明立娟+黃鑫

摘 要：本設(shè)計(jì)主要是設(shè)計(jì)于AT89C52AT89C52單片機(jī)為核心的一種汽車倒車?yán)走_(dá)系統(tǒng)。設(shè)計(jì)采用硬件、軟件相結(jié)合的方式，具有高精度、成本低的特點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：AT89C52單片機(jī)；超聲波；設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：U462 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2017）24-0099-02

引言

隨著生活水平的不斷提高，人們購買車輛的數(shù)量不斷增多，由此伴隨產(chǎn)生的交通問題越來越成為社會(huì)所關(guān)注的問題。對于公路交通事故來說，有很大一部分的車禍?zhǔn)怯捎隈{駛員反應(yīng)不及所引起的，也有很大一部分的車輛相撞由于追尾相撞，其余則由于側(cè)面撞擊所致。所以，設(shè)計(jì)一款倒車?yán)走_(dá)能使駕駛員能夠提早意識(shí)到事故危險(xiǎn)并采取對應(yīng)的措施，則可以盡量避免一些可能發(fā)生的交通事故。其中倒車盲區(qū)帶來車輛事故的不斷發(fā)生，引起了社會(huì)和交通部門的廣泛高度重視。而層出不窮的倒車事故給車主帶來了許多麻煩，例如撞上別人的車、路燈、消防栓，如果撞上行人更是不堪設(shè)想。“倒車防撞雷達(dá)”就應(yīng)運(yùn)而生。

經(jīng)過不斷的發(fā)展，倒車?yán)走_(dá)系統(tǒng)經(jīng)歷了六代技術(shù)改良，不管從結(jié)構(gòu)外觀上還是性能價(jià)格上，其中使用較多的是數(shù)碼顯示、熒屏顯示、防炫目和魔幻倒車?yán)走_(dá)這四種。

本設(shè)計(jì)采用以AT89C51單片機(jī)的汽車倒車?yán)走_(dá)系統(tǒng)，其主要功能是：在倒車時(shí)，能對車后的目標(biāo)進(jìn)行準(zhǔn)確的探測，并判斷障礙物的距離，做出報(bào)警并能語音播報(bào)障礙物的準(zhǔn)確距離。

1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

用AT89C52單片機(jī)來作為整個(gè)倒車系統(tǒng)的核心部件，其系統(tǒng)設(shè)計(jì)總框圖如圖1所示。整個(gè)系統(tǒng)包括單片機(jī)最小系統(tǒng)、直流電源模塊、超聲波接收/發(fā)送、LED顯示模塊、溫度補(bǔ)償模塊、語音模塊。

1.1 單片機(jī)最小系統(tǒng)

單片機(jī)最小系統(tǒng)是整個(gè)系統(tǒng)的核心部件，其作用是控制超聲波的發(fā)射和接收，對計(jì)數(shù)器計(jì)算結(jié)果進(jìn)行數(shù)據(jù)處理后送入LCD顯示及語音報(bào)警電路工作。P2.5口接收超聲波信號(hào)，P2.6口發(fā)送超聲波信號(hào)，P0.1～P0.7口送命令到LCD控制LCD的顯示方式。P3.7口為語音報(bào)警數(shù)據(jù)采集端。

1.2 超聲波接收、發(fā)送模塊

在超聲探測電路中，發(fā)射端得到輸出脈沖為一系列方波，其寬度為發(fā)射超聲的時(shí)間間隔，被測物距離越大，脈沖寬度越大，輸出脈沖個(gè)數(shù)與被測距離成正比。本次設(shè)計(jì)主要采用的是超聲波HR-SR04，HR-SR04超聲波集成模塊主要是由超聲波發(fā)射探頭，超聲波接收探頭，CX20106A芯片電路，74LS04芯片放大電路結(jié)合到一塊的一個(gè)超聲波集成模塊。超聲波測距主要是用的渡越時(shí)間檢測法。是根據(jù)發(fā)出超聲波到接收回波的時(shí)間和已知的傳播速度，來計(jì)算傳播的距離，這樣就可以得到障礙物到超聲波傳感器的距離。

