汽車倒車雷達系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)

DS18B20采用單總線方式和AT89C51單片機相連，即DS18B20的1腳接地，3腳接地，2腳接至AT89C51的P11引腳，同時將P11引腳采用一只4．7 kΩ的電阻上拉至VCC。測得的溫度值以16位帶符號擴展的二進制補碼形式存儲在高速暫存存儲器的第1，2字節(jié)，單片機通過單總線接口讀到該數(shù)據(jù)后，即可通過計算得到實時環(huán)境溫度值。
2.5 LCD顯示電路
本系統(tǒng)顯示電路采用金鵬電子的OCMJ12232C_3液晶顯示模塊，此液晶模塊內(nèi)含字庫，能非常方便地顯示漢字。OCMJ12232C_3液晶和單片機AT89C51的接口電路如圖3所示，其中OCMJ12232C_3液晶的15腳接地，即采用串口通信方式。顯示內(nèi)容包括倒車距離和車外溫度兩部分，分兩行顯示：第一行顯示倒車距離，第二行顯示車外溫度。倒車距離以cm為單位，精確到0．1 cm；溫度以℃為單位，精確到O．1℃。
2．6 語音報警電路
本系統(tǒng)的語音報警電路采用ISD4004語音芯片。ISD4004與單片機接口電路如圖3所示。從圖中可以看出，ISD4004和單片機AT89C51之間的連接較少。單片機的P00接ISD4004的片選引腳SS，控制ISD4004是否選通；P0l接ISD4004的串行輸入引腳MOSI，從該引腳讀入放音的地址；P02接ISD4004的串行輸出引腳MISO；P03接ISD4004的串行時鐘引腳SLCK；P04接撥動開關(guān)，用于選擇錄音或者放音；P05接STOP按鈕，用來對ISD4004進行復位；P06接AN按鈕，按下時ISD4004開始工作；P33(INT1)接ISD4004的中斷引腳INT。ISD4004芯片所需要的連接還有音頻信號輸出引腳AUD OUT，該引腳通過一個濾波電容，經(jīng)功率放大電路LM386后與揚聲器連接；MIC接入ISD4004：的錄音信號輸入端(ANA IN-、ANA IN+)；AMCAP為自動靜音端，使用時通過一電容接地。此外，由于ISD4004的工作電壓為3 V，而單片機所需供電電壓為5 V，因此需要采用LM317變壓電路得到3 V電壓供ISD4004使用。
當?shù)管嚲嚯x大于3 m時，語音提示為“倒車安全”；當?shù)管嚲嚯x在2～3 m之間時，語音提示為“倒車”；當?shù)管嚲嚯x在1～2 m之間時，語音提示為“倒車小心”；當?shù)管嚲嚯x在0．5～1 m之間時，語音提示為“倒車危險”；當?shù)管嚲嚯x小于0．5 m時，語音提示為“非常危險，緊急停車”。

3 軟件設計部分
軟件設計采用模塊化設計，由主程序、測溫及聲速修正子程序、T0中斷子程序、距離計算子程序、LCD顯示子程序和語音報警子程序等模塊組成。主程序流程圖如圖4所示。

程序初始化后，先調(diào)用測溫及聲速修正子程序?qū)β曀龠M行修正。當進行超聲波測距時，單片機發(fā)出一個寬為125μs的脈沖信號，此脈沖信號控制超聲波集成電路LM1812發(fā)射5個40 kHz的超聲波脈沖串。T0定時器定時30 ms，即每隔30 ms發(fā)射5個40 kHz的超聲波脈沖串。發(fā)射脈沖串的同時單片機的T0計數(shù)器開始計數(shù)，一旦接收到回波信號立刻停止計數(shù)。利用距離計算子程序?qū)y得的時間和修正后的聲速進行數(shù)據(jù)處理后，將結(jié)果送入LCD顯示和進行語音報警。

4 實驗結(jié)果
通過對平面物體做了多次測量發(fā)現(xiàn)，30～500 cm范圍內(nèi)可實現(xiàn)準確測距，能滿足司機的倒車要求。測距結(jié)果如表1所示。

5 結(jié) 語
本文設計的倒車雷達系統(tǒng)采用AT89C51作為主控芯片，可以實現(xiàn)實時的超聲波測距，并將所測距離在LCD上顯示出來，同時通過語音報警電路對不同距離段進行不同的語音提示，實驗驗證了本系統(tǒng)的可行性及可靠性。該系統(tǒng)具有集成度高、測量范圍廣、成本低和使用方便等特點，能滿足司機在倒車中的需要，可得到廣泛的應用。