基于單片機的超聲波汽車防撞系統設計李遠

趙璐

摘 要：本文介紹了一種以單片機為控制核心、超聲波測距為主要技術的汽車倒車防撞系統。本項設計的外圍電路比較簡單，容易實現。適合用在汽車倒車防撞的系統中。實踐證明，該控制系統提高了汽車防撞系統運行的可靠性和自動化水平，減少了系統的危險系數。

關鍵詞：超聲波測距；單片機；溫度補償；語音報警

近年來由于電子技術的飛躍發展，使得相關技術日新月異。尤其是信息產業的迅速發展，使得研制高度信息化的車輛有了基礎，許多先進技術將被引入汽車的設計。汽車安全設計要從整體上考慮，不僅要在事故發生時盡量減少乘員受傷的幾率，而且更重要的是要在輕松和舒適的駕駛條件下幫助駕駛者避免事故的發生。然而，目前車輛上的一些安全裝置，如安全帶，安全氣囊，保險杠等均為被動式系統，從本質上講，其功能只能減輕事故的程度，并不能有效的防止事故的發生。近年來人們越來越認識到，如何利用先進技術，輔助汽車駕駛者對影響公路交通安全的人、車、路等環境進行實時監控和報警，在危急情況下由系統主動干預駕駛操縱、輔助駕駛者進行應急處理、防止汽車碰撞事故的發生，顯得尤其重要。由此也可預見，車輛安全系統的研究將朝著智能化、主動型的安全系統及其技術方向的發展，因此本課題的研究具有重要的意義。

1 系統控制方案

1.1 總體設計方案

該汽車倒車防撞系統將單片機的實時控制及數據處理功能，與超聲波測距技術、傳感器技術相結合，可檢測汽車與障礙物之間的距離，并由單片機發出報警信號。

根據實際需要，本系統應該滿足以下幾個要求：

⑴測量范圍大，要求超聲波的發射功率足夠大；

⑵精度要求高，系統采用溫度補償和接收信號放大增益等減少誤差。

⑶能夠實現自動報警。

1.2 控制系統組成及硬件配置

汽車倒車系統大致可以分為三個模塊，分別為超聲波測距模塊、單片機控制模塊及報警輸出模塊，三個模塊之間的結構關系如圖（模塊結構關系）所示。電路的目的是要將接收到的模擬信號轉換成單片機能識別的數字信號，并送到單片機中進行處理。A/D轉換及接口電路如圖（ADC0809轉換器的結構框圖引腳）所示。

2 軟件設計

由于超聲波發射傳感器與超聲波接收傳感器相隔很近，當發射超聲波時，接收傳感器會收到很強的干擾信號。為防止系統的誤差，在軟件上采用延遲接收技術，以此提高系統的抗干擾能力。當起始鍵按下，即發送超聲波的指令，同時單片機系統開始執行程序，完成對溫度的采樣，同時獲得發送與接收超聲波的時間間隔，并依據溫度判斷結果計算車體和障礙物之間的距離，并和設定的門限距離相比較，如果小于門限距離則驅動報警器。主程序流程圖如下。

3 結束語

本系統的現實應用的意義在于將倒車自動化從被動防撞引向智能控制方向發展，也體現了“以人為本”的駕駛理念，倒車時駕駛者的視線可集中在前方，不需顧及車后狀況，增加了倒車的安全性和可靠性，減輕了司機的體力和腦力勞動的強度。

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