防倒車撞車系統研究

李永紅 王婷 劉宏章

摘要：本設計是一種基于STC89C51單片機的防倒車撞車系統。系統主要包括主控制器、顯示模塊、報警模塊、超聲波模塊以及電源模塊。采用了軟件與硬件相結合的方式，具有成本低、精度高的特點。

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.

關鍵詞：STC89C51單片機；防倒車撞車；超聲波

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

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

0 引言

隨著經濟、技術的不斷發展，汽車作為主要的交通工具數量不斷地在增多，隨之而來的交通安全問題也成為了人們關注的主要問題。

汽車越來越多，導致城市交通不斷擁擠，最重要的是倒車時對障礙物的預判距離不足導致發生摩擦與碰撞。假如能提前判斷出障礙物距離信息，就能夠及時采取相應的措施，避免事故的發生。于是，防倒車撞車系統由此誕生，這個是主動安全系統，而現階段對主動安全系統的研究主要放在測距上面。本次設計了防倒車撞車系統，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 系統設計

本系統將STC89C51單片機作為了系統的核心元件，整個系統包括電源電路、主控制器、報警電路、顯示電路。主控制器可以接收超聲波信號，識別轉換出距離數據，并控制顯示模塊顯示出車距障礙物之間的距離。一旦距離達到了設置的報警值，就開始報警。其系統設計總框圖如圖1所示。

1.1 主控系統

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

1.2 超聲波模塊

倒車撞車系統中最重要的部分是距離檢測。該設計的測距模塊選擇HC-SR04超聲波。這個模塊穩定的性能和精確的測距以及盲區小等優點，得到了許多領域的廣泛應用。

1.3 報警模塊

在此次設計中選用蜂鳴器來實現聲音報警。若系統自動判斷出車與距障礙物距離達到了設置的報警值，便開始報警。

1.4 顯示模塊

采用數碼管顯示。數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 溫度補償模塊

由于溫度的影響，本設計還采用了DS18B20溫度傳感器。

2 系統程序設計

系統整體軟件設計主要包括：軟件初始化、超聲波數據接收處理、報警、數碼管顯示等。初始化包括主控I/O、超聲波接口、報警接口、顯示接口四個初始化。主控不斷控制超聲波，并接收數據進行處理，將處理后的距離數據進行顯示。如果車距障礙物距離達到設定值，就開始啟動報警電路進行報警，否則就繼續進行檢測。系統主程序流程圖如圖2所示。

3 系統仿真

在 Proteus中建立工程，添加單片機最小系統、數碼管顯示、報警電路以及超聲波電路，畫出仿真圖并進行仿真，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據，進行仿真驗證。圖4所示系統仿真當前距離示意圖。

由于溫度的影響導致測量結果產生誤差，我們加入的溫度傳感器，其仿真效果如圖5所示。

4 結束語

此次設計主要通過STC89C51的控制來實現，在倒車時，能夠對車后的障礙物進行實時測距并進行報警。

參考文獻：

[1]鄭峰.51單片機典型應用開發范例大全[M].北京：中國鐵道出版社，2011.

[2]吳妍.汽車倒車雷達系統研究[D].武漢：武漢理工大學，2007.

[3]朱月秀.單片原理與應用[M].二版.北京：科學出版社，2004.