汽車(chē)倒車(chē)?yán)走_(dá)設(shè)計(jì)

在現(xiàn)代社會(huì)中，隨著汽車(chē)的增多和停車(chē)位日趨緊張，泊車(chē)成為很多車(chē)主頭痛的問(wèn)題，這時(shí)倒車(chē)?yán)走_(dá)就成了汽車(chē)的好助手。倒車(chē)?yán)走_(dá)是汽車(chē)泊車(chē)安全輔助裝置，能以聲音或者更為直觀的顯示告知駕駛員周?chē)系K物的情況，解除了駕駛員泊車(chē)時(shí)前后左右探視所引起的困擾，并幫助駕駛員掃除了視野死角和視線(xiàn)模糊的缺陷，提高了倒車(chē)的安全性。本文以ATmega16作為核心處理器，采用超聲波原理測(cè)量出障礙物距車(chē)尾的垂直距離。系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)合理，工作穩(wěn)定，性能良好，精度高，實(shí)時(shí)檢測(cè)速度快，在未來(lái)市場(chǎng)上將有一定的實(shí)用價(jià)值。
1 超聲波測(cè)距原理
超聲測(cè)距的原理較簡(jiǎn)單，一般采用渡越時(shí)間法，將超聲傳感器安裝在汽車(chē)尾部，則障礙物距車(chē)尾的垂直距離為：

為了提高測(cè)距精度，本系統(tǒng)通過(guò)溫度補(bǔ)償?shù)姆椒▽?duì)傳播速度加以校正。因此只要測(cè)量超聲發(fā)射到超聲返回的時(shí)間間隔△t及環(huán)境溫度T，然后根據(jù)式(1)、式(2)即可計(jì)算出距離S。
2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)
本系統(tǒng)采用ATmega16 AVR為控制核心，外圍電路由超聲波發(fā)射電路、超聲波接收電路、溫度采集模塊、聲光報(bào)警電路、液晶顯示電路、接口電路及電源電路等部分組成。系統(tǒng)框圖如圖1所示。

2.1 核心控制模塊
Atmega16是Atmel公司近幾年才推向市場(chǎng)的新一代高性能、低功耗、高集成化的8位CMOS微控制器。由于其先進(jìn)的指令集以及單時(shí)鐘周期指令執(zhí)行時(shí)間，加上片內(nèi)32 個(gè)通用工作寄存器都直接與算術(shù)邏輯單元(ALU) 相連接，使得一條指令可以在一個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)同時(shí)訪問(wèn)兩個(gè)獨(dú)立的寄存器，大大提高了代碼效率，運(yùn)行速度比AT89C51高出10倍。用于邊界掃描的JTAG接口，可以對(duì)片上16 KB閃存Flash在線(xiàn)編程和調(diào)試，非常方便軟件的升級(jí)。內(nèi)部集成了較大容量的存儲(chǔ)器和豐富強(qiáng)大的硬件接口電路，如定時(shí)/計(jì)數(shù)器、實(shí)時(shí)時(shí)鐘、快速PWM通道、A/D轉(zhuǎn)換器、I2C的串行接口、可編程的串行USART接口、SPI串行接口和帶片內(nèi)晶振的可編程看門(mén)狗定時(shí)器以及片內(nèi)的模擬比較器等，除傳感器外幾乎可以不需要其他任何元件即可構(gòu)成系統(tǒng)，從而為本設(shè)計(jì)提供了靈活而低成本的解決方案。其主控電路如圖2所示。

2.2 超聲波發(fā)射模塊
超聲波發(fā)射電路原理圖如圖3所示。發(fā)射電路主要由施密特反向觸發(fā)器CD40106和超聲波發(fā)射換能器TCT40-10-T構(gòu)成，PD6的端口輸出兩路40 kHz脈沖信號(hào),一路經(jīng)一級(jí)反向器后送到超聲波換能器的一個(gè)電極；另一路經(jīng)兩級(jí)反向器后送到超聲波換能器的另一個(gè)電極。用這種推挽形式將脈沖信號(hào)加到超聲波換能器兩端，可以提高超聲波的發(fā)射強(qiáng)度。輸出端采用兩個(gè)反向器并聯(lián)，用以提高驅(qū)動(dòng)能力，所得到的波形比其他方式效果更理想。