基于ATMEL AT89C51单片机的超声波倒车防撞系统设计

超声波倒车防撞系统 一、超声波测距原理 超声波倒车防撞系统的核心原理是基于超声波测距原理。超声波是指频率高于20kHz的机械波。在倒车时，为了防止撞上障碍物，需要测量障碍物到车之间的距离，这就需要使用超声波传感器。超声波传感器包括超声波发送器和超声波接收器，但一个超声波传感器也可具有发送和接收声波的双重作用。超声波传感器是利用压电效应的原理将电能和超声波相互转化，即在发射超声波的时候，将电能转换成振动发射超声波；而在收到回波的时候，则将超声振动转换成电信号。 超声波测距的原理一般采用渡越时间法（TOF,timeofflight）。超声波发射传感器向某一方向发射超声波，在发射同时开始计时，超声波在空气中传播，传播的途中碰到障碍物就立刻返回来，超声波接收器接收到反射回来的波就立即停止计时，计算出超声波从发射到遇到障碍物返回时所用的时间t，常温下超声波在空气中的传播速度为V=340m/s，根据公式S=V×t/2，就可以计算出障碍物到超声波传感器之间的距离。 二、系统总体电路 单片机AT89C51编写程序产生方波，通过P1.0口输出40kHz的脉冲信号，经超声波发射电路中CD4069放大后驱动超声波发射探头UCM40T，产生超声波。传播过程中遇到障碍物后产生回波送入超声波接收器，接收探头采用和发射探头配对的UCM40R，将超声波调制脉冲变为交流电压信号，经超声波接收电路中CX20106A进行处理，通过7脚输出，作为一个中断请求信号，送至单片机进行处理。在单片机发射方波的同时，也就是超声波发射电路发射超声波的同时开启单片机内部定时器T0，通过定时器T0来计算超声波的传播时间，从而计算出障碍物的距离。 三、系统功能 超声波倒车防撞系统实现了以下功能： * 实时测距：系统可以实时测量障碍物到车之间的距离。 * 报警功能：当障碍物的距离小于报警距离时，系统将发出报警信号，并闪烁发光二极管，同时蜂鸣器提示报警。 * 显示功能：系统可以显示障碍物的距离。 四、系统优点 超声波倒车防撞系统具有以下优点： * 高度实时性：系统可以实时测量障碍物的距离，确保汽车的安全。 * 高度稳定性：系统的测距结果非常稳定，误差距离比较小。 * 简单易用：系统的设计简洁易懂，易于操作和维护。 超声波倒车防撞系统是一种实时、高度稳定的汽车安全系统，能够有效地防止汽车撞上障碍物，提高道路安全性。