专利名称：一种基于单片机的汽车探距仪的制作方法
技术领域：
本实用新型属于汽车工程领域。涉及一种以单片机为控制核心的智能化汽车探距仪，能够准确地探测出汽车车头与障碍物之间的距离，由显示器显示出距离并发出声音警示。
背景技术：
随着我国经济的发展，人民生活水平的提高，汽车已经从先前的奢侈品变为普通的消费品，进入广大普通家庭。但随着城市中汽车数量的增多，汽车安全问题也越来越受到广大人民群众的关注。而在众多交通事故中，由于驾驶员的驾驶水平有限而造成的追尾和刮蹭又占据着相当大的比重。因此，设计一种较低成本、较高性能的能够帮助驾驶员探测前方障碍物的汽车前探距仪，对于国内中低端车将有很高的市场价值。
发明内容本实用新型的目的在于，提供一种基于单片机的汽车探距仪，能够准确地探测出汽车车头与障碍物之间的距离，由显示器显示出距离并发出声音警示。为了实现上述任务，本实用新型采用以下技术方案予以实现一种基于单片机的汽车前探距仪，其特征在于，包括安装在汽车前后保险杠上的4 个超声波传感器探头，4个超声波传感器探头通过驱动接收电路与滤波放大整形电路相连接，滤波放大整形电路连接有单片机，单片机上还连接有IXD液晶�？楹头涿�。本实用新型的其他特点是所述的超声波传感器探头为发射接收一体化探头的超声波传感器探头。所述的单片机为STC89C52单片机。所述的IXD液晶模块为1602型液晶显示器。本实用新型的基于单片机的汽车探距仪，采用超声波测距原理，由安装于车头保险杠上的发射接收一体化探头发送超声波并接受回波，计算车头与障碍物之间的距离，在单片机内部设置一个安全距离界限，如果计算出的距离低于此界限，单片机则控制蜂鸣器发出警告声，再由显示器显示距离并发出声音警示，从而使驾驶员在侧位停车或拥堵情况下缓慢行驶时不至于撞上障碍物，为驾驶员安全行驶提供帮助。该装置具有价格低廉、使用方便等众多优点。
图I是本实用新型的硬件框图；图2是驱动接收电路图；图3是滤波整形放大电路图；图4是单片机主电路图；图5是液晶显示�？榈缏吠迹籟0016]图6是主程序流程以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。
具体实施方式
如图I所示，本实施例给出一种基于单片机的汽车探距仪，包括安装在汽车前后保险杠上的4个超声波传感器探头，4个超声波传感器探头通过驱动接收电路与滤波放大整形电路相连接，滤波放大整形电路连接有单片机，单片机上还连接有LCD液晶�？楹头涿�。汽车前探距仪是利用超声波测距原理，超声波测距原理一般采用渡越时间法 (time of flight),即Dl/2ct (I)式中，D为待测距离，c为超声波在空气中的传播速度，t为超声波从发射到接收到回波的时间间隔。利用单片机的定时/计数器可以精确地测出t的值，c可视为常数(通常取c = 331.4m/s)，从而根据式(I)就可计算出超声波探头与障碍物的距离。在汽车后保险杠上安装4个超声波传感器探头(为发射接收一体化探头)，倒车时由控制电路轮流让每个探头发射一束超声波脉冲串并判断有没有回波，有回波则计算距离，取与障碍物最短的那个距离用于显示和声音警示。以下给出具体的实施过程I、硬件电路设计I. I驱动接收电路参照图2，驱动接收电路由4个相同的电路组成，选取其中的第I路如图2所示。 首先由单片机输出口产生的40kHz的脉冲串(8到12个)送到SOUTl，再通过由Ql和Q2组成的达林顿驱动电路驱动中周变压器Tl，使Tl的次级接超声波探头产生超声波。同时超声波探头接收到的回波信号经由Q3、R6、R7、R8、R9、Cl组成的中频放大电路放大，将输出的信号RCVl送到后级电路放大。该级的放大倍数约为62倍。图中R4、C2用于电源滤波，R5用于阻抗匹配。I. 2放大滤波整形电路参照图3，由于接收电路接收到的超声波回波信号非常微弱，并且会夹杂各种噪音，所有需要滤波、放大、整形以后才能送到单片机进行判断。图3是滤波放大整形电路。 IC2A1和IC2A2是由单电源供电的低噪声双运算放大器，它们可以使用TL072或RC4558，与电阻电容一起组成两级有源带通滤波器，其中心频率为40kHz，第一级增益为20，第二级增益为120。图中C26、D21、D22、C28组成检波电路，以检取回波信号中的正半波，输出的SIN 信号送给模拟比较器。I. 3单片机参照图4，本实施例需要STC公司的STC89C52单片机。STC89C52单片机是一种低功耗、高性能CM0S8位微控制器，具有8K在系统可编程Flash存储器。在单芯片上，拥有灵巧的8位CPU和在系统可编程Flash，使得STC89C52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。