如何使用單片機(jī)AT89C51和接口技術(shù)進(jìn)行汽車(chē)倒車(chē)?yán)走_(dá)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

　　現(xiàn)如今隨著人們生活水平的提高，汽車(chē)已成為了人們出行的首選交通工具，據(jù)統(tǒng)計(jì)每年我國(guó)乃至全世界的汽車(chē)數(shù)量都在大幅增長(zhǎng)，這很大程度上提高了人們的生活水平，促進(jìn)了汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。但另一方面，由此引發(fā)的交通事故也越來(lái)越頻繁，特別是汽車(chē)倒車(chē)時(shí)由于其可視性不足造成的生命財(cái)產(chǎn)損失更嚴(yán)重。所以近年來(lái)研究汽車(chē)倒車(chē)?yán)走_(dá)系統(tǒng)成為了一大熱門(mén)課題。

　　倒車(chē)?yán)走_(dá)又稱(chēng)為泊車(chē)輔助系統(tǒng)，是車(chē)輛泊車(chē)時(shí)的安全輔助裝置。倒車(chē)?yán)走_(dá)系統(tǒng)能夠在泊車(chē)時(shí)以聲音和指示圖形或視頻影像等方式向駕駛員反映車(chē)輛后方的環(huán)境狀況，解除視覺(jué)死角中的潛在威脅，提高車(chē)輛泊車(chē)的安全性。目前倒車(chē)?yán)走_(dá)的應(yīng)用十分廣泛，絕大多數(shù)車(chē)輛都已經(jīng)將倒車(chē)?yán)走_(dá)作為必不可少的標(biāo)準(zhǔn)配件。

　　倒車(chē)?yán)走_(dá)的運(yùn)用可極大地減輕駕駛者的體力和腦力勞動(dòng)強(qiáng)度，降低倒車(chē)難度，避免因駕駛員因方向感不強(qiáng)或判斷和操作失誤而引起的事故，同時(shí)它將對(duì)最終實(shí)現(xiàn)無(wú)人駕駛產(chǎn)生積極的意義。

　　汽車(chē)倒車(chē)?yán)走_(dá)是為了避免汽車(chē)倒車(chē)過(guò)程中發(fā)生碰撞，設(shè)計(jì)一種基于單片機(jī)AT89C51的倒車(chē)?yán)走_(dá)系統(tǒng)，介紹了超聲波測(cè)距的基本原理，闡述了系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成、硬件電路設(shè)計(jì)及軟件設(shè)計(jì)。倒車(chē)距離用LED數(shù)碼管實(shí)時(shí)顯示，為倒車(chē)的安全性，設(shè)計(jì)了報(bào)警電路，當(dāng)測(cè)出汽車(chē)尾部距離障礙物的距離小于一定值時(shí)，系統(tǒng)會(huì)報(bào)警，提示司機(jī)注意安全。經(jīng)驗(yàn)證，該系統(tǒng)在10—500CM時(shí)具有很高的精度，且該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可靠性極高，實(shí)用性也很強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。

　　超聲波模塊分機(jī)械方式和電氣方式兩類(lèi)，它實(shí)際上是一種換能器，在發(fā)射端它把電能或機(jī)械能轉(zhuǎn)換成聲能，接收端則反之。本次設(shè)計(jì)超聲傳感器采用電氣方式中的壓電式超聲波換能器，它是利用壓電晶體的諧振來(lái)工作的。它有兩個(gè)壓電晶片和一個(gè)共振板。當(dāng)它的兩極外加脈沖信號(hào)，其頻率等于壓電晶片的固有振蕩頻率時(shí)，壓電晶片將會(huì)發(fā)生共振，并帶動(dòng)共振板振動(dòng)，產(chǎn)生超聲波。

　　發(fā)射器發(fā)出的超聲波以速度v 在空氣中傳播，在到達(dá)被測(cè)物體時(shí)被反射返回，由接收器接收，其往返時(shí)間為t.由公式：測(cè)出的距離 L （m） = 常溫下的聲速340 （m/s）× 感應(yīng)時(shí)間t （s） / 2，算出被測(cè)物體的距離。

　　通過(guò)單片機(jī)P2.0口控制超聲波的發(fā)射，同時(shí)打開(kāi)定時(shí)器，定時(shí)器開(kāi)始計(jì)時(shí)。超聲波接收器接收到信號(hào)經(jīng)過(guò)放濾波后返回給單片機(jī)P3.2口，觸發(fā)單片機(jī)外部中斷0，通過(guò)程序取出此刻定時(shí)器的數(shù)值即為超聲波在空中的傳輸時(shí)間。

　　目前倒車(chē)?yán)走_(dá)系統(tǒng)大多采用超聲波測(cè)距原理，通過(guò)超聲波測(cè)距裝置測(cè)取車(chē)輛后方的障礙物距離，以此為依據(jù)來(lái)判斷泊車(chē)環(huán)境。超聲波測(cè)距具有能量消耗緩慢和傳播距離遠(yuǎn)的優(yōu)點(diǎn)，且不易受光線(xiàn)，煙霧和電磁等干擾的影響，可以再各類(lèi)天氣下使用。并且利用超聲波測(cè)距原理簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)，成本低廉，可靠性也好，因而廣泛應(yīng)用于各類(lèi)倒車(chē)?yán)走_(dá)中。

　　硬件電路的設(shè)計(jì)主要包括單片機(jī)系統(tǒng)及顯示電路、超聲波發(fā)射電路和超聲波檢測(cè)接收電

　　路三部分。單片機(jī)采用STC89C51 或其兼容系列。采用12 MHz 高準(zhǔn)確度的晶振，以獲得較穩(wěn)定時(shí)鐘頻率，減小測(cè)量誤差。單片機(jī)用P2.4 端口輸出超聲波換能器所需的40 kHz 的方波信號(hào)，利用外中斷0 口監(jiān)測(cè)超聲波接收電路輸出的返回信號(hào)。

　　顯示電路：通過(guò)四位數(shù)碼管來(lái)顯示當(dāng)前測(cè)出的距離，可以精確到毫米。為節(jié)省單片機(jī)寶貴的IO資源，顯示電路共用P0口，所以應(yīng)用鎖存器來(lái)鎖存數(shù)碼管段選和位選數(shù)據(jù)，鎖存器選用74HC573，因單片機(jī)P0口驅(qū)動(dòng)電流較小，所以還要利用上拉電阻來(lái)提高其驅(qū)動(dòng)能力，顯示電路如下圖所示：
?