基于STM32和超声波测距的倒车雷达预警系统设计
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韩 韧 ，金 永威 ，王 强
（１．上海理工大学 光 电信息与计算机工程学院 ，上海 ２０００９３； ２．河 南 大 学 软 件学 院 ，河 南 开 封 ４７５０００）
摘 要 ：针对 目前大多数经济实用型汽车 、货车等车辆没 有装备倒 车雷达 的现状 ，设计 出一种成 本低 、结 构简单 、可靠性高的倒车雷达预警系统 。硬件设计主要包 括超声波测距 电路 、单片机控制 电路 、ＬＣＤ显 示 电路 、报警 电路等 ；软件设计 主要 包括超声 波测距原理介绍 和系统软件工 作流程等 。汽 车倒车 时 ，该 系统 能够检测出汽车后 面障碍物的距 离 ，并且在 ＬＣＤ上实 时显示 汽车与 障碍物之 间的距离 ；当障碍物与车 之 间的距离 超出预先设定 的报警距 离 时，该 系统会 发 出声 光报警 ，提高 安全性 。实验 结果表 明：该 系统 在 ２Ｏ－５００ｃｍ范围 内可实现准确测距 ，最 大平均误差不超过 ３％ ，能够在预设的报警距离处及时报警 ，达 到预 期 目的 ，具有经济实用 、操作 简单 、性能好等优点。 关键 词 ：超声波测距 ；倒 车雷达 ；单片机 ；液晶显示 ；声光报警 中图分类号 ：ＴＰ２７７ 文献标 识码 ：Ａ 文章 编号 ：１０００－９７８７（２０１６）０４－００６３－０４
定时器中断入 口
定 时器初始 二 ＝工二 Ｆ外部中断、
定 时器
发射超声波
来自百度文库
收稿 日期 ：２０１６－０２－２４ 十基金项 目：河南省教育厅科学技术研究重点项 目（１４Ｂ５２００２２）；河南省科技 发展计划资助项 目（１４２１０２２１０３９６）
传 感 器 与 微 系 统
第 ３５卷
网
Ｉ Ｌ 匦 匦丽 ’ — ． ． 塑主然鲎 皇堕堡 ｝ ：：： ｊ亡 ． ． Ｉ温度测量 Ｉ
ｌ Ｄ～ ｅｓｉ■ ｉｎ ｏｒｎ－ Ｃａｒ ｒｅｖｅｒｓｌ● ｎＲ ｒａｎ１ ａｒ Ｗ ａｒｎ● ｌ ｎｇ ｓｙｓｔ· ｅｍ ＇ Ｄ ａＳｅｎ＇ ０ｎ
ＳＴＭ ３２ ａｎｄ ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ ｗａｖｅ ｒａｎｇｉｎｇ
ＨＡＮ Ｒｅｎ ，ＪＩＮ Ｙｏｎｇ．ｗｅｉ ，ＷＡＮＧ Ｑｉａｎｇ
（１．Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｏｐｔｉｃａｌ－Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ａｎｄ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｓｈａｎｇｈａｉ
外围电路组成 ，电路如图 ６所示。开始倒车时，驾驶员可以 根据实 际路况对报警 距离进行 设定 ，当汽 车与障碍 物之 间 的距离小于预设的距离值时，单片机 ＰＡ８口将输 出低电 平 ，此 时报警电路被 导通 ，蜂鸣器和发光二极管 同时 出现声 光报警提醒驾驶员 ，防止倒 车事故 发生。
ｌ’Ｖ
１４ ｐＡ
Ⅵ ）Ｄ ２
．．．．．．．．．．
下 ｐＡ４
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２ｉ ＰＢ２
ＰＡ８
ＰＢｌ０ ＰＢＩ５ 【ｏ
２３ ＰＢＬ ｌ ＰＢＩ４￣ＩＩＳＯ）
进行处理 ，给单片机 以提示 ，证 明已经接 收到 回波 信号 ，从 而能够确认超声波在空气 中所传播的时间 。该模块 选用 红 外接 收芯 片 ＣＸ２０１０６和超声波接收探 头 ＣＳＢ４０Ｒ等构成 超 声波接收电路模块 Ｊ，电路如图 ４所示 。
亍
图 ４ 超声波接收电路
Ｆｉｇ ４ Ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ ｒｅｃｅｉｖｅｒ ｃｉｒｃｕｉｔ
圈 ５ 声光报警电路
Ｆｉｇ ５ Ｃｉｒｃｕｉｔ ｏｆ ａｕｄｉｂｌｅ ａｎｄ ｖｉｓｕａｌ ａｌａｒｍ
