基于单片机的超声波汽车防撞系统设计李远

赵璐

摘 要：本文介绍了一种以单片机为控制核心、超声波测距为主要技术的汽车倒车防撞系统。本项设计的外围电路比较简单，容易实现。适合用在汽车倒车防撞的系统中。实践证明，该控制系统提高了汽车防撞系统运行的可靠性和自动化水平，减少了系统的危险系数。

关键词：超声波测距；单片机；温度补偿；语音报警

近年来由于电子技术的飞跃发展，使得相关技术日新月异。尤其是信息产业的迅速发展，使得研制高度信息化的车辆有了基础，许多先进技术将被引入汽车的设计。汽车安全设计要从整体上考虑，不仅要在事故发生时尽量减少乘员受伤的几率，而且更重要的是要在輕松和舒适的驾驶条件下帮助驾驶者避免事故的发生。然而，目前车辆上的一些安全装置，如安全带，安全气囊，保险杠等均为被动式系统，从本质上讲，其功能只能减轻事故的程度，并不能有效的防止事故的发生。近年来人们越来越认识到，如何利用先进技术，辅助汽车驾驶者对影响公路交通安全的人、车、路等环境进行实时监控和报警，在危急情况下由系统主动干预驾驶操纵、辅助驾驶者进行应急处理、防止汽车碰撞事故的发生，显得尤其重要。由此也可预见，车辆安全系统的研究将朝着智能化、主动型的安全系统及其技术方向的发展，因此本课题的研究具有重要的意义。

1 系统控制方案

1.1 总体设计方案

该汽车倒车防撞系统将单片机的实时控制及数据处理功能，与超声波测距技术、传感器技术相结合，可检测汽车与障碍物之间的距离，并由单片机发出报警信号。

根据实际需要，本系统应该满足以下几个要求：

⑴测量范围大，要求超声波的发射功率足够大；

⑵精度要求高，系统采用温度补偿和接收信号放大增益等减少误差。

⑶能够实现自动报警。

1.2 控制系统组成及硬件配置

汽车倒车系统大致可以分为三个模块，分别为超声波测距模块、单片机控制模块及报警输出模块，三个模块之间的结构关系如图（模块结构关系）所示。电路的目的是要将接收到的模拟信号转换成单片机能识别的数字信号，并送到单片机中进行处理。A/D转换及接口电路如图（ADC0809转换器的结构框图引脚）所示。

2 软件设计

由于超声波发射传感器与超声波接收传感器相隔很近，当发射超声波时，接收传感器会收到很强的干扰信号。为防止系统的误差，在软件上采用延迟接收技术，以此提高系统的抗干扰能力。当起始键按下，即发送超声波的指令，同时单片机系统开始执行程序，完成对温度的采样，同时获得发送与接收超声波的时间间隔，并依据温度判断结果计算车体和障碍物之间的距离，并和设定的门限距离相比较，如果小于门限距离则驱动报警器。主程序流程图如下。

3 结束语

本系统的现实应用的意义在于将倒车自动化从被动防撞引向智能控制方向发展，也体现了“以人为本”的驾驶理念，倒车时驾驶者的视线可集中在前方，不需顾及车后状况，增加了倒车的安全性和可靠性，减轻了司机的体力和脑力劳动的强度。

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