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超声波倒车防撞系统 汽车电子 免费猫

发布时间:2020-02-17 14:07:17 阅读: 来源:热缩套厂家

超声波倒车防撞系统 - 汽车电子 - 电子工程网

摘 要:利用ATMEL 公司的AT89C51 单片机接收超声波传感器的测距信号,根据超声波测距原理,将实时信号送给单片机,单片机实现距离的计算、显示、报警,当在探测范围内有障碍物时,并且障碍物的距离小于报警距离时,发光二极管以一定频率闪烁,同时蜂鸣器提示报警,并显示障碍物的距离。经验证,此系统实现了超声波倒车防撞系统各功能,且该系统实时性较稳定,误差距离比较小。

0 引言

随着中国汽车数量的不断增多,道路拥堵,交通事故频发,给人们生活带了诸多不便,安全成为了第一要素,汽车防撞系统的设计和需求也迫在眉睫。因此,设计了一种利用超声波测距,通过单片机实现的倒车防撞报警系统,主要考虑它的设计简单,易于操作。

1 超声波测距原理

超声波是指频率高于20 kHz 的机械波。而倒车时,为了防止撞上障碍物,需要测量障碍物到车之间的距离,这就需要使用超声波传感器。超声波传感器又称为超声波换能器或超声波探头。超声波传感器包括超声波发送器和超声波接收器,但一个超声波传感器也可具有发送和接收声波的双重作用。超声波传感器是利用压电效应的原理将电能和超声波相互转化,即在发射超声波的时候,将电能转换成振动发射超声波;而在收到回波的时候,则将超声振动转换成电信号。

超声波测距的原理一般采用渡越时间法 (TOF,time offlight)。超声波发射传感器向某一方向发射超声波,在发射同时开始计时,超声波在空气中传播,传播的途中碰到障碍物就立刻返回来,超声波接收器接收到反射回来的波就立即停止计时,计算出超声波从发射到遇到障碍物返回时所用的时间t,常温下超声波在空气中的传播速度为V=340 m/s,根据公式S =V × t / 2,就可以计算出障碍物到超声波传感器之间的距离。

2 系统总体电路

单片机AT89C51 编写程序产生方波,通过P1.0 口输出40 kHz 的脉冲信号,经超声波发射电路中CD4069 放大后驱动超声波发射探头UCM40T,产生超声波。传播过程中遇到障碍物后产生回波送入超声波接收器,接收探头采用和发射探头配对的UCM40R,将超声波调制脉冲变为交流电压信号,经超声波接收电路中CX20106A 进行处理,通过7 脚输出,作为一个中断请求信号,送至单片机进行处理。在单片机发射方波的同时,也就是超声波发射电路发射超声波的同时开启单片机内部定时器T0,通过定时器来记录超声波发射的时间和收到反射波的时间。当超声波接收电路收到超声波反射波时,超声波接收电路输出端产生一个低电平输出到INTO端产生一个中断请求信号,单片机AT89C51 响应外部中断请求,执行外部中断服务程序,根据定时器的值读取时间差,通过公式S =V × t / 2计算相应的距离,并将结果显示到LED数码管上。如果S 的值小于报警距离0.5 m,则单片机AT89C51便给P2.5 口一个低电平信号,使得报警电路工作,实现声光报警。

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