本设计的汽车倒车安全系统实现了检测倒车障碍物的距离,当障碍物达到极限最小值时自动报警,并及时显示出来,到达安全驾驶的目的。
硬件电路主要分成:电源电路、单片机最小系统、信号采集电路(超声波测距)、显示电路,以及报警电路。其控制系统以单片机STC90C516RD+作为核心控制器,以信号采集电路采集障碍物距离。并将当前系统状态实时的显示在显示系统上。
在本设计中:电源电路主要起到为整个系统供电的作用;信号采集电路主要负责采集距离数据;显示电路是显示系统当前状态,以及相关指示信息;报警电路主要是当系统异常时,发出报警信号。这几部分电路综合起来就构成了超声波倒车安全系统。
文章通过设计超声波测距系统来实现汽车倒车安全系统的实现,并使用STC90C516RD+做主控芯片,最终通过蜂鸣器和LCD1602显示出来。
主要完成任务:
A. 超声波测距模块的使用
B. LCD1602液晶模块的使用
C. 蜂鸣器报警
D. 基于超声波汽车倒车系统结构设计
E. 基于超声波汽车倒车系统的硬件设计
F. 基于超声波汽车倒车系统的软件设计
G. 基于超声波汽车倒车系统的整机调试
2 超声波倒车安全系统方案设计
系统软件设计采用Keil4开发,通过其编译生成hex文件下载到单片机内部。硬件设计通过Protel99SE开发,形成系统原理图文件。下载程序使用STC-ISP软件。
2.1 总体设计原则
嵌入式系统是以应用为中心、软硬件可裁剪的、适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗等严格综合性要求的专用计算机系统,它是由嵌入式硬件和嵌入式软件两个部分有机的结合在一起的。
本系统是一个典型的计算机系统,研究的是基于超声波测距的汽车倒车安全系统。系统关键在精确测距,安全报警,以及及时指示这三个要求。对此,我们需要相对独立可靠的模块,又需要良好的协调。
我们在开发过程中,硬件设计采用一套统一的平台设计,可靠和完备。可以让我们将有限的时间花费在整个系统的设计协调上。我们在设计过程中一直遵循这样的规则:
A. 选择合适的主控芯片,尽量选择使用方便,价格便宜,可靠性高的单片机芯片;
B. 选择成熟稳定的专业模块,这样可以提高系统的可靠性,稳定性和精确性;
C. 注重软硬件结合,尽量使用软件来完善性能,降低硬件成本;
D. 必须考虑芯片的驱动能力,有必要的可靠性及抗干扰设计它包括去耦滤波、印刷电路板布线、通道隔离等。
2.2 系统总框图
系统结构框图由以下电路模块组成:电源电路,超声波测距电路,单片机最小系统,显示电路和报警电路。在这几部分中,单片机最小系统是核心部分,这部分电路主要由STC90C516RD+单片机和一些电容、晶振、按键、电阻组成。电源电路主要起到为整个系统供电的作用,超声波测距电路主要负责距离信号的检测,显示电路是显示当前系统状态及相关指示以供观察的,报警电路主要是当系统有危险时,能够起到提醒的作用。
整个系统结构图也可以分成三部分:设计输入部分,设计控制部分和设计输出部分。设计输入部分:主要由超声波测距模块实现距离的输入。设计控制部分:主要由STC90C516RD+单片机根据输入的距离参数进行逻辑运算,并将结果反应到输出部分。设计输出部分:由LCD1602液晶显示,报警电路。整个系统结构框图如图2.1所示:
图2.1 系统结构框图
整个系统需要实现:
A. 障碍物检测与蜂鸣器报警
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