汽車倒車?yán)走_防護系統(tǒng)的設(shè)計信工111班郝艷紅指導(dǎo)教師譚歆（陜西科技大學(xué)職業(yè)教育師范學(xué)院陜西西安710021）摘要隨著我國經(jīng)濟飛速發(fā)展，越來越多的人擁有了自己的汽車，同時由泊車和倒車所引發(fā)的事故也越來越多。這些事故常常給駕駛員帶來許多麻煩，因此，有助于駕駛員泊車和倒車的倒車?yán)走_應(yīng)運而生。倒車?yán)走_是汽車泊車安全輔助裝置，能以聲音或者更為直觀的顯示告知駕駛員周圍障礙物的情況。為此，設(shè)計了以單片機為核心，利用超聲波實現(xiàn)無接觸測距的倒車?yán)走_系統(tǒng)。它可以提醒駕駛員進入警戒區(qū)域，同時進行聲光報警。無須占用司機的視覺資源，使司機可以把全部注意力用于觀察車前及車旁的路況。超聲波發(fā)射部分由AT89C51單片機產(chǎn)生高電平信號，觸發(fā)測距模塊；系統(tǒng)接收部分由接收探頭拾取反射回來的信號，當(dāng)接收電路接收到反射信號就中斷AT89C51的計數(shù)器，停止計數(shù)，從而得到超聲波從發(fā)射到接收信號的時間差，進而計算出車與后方障礙物之間的距離，指導(dǎo)司機安全倒車。關(guān)鍵詞倒車?yán)走_，超聲波，單片機DESIGNOFVEHICLEREVERSINGRADARPROTECTIONSYSTEMABSTRACTWITHTHEDEVELOPMENTOFTHEECONOMYOFCHINA,MANYPEOPLEHAVETHEIROWNCARSTHEN,THEACCIDENTSTHATCAUSEDBYPARKINGANDREVERSINGWILLBEINCREASINGLYCOMMONTHESEACCIDENTSOFTENBRINGMANYTROUBLESTODRIVERSATTHISTIME,THEREVERSERADARCOMESOUTTOHELPDRIVERSTOPARKANDREVERSETHEREVERSERADARASETOFSAFETYASSISTANTINSTALLATIONAPPLIEDONAUTOMOBILEPARKINGALSO,ITCANTELLDRIVERSTHATTHEREAREMANYOBSTACLESAROUNDTHEMBYVOICEORVISUALDISPLAYSO,THISDESIGNISAKINDOFREVERSERADARSYSTEMBASEDONSCM,USINGULTRASONICTOMEASUREDISTANCEITCANREMINDDRIVERSTHATTHEYHAVEENTEREDWARNINGAREAASWELLASACHIEVEAUDIBLEANDVISUALALARMWITHTHEHELPOFTHERADAR,DRIVERSAREABLETOFOCUSONOBSERVINGTHESITUATIONAROUNDTHEROADSWITHOUTOCCUPYINGTHEDRIVERSVISUALRESOURCESULTRASONICLAUNCHSECTIONPRODUCESHIGHLEVELSIGNALTOTRIGGERRANGINGMODULETHROUGHAT89C51THESYSTEMRECEIVINGPARTRECEIVESREFLECTEDSIGNALBYTHESENSORWHENTHERECEIVERCIRCUITRECEIVESREFLECTEDSIGNALS,ITWILLINTERRUPTAT89C51COUNTERTOSTOPCOUNTINGASARESULT,ITCANGETTHETIMEDIFFERENCEFROMTRANSMITTINGTORECEIVINGSIGNAL,ANDTHENCALCULATETHEDISTANCEBETWEENTHEOBSTACLESITCANTHUSGUIDINGDRIVERSTOBACKACARSAFELYKEYWORDSREVERSERADAR,ULTRASONIC,SCM1課題背景和意義近年來，隨著汽車產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展和人們生活水平的不斷提高，公路上、停車場上的汽車越來越多，交通也越來越擁擠。