超聲波倒車(chē)?yán)走_(dá)方案開(kāi)發(fā)

近年來(lái)，隨著駕駛?cè)撕蜋C(jī)動(dòng)車(chē)數(shù)量的急劇增長(zhǎng)，行車(chē)路況復(fù)雜，駕駛員往往不能及時(shí)的了解車(chē)輛周邊尤其是后方的環(huán)境，導(dǎo)致駕駛員操作不及時(shí)，造成很多事故。本文設(shè)計(jì)了以AT89C51單片機(jī)為核心，利用超聲波來(lái)進(jìn)行測(cè)距，同時(shí)具有實(shí)現(xiàn)顯示和報(bào)警功能的倒車(chē)?yán)走_(dá)系統(tǒng)，大大提高了倒車(chē)泊車(chē)的安全性。

一、倒車(chē)?yán)走_(dá)系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

本文設(shè)計(jì)了一種基于單片機(jī)的超聲波倒車(chē)?yán)走_(dá)系統(tǒng)，采用超聲波脈沖回波法對(duì)距離進(jìn)行測(cè)量，AT89C51單片機(jī)作為整個(gè)系統(tǒng)的控制單元，TCF40-16TRC超聲波收發(fā)一體式傳感器作為測(cè)距裝置。系統(tǒng)主要包括測(cè)距部分、控制部分和顯示報(bào)警部分。圖1所示為系統(tǒng)的整體框架圖。

圖 1 倒車(chē)?yán)走_(dá)系統(tǒng)總體框架示意圖

汽車(chē)泊車(chē)時(shí)掛倒檔，整車(chē)ECU會(huì)產(chǎn)生倒車(chē)信號(hào)，單片機(jī)接收該信號(hào)后進(jìn)入工作狀態(tài)，產(chǎn)生脈沖電壓信號(hào)，該信號(hào)經(jīng)過(guò)四選一分時(shí)選通開(kāi)關(guān)被發(fā)送到第一路（后左支路）測(cè)距電路，經(jīng)過(guò)電路放大后驅(qū)動(dòng)傳感器發(fā)射超聲波，同時(shí)單片機(jī)開(kāi)始計(jì)時(shí)。超聲波遇到障礙物后產(chǎn)生的反射回波被超聲波接收傳感器所接收，并將其轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，單片機(jī)收到信號(hào)后，響應(yīng)該中斷，系統(tǒng)會(huì)執(zhí)行外部中斷程序，停止先前的計(jì)時(shí)，控制器會(huì)得到超聲波發(fā)射和回波之間的時(shí)間差，定時(shí)中斷以后繼續(xù)執(zhí)行下一路。測(cè)距順序依次為后左，后左中，后右中和后右。隨后，控制器計(jì)算得到最小距離值，并將該值及方位傳送給LCD。當(dāng)該值小于所設(shè)定的安全距離時(shí)，單片機(jī)驅(qū)動(dòng)蜂鳴器發(fā)出報(bào)警，同時(shí)AEB系統(tǒng)進(jìn)入工作狀態(tài)，以保證泊車(chē)安全。

二、倒車(chē)?yán)走_(dá)系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

AT89C51單片機(jī)是一種低功耗和高性能的八位芯片。硬件電路主要包括單片機(jī)控制電路，超聲波測(cè)距收發(fā)電路，回波電信號(hào)放大電路，LCD顯示電路，報(bào)警電路，方位燈顯示電路等。

1）超聲波測(cè)距收發(fā)電路：超聲波收發(fā)電路的功能主要有：增大驅(qū)動(dòng)發(fā)射聲波脈沖電壓幅值，實(shí)現(xiàn)聲波信號(hào)與電信號(hào)之間的轉(zhuǎn)化；提高超聲波有效發(fā)射距離。本系統(tǒng)選擇CD4052型芯片用來(lái)分時(shí)選通四個(gè)支路的傳感器。

2）回波電信號(hào)放大電路設(shè)計(jì)：放大電路選擇CX201 06A型芯片作為控制核心。圖2中引腳1接CD4052芯片的Y端。該放大電路對(duì)回波電信號(hào)進(jìn)行處理，最終產(chǎn)生并向單片機(jī)輸出一個(gè)低電平信號(hào)。該信號(hào)會(huì)向控制芯片申請(qǐng)中斷，隨即單片機(jī)發(fā)送計(jì)時(shí)停止指令，同時(shí)系統(tǒng)便開(kāi)始對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。

圖 2 超聲波回波信號(hào)放大電路圖

3）液晶顯示系統(tǒng)的電路設(shè)計(jì)：本設(shè)計(jì)選擇YBLCD1602LCD液晶顯示器作為顯示裝置。芯片P0的八個(gè)引腳端口分別與LCD的八個(gè)引腳相連接，傳輸指令和數(shù)據(jù)。P1.0、P1.1和P1.2引腳分別與LCD的三個(gè)端口相連接，對(duì)LCD的讀寫(xiě)功能進(jìn)行控制。

4）系統(tǒng)方位燈電路設(shè)計(jì)：當(dāng)其中一個(gè)二極管點(diǎn)亮，表明該路傳感器對(duì)應(yīng)方位的障礙物距離車(chē)體的位置最近。這四個(gè)發(fā)光二極管分別與芯片的引腳相連，當(dāng)芯片所對(duì)應(yīng)引腳輸出為低電平時(shí)，該引腳所對(duì)應(yīng)的二極管被點(diǎn)亮。

