基于STC51单片机的倒车防撞系统的设计

房明宽 李姿* 沈阳工学院

1 设计背景

随着经济的发展，人们生活水平的提高，当今社会车辆已经逐渐成为了人们日常生活中至关重要的一部分，以车代步已经逐渐成为了我们的生活方式。关于汽车的各种新技术也层出不穷，但是在平日的生活当中我们经常会遇到这样的问题，如汽车在停靠或倒车时，往往需要通过后视镜去估计倒车的距离，这样不仅十分不便，而且一不小心还会造成经济损失，本次设计的汽车倒车防撞系统很好的解决了这种问题，使倒车更加便利与安全。

2 单片机主程序

本次设计采用的单片机的型号为STC89C51，通过C语言实现软件编程来处理超声波测距模块发送的反还值。整个单片机内部程序可以分为主程序、子程序、中断子程序等几个主要部分组成。整个系统的控制流程如图1所示，在单片机进行初始化后，系统会自动打开定时器开始计时，程序会进入中断响应等待。本次使用的子程序的功能如下：

2.1 外部中断子程序

中断服务程序是响应单片机的外部中断。在系统主程序中，发射的40KHz脉冲信号遇到障碍物反射后，经接收检测电路产生外部中断信号并发送至单片机。在中断服务程序中，把进入中断服务程序处的计数值读出并对该数据进行处理，计算得到相应的距离值输出。

2.2 定时器中断子程序

由于51单片机是16位定时器，当测量的距离很远的时候，定时器就会发生溢出；所以必须对溢出中断进行相应的设置才能使得单片机正常工作。同时由于电路的测量距离有限最远为5米，当测量距离超出5米时，接收探头就不能检测回波。

图1 倒车防撞系统中单片机内部程序的流程图

3 超声波车距模块的工作原理

首先超声波模块采用IO触发测距，当模块接通高电平后，模块会自动发送8个40kHz的方波，自动检测是否有信号返回；当接收到信号返回时，该模块就会通过I/O输出一高电平，高电平持续的时间为T。通过超声波从发射到返回的时间，测得距离=(T*声速(340M/S))/2。

图2 倒车防撞系统的实物图

4 结论

在本次设计中，设计的目的是利用超声波距离模块来判断倒车过程中是否有障碍物的出现，并防止剐蹭。当超声波测距模块检测到倒车过程中车部后方出现障碍物时，系统会发出警报并在显示器上会显示出与障碍物的当前距离，提醒车主小心行驶。本次设计还有一些难以实现的问题，如超声波模块无法检测到超出5米范围外的物体，所以无法实现高速情况下的倒车预防，且倒车防撞系统无法很好地解决在雾霾或阴雨天的检测。