３ 系统软件设计
３．１ 超 声波测距原理 超声波是指 频率 高于 ２０ ｋＨｚ的声 波。常用 的 测距方
法主要有：超声波幅值检测法 、相位检测法以及渡越时间检 测法 ］。其 中超声波幅值检 测法容 易受外 界环境 的影响 ，
２．３ 显 示 电 路 模 块 显示模块 主要 使用 ＬＣＤ１６０２液 晶显示模 块 ，ＬＣＤ１６０２
是专 门用来显示字母 、数字 、符号 的液 晶显示 模块 ，具有 体 积小 、功耗低 、可靠性高等特点 。
第 ４期
韩 韧，等：基于 ＳＴＭ３２和超声波测距的倒车雷达预警系统设计
２．４ 报 警 电路模 块 声光报警电路由一个蜂鸣器、一个发光二极管和其他
量 ， 为超声 波的传播 速度 。
３．２ 系统主 程序 设 计
系统的工作流程大致如下 ：先对系统初始化设置 ；然后 发射超声波 ，同时 打开计 数器 开始 计数 ，当接 收到 超声 波
时 ，开外部 中断并且关闭计数器 ；温度 测量模块 测出环境 温
度 ，根据测得的温度值计算 出超声波的传播速度 ，再计算 出
０ 引 言 随着 我国汽车工业 的快速发 展 ，人 们生 活水平 的不 断
提高 ，越来越多的家庭拥 有 了 自己的汽 车。然而汽 车数量 的逐 渐增加 ，给人们带来便利的同时 ，由于倒车 引发 的事故 也越来越 多 ，使得 人们 越来 越担 心倒 车 的安全 问题 ，为 此 ，在汽车上安装倒车雷达系统 日益受到重视 。
Ｖ ｌ
ＰＢｌ３
Ｉ
３ ３ｖ Ⅶ）Ｄ １ ＰＢｌ２
（ａ）单 片机接 口电路
３ ３Ｖ
Ｄ ＳＩ ８Ｂ２０
（ｂ）温度测量 电路
（ｃ）按键 电路
图 ２ 单片机控制 系统电路
Ｆｉｇ ２ Ｃｉｒｃｕｉｔ ｏｆ Ｍ ＣＵ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｙｓｔｅｍ
【：Ｖ
图３ 超声波发射 电路
Ｆｉｇ ３ Ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ ｔｒａｎｓｍ ｉｔｔｅｒ ｃｉｒｃｕｉｔ
从而无法测得精确 的距 离 ；超 声波相 位检测 法 的精 确度 比
较高 ，但是 检测 的距 离范围较 小。因此 ，本系统采用超声波 渡越时 间检测法 ，此方法具 有实现起 来简单 、成 本低 、可应
用 的距离范 围大等优点 。
本系统 的超声波渡越 时间检测 法工作原 理 是 ：从单
片机发 出一 串脉 冲方 波信号开 始计数 ，经过超 声波 发射器
２０１６年 第 ３５卷 第 ４期
传感器 与微 系统 （Ｔｍｎ８ｄｕｃｅｒ ａｎｄ Ｍｉｃｒｏｓｙｓｔｅｍ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ）
６３
７＼ 、 、
设 计与 制造 ｛Ｉ
■ 、
·
、
ＤＯＩ：１０．１３８７３／Ｊ．１ＯＯＯ－－９７８７（２０１６）０４－００６３－０４
基 于 ＳＴＭ３２和超 声 波测 距 的 倒 车 雷 达预 警 系统 设 计
发出超声波，超声波传播到障碍物表面后反射 回到超声波
接收端 ，回波信号 被单 片机检测 到 时停止 计数 ，可 以得 到超声波在空气 中传播 的往返 时 间 △ｌ。若单 片 机 的机器
周期为 ，那么汽车距离障碍物 的距离 Ｄ表示 为
１
１
Ｄ＝÷ ·△ｆ＝÷ ·Ⅳ·
－
－
式 中 死 为单片机的机器周期 ，Ⅳ为 单片机计 数 的脉冲数
ｆｏｒ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎ ｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｓｈａｎｇｈａｉ ２０００９３，Ｃｈｉｎａ；
