防倒车撞车系统研究

李永红 王婷 刘宏章

摘要：本设计是一种基于STC89C51单片机的防倒车撞车系统。系统主要包括主控制器、显示模块、报警模块、超声波模块以及电源模块。采用了软件与硬件相结合的方式，具有成本低、精度高的特点。

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.

关键词：STC89C51单片机；防倒车撞车；超声波

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

中图分类号：TB51+7 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2018）25-0158-02

0 引言

随着经济、技术的不断发展，汽车作为主要的交通工具数量不断地在增多，随之而来的交通安全问题也成为了人们关注的主要问题。

汽车越来越多，导致城市交通不断拥挤，最重要的是倒车时对障碍物的预判距离不足导致发生摩擦与碰撞。假如能提前判断出障碍物距离信息，就能够及时采取相应的措施，避免事故的发生。于是，防倒車撞车系统由此诞生，这个是主动安全系统，而现阶段对主动安全系统的研究主要放在测距上面。本次设计了防倒车撞车系统，它能够有效的提醒驾驶员距障碍物的距离，提高倒车时的安全性。

1 系统设计

本系统将STC89C51单片机作为了系统的核心元件，整个系统包括电源电路、主控制器、报警电路、显示电路。主控制器可以接收超声波信号，识别转换出距离数据，并控制显示模块显示出车距障碍物之间的距离。一旦距离达到了设置的报警值，就开始报警。其系统设计总框图如图1所示。

1.1 主控系统

采用STC89C51RC单片机。它的指令集和输出管脚与MCS-51单片机完全兼容，且是一个CMOS的8位高性能单片机，片内含8K个字节的可反复擦写十万次以上的 Flash存储器。STC公司生产的51系列单片机芯片的无解高级加密技术让它的可靠性非常之高。STC89C51系列单片高达90MHz的频率提升了他的处理速度，STC89C51RC单片机处理速度快，可靠性高，具有强大的抗干扰能力，并且它还兼有价格低廉，易于购买，性价比高的特点让它至今一直流行。

1.2 超声波模块

倒车撞车系统中最重要的部分是距离检测。该设计的测距模块选择HC-SR04超声波。这个模块稳定的性能和精确的测距以及盲区小等优点，得到了许多领域的广泛应用。

1.3 报警模块

在此次设计中选用蜂鸣器来实现声音报警。若系统自动判断出车与距障碍物距离达到了设置的报警值，便开始报警。

1.4 显示模块

采用数码管显示。数码管的操作比较简单，显示比较显示清晰而且价格便宜，具有广泛的应用，对于简单的显示非常符合。

1.5 电源模块

电源电路直接输出+5V直流电压。

1.6 温度补偿模块

由于温度的影响，本设计还采用了DS18B20温度传感器。

2 系统程序设计

系统整体软件设计主要包括：软件初始化、超声波数据接收处理、报警、数码管显示等。初始化包括主控I/O、超声波接口、报警接口、显示接口四个初始化。主控不断控制超声波，并接收数据进行处理，将处理后的距离数据进行显示。如果车距障碍物距离达到设定值，就开始启动报警电路进行报警，否则就继续进行检测。系统主程序流程图如图2所示。

3 系统仿真

在 Proteus中建立工程，添加单片机最小系统、数码管显示、报警电路以及超声波电路，画出仿真图并进行仿真，具体的原理图如图3所示。由于Proteus中并没有超声波仿真模型，所以采用滑动变阻器模拟超声波数据，进行仿真验证。图4所示系统仿真当前距离示意图。

由于温度的影响导致测量结果产生误差，我们加入的温度传感器，其仿真效果如图5所示。

4 结束语

此次设计主要通过STC89C51的控制来实现，在倒车时，能够对车后的障碍物进行实时测距并进行报警。

参考文献：

[1]郑峰.51单片机典型应用开发范例大全[M].北京：中国铁道出版社，2011.

[2]吴妍.汽车倒车雷达系统研究[D].武汉：武汉理工大学，2007.

[3]朱月秀.单片原理与应用[M].二版.北京：科学出版社，2004.