基于AT89C2051的倒車防撞超聲波報警系統

　　本方案所設計的倒車防撞報警系統采用軟、硬件結合的方法，具有模塊化和多用化的特點。設計中介紹了超聲波檢測的發展及基本原理，闡述了超聲波傳感器的原理及特性。對于系統的一些主要參數進行了討論，并且在介紹超聲波測距系統功能的基礎上，提出了系統設計的總體構成，本方案的提出將對汽車主動防撞乃至自動駕駛產生，給駕駛者提供一個倒車的操作指令。

　　1.引言

　　眾所周知，要檢測兩頭之間是否有障礙物，一般的做法是一頭發射一個信號，在接收處判斷是否有信號接收到，若有信號接收到，說明中間沒有障礙物；若接收不到，則說明有障礙物。然而在汽車倒車防撞報警系統的設計中，由于汽車是一個移動的物體，不可能在某一具體的位置上安裝接收或發射裝置，這就決定了系統的發射與接收裝置必須安裝于一起，因此如何設計一款將發射與接收裝置安裝在一起的物體檢測裝置是我們的研究方向。

　　2.超聲波測距系統介紹

　　超聲測距從原理上可分為共振式、脈沖反射式兩種。由于應用要求限定，在這里使用脈沖反射式，即利用超聲波的反射特性。

　　超聲波測距原理是通過超聲波發射傳感器向某一方向發射超聲波，在發射時刻的同時開始計時，超聲波在空氣中傳播，途中碰到障礙物就立即返回來，超聲波接收器收到反射波就停止計時。常溫下超聲波在空氣中的傳播速度為C=340m/s，根據計時器記錄的時間 t，就可以計算出發射點距障礙物的距離（S），即：

　　S=C*t/2 （1-1）

　　可以看出其主要部分有：（1）供應電能的脈沖發生器（發射電路）；（2）使接收和發射隔離的開關部分；（3）轉換電能為聲能，且將聲能透射到介質中的發射傳感器；（4）接收反射聲能（回波）和轉換聲能為電信號的接收傳感器；（5）接收放大器，可以使微弱的回聲放大到一定幅度，并使回聲激發記錄設備；（6）記錄/控制設備，通常控制發射到傳感器中的電能，并控制記錄回波的時間、存儲所要求的數據，并將時間間隔轉換成距離。

　　3.系統總體設計

　　該系統主要用電磁式輸出與輸入振蕩電路，所輸入的信號經過放大，直接發送到單片機AT89C2051進行處理，通過編程可以進行自動控制。系統具體原理框圖如圖3.1所示：

　　該系統主要由以下三個功能塊構成：超聲波傳感器T/R40-16、超聲波發射與接收構成的收發系統；中央控制處理器AT89C2051組成的主機系統；控制報警輸出系統。

　　主要的系統電路有：電源電路、超聲波發射電路、超聲波接收電路、信號放大電路、直流控制電路、顯示電路、探測距離選擇電路、報警電路、單片機控制電路等。

　　4.主要器件的選取

　　4.1 超聲波傳感器的選取

　　本系統選用超聲波傳感器T/R40-16，它是一種性能優良的發射與接收配對的傳感器。

　　超聲波傳感器的基本特性有頻率特性和指向特性。