另外STC89X52可降至OHz静态逻辑操作，支持2种软件可选择节电模式。空闲模式下，CPU停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。最高运作频率35Mhz，6T/12T可选。在检波之后，加入模拟比较器，这里采用LMlll芯片，将送来的模拟量与一标准值进行比较。当高于该值时，输出高(或低)电平，反之，则输出低(或高)电平，即利用模拟比较器检测是否接收到回波，利用定时器精确测量声波往返时间和控制发射及检测回波的循环周期，利用UART的模式0(同步移位寄存器方式)扩展了并行输出口。单片机电路如图 4所示。图中PI. 2-P1. 5 口用来产生40kHz脉冲串，Pl. 7 口用于输出警示音。LMlllM芯片的第2管脚INPUT (模拟比较器的输入端)用于检测回波，第3管脚INPUT接基准电压(回波的阀值)，经过模拟比较器后产生的信号通过Pl. 0 口进入单片机。I. 4液晶显示IXD显示器件具有工作电流小、重量轻、功耗低、寿命长、字迹清晰美观等优点，在便携式仪表、低功耗应用的仪器中得到了广泛应用。随着LCD显示器价格的下降和性能的提高，用IXD取代LED器件的趋势越来越明显本实施例的LCD液晶�？椴捎煤铣ど程羧说缱佑邢薰镜�1602型液晶显示器，该显示器为工业字符型液晶，能够同时显示16x02即32个字符(16列2行)。参照图5，本实施例采用间接访问方式利用单片机的I/O接口线来实现与点阵字符型液晶显示�？榈牧唇樱�5以89C52的PO 口为数据端口，P3 口作为控制端口来实现与点阵字符型液晶显示�？榈牧�。其操作时序完全采用软件模拟，在写操作时，是信号E 的下降沿有效，在软件设置顺序上，先设置RS和；^^状态，再设置数据，然后产生E信号脉
冲，最后复位RS和；^^状态。在读操作时，使信号E的高电平有效，所以在软件设置顺序上，先设置RS和R/W状态，再设置E信号为高，这时从数据口读取数据，然后将E信号置低， 最后复位RS和；^^状态。图5中电位器为Vtl端提供可调的驱动电压，用以实现显示对比度的调节。2、软件设计参照图6，软件采用C语言编写，�？榛杓�。软件主要由主程序和功能�？樽映绦蜃槌桑栽銮砍绦虻目啥列裕詈笤诘魇怨讨邢榷悦扛龉δ苣？樽映绦蛳戎鹨坏魇裕彼凶映绦蚨纪ü院螅俳凶酆系魇�。主程序的流程图如图5所示，主要用于完成初始化，控制端口产生40kHz脉冲串，控制定时器的启动和停止，检测超声波回波以及计算、显示、声音等子程序的调用。软件设计上，充分利用了 STC89C52单片机的两个16位定时计数器TO和Tl。TO 设置为定时方式，用于控制发射和检测循环的周期；T1用于测量计算声波往返时间。本探测仪的测量距离为0 I. 5m,分辨率0. lm。在I. I I. 5m范围为安全区，蜂鸣器发出频率为0. 5Hz “滴、滴”低频声音；在0. 6 I. Om范围为慢行区，蜂鸣器发出频率为5Hz的中等频率声音；在0 0. 5m范围为危险区，蜂鸣器发出频率为IOOHz较高频率的声音，I. 5m以外蜂鸣器不发音。在探测仪计算出障碍物距离以后，在IXD液晶屏幕上显示距障碍物的距离。
权利要求1.一种基于单片机的汽车探距仪，其特征在于，包括安装在汽车前后保险杠上的4个超声波传感器探头，4个超声波传感器探头通过驱动接收电路与滤波放大整形电路相连接， 滤波放大整形电路连接有单片机，单片机上还连接有IXD液晶�？楹头涿�。
2.如权利要求I所述的基于单片机的汽车探距仪，其特征在于，所述的超声波传感器探头为发射接收一体化探头的超声波传感器探头。
3.如权利要求I所述的基于单片机的汽车探距仪，其特征在于，所述的单片机为 STC89C52单片机。
4.如权利要求I所述的基于单片机的汽车探距仪，其特征在于，所述的LCD液晶模块为 1602型液晶显示器。
专利摘要本实用新型公开了一种基于单片机的汽车探距仪，包括在汽车前后保险杠上安装的4个超声波传感器探头，单片机，驱动接收�？榈缏罚温瞬ǚ糯竽？榈缏罚琇CD液晶显示�？楹头涿�。通过超声波探头发送超声波并接受回波，将采集到的数据传送给单片机，单片机根据采集到的信息计算车与障碍物之间的距离，并在单片机内部设置一个安全距离界限，如果计算出的距离低于此界限，单片机则控制蜂鸣器发出警告声，并在LCD液晶显示器上显示出距前障碍物的距离，为驾驶员安全行驶提供帮助，具有价格低廉、使用方便等众多优点。
文档编号G01S15/93GK202362457SQ201120492918
公开日2012年8月1日 申请日期2011年12月1日 优先权日2011年12月1日
发明者余曼, 孙家永, 王旭, 许世维 申请人:长安大学
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