，第一是蜂鸣器建议大家选用有源的，操作简单很多，另外就是电压需要选择对应的，钛叔这里采用的是5V的HNB09A05；第二就是这里的三极管建议大家采用PNP管子，原因是该单片机上电默认为高电平，如果这里采用的NPN管子，上电瞬间就会声光报警（即便程序里边该IO口初始化为低），所以这里我们采用PNP管子来避开这种情况。

6、关于时钟 A01多功能板载有时钟芯片，采用的芯片是常用的DS1302，该部分的电路设计很简单，数据接口记得加上拉电阻。另外，关于晶振部分是否需要加电容，这个钛叔测试过加和不加影响都不大，如果您不放心，可以在晶振两边备份两个电容。

7、接口 A01多功能板最大的特点就是接口兼容性强，具备3PIN、4PIN、8PIN、WIFI模块接口、AS608指纹模块接口、NRF24L01无线模块接口以及矩阵键盘模块接口，这些接口对应的模块钛叔的店铺都有出售，模块的线序都是一一对应，采用的都是XH2.54，可以用排线直接对插，避免插座的情况，非常的方便！大家可以在钛叔的店铺选购。