5）系統(tǒng)報(bào)警電路設(shè)計(jì)：系統(tǒng)采用PB2130UP002A蜂鳴器作為聲音報(bào)警裝置，當(dāng)障礙物與車(chē)體距離過(guò)近時(shí)，蜂鳴器發(fā)出聲音以起到報(bào)警的作用。

三、倒車(chē)?yán)走_(dá)系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

系統(tǒng)軟件部分由運(yùn)行主程序，超聲波收發(fā)子程序，發(fā)射通道選通子程序，LCD顯示子程序，報(bào)警子程序等組成。

3.1軟件主程序設(shè)計(jì)

汽車(chē)掛入倒檔時(shí)，系統(tǒng)進(jìn)入工作狀態(tài)。首先對(duì)每個(gè)緩沖單元清零，對(duì)液晶顯示器進(jìn)行初始化。隨后，系統(tǒng)開(kāi)始檢測(cè)是否有倒車(chē)信號(hào)傳來(lái)，若有超聲波測(cè)距支路便開(kāi)始進(jìn)入工作狀態(tài)，反之繼續(xù)等待。設(shè)置定時(shí)器并賦初值，同時(shí)T1定時(shí)器開(kāi)中斷。單片機(jī)通過(guò)檢測(cè)四路探測(cè)完畢的標(biāo)志位來(lái)判斷四路探測(cè)是否完畢，標(biāo)志位為1則表示都已經(jīng)完成，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，完成后通過(guò)LCD顯示最小距離，同時(shí)報(bào)警模塊判斷是否需要報(bào)警，延遲大約0.5s后，系統(tǒng)又回到檢測(cè)倒車(chē)信號(hào)處開(kāi)始下一輪的循環(huán)。

3.2超聲波收發(fā)子程序設(shè)計(jì)

單片機(jī)接收超聲回波的信號(hào)，系統(tǒng)進(jìn)入外部中斷0程序。此時(shí)，定時(shí)器T0首先停止計(jì)時(shí)，禁止外部中斷0的中斷，然后計(jì)數(shù)值保存在以40H為起始的單元中。隨后，系統(tǒng)等待定時(shí)器T1所設(shè)定的40ms中斷產(chǎn)生，一旦產(chǎn)生，便會(huì)繼續(xù)進(jìn)行下一支路的測(cè)距。

3.3定時(shí)器T1中斷程序設(shè)計(jì)

系統(tǒng)進(jìn)入定時(shí)器T1中斷程序，T1關(guān)閉，外部0中斷被禁止，同時(shí)T1被重新賦初值。如果全部選通完畢且有四個(gè)計(jì)數(shù)值，系統(tǒng)會(huì)置標(biāo)志位然后比較這四個(gè)值返回主程序。如果四通路還沒(méi)有全部選通，系統(tǒng)會(huì)繼續(xù)選通還沒(méi)有被選通的通道，同時(shí)調(diào)用發(fā)射超聲波的子程序，啟動(dòng)定時(shí)器T0和定時(shí)器T1，并允許定時(shí)器T1中斷。

倒車(chē)?yán)走_(dá)開(kāi)發(fā)

四、倒車(chē)?yán)走_(dá)系統(tǒng)調(diào)試與仿真

本文使用Keil軟件對(duì)程序進(jìn)行調(diào)試，使用Proteus軟件對(duì)電路進(jìn)行仿真。利用Keil軟件對(duì)系統(tǒng)的程序進(jìn)行了調(diào)試并采用Proteus專(zhuān)業(yè)仿真軟件對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行了仿真以驗(yàn)證系統(tǒng)的正確性和穩(wěn)定性。

總結(jié)

本文通過(guò)采用單片機(jī)控制和超聲波測(cè)距，設(shè)計(jì)出一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠性高的泊車(chē)?yán)走_(dá)系統(tǒng)。利用超聲波來(lái)進(jìn)行測(cè)距，測(cè)量精度比較高，同時(shí)實(shí)現(xiàn)顯示和報(bào)警的功能，完全滿(mǎn)足駕駛員泊車(chē)的需求。

以上就是我們深圳市組創(chuàng)微電子有限公司為您介紹的基于單片機(jī)的超聲波倒車(chē)?yán)走_(dá)設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)示例。如果您有倒車(chē)?yán)走_(dá)控制電路板開(kāi)發(fā)需求，可以放心交給我們。我們代理多種單片機(jī)、語(yǔ)音芯片、雙模藍(lán)牙IC、wifi芯片。品牌有松翰單片機(jī)、應(yīng)廣單片機(jī)、杰理藍(lán)牙、安凱藍(lán)牙、全志、瑞昱（realtek）。我們的技術(shù)服務(wù)范圍有：PCB設(shè)計(jì)、單片機(jī)開(kāi)發(fā)、藍(lán)牙方案、軟硬件定制開(kāi)發(fā)、APP開(kāi)發(fā)、小程序開(kāi)發(fā)、微信公眾號(hào)開(kāi)發(fā)等。還可以承接智能電子產(chǎn)品方案設(shè)計(jì)、生活電器開(kāi)發(fā)、美容儀器研發(fā)、物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)應(yīng)用、智能家居控制系統(tǒng)、TWS耳機(jī)、藍(lán)牙耳機(jī)音箱開(kāi)發(fā)、兒童益智玩具方案開(kāi)發(fā)、電子教育產(chǎn)品方案設(shè)計(jì)等。

上一篇：智能搶答器電路控制板方案開(kāi)發(fā)

下一篇：WIFI燈控方案開(kāi)發(fā)

精選方案推薦