基于AT89C2051的倒车防撞超声波报警系统

　　本方案所设计的倒车防撞报警系统采用软、硬件结合的方法，具有模块化和多用化的特点。设计中介绍了超声波检测的发展及基本原理，阐述了超声波传感器的原理及特性。对于系统的一些主要参数进行了讨论，并且在介绍超声波测距系统功能的基础上，提出了系统设计的总体构成，本方案的提出将对汽车主动防撞乃至自动驾驶产生，给驾驶者提供一个倒车的操作指令。

　　1.引言

　　众所周知，要检测两头之间是否有障碍物，一般的做法是一头发射一个信号，在接收处判断是否有信号接收到，若有信号接收到，说明中间没有障碍物；若接收不到，则说明有障碍物。然而在汽车倒车防撞报警系统的设计中，由于汽车是一个移动的物体，不可能在某一具体的位置上安装接收或发射装置，这就决定了系统的发射与接收装置必须安装于一起，因此如何设计一款将发射与接收装置安装在一起的物体检测装置是我们的研究方向。

　　2.超声波测距系统介绍

　　超声测距从原理上可分为共振式、脉冲反射式两种。由于应用要求限定，在这里使用脉冲反射式，即利用超声波的反射特性。

　　超声波测距原理是通过超声波发射传感器向某一方向发射超声波，在发射时刻的同时开始计时，超声波在空气中传播，途中碰到障碍物就立即返回来，超声波接收器收到反射波就停止计时。常温下超声波在空气中的传播速度为C=340m/s，根据计时器记录的时间 t，就可以计算出发射点距障碍物的距离（S），即：

　　S=C*t/2 （1-1）

　　可以看出其主要部分有：（1）供应电能的脉冲发生器（发射电路）；（2）使接收和发射隔离的开关部分；（3）转换电能为声能，且将声能透射到介质中的发射传感器；（4）接收反射声能（回波）和转换声能为电信号的接收传感器；（5）接收放大器，可以使微弱的回声放大到一定幅度，并使回声激发记录设备；（6）记录/控制设备，通常控制发射到传感器中的电能，并控制记录回波的时间、存储所要求的数据，并将时间间隔转换成距离。

　　3.系统总体设计

　　该系统主要用电磁式输出与输入振荡电路，所输入的信号经过放大，直接发送到单片机AT89C2051进行处理，通过编程可以进行自动控制。系统具体原理框图如图3.1所示：

　　该系统主要由以下三个功能块构成：超声波传感器T/R40-16、超声波发射与接收构成的收发系统；中央控制处理器AT89C2051组成的主机系统；控制报警输出系统。

　　主要的系统电路有：电源电路、超声波发射电路、超声波接收电路、信号放大电路、直流控制电路、显示电路、探测距离选择电路、报警电路、单片机控制电路等。

　　4.主要器件的选取

　　4.1 超声波传感器的选取

　　本系统选用超声波传感器T/R40-16，它是一种性能优良的发射与接收配对的传感器。

　　超声波传感器的基本特性有频率特性和指向特性。