论文部分内容阅读
摘要：驾驶员倒车事故属于汽车的多发事故，往往因为倒车雷达或者影像系统对障碍物距离不能精确定位而导致。STC单片机属于新一代增强型单片机，具有体积小、功耗低、抗干扰性强和可靠性高的特点，用在汽车倒车防撞报警系统上可对数据进行快速的计算。本文设计的STC89C52单片机汽车倒车防撞警报系统，集报警、避障、测距、显示等功能为一体，具有测距范围广、报警快和系统稳定性高的优势，有效避免驾驶员倒车事故的出现。
关键词：STC89C52单片机;汽车倒车;防撞警报;系统设计
中图分类号：G4 文献标识码：A
随着人民生活水平的不断提高，交通运输工具的重要性得到了凸显。安全行驶是驾驶者看重的主要要素，特别是汽车在倒车时的安全问题。本系统利用超声波传感检测系统对汽车后面的障碍物进行定位，在倒车的过程中当接近障碍物时，传感器将信号传输给单片机，单片机启动计算模块做出判断，通过语言灯光系统提示驾驶者停止倒车。
1系统硬件设置
1.1主控制器模块设计
本设计系统的主控制器选用的是先进的STC89C52单片机，属于低能耗、高性能的CMOS8位微控制器。內核为MCS-51内核，可以编程flash存储器，具有执行和运算效率高的8位CPU，可以为一些复杂的车体提供灵活高效的控制器，降低倒车防撞报警系统的误差率。本系统驱动电路图如图1所示。
1.2电机驱动模块设计
电机驱动模块较为重要，为了保证汽车的可靠运行，采用了三极管功率直流电机，属于H型桥式电路，保证汽车的加速能力较强。电机驱动芯片选用市面上常见的L289N芯片，属于高压大电流芯片，不仅操作性好，而且比较稳定，降低系统运行时可能出现的因为电流不稳原因出现的不报警现象。本系统的直流减速电机，其主要特点就是力矩大、体积小，汽车前进、后退或者转弯都能保证稳定性操作。驱动模块的桥式电路图如图2所示。
1.3电源模块设计
车体电源对于汽车行驶的稳定性较为重要，本系统采用的车体电源为6节干电池组成的电源模块，每块电池电压为1.5V，经过反复不断的验证，电源使用时间长，电压稳定性好，符合系统要求。
2系统主要模块
2.1超声波测距模块
超声波测距是目前汽车倒车防撞报警系统采用的主要测距类型，相比于红外和激光测距，其显著特点就是测得的距离短、成本低、适应能力强。本系统为了降低驾驶者因为倒车距离把控不严格出现的次生事故，选用HC-RS04超声波测距模块，测距范围较广，从2cm到500cm都可以实现距离精准判断。对系统进行不断的调试，系统最后可以对3mm左右的障碍物实现报警，提高了防撞能力。程序在运行中，首先读出HC-RS04测得的距离，当障碍物阻挡不能倒车时，汽车转向调整再测距，直到距离超出报警范围，显示倒车安全完成。
2.2单片机模块
本系统选用的STC89C52型单片机性能较好，不仅抗干扰，而且能耗比较低，在应用的时候还可以编程，具有唯一的ID号，可以进行加密，适合于汽车倒车防撞报警系统。
2.3显示模块
显示模块也是本系统的重点，由一个共阴极四位一体七段LED数码管组成，这七段数码管可以用不同的字母或者数字来表示。七段数码管相互连接在一起，工作的时候接收单片机发出的显示段码信号。系统在运行的时候，超声波模块向主控制器发出测量的数据，这些数据通过信号传输和转变后最后在显示模块上呈现，这样驾驶者在倒车的时候就能根据看到的距离进行倒车调整，防止碰撞事故的出现。
3系统实现方式
3.1系统主程序
本系统在运行的时候，主程序会自动的初始化，首先调用显示的子程序，对倒车周围的障碍物进行检测，如果障碍物距离汽车尾部距离很短无法倒车，主程序读取并处理HC-RS04测量的间距值，蜂鸣器立即发出报警声音，提示驾驶员调整方向保持安全倒车距离。
