基于STC51單片機的倒車防撞系統的設計

房明寬 李姿* 沈陽工學院

1 設計背景

隨著經濟的發展，人們生活水平的提高，當今社會車輛已經逐漸成為了人們日常生活中至關重要的一部分，以車代步已經逐漸成為了我們的生活方式。關于汽車的各種新技術也層出不窮，但是在平日的生活當中我們經常會遇到這樣的問題，如汽車在停靠或倒車時，往往需要通過后視鏡去估計倒車的距離，這樣不僅十分不便，而且一不小心還會造成經濟損失，本次設計的汽車倒車防撞系統很好的解決了這種問題，使倒車更加便利與安全。

2 單片機主程序

本次設計采用的單片機的型號為STC89C51，通過C語言實現軟件編程來處理超聲波測距模塊發送的反還值。整個單片機內部程序可以分為主程序、子程序、中斷子程序等幾個主要部分組成。整個系統的控制流程如圖1所示，在單片機進行初始化后，系統會自動打開定時器開始計時，程序會進入中斷響應等待。本次使用的子程序的功能如下：

2.1 外部中斷子程序

中斷服務程序是響應單片機的外部中斷。在系統主程序中，發射的40KHz脈沖信號遇到障礙物反射后，經接收檢測電路產生外部中斷信號并發送至單片機。在中斷服務程序中，把進入中斷服務程序處的計數值讀出并對該數據進行處理，計算得到相應的距離值輸出。

2.2 定時器中斷子程序

由于51單片機是16位定時器，當測量的距離很遠的時候，定時器就會發生溢出；所以必須對溢出中斷進行相應的設置才能使得單片機正常工作。同時由于電路的測量距離有限最遠為5米，當測量距離超出5米時，接收探頭就不能檢測回波。

圖1 倒車防撞系統中單片機內部程序的流程圖

3 超聲波車距模塊的工作原理

首先超聲波模塊采用IO觸發測距，當模塊接通高電平后，模塊會自動發送8個40kHz的方波，自動檢測是否有信號返回；當接收到信號返回時，該模塊就會通過I/O輸出一高電平，高電平持續的時間為T。通過超聲波從發射到返回的時間，測得距離=(T*聲速(340M/S))/2。

圖2 倒車防撞系統的實物圖

4 結論

在本次設計中，設計的目的是利用超聲波距離模塊來判斷倒車過程中是否有障礙物的出現，并防止剮蹭。當超聲波測距模塊檢測到倒車過程中車部后方出現障礙物時，系統會發出警報并在顯示器上會顯示出與障礙物的當前距離，提醒車主小心行駛。本次設計還有一些難以實現的問題，如超聲波模塊無法檢測到超出5米范圍外的物體，所以無法實現高速情況下的倒車預防，且倒車防撞系統無法很好地解決在霧霾或陰雨天的檢測。