２．Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｓｏｆｔｗａｒｅ，Ｈｅｎａｎ Ｕｎ ｉｖｅｒｓｉｔ ｙ ，Ｋａｉｆｅｎｇ ４７５０００，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ａｉｍｉｎｇ ａｔ ｓｔａｔｕｓ ｔｈａｔ ｍｏｓｔ ｃｏｍｐａｃｔ ｃａｒｓ ａｎｄ ｔｒｕｃｋｓ ａｒｅ ｌａｃｋ ｏｆ ｒｅｖｅｒ ｓｉｎｇ ｒａｄａｒ ｄｕｅ ｔｏ ｃｏｓｔ ｃｏｎｓｔｒａｉｎｔｓ， ｄｅｓｉｇｎ ａ ｌｏｗ—ｃｏｓｔ ｓｉｍｐｌｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｒｅｖｅｒｓｉｎｇ ｒａｄａｒ ｗａｒｎｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ ｗｉｔｈ ｈｉ【ｇｈ ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ．Ｈａｒｄｗａ ｒｅ ｄｅｓｉｇｎ ｃｏｎｓｉｓｔｓ ｏｆ ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ ｗａｖｅ ｄｉｓｔａｎｃｅ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ｃｉｒｃｕｉｔ，ＬＣＤ ｄｉｓｐｌａｙ ｃｉｒｃｕｉｔ，ａｌａｒｍ ｃｉｒｃｕｉｔ．Ｓｏｆｔｗａ ｒｅ ｄｅｓｉｇ ｎ ｃｏｎｓｉｓｔｓ ｏｆ ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ ｒａｎｇｉｎｇ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ａｎｄ ｗｏｒｋｆ ｌｏｗ ｏｆ ｓｏｆｔｗａ ｒ ｅ ｓｙｓｔｅｍ ．Ｉｎ ｔｈｅ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ｒｅｖｅｒｓｉｎｇ，ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ ｃａｎ ｄｅｔｅｃｔ ｄｉｓｔａｎｃｅ ｂｅｔｗｅｅｎ Ｃａｒ ａｎｄ ｏｂｓｔａｃｌｅ ａｎｄ ｄｉｓｐｌａｙ ｄｉｓｔａｎｃｅ ｏｎ ＬＣＤ ｉｎ ｒｅａ ｌ ｔｉｍｅ．Ｏｎｃｅ ｔｈｅ ｄｉｓｔａ ｎ ｃｅ ｅｘｃｅｅｄｓ ｔｈｅ ｐｒｅｓｅｔ ｗａｒｎｉｎｇ ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ，ｔｈｅ ａｕｄｉｂｌｅ ａｎ ｄ ｖｉｓｕａｌ ａｌａｒｍ ｗｉｌｌ ｂｅ ｔｒ ｉｇｇｅｒｅｄ ｔｏ ｗａｒｌ ｔｈｅ ｄｒ ｉｖｅｒ．Ｅｘｐｅｒ ｉｍｅｎｔａ ｌ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ｓｙｓｔｅｍ ｃａｎ ａｃｈｉｅｖｅ ｃｏｒｒｅｃｔ ｒａ ｎ ｇｉｎｇ ｖａｌｕｅ ｏｆ ｔｈｅ ｄｉｓｔａｎｃｅ ａｎｄ ｔｈｅ ｍａｘｉｍｕｍ ａｖｅｒａｇｅ ｅｒｒｏｒ ｉｓ ｎｏｔ ｅｘｃｅｅｄ ３％ ．ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ ｉｓ ａｌｓｏ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚｅｄ ｂｙ ｌｏｗｅｒ ｅｎｅｒｇｙ ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ ａｎｄ ｗｅｌｌ ｐｅｒｆｏｒｍａ ｎ ｃｅ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ ｄｉｓｔａｎｃｅ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ；ｒｅｖｅｒｓｉｎｇ ｒａｄａｒ；ＭＣＵ；ＬＣＤ；ａｕｄｉｂｌｅ ａｎｄ ｖｉｓｕａ ｌ ａｌａｒｍ
ｌ电路模块 ｌ
圃 塑董皇堕堡 １
萋 、 Ｐ Ｏ ｏ ＣＳ＾ Ｉ ｌ４Ｔ ３ Ｓ Ｎ Ｃ盯 Ｔ ＋ ＢｖＴⅥ Ｏ３Ｄ Ｐ嚣 Ｏ ｐ Ｂ 硝 Ｔ３ ９ ０ ７
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ｐＡＯ
