xAAA基于单片机的倒车防撞报警系统设计

1、单击此处编辑母版标题样式基于单片机的倒车防撞报警系统设计200823219xx研究目的及意义 随着我国经济的快速发展，交通运输车辆及私家用车的不断增加，不可避免的交通问题瞬时成为人们关注的问题。其中由于倒车事故发生的频率高，已引起了社会和交通部门的高度重视。倒车事故发生的原因是多方面的，造成倒车时的事故率远大于汽车前进时的事故率，尤其是非职业驾驶员以及女性更为突出。而倒车事故给车主带来许多麻烦，不仅经济上，更有人身伤害，例如撞上别人的车，如果伤及儿童更是不堪设想。针对这种情况，许多汽车驾驶员很希望能有一种汽车倒车报警器，在倒车时不断测量汽车尾部与其后面障碍物的距离，并随时显示其距离，在达到一定

2、的距离后进行灯光报警和蜂鸣器报警，以提高汽车倒车时的安全性，特别是在雨、雪、雾天气中减少和避免倒车时的撞车事故，减少车主不必要的损失，汽车倒车防碰撞系统需求量将十分可观。超声波测距法是最常见的一种距离测距方法，由于超声波和单片机系统自身的优点，利用超声波测距法设计的一种倒车防撞报警系统，很大程度上解决了倒车难问题，同时为汽车自动驾驶的研究应用奠定了基础，因此研究超声波测距系统的应用有着很大的现实意义。研究内容 本文主要设计是一种新型的基于单片机控制的倒车防撞系统，该系统采用通用型单片机作为控制电路，方便系统功能扩展。系统电路主要采用集成器件构成，外围原件少，电路简洁、调试方便、成本低，利于商品

3、化生产。 本系统利用单片机控制超声波的发射和对超声波从发射到接收往返时间的计时。接收电路的输出端接单片机的外部中断源输入口。系统定时发射超声波，在启动发射电路的同时启动单片机内部的定时器，记录超声波发射的时间和收到反射波的时间是利用定时器的计数功能。当超声波的反射波被收到时，接收电路输出端产生了一个负跳变，在单片机的外部中断源输入口产生一个中断请求信号，单片机响应外部中断请求执行外部中断服务子程序，读取时间差，计算距离,结果输出给smc1602液晶屏显示。测距方案选择与论证 方案一：选用红外线传感器测距。利用红外信号遇到不同距离的障碍物反射强度也不同的原理，进行障碍物远近的检测。红外测距的优点

4、是便宜，易制，安全，缺点是精度低，距离近，方向性差。 方案二：选用激光测距传感器。激光在检测领域中应用较为广泛，这是因为激光测距传感器的优点是精确，亮度高、单色性好等，缺点是需要注意人体安全，制作难度大，成本高，而且光学系统需要保持干净，否则将影响测量。因为光速太快，传输时间的激光传感器必须极其准确的测定时间。 方案三：选用超声波传感器。超声波具有较好的指向性，频率越高，指向性越强，同时它的测量精度也很高。超声波测距传感器的优点是比较耐脏污，即使传感器上有尘土，只要没有堵死就可以测量。在中长距离测量时其精度、方向性都优于红外线传感器，但价格稍贵。从安全性、成本、方向性、耐污性等各方面综合考虑，

5、超声波传感器更符合汽车倒车防撞装置的要求。超声波测距原理 超声波测距的原理一般采用渡越时间法，首先测量出超声波从发射探头到遇到障碍物以及从障碍物到接收探头所需要的时间，在乘以超声波的速度就能够得到二倍的声源与障碍物之间的距离。超声波测距可以用于高精度的中长距离测量。在200c时传播速度为344m/s，公式为s=ct/2。下图为超声波测量距离的原理示意图。 硬件电路的系统框图 汽车倒车防撞装置结构图超声波发射以及接收电路 该超声波收发模块可自己产生40khz的方波，并经放大电路驱动超声波发射探头发射超声波，发射出去的超声波经障碍物反射后由超声波接收探头接收。经接收电路的检波放大，积分整形，在ec

6、ho引脚上产生方波脉冲，该脉冲宽度与被测距离成线性关系。 下图表明：只需要在trig/tx管脚输入一个10us以上的高电平，系统便可发出8个40khz的超声波脉冲，然后检测回波信号，当检测到回波信号后，模块还要进行温度值的测量，然后根据当前温度对测距结果进行校正，将校正后的结果通过echo/rx管脚输出。 在此模式下，模块将距离值转化为344m/s时的时间值的2倍，通过echo端输出一个高电平，可根据此高电平的持续时间来计算距离值。即距离值为：（高电平时间*344m/s）/2。 使用us-100超声波收发模块进行距离测量时，单片机只需要输出触发信号，并监视回响引脚，通过定时器计算回响信号宽度，并换算成距离即可。该模块简化了发送和接收的模拟电路，工作稳定可靠。 显示电路 本设计显示部分采用smc1602液晶屏进行数据显示，与单片机的接口电路如图所示： 报警电路 下图所示为蜂鸣器报警电路 报警电路的分析 由于单片机管脚的灌电流比拉电流容量大，因此电路设计为低电平输出时蜂鸣器响，高电平关闭。而且接在单片机的p3.7脚上，当p3.7脚输出低电平时，pnp型三极管855