作者：陈莉明
来源：《科技资讯》 2011年第32期
陈莉明
(乐山师范学院 四川乐山 614000)
摘 要:本系统以STC89C52为主控芯片,利用超声波测量汽车与障碍物距离,实现汽车前行和倒车时与障碍物之间距离的检测,通过液晶实时显示距离,并发出声光报警,使汽车避免和障碍物发生碰撞。实验表明该汽车防撞报警器具有测距速度快、准确度高、易于实现等优点,具有很好的应用前景。
关键词:STC89C52单片机 超声波 测距 防撞报警
中图分类号:TP2 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2011)11(b)-0002-01
随着汽车数量日益增多,现在公路上车流量的不断增大,会车、倒车很难前后相顾,一不小心就可能造成财产损失,在车上安装防撞报警器则可以解决驾驶员的后顾之忧,大大降低交通事故的发生。汽车倒车防撞
系统[1]是一个智能型电子监控系统,当驾驶者驾驶车辆处在倒车状态下时,该系统起作用,倒车防撞系统可以在车辆停车和倒车时检测车辆后、侧面的障碍物距离,在靠近障碍物时会发出声音警报,与后面的障碍物保持一定的距离,让驾驶更安全。
超声波测距是基于超声波在介质中的传播特性的距离测量。超声波测距的原理是利用测量超声波发射脉冲和反射后接收脉冲的时间差,再结合超声波在空气中的传播速度来计算距离的,测距原理很简单。超声波测距离具有很多的优点,超声波对雨、雾、雪的穿透能力很强、衰减小,因此可以在雨、雾、雪等恶劣天气下工作。在本设计中采用了可靠性高的超声波模块,测距距离较远,最远可达到4.5m,精度也有很大提高,适合于汽车倒车和恶劣的天气条件下或夜间低速行使时作防撞系统使用。
1 系统设计概述
此系统[2]是在单片机的控制下,利用超声波测距原理,测量汽车在倒车过程中与障碍物之间的距离。当汽车与障碍物的距离小于安全距离时,发出声光报警并显示车辆与障碍物之间的距离,提醒驾驶员及时采取减速或刹车等措施,以防发生事故。整个系统的硬件由发送部分、接收处理部分、按键部分、距离显示和声光报警部分组成,系统总体结构如图1所示。
1.1 硬件电路设计
该设计的硬件电路由主控部分(单片机STC89C52)、复位部分、显示部分(NOKIA5110LCD液晶模块)、按键部分、声光报警部分和超声波模块6个部分组成。各部分之间相互协作,构成一个统一的有机整体,实现功能。
(1)复位电路。
单片机STC89C52作为主控芯片,控制整个电路的运行。单片机外围需要一个复位电路,复位电路的功能是:系统上电时提供复位信号,直至系统电源稳定后,撤消复位信号。为可靠起见,电源稳定后还要经一定的延时才撤销复位信号,以防电源开关或电源插头分-合过程中引起的抖动而影响复位。该设计采用含有电阻的复位电路,复位电路可以有效的解决电源毛刺和电源缓慢下降(电池电压不足)等引起的问题,在电源电压瞬间下降时可以使电容迅速放电,一定宽度的电源毛刺也可令系统可靠复位。
(2)按键电路。
汽车防撞系统 按键在单片机应用系统中,实现输入数据、传送命令的功能,是人工干预的主要手段。按键是实现人机对话的必要设备,用户可用键盘向计算机输入数据或命令。本系统采用了三个按键,用于设置报警距离。
(3)显示部分。
显示部分采用LCD液晶模块(NOKIA5110)来显示,NOKIA5110是84×48点阵的形式,可以显示汉字、图
片、字母、数字等,是一个实用性很高的液晶。板载6个LED和6个限流电阻,绿背光,上下有两排接线端口。
(4)声光报警部分。
语音报警作为测量仪器的输出是一种很直观、易懂的形式,人机界面友好。考虑到驾驶员在倒车时一般无暇顾及车上的仪表,注意力在车的后方,故本设计采用蜂鸣器和高亮LED灯进行声光报警,该部分的发声频率一般为长鸣和1—8Hz,可依车后障碍物距离设定。其工作原理是通过系统控制单元输出不同的电信号而使其有不同的蜂鸣器呜叫声响。报警设置三个档,当无障碍物时,不报警;当前方有障碍物,但不在设定范围内时,蜂鸣器短促提醒;当障碍物很近时,蜂鸣器急促报警,LED亮。
(5)超声波模块电路。
本设计采用模块化的超声波发射接收,采用HC-SR04超声波测距模块,HC-SR04超声波测距模块可提供2cm～400cm的非接触式的距离感测功能,测距精度可达3mm,模块包括超声波发射器、接收器和控制电路。
1.2 软件设计
STC89C52单片机和其开发应用系统采用模块化设计,由主程序、发射子程序、接收子程序、定时子
程序、显示子程序等模块组成。该系统的主程序处于键控循环工作方式,当转入倒车档,主程序开始调用测量子程序、显示子程序和语音提示子程序,完成整个检测提示过程。测距子程序设计流程图如下。
2 系统调试结果
本系统在汽车与物体距离小于设定值时,利用蜂鸣器进行报警,通过按键选择报警的距离,数码显示选择的档位,实时显示距离。最远可达到4.5m,死区在0.1m～1m之间,精度为1%±=0.1m,分辨率为0.1m左右,适合于汽车倒车和恶劣的天气条件下或夜间低速行使时作防撞系统使用。
参考文献
[1]马义德．汽车防撞系统的研究[J]．交通管理,2004(7).
[2]牛余朋,成曙．基于单片机的超声波测距系统[J]．兵工自动化,2005(4).
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