基于单片机的倒车雷达研究.pdf

基于单片机的倒车雷达研究

摘要:为避免汽车在倒车过程中发生碰撞,本文设计的一种基于

AT89C52单片机的倒车雷达系统正好可以解决这种困难,该系统由单

片机控制电路、超声波发射和接收电路、语音报警电路和光报警电路

等几部分组成。它可以充当驾驶者的“后视眼”,为驾驶者实时显示车

后障碍物的情况。

关键词:倒车雷达超声波测距单片机语音报警

1引言

近年来我国交通安全问题日益突出,据有关调查发现,有20%左右

的交通事故都是因倒车引起的,倒车因此成为一项头痛的事情。倒车

是一项复杂且易于发生事故的工作,而倒车雷达能实现倒车时有效地

避开可能对倒车造成危害的障碍物和行人,有效避免由于倒车造成的

安全事故,因此具有很大的现实应用意义。

2系统的硬件设计

2.1系统硬件组成及功能

本系统的主要功能是:当汽车进入倒车状态时,显示车后障碍物离

车的距离,并提供声光报警。当倒车时离障碍物距离小于安全距离1m

时,真人语音告警提示刹车,同时红色发光二极管发光;当障碍物距离

大于1m而又在探测范围时,真人语音提示驾驶者注意,同时黄色发光

二极管发光;当没有探测到障碍物时,真人语音提示可以倒车,同时绿

色发光二极管发光。

本系统主要由三个模块组成:单片机控制模块、超声波测距模块、

声光报警模块。其中单片机控制模块的硬件组成包括复位电路和时钟

电路。超声波测距模块的硬件组成包括超声波发射和接收电路以及数

码显示电路,超声波发射电路的作用是对单片机输出的41.67kHz脉冲

串信号进行功率放大;超声波接收电路的作用是对传感器接收到的超

声波信号进行放大、锁定并输出低电平信息,以供给单片机检测。声

光报警模块的硬件组成包括ISD1420语音芯片电路和三色二极管电

路,ISD1420语音芯片电路的作用是提供语音报警,三色二极管完成光

报警的功能。

2.2超声波接收电路的设计

超声波发射电路包括信号幅度放大电路和锁相环电路,放大电路

用于对回波信号进行放大,锁相环电路用于锁定回波信号并输出低电

平信息。放大电路采用集成芯片,这里选用集成运算放大器LM358。

LM358内部集成了两个独立的运算放大器,可以方便地组成两级放大

电路。锁相环电路的设计采用LM567完成。

2.3语音报警电路的设计

本设计的语音报警电路图如图1所示。本系统采用ISD1420语音

芯片进行语音报警电路的设计,语音电路的主要作用是在汽车倒车过

程中,为驾驶员提供人性化的语音提示,可以使驾驶员在不分神的情况

下,得知汽车与障碍物之间的距离,使倒车顺利完成。

图中S43为放音键,S43键为低电平有效,将S1按压下去,让23脚

变为低电平才能让它放音,如果在放音过程中23脚变为了高电平,它

就会立刻停止放音;本设计用单片机控制电平触发方式放音,因此将23

脚接至单片机。接在27脚的按钮S43为录音键,该按钮为低电平有效,

只要按着这个按钮不松手,就可以继续录音,一旦将按钮抬起来,录音

就会停止。将A5、A6这两条地址线引出来连至单片机,在进行录音

时,要改变A5、A6脚的电平以得到不同的地址。

3倒车雷达系统的软件设计

本倒车雷达的工作过程是:倒车开始时,单片机开始工作,启动定

时器0以定时方式工作,通过中断的方式产生41.67kHz的含20个脉

冲的脉冲串信号,由P2.5口输出,经过功率放大后激励超声波发射传感

器谐振以发射超声波。超声波发射完毕后启动定时器1定时,以计量

发射信号和回波信号的时间差。接着单片机开始查询P2.0即回波信

号的输入口的变化情况,以判断接收传感器是否接收到障碍物反射回

来的回波。如果在倒车雷达的探测范围内有障碍物,则超声波传感器

将接收到反射回来的回波,在经过接收处理电路的处理后,回波信号将

变成可供单片机检测的低电平信号。如果单片机查询到P2.0口为低

电平,单片机即做出如下一系列的处理:在P2.0口再次变回高电平时关

闭定时器1,通过读取其计数值来计算回波信号和发射信号的时间差,

进而计算出障碍物的距离,并送两位数码管显示,同时启动语音芯片播

放相应的语音。如果在定时器1的20ms定时时间内单片机没有查询

到P2.0的电平信息,定时器1即向