肥城做网站tahmwlkj,网站开发需求统计,高端品牌护肤品,中国电商网官网摘 要#xff1a;文 章设计了一种基于单片机的超声波倒车雷达系统#xff0c;以 AT89C51 型单片机作为控制核心#xff0c;集距离测量、显示#xff0c;方位显示和危险报警于一体#xff0c;以提高驾驶者在倒车泊车时的安全性和舒适性。本设计采用 Keil 软件对系统程序… 摘 要文 章设计了一种基于单片机的超声波倒车雷达系统以 AT89C51 型单片机作为控制核心集距离测量、显示方位显示和危险报警于一体以提高驾驶者在倒车泊车时的安全性和舒适性。本设计采用 Keil 软件对系统程序进行调试并采用 Proteus 对整个系统进行了仿真仿真结果达到了预期的效果。 关键词超声波测距单片机倒车雷达 前言 近年来随着驾驶人和机动车数量的急剧增长行车路况复杂驾驶员往往不能及时的了解车辆周边尤其是后方的环境导致驾驶员操作不及时造成很多事故 。本文设计了以 AT89C51 单片机为核心利用超声波来进行测距同时具有实现显示和报警功能的倒车雷达系统大大提高了倒车泊车的安全性。 1 系统总体设计 本文设计了一种基于单片机的超声波倒车雷达系统采用超声波脉冲回波法对距离进行测量AT89C51 单片机作为整个系统的控制单元TCF40-16TRC 超声波收发一体式传感器作为测距装置。系统主要包括测距部分、控制部分和显示报警部分。图 1 所示为系统的整体框架图。 汽车泊车时挂倒档整车 ECU 会产生倒车信号单片机接收该信号后进入工作状态产生脉冲电压信号该信号经 过四选一分时选通开关被发送到第一路后左支路测距电路经过电路放大后驱动传感器发射超声波同时单片机开始计时。超声波遇到障碍物后产生的反射回波被超声波接收 传感器所接收并将其转化为电信号单片机收到信号后响应该中断系统会执行外部中断程序停止先前的计时控制器会得到超声波发射和回波之间的时间差定时中断以后继续执行下一路。测距顺序依次为后左后左中后右中和后右。随后控制器计算得到最小距离值并将该值及方位传送给 LCD 。当该值小于所设定的安全距离时单片机驱动蜂鸣器发出报警同时 AEB 系统进入工作状态以保证泊车安全。 2 系统硬件设计 AT89C51 单片机是一种低功耗和高性能的八位芯片 。硬件电路主要包括单片机控制电路超声波测距收发电路回波电信号放大电路LCD 显示电路报警电路方位灯显示电路等。 2.1 超声波测距收发电路 超声波收发电路的功能主要有增大驱动发射声波脉冲电压幅值实现声波信号与电信号之间的转化提高超声波有效发射距离。本系统选择 CD4052 型芯片用来分时选通四个支路的传感器。 2.2 回波电信号放大电路设计 放大电路选择 CX20106A 型芯片作为控制核心。图 2 中引脚 1 接 CD4052 芯片的 Y 端。该放大电路对回波电信号进行处理最终产生并向单片机输出一个低电平信号 。该信号会向控制芯片申请中断随即单片机发送计时停止指令同时系统便开始对数据进行处理。 2.3 液晶显示系统的电路设计 本设计选择 YBLCD1602LCD 液晶显示器作为显示装置。图 3 中芯片 P0 的八个引脚端口分别与 LCD 的八个引脚相连接传输指令和数据。P1.0 、 P1.1 和 P1.2 引脚分别与LCD 的三个端口相连接对 LCD 的读写功能进行控制。 2.4 系统方位灯电路设计 图 4 所示为系统方位灯的电路图当其中一个二极管点亮表明该路传感器对应方位的障碍物距离车体的位置最近。这四个发光二极管分别与芯片的引脚相连当芯片所对应引脚输出为低电平时该引脚所对应的二极管被点亮。 2.5 系统报警电路设计 系统采用 PB2130UP002A 蜂鸣器作为声音报警装置当障碍物与车体距离过近时蜂鸣器发出声音以起到报警的作用 。由图 5 可知该电路是利用一个三级管来驱动蜂鸣器电路与单片机的 P3.7 引脚相连接。 3 系统软件设计 系统软件部分由运行主程序超声波收发子程序发射 通道选通子程序LCD 显示子程序报警子程序等组成。 3.1 软件主程序设计 图 6 所示为主程序流程框图汽车挂入倒档时系统进入工作状态。首先对每个缓冲单元清零对液晶显示器进行初始化 。随后系统开始检测是否有倒车信号传来若有超声波测距支路便开始进入工作状态反之继续等待。设置定时器并赋初值同时 T1 定时器开中断。单片机通过检测四路探测完毕的标志位来判断四路探测是否完毕 标志位为 1 则表示都已经完成对数据进行处理完成后通过 LCD 显示最小距离同时报警模块判断是否需要报警延迟大约 0.5s 后系统又回到检测倒车信号处开始下一轮的循环。 3.2 超声波收发子程序设计 单片机接收超声回波的信号系统进入外部中断 0 程序。此时定时器 T0 首先停止计时禁止外部中断 0 的中断然后计数值保存在以 40H 为起始的单元中。随后系统等待定时器 T1 所设定的 40ms 中断产生一旦产生便会继续进行下一支路的测距。 3.3 定时器 T1 中断程序设计 系统进入定时器 T1 中断程序 T1 关闭外部 0 中断被禁止同时 T1 被重新赋初值。如果全部选通完毕且有四个计数值系统会置标志位然后比较这四个值返回主程序。如果四通路还没有全部选通系统会继续选通还没有被选通的通道同时调用发射超声波的子程序启动定时器 T0 和定时器 T1 并允许定时器 T1 中断。 4 系统调试与仿真 本文使用 Keil 软件对程序进行调试使用 Proteus 软件对电路进行仿真。图 7 中示波器窗口可以看见有一串矩形波发出脉冲个数为 16 个与预期的数目相同。 利用 Keil 软件对系统的程序进行了调试并采用 Proteus专业仿真软件对整个系统进行了仿真以验证系统的正确性和稳定性。 5 结语 本文通过采用单片机控制和超声波测距设计出一种结构简单、可靠性高的泊车雷达系统。利用超声波来进行测距测量精度比较高同时实现显示和报警的功能完全满足驾驶员泊车的需求。