3.2显示数据子程序
该程序的主要作用就是判断障碍物的方向和距离，通过超声系统对障碍物进行定位，将测得的障碍物图像传送给C52单片机处理，单片机执行运算并将更详细的数据显示在数码管上，通过显示数据子程序能使驾驶员从发现倒车障碍物到做出调整在极短的时间内完成，防止反应不灵敏造成倒车事故。
3.3报警和按键子程序
该程序主要是用来控制蜂鸣器报警，当显示子程序将测得的数据传输给显示模块后，系统根据设置的报警距离范围立即执行报警，蜂鸣器发出声音，给予驾驶者以提醒。按键子程序属于本系统的附属程序，当驾驶员觉得报警距离太长或者太短时，可以按照自己的习惯设置报警范围，第一次按下时调整上限，第二次按下时调整下限，第三次按下则退出程序。
结语
本文设计的STC89C52单片机汽车倒车防撞警报系统将报警、避障、测距、显示等功能集于一体，让用户可以自主的检测汽车和障碍物的间距并在最短的时间内做出调整，使整个泊车或者倒车过程更加安全。
参考文献
[1]王虎，杨启正，李约朋.基于超声波测距的汽车倒车防撞报警系统设计[J].时代汽车，2019，37（26）：28-29.
[2]覃钰宁，祝强，刘广，等.基于STM32和OpenMV的倒车防碰撞辅助系统[J].电子制作，2020，14（13）：18-19.
[3]袁秀珍.基于单片机的倒车防撞预警系统设计和实现分析[J].电子世界，2020，46（21）：2-3.
[4]郑大波，温艳.基于超声波传感器的汽车防撞系统研究[J].电子世界，2019，46（13）：34-35.
[5]胡辉，杨花雨.传感器在汽车报警系统中的应用[J]. 2021，14（05）：68-70.
[6]常君.倒车防撞预警系统电路设计研究[J].数字通信世界，2019，21（5）：2-3.
[7]赵阅涵.基于单片机的超声波测距汽车倒车防撞系统设计[J].中文信息，2019，000（001）：231-232.
关键词：STC89C52单片机;汽车倒车;防撞警报;系统设计
中图分类号：G4 文献标识码：A
随着人民生活水平的不断提高，交通运输工具的重要性得到了凸显。安全行驶是驾驶者看重的主要要素，特别是汽车在倒车时的安全问题。本系统利用超声波传感检测系统对汽车后面的障碍物进行定位，在倒车的过程中当接近障碍物时，传感器将信号传输给单片机，单片机启动计算模块做出判断，通过语言灯光系统提示驾驶者停止倒车。
1系统硬件设置
1.1主控制器模块设计
本设计系统的主控制器选用的是先进的STC89C52单片机，属于低能耗、高性能的CMOS8位微控制器。內核为MCS-51内核，可以编程flash存储器，具有执行和运算效率高的8位CPU，可以为一些复杂的车体提供灵活高效的控制器，降低倒车防撞报警系统的误差率。本系统驱动电路图如图1所示。
1.2电机驱动模块设计
电机驱动模块较为重要，为了保证汽车的可靠运行，采用了三极管功率直流电机，属于H型桥式电路，保证汽车的加速能力较强。电机驱动芯片选用市面上常见的L289N芯片，属于高压大电流芯片，不仅操作性好，而且比较稳定，降低系统运行时可能出现的因为电流不稳原因出现的不报警现象。本系统的直流减速电机，其主要特点就是力矩大、体积小，汽车前进、后退或者转弯都能保证稳定性操作。驱动模块的桥式电路图如图2所示。
1.3电源模块设计
车体电源对于汽车行驶的稳定性较为重要，本系统采用的车体电源为6节干电池组成的电源模块，每块电池电压为1.5V，经过反复不断的验证，电源使用时间长，电压稳定性好，符合系统要求。
