高精度倒车雷达系统设计

【摘要】采用超声波测距原理，由装置于车尾保险扛上的探头发送超声波，遇到障碍物，产生回波信号，传感器接收到回波信号后经控制器进行数据处理，从而计算出车体与障碍物之间的距离，判断出障碍物的位置，再由1602显示器和蜂鸣器声发出警示信号，从而使驾驶者倒车时不至于撞上障碍物。基于此，计划自主设计开发一种主要用于售后市场的、结构简单、制作方便、成本低廉的倒车雷达。

【关键词】超声波;测距;倒车雷达

Abstract：The principle of ultrasonic distance measurement，start reversing radar，under the control of a controller，a device in the rear bumper on the probe transmits ultrasonic，obstacle，produce the echo signal，the sensor receives the echo signal after the controller for data processing.In order to calculate between body and the distance of obstacle，the obstacle position，and then a 1602 display and a buzzer sound a warning signal，which allows the driver to reverse with out hitting obstacles.Based on this，the development of a mainly used for reversing radar after-sales market，has the advantages of simple structure，convenient manufacture，low cost plan design.

Keywords：ultrasonic;distance measurement;reversing radar

1.引言

汽车在人们生活中的地位越来越重要，学习汽车驾驶的人日益增加，但是对于很多的司机和刚刚学习汽车驾驶的人来说，倒车是件非常头痛的事，因此在汽车上安装汽车倒车雷达装置显得非常重要。同时，人们对倒车雷达的精度要求也越来越高。

2.总体方案设计

2.1 总体方案设计

本设计包括硬件和软件设计两个部分。模块划分为超声波测距、数据处理、电源等子模块。电路结构可划分为：电源电路、超声波测距电路、控制电路、报警电路、显示电路。

处理器采用51系列单片机AT89C51，整个系统是在系统软件控制下工作的[1]。本设计中用到了两个超声波测距模块，其中，超声波测距模块1用于测量该倒车环境下声速;超声波测距模块2用于测量障碍物距离。

2.2 各电路的原理及功能介绍

2.2.1 超声波测距电路

本设计中的超声波测距模块直接购买市面上已做好的集成模块URF04模块，超声波测距模块1控制引脚接单片机P0.0，接收引脚接单片机P0.1;超声波测距模块2控制引脚接单片机P0.3，接收引脚接单片机P0.4[2]。

2.2.2 报警电路

由单片机P0.5口提供触发信号，当P0.5为高电平时，蜂鸣器响，低电平时，蜂鸣器不响;鸣响频率由单片机根据障碍物距离来控制。

2.2.3 显示电路

显示电路用于显示汽车与障碍物之间的距离。本设计中使用1602液晶显示器，其8位数据引脚BD0～BD7分别与单片机P2.0～P2.7连接。

2.3 控制原理介绍

倒车时，单片机P0.0输出高电平，然后检测P0.1口是否为高电平，P0.1当检测到高电平时，启动定时器，并将P0.0置低[3]。当P0.1为低时，单片机计算当前声速v。单片机P0.2输出高电平，然后检测P0.3口是否为高电平，P0.3当检测到高电平时，启动定时器，并将P0.2置低。当P0.3为低时，单片机根据之前的v计算车与障碍物间的距离，通过1602液晶显示器输出。当s<50时，P0.4输出高电平，其周期为3s;当s<40时，周期为2s;当s<30时，周期为1s;当s<20时，周期为0.5s;当s<10时，P0.4一直输出高电平，即蜂鸣器常响[4]。

3.部分系统程序[5]

测速程序：b=（65536-10000）%256-a;v=s*1000000/（2*b）;

测距用时间测量程序：EA=1;TMOD=0x01;

TH0=（65536-10000）/256;TL0=（65536 -10000）%256;

TR0=1;if A=1{ET0=1;if a=0{ET0=0; a=TL0;}}

4.结束语

本设计设计出了一种以单片机为控制芯片的高精度倒车雷达系统。常规倒车雷达系统没考虑到实际情况中声速是会随驾车环改变而改变的，故往往导致测量精度降低。本设计中实时测量周围环境中声速值，避免了因环境变化产生的误差，精度更高。而且，本设计电路简单，易于实现。

参考文献

[1]马殷元.基于新型单片机P89C51RD2的倒车雷达设计[J].甘肃科技，2004，20（9）.

[2]苏长赞，邹殿贵.红外线与超声波遥控（第2版）[M].北京：人民邮电出版社，2001.

[3]张志良.单片机原理与控制技术[M].北京：机械工业出版社，2001.

[4]戴佳，苗龙，陈斌.51单片机应用系统开发典型实例[M].北京.中国电力出版社，2005.

[5]马忠梅，籍顺心，张凯，等.单片机的C语言应用程序设计[M].北京：北京航空航天大学出版社，2007.

作者简介：

罗威，男，中北大学硕士研究生，研究方向：计算机测控系统与技术。

杨风，女，中北大学教授，研究方向：涡流检测技术，PLC控制技术，智能电器可靠性及控制部分抗干扰技术。

刘德华，男，中北大学硕士研究生，研究方向：计算机测控系统与技术。