防倒車撞車系統(tǒng)研究

李永紅 王婷 劉宏章

摘要：本設(shè)計(jì)是一種基于STC89C51單片機(jī)的防倒車撞車系統(tǒng)。系統(tǒng)主要包括主控制器、顯示模塊、報(bào)警模塊、超聲波模塊以及電源模塊。采用了軟件與硬件相結(jié)合的方式，具有成本低、精度高的特點(diǎn)。

Abstract： This design is based on STC89C51 microcontroller reversing and anti-collision system. The system mainly includes a main controller， a display module， an alarm module， an ultrasonic module， and a power supply module. Using a combination of software and hardware， it has the features of low cost and high precision.

關(guān)鍵詞：STC89C51單片機(jī)；防倒車撞車；超聲波

Key words： STC89C51 MCU；reversing and anti-collision；ultrasonic

中圖分類號：TB51+7 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-4311（2018）25-0158-02

0 引言

隨著經(jīng)濟(jì)、技術(shù)的不斷發(fā)展，汽車作為主要的交通工具數(shù)量不斷地在增多，隨之而來的交通安全問題也成為了人們關(guān)注的主要問題。

汽車越來越多，導(dǎo)致城市交通不斷擁擠，最重要的是倒車時對障礙物的預(yù)判距離不足導(dǎo)致發(fā)生摩擦與碰撞。假如能提前判斷出障礙物距離信息，就能夠及時采取相應(yīng)的措施，避免事故的發(fā)生。于是，防倒車撞車系統(tǒng)由此誕生，這個是主動安全系統(tǒng)，而現(xiàn)階段對主動安全系統(tǒng)的研究主要放在測距上面。本次設(shè)計(jì)了防倒車撞車系統(tǒng)，它能夠有效的提醒駕駛員距障礙物的距離，提高倒車時的安全性。

1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)將STC89C51單片機(jī)作為了系統(tǒng)的核心元件，整個系統(tǒng)包括電源電路、主控制器、報(bào)警電路、顯示電路。主控制器可以接收超聲波信號，識別轉(zhuǎn)換出距離數(shù)據(jù)，并控制顯示模塊顯示出車距障礙物之間的距離。一旦距離達(dá)到了設(shè)置的報(bào)警值，就開始報(bào)警。其系統(tǒng)設(shè)計(jì)總框圖如圖1所示。

1.1 主控系統(tǒng)

采用STC89C51RC單片機(jī)。它的指令集和輸出管腳與MCS-51單片機(jī)完全兼容，且是一個CMOS的8位高性能單片機(jī)，片內(nèi)含8K個字節(jié)的可反復(fù)擦寫十萬次以上的 Flash存儲器。STC公司生產(chǎn)的51系列單片機(jī)芯片的無解高級加密技術(shù)讓它的可靠性非常之高。STC89C51系列單片高達(dá)90MHz的頻率提升了他的處理速度，STC89C51RC單片機(jī)處理速度快，可靠性高，具有強(qiáng)大的抗干擾能力，并且它還兼有價格低廉，易于購買，性價比高的特點(diǎn)讓它至今一直流行。

1.2 超聲波模塊

倒車撞車系統(tǒng)中最重要的部分是距離檢測。該設(shè)計(jì)的測距模塊選擇HC-SR04超聲波。這個模塊穩(wěn)定的性能和精確的測距以及盲區(qū)小等優(yōu)點(diǎn)，得到了許多領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。

1.3 報(bào)警模塊

在此次設(shè)計(jì)中選用蜂鳴器來實(shí)現(xiàn)聲音報(bào)警。若系統(tǒng)自動判斷出車與距障礙物距離達(dá)到了設(shè)置的報(bào)警值，便開始報(bào)警。

1.4 顯示模塊

采用數(shù)碼管顯示。數(shù)碼管的操作比較簡單，顯示比較顯示清晰而且價格便宜，具有廣泛的應(yīng)用，對于簡單的顯示非常符合。

1.5 電源模塊

電源電路直接輸出+5V直流電壓。

1.6 溫度補(bǔ)償模塊

由于溫度的影響，本設(shè)計(jì)還采用了DS18B20溫度傳感器。

2 系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)

系統(tǒng)整體軟件設(shè)計(jì)主要包括：軟件初始化、超聲波數(shù)據(jù)接收處理、報(bào)警、數(shù)碼管顯示等。初始化包括主控I/O、超聲波接口、報(bào)警接口、顯示接口四個初始化。主控不斷控制超聲波，并接收數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，將處理后的距離數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示。如果車距障礙物距離達(dá)到設(shè)定值，就開始啟動報(bào)警電路進(jìn)行報(bào)警，否則就繼續(xù)進(jìn)行檢測。系統(tǒng)主程序流程圖如圖2所示。

3 系統(tǒng)仿真

在 Proteus中建立工程，添加單片機(jī)最小系統(tǒng)、數(shù)碼管顯示、報(bào)警電路以及超聲波電路，畫出仿真圖并進(jìn)行仿真，具體的原理圖如圖3所示。由于Proteus中并沒有超聲波仿真模型，所以采用滑動變阻器模擬超聲波數(shù)據(jù)，進(jìn)行仿真驗(yàn)證。圖4所示系統(tǒng)仿真當(dāng)前距離示意圖。

由于溫度的影響導(dǎo)致測量結(jié)果產(chǎn)生誤差，我們加入的溫度傳感器，其仿真效果如圖5所示。

4 結(jié)束語

此次設(shè)計(jì)主要通過STC89C51的控制來實(shí)現(xiàn)，在倒車時，能夠?qū)嚭蟮恼系K物進(jìn)行實(shí)時測距并進(jìn)行報(bào)警。

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