ＰＢ３
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ＰＦ Ｔ １ ’百 ＰＡ２ ＰＡｌ４ Ｉ．．．．。．．＿＿Ｊ
汽车与障碍物之间的距 离 ；最后设置报警距离 ，当汽车与障
碍物之间的距 离小 于报警距 离时 ，该系统会 发 出声 光报 警
提醒驾驶员 ，以确保 倒车 安全 。具体 的系统 主程序 流程 图
设计 如图 ６所示 。
图 ６ 系 统 主 程序 流 程 图
Ｆｉｇ ６ Ｍ ａｉｎ ｐｒｏｇｒａｍ ｆｌｏｗ ｃｈａｒｔ ｏｆ ｓｙｓｔｅｍ
３．３ 系统 中断服务程序设计 本系统对超声波往返时间的计数是通过单片机的 ＰＢ９
端 口的外部 中断功能 实现 。当启 动倒车 时 ，该倒 车雷 达预 警 系统进入定 时器中断服务子程序 ，即通 过单片机 的 ＰＢ１０ 端 口输 出频 率为 ４ＯｋＨｚ的脉冲方波信号 ，同时打开定 时器 开始计 时计 数。一旦 超声 波接收 电路检测 到 回波 信号 时 ， 便触发 ＰＢ９端口产生外部中断信号，并且将外部中断信号 送给单 片机 ，单片机 即可进入外部 中断服务程序 ，同时关闭 定 时器 。其定 时器 中断服 务子程序 流程 图如图 ７（ａ）所示 、 外部 中断服务子程序 流程 图如图 ７（ｂ）所示 。
目前 生产 的大 多数 中高档汽 车基本都装配有倒车雷达 系统 ，然而出于对价格 的考 虑 ，很 多经济 实用型 汽车 、货车
等车辆还 没有 装配 倒车 雷达 系统 Ｊ。针 对上述 情况 ，本 文设计 出一种成本低 、操作简单 、性能好 的倒车雷达预警 系 统 ，当汽车需要倒 车时 ，该系统能够检测出汽车后面障碍物 的距离 ，并且实时显示该距 离 ，一旦汽车与障碍物的距离小 于预先设定 的报警距 离时 ，该系统 会发 出声 光报 警。该系 统克服 了传统倒车雷达系统成本高 、结构 复杂 等问题 ，使得 经济实用 型汽车 、货车等 车辆 可 以安装上经 济实用 的倒车 雷达系统 ，提 高倒 车的安全性 。
（１．上海理工大学 光 电信息与计算机工程学院 ，上海 ２０００９３； ２．河 南 大 学 软 件学 院 ，河 南 开 封 ４７５０００）
摘 要 ：针对 目前大多数经济实用型汽车 、货车等车辆没 有装备倒 车雷达 的现状 ，设计 出一种成 本低 、结 构简单 、可靠性高的倒车雷达预警系统 。硬件设计主要包 括超声波测距 电路 、单片机控制 电路 、ＬＣＤ显 示 电路 、报警 电路等 ；软件设计 主要 包括超声 波测距原理介绍 和系统软件工 作流程等 。汽 车倒车 时 ，该 系统 能够检测出汽车后 面障碍物的距 离 ，并且在 ＬＣＤ上实 时显示 汽车与 障碍物之 间的距离 ；当障碍物与车 之 间的距离 超出预先设定 的报警距 离 时，该 系统会 发 出声 光报警 ，提高 安全性 。实验 结果表 明：该 系统 在 ２Ｏ－５００ｃｍ范围 内可实现准确测距 ，最 大平均误差不超过 ３％ ，能够在预设的报警距离处及时报警 ，达 到预 期 目的 ，具有经济实用 、操作 简单 、性能好等优点。 关键 词 ：超声波测距 ；倒 车雷达 ；单片机 ；液晶显示 ；声光报警 中图分类号 ：ＴＰ２７７ 文献标 识码 ：Ａ 文章 编号 ：１０００－９７８７（２０１６）０４－００６３－０４
定时器中断入 口
定 时器初始 二 ＝工二 Ｆ外部中断、
定 时器
发射超声波
来自百度文库
收稿 日期 ：２０１６－０２－２４ 十基金项 目：河南省教育厅科学技术研究重点项 目（１４Ｂ５２００２２）；河南省科技 发展计划资助项 目（１４２１０２２１０３９６）
传 感 器 与 微 系 统
第 ３５卷
网
Ｉ Ｌ 匦 匦丽 ’ — ． ． 塑主然鲎 皇堕堡 ｝ ：：： ｊ亡 ． ． Ｉ温度测量 Ｉ
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ＳＴＭ ３２ ａｎｄ ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ ｗａｖｅ ｒａｎｇｉｎｇ
