導(dǎo)語：單片機(jī)汽車倒車測距儀研究一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要：本文采用的是利用超風(fēng)波傳輸距離與對應(yīng)的時(shí)間傳輸?shù)紸T89C51單片機(jī)中進(jìn)行信息處理，設(shè)計(jì)了一款應(yīng)用于車載的能夠精確測量出在一定間距下的超聲波測距儀，利用設(shè)計(jì)系統(tǒng)，精確測量后方屏障與車輛之間的距離對測量車輛與車輛之間的距離。

關(guān)鍵詞：AT89C51單片機(jī)；超聲波測距儀

本文在對目前市場中應(yīng)用的基于單片機(jī)的倒車測距系統(tǒng)的基礎(chǔ)上進(jìn)行研究，在基于超聲波測距系統(tǒng)的基礎(chǔ)上進(jìn)行分析與研究。系統(tǒng)從結(jié)構(gòu)上可以簡單分為測距模塊、控制模塊、顯示模塊三部分，本文詳細(xì)介紹了通過單機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)的倒車檢測到障礙物警報(bào)系統(tǒng)的測距原理。

一、設(shè)計(jì)思路

本文系統(tǒng)設(shè)計(jì)的思路采取以AT89C51單片機(jī)為核心實(shí)現(xiàn)倒車測距系統(tǒng)，設(shè)計(jì)了一款成本低、精準(zhǔn)度高，體型小的數(shù)字顯示超聲波測距儀。系統(tǒng)可通過超聲波對回波和發(fā)射脈沖進(jìn)行測量來計(jì)算時(shí)間間隔，距離可以用S=Ct/2（速度*時(shí)間/2）計(jì)算。再通過LED顯示屏進(jìn)行顯示。系統(tǒng)同時(shí)設(shè)置若干個(gè)按鍵用來對電路的工作狀態(tài)進(jìn)行控制。存在能夠限制可測距離的四大因素分別為超聲波的幅度、反射鏡的紋理、反射鏡與入射聲波之間的角度以及接收傳感器的靈敏度。接收傳感器可以根據(jù)直接接收聲脈沖的能力來決定傳感器的最小可測量距離大小。本文在符合設(shè)計(jì)要求的同時(shí)還需考慮各方面綜合因素，系統(tǒng)采用AT89C51單片機(jī)作為主控制器，通過掃描的方法實(shí)現(xiàn)用LED進(jìn)行信息數(shù)字顯示，并且可以通過使用單片機(jī)的計(jì)時(shí)器和計(jì)數(shù)器完成超聲驅(qū)動(dòng)信號(hào)。

二、超聲波傳感器

（一）超聲波傳感器測距原理。從定義理解超聲波指的是聲波頻率高于20kHz的機(jī)械波。系統(tǒng)為了使用超聲波作為檢測裝置，傳感器產(chǎn)生超聲波并對超聲波進(jìn)行接收，超聲波傳感器作為執(zhí)行器。從結(jié)構(gòu)上看超聲波傳感器可分為兩部分，即傳送器和接收器，同時(shí)超聲波傳感器也可以實(shí)現(xiàn)執(zhí)行發(fā)送和接收聲波兩個(gè)功能。超聲波傳感器的超聲波效應(yīng)指的是在超聲波的傳輸過程中，電能的轉(zhuǎn)換和超聲波的傳播；當(dāng)系統(tǒng)接收到折回的超聲波信號(hào)時(shí)，將超聲波信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)傳輸?shù)綔y距電路中。超聲波分級的原理通常使用TOF傳輸時(shí)間方法。最初需要對超聲波進(jìn)行測量，通過從發(fā)射信號(hào)到遇到障礙物返回所需要的時(shí)間，將超聲波的速度乘獲得信號(hào)源與障礙物之間距離的兩倍值。除這種方法外，日常生活中還有很多方法可以對距離進(jìn)行測量，例如，在短距離的情況下，可以使用尺子，在長距離的情況下，可以使用激光測距。本文所選用的超聲波測距儀是一種應(yīng)用于高精度中長距離的測量儀。單片機(jī)負(fù)責(zé)同步，單片機(jī)使用12.OM晶體振蕩器，因此該系統(tǒng)的測量精度可達(dá)到毫米。超聲波具有方向性強(qiáng)、能耗低、在介質(zhì)中傳播距離長等特點(diǎn)，可以作為能量來源，因此超聲波可用于測量距離。系統(tǒng)利用超聲波進(jìn)行距離測距，該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法方便，計(jì)算過程簡單，并且還可以滿足測量精度方面的要求。超聲波發(fā)生器分為兩部分，即電超聲發(fā)生器和機(jī)械超聲發(fā)生器。本文是利用普通壓電超聲傳感器實(shí)現(xiàn)的短程測量。（二）超聲波傳感器特點(diǎn)。從超聲波傳感器原理上分析，它屬于可逆?zhèn)鞲衅?。從工作原理上看一方面超聲波是通過傳感器將電波振蕩的能量轉(zhuǎn)換成機(jī)械振蕩；另一方面，它將其所獲得的超聲波能量轉(zhuǎn)化為電動(dòng)波動(dòng)。因此，超聲波傳感器可分為發(fā)射器和接收器。

三、單片機(jī)介紹

AT89C51單片機(jī)是一種低電壓裝置，通常稱為微控制器，該器件含有高密度的ATML非易于存儲(chǔ)技術(shù)，兼容MCS-51指令集和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)帶線。由于在多個(gè)功能下8位的CPU和一個(gè)閃存芯片，對于ATMEL中的AT89C51是一款高性能微控制器，同時(shí)為許多嵌入式控制系統(tǒng)提供應(yīng)用靈活且較為經(jīng)濟(jì)可行的解決方案。

四、測距儀硬件設(shè)計(jì)

超聲波在某個(gè)方向上發(fā)射超聲波，在傳輸時(shí)間同時(shí)開始倒計(jì)時(shí)。當(dāng)超聲波遇到障礙時(shí)會(huì)立即從障礙物返回。超聲波無線電在接收到反射波后立即停止。根據(jù)傳感器的工作原則，超聲波的速度大約是340米/秒，同時(shí)也取決于計(jì)時(shí)器記錄的時(shí)間t數(shù)值，對于硬件測距設(shè)備采用的時(shí)間差測距法公式為s=340*t/2。超聲波的傳播速度等于音響的傳播速度，約為340米/秒。從信號(hào)發(fā)射到障礙物的反射和接收，存在從幾毫秒到幾十毫秒的時(shí)間間隔，并且可以從該時(shí)間間隔計(jì)算從障礙物到超聲波發(fā)射器的距離。工作原理主要包括通過超聲波檢測信號(hào)將信號(hào)傳輸?shù)浇邮针娐罚⒃谶_(dá)到檢測安全性時(shí)觸發(fā)報(bào)警。

五、結(jié)束語

在本文中，超聲波傳輸和時(shí)間之間的距離用于通過單片機(jī)AT89C51對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，系統(tǒng)可以通過精確的設(shè)計(jì)判斷出障礙物距離車的距離遠(yuǎn)近。該類設(shè)計(jì)可以一定程度的取代監(jiān)控式的倒車儀，減少車主的成本。

參考文獻(xiàn)

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[2]夏繼強(qiáng).單片機(jī)實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐教程[M].北京：北京航空航天出版社,2009.

作者:田橋 鄭穎 單位:沈陽工學(xué)院信息與控制學(xué)院