2系统主要模块
2.1超声波测距模块
超声波测距是目前汽车倒车防撞报警系统采用的主要测距类型，相比于红外和激光测距，其显著特点就是测得的距离短、成本低、适应能力强。本系统为了降低驾驶者因为倒车距离把控不严格出现的次生事故，选用HC-RS04超声波测距模块，测距范围较广，从2cm到500cm都可以实现距离精准判断。对系统进行不断的调试，系统最后可以对3mm左右的障碍物实现报警，提高了防撞能力。程序在运行中，首先读出HC-RS04测得的距离，当障碍物阻挡不能倒车时，汽车转向调整再测距，直到距离超出报警范围，显示倒车安全完成。
2.2单片机模块
本系统选用的STC89C52型单片机性能较好，不仅抗干扰，而且能耗比较低，在应用的时候还可以编程，具有唯一的ID号，可以进行加密，适合于汽车倒车防撞报警系统。
2.3显示模块
显示模块也是本系统的重点，由一个共阴极四位一体七段LED数码管组成，这七段数码管可以用不同的字母或者数字来表示。七段数码管相互连接在一起，工作的时候接收单片机发出的显示段码信号。系统在运行的时候，超声波模块向主控制器发出测量的数据，这些数据通过信号传输和转变后最后在显示模块上呈现，这样驾驶者在倒车的时候就能根据看到的距离进行倒车调整，防止碰撞事故的出现。
3系统实现方式
3.1系统主程序
本系统在运行的时候，主程序会自动的初始化，首先调用显示的子程序，对倒车周围的障碍物进行检测，如果障碍物距离汽车尾部距离很短无法倒车，主程序读取并处理HC-RS04测量的间距值，蜂鸣器立即发出报警声音，提示驾驶员调整方向保持安全倒车距离。
3.2显示数据子程序
该程序的主要作用就是判断障碍物的方向和距离，通过超声系统对障碍物进行定位，将测得的障碍物图像传送给C52单片机处理，单片机执行运算并将更详细的数据显示在数码管上，通过显示数据子程序能使驾驶员从发现倒车障碍物到做出调整在极短的时间内完成，防止反应不灵敏造成倒车事故。
3.3报警和按键子程序
该程序主要是用来控制蜂鸣器报警，当显示子程序将测得的数据传输给显示模块后，系统根据设置的报警距离范围立即执行报警，蜂鸣器发出声音，给予驾驶者以提醒。按键子程序属于本系统的附属程序，当驾驶员觉得报警距离太长或者太短时，可以按照自己的习惯设置报警范围，第一次按下时调整上限，第二次按下时调整下限，第三次按下则退出程序。
结语
本文设计的STC89C52单片机汽车倒车防撞警报系统将报警、避障、测距、显示等功能集于一体，让用户可以自主的检测汽车和障碍物的间距并在最短的时间内做出调整，使整个泊车或者倒车过程更加安全。
参考文献
[1]王虎，杨启正，李约朋.基于超声波测距的汽车倒车防撞报警系统设计[J].时代汽车，2019，37（26）：28-29.
[2]覃钰宁，祝强，刘广，等.基于STM32和OpenMV的倒车防碰撞辅助系统[J].电子制作，2020，14（13）：18-19.
[3]袁秀珍.基于单片机的倒车防撞预警系统设计和实现分析[J].电子世界，2020，46（21）：2-3.
[4]郑大波，温艳.基于超声波传感器的汽车防撞系统研究[J].电子世界，2019，46（13）：34-35.
[5]胡辉，杨花雨.传感器在汽车报警系统中的应用[J]. 2021，14（05）：68-70.
[6]常君.倒车防撞预警系统电路设计研究[J].数字通信世界，2019，21（5）：2-3.
[7]赵阅涵.基于单片机的超声波测距汽车倒车防撞系统设计[J].中文信息，2019，000（001）：231-232.