ＨＡＮ Ｒｅｎ ，ＪＩＮ Ｙｏｎｇ．ｗｅｉ ，ＷＡＮＧ Ｑｉａｎｇ
（１．Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｏｐｔｉｃａｌ－Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ａｎｄ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｓｈａｎｇｈａｉ
外围电路组成 ，电路如图 ６所示。开始倒车时，驾驶员可以 根据实 际路况对报警 距离进行 设定 ，当汽 车与障碍 物之 间 的距离小于预设的距离值时，单片机 ＰＡ８口将输 出低电 平 ，此 时报警电路被 导通 ，蜂鸣器和发光二极管 同时 出现声 光报警提醒驾驶员 ，防止倒 车事故 发生。
ｌ’Ｖ
１４ ｐＡ
Ⅵ ）Ｄ ２
．．．．．．．．．．
下 ｐＡ４
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ＰＡ５
ＰＡｌ３
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２ｉ ＰＢ２
ＰＡ８
ＰＢｌ０ ＰＢＩ５ 【ｏ
２３ ＰＢＬ ｌ ＰＢＩ４￣ＩＩＳＯ）
进行处理 ，给单片机 以提示 ，证 明已经接 收到 回波 信号 ，从 而能够确认超声波在空气 中所传播的时间 。该模块 选用 红 外接 收芯 片 ＣＸ２０１０６和超声波接收探 头 ＣＳＢ４０Ｒ等构成 超 声波接收电路模块 Ｊ，电路如图 ４所示 。
亍
图 ４ 超声波接收电路
Ｆｉｇ ４ Ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ ｒｅｃｅｉｖｅｒ ｃｉｒｃｕｉｔ
圈 ５ 声光报警电路
Ｆｉｇ ５ Ｃｉｒｃｕｉｔ ｏｆ ａｕｄｉｂｌｅ ａｎｄ ｖｉｓｕａｌ ａｌａｒｍ
３ 系统软件设计
３．１ 超 声波测距原理 超声波是指 频率 高于 ２０ ｋＨｚ的声 波。常用 的 测距方
法主要有：超声波幅值检测法 、相位检测法以及渡越时间检 测法 ］。其 中超声波幅值检 测法容 易受外 界环境 的影响 ，
２．３ 显 示 电 路 模 块 显示模块 主要 使用 ＬＣＤ１６０２液 晶显示模 块 ，ＬＣＤ１６０２
是专 门用来显示字母 、数字 、符号 的液 晶显示 模块 ，具有 体 积小 、功耗低 、可靠性高等特点 。
第 ４期
韩 韧，等：基于 ＳＴＭ３２和超声波测距的倒车雷达预警系统设计
２．４ 报 警 电路模 块 声光报警电路由一个蜂鸣器、一个发光二极管和其他
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３．２ 系统主 程序 设 计
系统的工作流程大致如下 ：先对系统初始化设置 ；然后 发射超声波 ，同时 打开计 数器 开始 计数 ，当接 收到 超声 波
时 ，开外部 中断并且关闭计数器 ；温度 测量模块 测出环境 温
度 ，根据测得的温度值计算 出超声波的传播速度 ，再计算 出
０ 引 言 随着 我国汽车工业 的快速发 展 ，人 们生 活水平 的不 断
提高 ，越来越多的家庭拥 有 了 自己的汽 车。然而汽 车数量 的逐 渐增加 ，给人们带来便利的同时 ，由于倒车 引发 的事故 也越来越 多 ，使得 人们 越来 越担 心倒 车 的安全 问题 ，为 此 ，在汽车上安装倒车雷达系统 日益受到重视 。
Ｖ ｌ
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３ ３ｖ Ⅶ）Ｄ １ ＰＢｌ２
（ａ）单 片机接 口电路
３ ３Ｖ
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（ｂ）温度测量 电路
（ｃ）按键 电路
图 ２ 单片机控制 系统电路
Ｆｉｇ ２ Ｃｉｒｃｕｉｔ ｏｆ Ｍ ＣＵ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｙｓｔｅｍ
【：Ｖ
图３ 超声波发射 电路
