0 导言
跟着中国轿车数量的不断增多，路途拥堵，交通事故频发，给人们日子带了诸多不便，安全成为了榜首要素，轿车防撞体系的规划和需求也火烧眉毛。因而，规划了一种运用超声波测距，经过单片机完结的倒车防撞报警体系，首要考虑它的规划简略，易于操作。
1 超声波测距原理
超声波是指频率高于20 kHz 的机械波。而倒车时，为了避免撞上障碍物，需求丈量障碍物到车之间的间隔，这就需求运用超声波传感器。超声波传感器又称为超声波换能器或超声波探头。超声波传感器包含超声波发送器和超声波接纳器，但一个超声波传感器也可具有发送和接纳声波的两层效果。超声波传感器是运用压电效应的原理将电能和超声波彼此转化，即在发射超声波的时分，将电能转换成振动发射超声波;而在收到回波的时分，则将超声振动转换成电信号。
超声波测距的原理一般选用渡越时刻法 (TOF,time offlight)。超声波发射传感器向某一方向发射超声波，在发射一起开端计时，超声波在空气中传达，传达的途中碰到障碍物就马上回来来，超声波接纳器接纳到反射回来的波就当即中止计时，核算出超声波从发射到遇到障碍物回来时所用的时刻t，常温下超声波在空气中的传达速度为V=340 m/s，依据公式S =V × t / 2，就能够核算出障碍物到超声波传感器之间的间隔。
2 体系整体电路
单片机AT89C51 编写程序发生方波，经过P1.0 口输出40 kHz 的脉冲信号，经超声波发射电路中CD4069 扩大后驱动超声波发射探头UCM40T，发生超声波。传达过程中遇到障碍物后发生回波送入超声波接纳器，接纳探头选用和发射探头配对的UCM40R，将超声波调制脉冲变为沟通电压信号，经超声波接纳电路中CX20106A 进行处理，经过7 脚输出，作为一个中止请求信号，送至单片机进行处理。在单片机发射方波的一起，也便是超声波发射电路发射超声波的一起敞开单片机内部守时器T0，经过守时器来记载超声波发射的时刻和收到反射波的时刻。当超声波接纳电路收到超声波反射波时，超声波接纳电路输出端发生一个低电平输出到INTO端发生一个中止请求信号，单片机AT89C51 呼应外部中止请求，履行外部中止服务程序，依据守时器的值读取时刻差，经过公式S =V × t / 2核算相应的间隔，并将成果显现到LED数码管上。假如S 的值小于报警间隔0.5 m，则单片机AT89C51便给P2.5 口一个低电平信号，使得报警电路作业，完结声光报警。
图1 体系整体框图
3 体系硬件电路
3.1 AT89C51
AT89C51 是一个低电压、高性能CMOS8 位微处理器，片内含4 KB 的可重复擦写的Flash 只读程序存储器(ROM)和128 B 的随机存取数据存储器(RAM)，与规范MCS-51 指令体系和管脚兼容，片内置通用8 位CPU 和Flash 存储单元，ATMEL的AT89C51 是一种高效微控制器。
AT89C51 是一个低功耗高性能单片机，它有40 个引脚，32 个外部双向输入/输出(I/O)端口，一起内含2 个外部中止，2 个16 位可编程守时计数器，2 个全双工串行通信口。
AT89C51 能够依照惯例办法进行编程，也能够在线编程。其将通用的微处理器和Flash 存储器结合在一起，特别是可重复擦写的Flash 存储器可有效地下降开发本钱。
3.2 超声波发射电路
超声波发射电路首要由驱动电路CD4069 及超声波发射器T 组成。如图2 所示，超声波探头选用压电陶瓷传感器UCM40T，当在它的两级加上脉冲信号，其频率等于压电晶片的频率时就会发生共振，发生超声波。因为超声波在空气中最佳传达频率为40 kHz，一起运用的是压电陶瓷传感器，其驱动频率为40 kHz，因而经过单片机P1.0 口发生40 kHz 的方波信号，经过双路反相器处理在超声波振动器的外接电路两头发生振动，双路反相器能够进步驱动才能，也能增强接纳信号，按捺其他噪声与搅扰。超声波发射探头两头发生的振动波近似于方波。
3.3 超声波接纳电路
超声波接纳电路运用了集成电路CX20106A，它可用来完结信号的扩大、限幅、带通滤波、峰值检测和波形整形等功用，电路如图3 所示。发射电路宣布的脉冲信号，在碰到障碍物后，经反射后的超声波脉冲变成弱小的沟通信号，接纳电路接纳后送到CX20106A 的1 脚，为信号的输入端，经过前置扩大器的扩大，限幅扩大器的扩大，因为其有自动增益控制功用，能够确保超声传感器接纳较远反射信号输出弱小电压时，扩大器具有较高的增益，而在近间隔输入信号强时扩大器不会过载，其带通滤波器中心频率可由芯片5 脚的外接电阻调理，取200 kΩ，控制在38 kHz。经过带通滤波器滤波，峰值滤波，积分比较，最终经整形电路输出脉冲信号。
CX20106A 接纳超声波具有很高的灵敏度和较强的抗搅扰才能，能够满意超声波接纳电路的要求。一起%&&&&&%也能够削减搅扰。
图2 超声波发射电路
图3 超声波接纳电路