由于空間的有限性，汽車在公路上行駛或者出入停車場時，其倒車、轉(zhuǎn)彎的幾率大大增加，而駕駛員的視線由于受到限制，尾撞和刮擦事故時有發(fā)生。據(jù)相關(guān)調(diào)查統(tǒng)計15的汽車碰撞事故是因倒車時汽車的后視能力不良造成的。因此，增加汽車的后視能力，研制汽車后部探測障礙物的倒車?yán)走_便成為近些年來的研究熱點。安全避免障礙物的前提是快速，準(zhǔn)確地測量障礙物與汽車之間的距離。為此，本文設(shè)計了以單片機為核心，利用超聲波實現(xiàn)無接觸測距的倒車?yán)走_系統(tǒng)。2系統(tǒng)總體介紹本次設(shè)計選用單片機AT89C51為主控制芯片，用超聲波測距模塊HCSR04來實現(xiàn)測距功能，并進行信息的采集，經(jīng)過單片機內(nèi)部處理以后，進行數(shù)據(jù)計算，再將得到的數(shù)據(jù)進行存儲，同時送入顯示模塊進行顯示，由單片機控制蜂鳴器以及LED燈進行相應(yīng)的報警提示。系統(tǒng)的總體框圖如圖1所示。障礙物超聲波發(fā)射電路超聲波接收電路單片機LCD顯示電路報警電路溫度補償電路圖1系統(tǒng)的總體框圖3系統(tǒng)硬件設(shè)計報警器利用超聲波回波測距，測量車后一定距離內(nèi)的物體，并以單片機作為中央控制單元。這種超聲波雷達可及時顯示車后障礙物的距離并報警，以警示司機不同程度的緊急狀態(tài)。31發(fā)射電路的設(shè)計超聲波傳感器的發(fā)射電路主要由方波發(fā)生芯片，40KHZ的晶振和MAX232芯片構(gòu)成，單片機給方波發(fā)生芯片觸發(fā)信號后，方波發(fā)生芯片開始工作，產(chǎn)生40KHZ的方波信號，電平轉(zhuǎn)換芯片MAX232將TTL電平轉(zhuǎn)換成可以驅(qū)動振蕩器的高電壓，進而產(chǎn)生所需的40KHZ的超聲波。32接收電路的設(shè)計本設(shè)計中HCSR04測距模塊內(nèi)部所選用的TL740C芯片采用了前置放大電路，帶通濾波電路，后級放大電路。將接收到的波形經(jīng)過整形、積分、檢波、濾波和限幅放大等實現(xiàn)接收超聲波的功能。當(dāng)距離較遠時，回波信號會非常微弱，轉(zhuǎn)換后的信號電平幅值很小，故要經(jīng)過若干級放大，使輸出功率達到一定要求，并且為了防止信號出現(xiàn)較大的失真，接收電路可以保證有4MHZ的帶寬。放大后的交流信號送入比較器后輸出一個方波信號，并使觸發(fā)器觸發(fā)，向CPU發(fā)出中斷請求。在中斷服務(wù)程序中，讀取計數(shù)器的計數(shù)值，結(jié)合溫度補償后的聲速計算出測距儀距離障礙物的距離。4系統(tǒng)軟件設(shè)計本系統(tǒng)的主要功能為發(fā)送超聲波、對回波進行檢測、計算測量距離、顯示測量距離、聲光報警等。軟件包括主程序、超聲波發(fā)射子程序、INT0中斷服務(wù)程序、定時器T0溢出中斷程序四個主要模塊組成。5總結(jié)按照任務(wù)書的要求，在查閱了一些相關(guān)的參考資料后，通過幾番努力，終于完成了“汽車倒車?yán)走_防護系統(tǒng)的設(shè)計”，此模擬系統(tǒng)已經(jīng)基本達到了預(yù)期的目標(biāo)，實現(xiàn)了既定的功能。系統(tǒng)采用了單片機AT89C51，充分利用了其豐富的片上資源，使得系統(tǒng)功能豐富。使用的外圍芯片減少，提高了系統(tǒng)可靠性。本文提出的倒車?yán)走_設(shè)計方案硬件電路簡單，已經(jīng)實現(xiàn)了設(shè)計的基本功能，具有性能好、成本低的優(yōu)點。但是該系統(tǒng)還所測得的數(shù)據(jù)還是存在一定程度的誤差，總結(jié)其差生誤差的原因為在單片機存儲標(biāo)志時間時，由于是整數(shù)存儲，所以標(biāo)志時間以四舍五入原則進行存儲，造成標(biāo)志時間與實際時間非完全相同，使單片機進行比對運算后存在誤差，表現(xiàn)為蜂鳴器報警時間與預(yù)期的報警時間不同。參考文獻1楊居義,馬寧,靳光明單片機原理與工程應(yīng)用M北京清華大學(xué)出版社,