1.3 語音模塊

本設(shè)計(jì)通過一只蜂鳴器來提示用戶按鍵按下了，通過單片機(jī)軟件產(chǎn)生3KHz的信號(hào)從P3.7口送到三極管的基極，驅(qū)動(dòng)蜂鳴器發(fā)出聲音。

1.4 LED顯示模塊

采用YB1602 LCD液晶屏進(jìn)行顯示。

1.5 溫度補(bǔ)償模塊

考慮到溫度補(bǔ)償，溫度的采集使用DS18B20溫度傳感器，應(yīng)用方便。

1.6 電源模塊

電源電路直接輸出+5V直流電壓。

2 系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)

軟件分為三部分，分為主程序、定時(shí)中斷服務(wù)子程序、外部中斷服務(wù)子程序。以下是系統(tǒng)主程序流程圖圖2：

3 系統(tǒng)仿真

使用Proteus軟件將原理圖畫好，然后進(jìn)行仿真、采集數(shù)據(jù)。如圖3所示。

用Proteus 7.8進(jìn)行仿真，單片機(jī)P2.6口檢測到高電平即為返回信號(hào)獲得，由于沒有CX20106模型，P2.6口懸空，則程序開始就認(rèn)為返回信號(hào)獲得了，于是顯示了一個(gè)最小測量值111mm，溫度為18°C，通過調(diào)節(jié)DS18B20的溫度可以測試顯示的溫度是否正確，從仿真圖中可以看出顯示的溫度就是DS18B20的預(yù)設(shè)溫度值。P2.5口是否有頻率為40KHz的發(fā)射信號(hào)產(chǎn)生，由于不能通過二極管來觀察到，所以在仿真的時(shí)候P2.5口一直顯示低電平狀態(tài)，這時(shí)必須用虛擬的示波器來查看，如圖4所示。

從圖4看出，P2.5口輸出了信號(hào)，由于是間隔60ms發(fā)送一次40KHz的信號(hào)，可以看到尖脈沖信號(hào)產(chǎn)生。

4 結(jié)束語

此次設(shè)計(jì)主要通過AT89C52單片機(jī)的控制來實(shí)現(xiàn)，在倒車時(shí)，能對車后的目標(biāo)進(jìn)行準(zhǔn)確的探測，并判斷障礙物的距離，做出報(bào)警并能語音播報(bào)障礙物的準(zhǔn)確距離。

參考文獻(xiàn)：

[1]徐愛鈞.STC15單片機(jī)C語言編程與應(yīng)用[M].北京：電子工業(yè)出版社，2016.

[2]趙永禮，張克旬，李開.基于單片機(jī)的汽車倒車?yán)走_(dá)系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].科技致富向?qū)В?015（17）：176.

[3]芮長穎.基于AT89C52單片機(jī)的汽車倒車?yán)走_(dá)系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].信息化研究，2012（3）：42-45.

[4]高美霞，柏建普.單片機(jī)控制的超聲波測距儀汽車倒車系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].自動(dòng)化技術(shù)與應(yīng)用，2011，30（11）：58-60.

[5]李淑萍.基于單片機(jī)AT89S52的超聲波測距系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].自動(dòng)化與儀器儀表，2009（6）：44-47.

[6]劉鑫，朱靖玉，基于單片機(jī)的倒車?yán)走_(dá)的設(shè)計(jì)[J].電子設(shè)計(jì)工程，2012，01：94-97.

[7]吳妍.汽車倒車?yán)走_(dá)預(yù)警系統(tǒng)研究[D].武漢理工大學(xué)，2007.

[8]汪恩軍，等.車轍檢測中超聲測距數(shù)據(jù)采集方法[J].武漢理工大學(xué)學(xué)報(bào)，2008，30（1）.

[9]高飛燕.基于單片機(jī)的超聲波測距系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].信息技術(shù)，2005，29（7）：128-129.endprint