Ｆｉｇ ３ Ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ ｔｒａｎｓｍ ｉｔｔｅｒ ｃｉｒｃｕｉｔ
从而无法测得精确 的距 离 ；超 声波相 位检测 法 的精 确度 比
较高 ，但是 检测 的距 离范围较 小。因此 ，本系统采用超声波 渡越时 间检测法 ，此方法具 有实现起 来简单 、成 本低 、可应
用 的距离范 围大等优点 。
本系统 的超声波渡越 时间检测 法工作原 理 是 ：从单
片机发 出一 串脉 冲方 波信号开 始计数 ，经过超 声波 发射器
２０１６年 第 ３５卷 第 ４期
传感器 与微 系统 （Ｔｍｎ８ｄｕｃｅｒ ａｎｄ Ｍｉｃｒｏｓｙｓｔｅｍ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ）
６３
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ＤＯＩ：１０．１３８７３／Ｊ．１ＯＯＯ－－９７８７（２０１６）０４－００６３－０４
基 于 ＳＴＭ３２和超 声 波测 距 的 倒 车 雷 达预 警 系统 设 计
发出超声波，超声波传播到障碍物表面后反射 回到超声波
接收端 ，回波信号 被单 片机检测 到 时停止 计数 ，可 以得 到超声波在空气 中传播 的往返 时 间 △ｌ。若单 片 机 的机器
周期为 ，那么汽车距离障碍物 的距离 Ｄ表示 为
１
１
Ｄ＝÷ ·△ｆ＝÷ ·Ⅳ·
－
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式 中 死 为单片机的机器周期 ，Ⅳ为 单片机计 数 的脉冲数
ｆｏｒ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎ ｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｓｈａｎｇｈａｉ ２０００９３，Ｃｈｉｎａ；
２．Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｓｏｆｔｗａｒｅ，Ｈｅｎａｎ Ｕｎ ｉｖｅｒｓｉｔ ｙ ，Ｋａｉｆｅｎｇ ４７５０００，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ａｉｍｉｎｇ ａｔ ｓｔａｔｕｓ ｔｈａｔ ｍｏｓｔ ｃｏｍｐａｃｔ ｃａｒｓ ａｎｄ ｔｒｕｃｋｓ ａｒｅ ｌａｃｋ ｏｆ ｒｅｖｅｒ ｓｉｎｇ ｒａｄａｒ ｄｕｅ ｔｏ ｃｏｓｔ ｃｏｎｓｔｒａｉｎｔｓ， ｄｅｓｉｇｎ ａ ｌｏｗ—ｃｏｓｔ ｓｉｍｐｌｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｒｅｖｅｒｓｉｎｇ ｒａｄａｒ ｗａｒｎｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ ｗｉｔｈ ｈｉ【ｇｈ ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ．Ｈａｒｄｗａ ｒｅ ｄｅｓｉｇｎ ｃｏｎｓｉｓｔｓ ｏｆ ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ ｗａｖｅ ｄｉｓｔａｎｃｅ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ｃｉｒｃｕｉｔ，ＬＣＤ ｄｉｓｐｌａｙ ｃｉｒｃｕｉｔ，ａｌａｒｍ ｃｉｒｃｕｉｔ．Ｓｏｆｔｗａ ｒｅ ｄｅｓｉｇ ｎ ｃｏｎｓｉｓｔｓ ｏｆ ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ ｒａｎｇｉｎｇ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ａｎｄ ｗｏｒｋｆ ｌｏｗ ｏｆ ｓｏｆｔｗａ ｒ ｅ ｓｙｓｔｅｍ ．