張弘揚(yáng) 吉林工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院電氣與信息技術(shù)學(xué)院

基于單片機(jī)的汽車倒車?yán)走_(dá)設(shè)計(jì)

張弘揚(yáng) 吉林工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院電氣與信息技術(shù)學(xué)院

隨著社會(huì)的發(fā)展進(jìn)步，汽車開始普及，全民汽車時(shí)代即將到來，汽車倒車?yán)走_(dá)是汽車上重要的裝置。本系統(tǒng)的原理是超聲波測(cè)距儀的發(fā)射探頭發(fā)出超聲波，當(dāng)超聲波遇到障礙物后反射回來，由超聲波接收器接收，再由單片機(jī)計(jì)算出超聲波發(fā)出與返回的時(shí)間，就可以計(jì)算出汽車與障礙物的距離，當(dāng)距離小于報(bào)警距離時(shí)，單片機(jī)控制蜂鳴器與數(shù)碼管顯示發(fā)出報(bào)警信號(hào)。

倒車?yán)走_(dá) 52單片機(jī) 超聲波測(cè)距

本文研究的倒車?yán)走_(dá)是眾多應(yīng)用在汽車上的高科技配置之一，倒車?yán)走_(dá)漸漸變成了一個(gè)不可或缺的輔助工具，但是我國(guó)的汽車倒車?yán)走_(dá)的裝配率僅百分之五十左右。歸根結(jié)底還是由于當(dāng)前倒車?yán)走_(dá)生產(chǎn)成本過高，所以，一款簡(jiǎn)單易用，成本低廉的倒車?yán)走_(dá)的出現(xiàn)，越來越符合主流市場(chǎng)的需求與期望。

1.系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

按照設(shè)計(jì)題目的總體需求，確定以下設(shè)計(jì)方案：本系統(tǒng)由采集模塊，數(shù)轉(zhuǎn)換模塊，單片機(jī)和報(bào)警模塊構(gòu)成，系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖如圖1-1。

圖1-1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

系統(tǒng)流程：上電后，系統(tǒng)預(yù)熱開機(jī)，汽車系統(tǒng)的各部進(jìn)行自檢，最后進(jìn)行倒車?yán)走_(dá)系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)傳輸、判斷距離和聲音報(bào)警。

2.超聲波傳感器的特性

超聲波傳感器的特性有頻率特性和指向特性：

圖2-1是超聲波的頻率特性曲線。f0＝40KHz為超聲發(fā)射傳感器的中心頻率，在f0處，超聲發(fā)射傳感器所產(chǎn)生的超聲機(jī)械波最強(qiáng)，因此，超聲波發(fā)射傳感器一定要使用非常接近中心頻率f0的交流電壓來激勵(lì)。

圖2-1超聲發(fā)射傳感器頻率特性

指向特性是指超聲波發(fā)生器向外發(fā)出連續(xù)的子波，輻射出一個(gè)半球波，這些子波沒有指向性。但離開超聲傳感器的子波疊加會(huì)產(chǎn)生指向性。超聲波傳感器的指向角一般為40度到80度。

3.單片機(jī)控制部分

STC89C52是STC公司生產(chǎn)的一種低功耗、高性能的CMOS8位微控制器，具有8K在系統(tǒng)可編程Flash存儲(chǔ)器。雖然STC89C52任然使用傳統(tǒng)的MCS-51內(nèi)核，但該公司對(duì)于芯片的改進(jìn)使其具有比傳統(tǒng)51單片機(jī)更豐富的功能。具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能：8k字節(jié)Flash，512字節(jié)RAM，32位I/O口線，看門狗定時(shí)器，內(nèi)置4KBEEPROM，MAX810復(fù)位電路，3個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，4個(gè)外部中斷，一個(gè)7向量4級(jí)中斷結(jié)構(gòu)（兼容傳統(tǒng)51的5向量2級(jí)中斷結(jié)構(gòu)），全雙工串行口。另外STC89X52可降至0Hz靜態(tài)邏輯操作，支持2種軟件可選擇節(jié)電模式。最高運(yùn)作頻率35MHz，6T/12T可選。

4 軟件的開發(fā)環(huán)境

該系統(tǒng)使用C語言設(shè)計(jì)，C語言是一種計(jì)算機(jī)編程語言。其設(shè)計(jì)目標(biāo)是提供一種能以簡(jiǎn)易的方式編譯、處理低級(jí)存儲(chǔ)器、產(chǎn)生少量的機(jī)器碼以及不需要任何運(yùn)行環(huán)境支持便能運(yùn)行的編程語言。在整個(gè)軟件開發(fā)過程中始終使用的是Keil Software研發(fā)的集編譯燒錄于一體的且兼容C語言的開發(fā)軟件。因?yàn)橐驗(yàn)楹?jiǎn)單易學(xué)且功能齊全等的特點(diǎn)，該公司做的產(chǎn)品受廣大使用者的青睞。

5 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)

5.1 主程序設(shè)計(jì)

因?yàn)樾枰獙?duì)車后距離進(jìn)行時(shí)時(shí)刻刻的檢測(cè)，就必須讓系統(tǒng)長(zhǎng)期的保持著運(yùn)行的狀態(tài)。對(duì)檢測(cè)地點(diǎn)距離參數(shù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)并反饋到單片機(jī)當(dāng)中。對(duì)于反饋的數(shù)據(jù)于設(shè)定值進(jìn)行比較處理，一旦檢測(cè)出距離小于預(yù)設(shè)報(bào)警距離，單片機(jī)就會(huì)發(fā)出報(bào)警指令開始報(bào)警。當(dāng)有警報(bào)的時(shí)候無論單片機(jī)在進(jìn)行著什么工作都會(huì)切到報(bào)警界面并顯示到液晶屏當(dāng)中，駕駛員就可以通過顯示的數(shù)據(jù)進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚?，減少損失。

5.2 超聲波測(cè)距子程序設(shè)計(jì)

具體流程是：系統(tǒng)初始化后驅(qū)動(dòng)單片機(jī)將距離信號(hào)送入A/D轉(zhuǎn)換器當(dāng)中并對(duì)信號(hào)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，當(dāng)轉(zhuǎn)換好后再將數(shù)據(jù)返回單片機(jī)并存儲(chǔ)在寄存器中。

5.3 倒車?yán)走_(dá)系統(tǒng)控制數(shù)碼管顯示

本設(shè)計(jì)采用四位數(shù)碼管顯示，數(shù)碼管顯示可以讓駕駛者更加直觀的發(fā)現(xiàn)障礙物所處的距離，系統(tǒng)首先要對(duì)數(shù)碼管進(jìn)行初始化顯示程序設(shè)定，數(shù)碼管與主控芯片使用并行通信方式。當(dāng)距離信號(hào)小于設(shè)置報(bào)警數(shù)值時(shí)，單片機(jī)就會(huì)控制蜂鳴器報(bào)警。

6.結(jié)束語

本文研究是基于STC89C52單片機(jī)的一種汽車倒車?yán)走_(dá)系統(tǒng)。經(jīng)驗(yàn)證系統(tǒng)穩(wěn)定流暢，簡(jiǎn)單智能，低成本效率高，系統(tǒng)采用模塊化編程，此種編程方式的優(yōu)點(diǎn)是大大簡(jiǎn)化了程序之中的繁瑣步驟，無論是對(duì)使用的效率還是后來的故障篩查都起到了至關(guān)重要的作用。汽車倒車?yán)走_(dá)可以更加有效的避免新手駕駛員對(duì)車況以及駕駛技能的不熟練從而造成磕碰等事故引發(fā)的經(jīng)濟(jì)損失。

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