汽車(chē)倒車(chē)?yán)走_(dá)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

DS18B20采用單總線(xiàn)方式和AT89C51單片機(jī)相連，即DS18B20的1腳接地，3腳接地，2腳接至AT89C51的P11引腳，同時(shí)將P11引腳采用一只4．7 kΩ的電阻上拉至VCC。測(cè)得的溫度值以16位帶符號(hào)擴(kuò)展的二進(jìn)制補(bǔ)碼形式存儲(chǔ)在高速暫存存儲(chǔ)器的第1，2字節(jié)，單片機(jī)通過(guò)單總線(xiàn)接口讀到該數(shù)據(jù)后，即可通過(guò)計(jì)算得到實(shí)時(shí)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(kù)，能非常方便地顯示漢字。OCMJ12232C_3液晶和單片機(jī)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(chē)距離和車(chē)外溫度兩部分，分兩行顯示：第一行顯示倒車(chē)距離，第二行顯示車(chē)外溫度。倒車(chē)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(yǔ)音報(bào)警電路
本系統(tǒng)的語(yǔ)音報(bào)警電路采用ISD4004語(yǔ)音芯片。ISD4004與單片機(jī)接口電路如圖3所示。從圖中可以看出，ISD4004和單片機(jī)AT89C51之間的連接較少。單片機(jī)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(shí)鐘引腳SLCK；P04接撥動(dòng)開(kāi)關(guān)，用于選擇錄音或者放音；P05接STOP按鈕，用來(lái)對(duì)ISD4004進(jìn)行復(fù)位；P06接AN按鈕，按下時(shí)ISD4004開(kāi)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(hào)輸出引腳AUD OUT，該引腳通過(guò)一個(gè)濾波電容，經(jīng)功率放大電路LM386后與揚(yáng)聲器連接；MIC接入ISD4004：的錄音信號(hào)輸入端(ANA IN-、ANA IN+)；AMCAP為自動(dòng)靜音端，使用時(shí)通過(guò)一電容接地。此外，由于ISD4004的工作電壓為3 V，而單片機(jī)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(dāng)?shù)管?chē)距離大于3 m時(shí)，語(yǔ)音提示為“倒車(chē)安全”；當(dāng)?shù)管?chē)距離在2～3 m之間時(shí)，語(yǔ)音提示為“倒車(chē)”；當(dāng)?shù)管?chē)距離在1～2 m之間時(shí)，語(yǔ)音提示為“倒車(chē)小心”；當(dāng)?shù)管?chē)距離在0．5～1 m之間時(shí)，語(yǔ)音提示為“倒車(chē)危險(xiǎn)”；當(dāng)?shù)管?chē)距離小于0．5 m時(shí)，語(yǔ)音提示為“非常危險(xiǎn)，緊急停車(chē)”。

3 軟件設(shè)計(jì)部分
軟件設(shè)計(jì)采用模塊化設(shè)計(jì)，由主程序、測(cè)溫及聲速修正子程序、T0中斷子程序、距離計(jì)算子程序、LCD顯示子程序和語(yǔ)音報(bào)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(cè)溫及聲速修正子程序?qū)β曀龠M(jìn)行修正。當(dāng)進(jìn)行超聲波測(cè)距時(shí)，單片機(jī)發(fā)出一個(gè)寬為125μs的脈沖信號(hào)，此脈沖信號(hào)控制超聲波集成電路LM1812發(fā)射5個(gè)40 kHz的超聲波脈沖串。T0定時(shí)器定時(shí)30 ms，即每隔30 ms發(fā)射5個(gè)40 kHz的超聲波脈沖串。發(fā)射脈沖串的同時(shí)單片機(jī)的T0計(jì)數(shù)器開(kāi)始計(jì)數(shù)，一旦接收到回波信號(hào)立刻停止計(jì)數(shù)。利用距離計(jì)算子程序?qū)y(cè)得的時(shí)間和修正后的聲速進(jìn)行數(shù)據(jù)處理后，將結(jié)果送入LCD顯示和進(jìn)行語(yǔ)音報(bào)警。

4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
通過(guò)對(duì)平面物體做了多次測(cè)量發(fā)現(xiàn)，30～500 cm范圍內(nèi)可實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確測(cè)距，能滿(mǎn)足司機(jī)的倒車(chē)要求。測(cè)距結(jié)果如表1所示。

5 結(jié) 語(yǔ)
本文設(shè)計(jì)的倒車(chē)雷達(dá)系統(tǒng)采用AT89C51作為主控芯片，可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的超聲波測(cè)距，并將所測(cè)距離在LCD上顯示出來(lái)，同時(shí)通過(guò)語(yǔ)音報(bào)警電路對(duì)不同距離段進(jìn)行不同的語(yǔ)音提示，實(shí)驗(yàn)驗(yàn)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(cè)量范圍廣、成本低和使用方便等特點(diǎn)，能滿(mǎn)足司機(jī)在倒車(chē)中的需要，可得到廣泛的應(yīng)用。