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利用AT89C52單片機作為主控制器，結合超聲波測距原理，實(shí)現倒車(chē)防撞報警功能。進(jìn)行系統硬件和軟件的設計，檢波接收電路和溫度補償電路分別采用了CX20106A和DSl8820兩款集成芯片，減小了電路間的相互干擾，提高了精度。該系統的最大測距誤差不超過(guò)1 cm，測距范圍為10～300 cm。另外，系統還具有結構簡(jiǎn)單，體積小，使用方便等特點(diǎn)。 隨著(zhù)國民經(jīng)濟的高速發(fā)展，我國汽車(chē)的擁有量在大幅增加，造成道路擁堵，交通事故頻發(fā)，給人們的生命和財產(chǎn)安全帶來(lái)了巨大的損失。安全駕駛成為大家關(guān)注的焦點(diǎn)，其中汽車(chē)防撞系統(Collision Avoidance System，CAS)的設計和需求顯得非常重要和迫切。針對這種情況，設計一種響應快、可靠性高且較為經(jīng)濟的汽車(chē)防撞報警系統勢在必行。 超聲波作為一種頻率超過(guò)20 kHz的機械波，其指向性強，能量消耗緩慢，在介質(zhì)中傳播距離遠，因此超聲波測距法是最常見(jiàn)的一種距離測量方法。利用超聲波檢測距離，設計比較方便，計算處理也較簡(jiǎn)單，而且精度也較高。本設計采用AT89C52單片機作為主控器，結合超聲波測距原理，設計了汽車(chē)倒車(chē)防撞報警系統。該系統采用軟、硬件結合的方法，具有模塊化和多用化的特點(diǎn)。 1 超聲波的測距原理 本系統選用的是壓電式超聲波傳感器。超聲波測距原理有兩種方式：共振式和脈沖反射式。因為共振式的應用要求復雜，在此使用脈沖反射式。超聲波測距原理如圖1所示。 圖1中被測距離為H，兩探頭中心距離的一半用M表示，超聲波單程所走過(guò)的距離用L表示，由圖中關(guān)系可得： 式中：v為超聲波的傳播速度；t為傳播時(shí)間，即為超聲波從發(fā)射到接收的時(shí)間。 將式(4)代入式(3)可得： 由此可見(jiàn)，要想測得距離H，只要測得超聲波的傳播時(shí)間t即可。 2 系統的實(shí)現 根據設計要求并綜合各個(gè)方面因素，可以采用AT89C52單片機作為主控制器，用動(dòng)態(tài)掃描實(shí)現LCD數字顯示，超聲波驅動(dòng)信號用單片機的定時(shí)器完成，其具體的系統框圖如圖2所示。 該系統主要由單片機系統及顯示電路、超聲波發(fā)射電路和超聲波檢測接收電路等部分組成。采用AT89C52來(lái)實(shí)現對CX20106A紅外接收芯片和TCT40-10系列超聲波轉換模塊的控制。其中超聲波接收電路使用集成電路CX2-0106A，可用來(lái)完成信號的放大、限幅、帶通濾波、峰值檢波和波形整形等功能。顯示器件采用的是LCDl2864顯示器，并選用D18820溫度傳感器進(jìn)行溫度檢測，實(shí)行溫度補償。主控器AT89C52單片機是一種低功耗、高性能CMOS 8位微控制器，具有8 KB的系統可編程FLASH存儲器。與AT80C51引腳和指令完全兼容。擁有1個(gè)8位CPU，1個(gè)片內振蕩器及時(shí)鐘電路，3個(gè)16位定時(shí)／計數器，21個(gè)特殊功能寄存器，4個(gè)8位并行I／O口，共32條可編程I／O端線(xiàn)，1個(gè)可編程全雙工串行口，8個(gè)中斷源。 本設計的實(shí)物如圖3所示。 3 系統的軟件設計 系統軟件部分包括主程序、中斷子程序和其他子程序。主程序流程圖如圖4所示，其中中斷子程序的核心代碼如下： 4 結語(yǔ) 此倒車(chē)防撞報警系統，可以應用于汽車(chē)倒車(chē)等場(chǎng)合，提醒駕駛員在倒車(chē)時(shí)能有效地避開(kāi)可能對倒車(chē)造成危害的障礙物和行人。本系統針對普遍存在的抗干擾性問(wèn)題加強了軟硬件處理措施。硬件方面例如把超聲波接收電路用金屬殼屏蔽起來(lái)，提高了系統的抗干擾能力；軟件方面系統結合使用DS18820溫度傳感器實(shí)現溫度補償矯正，使系統可以正常工作在任何溫度下，誤差都不會(huì )超過(guò)指定范圍。并用帶字庫功能的LCDl2864液晶實(shí)時(shí)顯示距離，當滿(mǎn)足距離條件時(shí)，蜂鳴器蜂鳴工作提示駕駛員，具有較強的實(shí)用性，且硬件結構簡(jiǎn)單，體積小，使用方便。但該系統的測量距離有限，只有在10～300 cm距離內有效，需要進(jìn)一步的改進(jìn)和提高。 |