Ｉｎ ｔｈｅ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ｒｅｖｅｒｓｉｎｇ，ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ ｃａｎ ｄｅｔｅｃｔ ｄｉｓｔａｎｃｅ ｂｅｔｗｅｅｎ Ｃａｒ ａｎｄ ｏｂｓｔａｃｌｅ ａｎｄ ｄｉｓｐｌａｙ ｄｉｓｔａｎｃｅ ｏｎ ＬＣＤ ｉｎ ｒｅａ ｌ ｔｉｍｅ．Ｏｎｃｅ ｔｈｅ ｄｉｓｔａ ｎ ｃｅ ｅｘｃｅｅｄｓ ｔｈｅ ｐｒｅｓｅｔ ｗａｒｎｉｎｇ ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ，ｔｈｅ ａｕｄｉｂｌｅ ａｎ ｄ ｖｉｓｕａｌ ａｌａｒｍ ｗｉｌｌ ｂｅ ｔｒ ｉｇｇｅｒｅｄ ｔｏ ｗａｒｌ ｔｈｅ ｄｒ ｉｖｅｒ．Ｅｘｐｅｒ ｉｍｅｎｔａ ｌ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ｓｙｓｔｅｍ ｃａｎ ａｃｈｉｅｖｅ ｃｏｒｒｅｃｔ ｒａ ｎ ｇｉｎｇ ｖａｌｕｅ ｏｆ ｔｈｅ ｄｉｓｔａｎｃｅ ａｎｄ ｔｈｅ ｍａｘｉｍｕｍ ａｖｅｒａｇｅ ｅｒｒｏｒ ｉｓ ｎｏｔ ｅｘｃｅｅｄ ３％ ．ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ ｉｓ ａｌｓｏ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚｅｄ ｂｙ ｌｏｗｅｒ ｅｎｅｒｇｙ ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ ａｎｄ ｗｅｌｌ ｐｅｒｆｏｒｍａ ｎ ｃｅ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ ｄｉｓｔａｎｃｅ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ；ｒｅｖｅｒｓｉｎｇ ｒａｄａｒ；ＭＣＵ；ＬＣＤ；ａｕｄｉｂｌｅ ａｎｄ ｖｉｓｕａ ｌ ａｌａｒｍ
ｌ电路模块 ｌ
圃 塑董皇堕堡 １
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ＰＦ Ｔ １ ’百 ＰＡ２ ＰＡｌ４ Ｉ．．．．。．．＿＿Ｊ
汽车与障碍物之间的距 离 ；最后设置报警距离 ，当汽车与障
碍物之间的距 离小 于报警距 离时 ，该系统会 发 出声 光报 警
提醒驾驶员 ，以确保 倒车 安全 。具体 的系统 主程序 流程 图
设计 如图 ６所示 。
图 ６ 系 统 主 程序 流 程 图
Ｆｉｇ ６ Ｍ ａｉｎ ｐｒｏｇｒａｍ ｆｌｏｗ ｃｈａｒｔ ｏｆ ｓｙｓｔｅｍ
３．３ 系统 中断服务程序设计 本系统对超声波往返时间的计数是通过单片机的 ＰＢ９
端 口的外部 中断功能 实现 。当启 动倒车 时 ，该倒 车雷 达预 警 系统进入定 时器中断服务子程序 ，即通 过单片机 的 ＰＢ１０ 端 口输 出频 率为 ４ＯｋＨｚ的脉冲方波信号 ，同时打开定 时器 开始计 时计 数。一旦 超声 波接收 电路检测 到 回波 信号 时 ， 便触发 ＰＢ９端口产生外部中断信号，并且将外部中断信号 送给单 片机 ，单片机 即可进入外部 中断服务程序 ，同时关闭 定 时器 。其定 时器 中断服 务子程序 流程 图如图 ７（ａ）所示 、 外部 中断服务子程序 流程 图如图 ７（ｂ）所示 。
目前 生产 的大 多数 中高档汽 车基本都装配有倒车雷达 系统 ，然而出于对价格 的考 虑 ，很 多经济 实用型 汽车 、货车
等车辆还 没有 装配 倒车 雷达 系统 Ｊ。针 对上述 情况 ，本 文设计 出一种成本低 、操作简单 、性能好 的倒车雷达预警 系 统 ，当汽车需要倒 车时 ，该系统能够检测出汽车后面障碍物 的距离 ，并且实时显示该距 离 ，一旦汽车与障碍物的距离小 于预先设定 的报警距 离时 ，该系统 会发 出声 光报 警。该系 统克服 了传统倒车雷达系统成本高 、结构 复杂 等问题 ，使得 经济实用 型汽车 、货车等 车辆 可 以安装上经 济实用 的倒车 雷达系统 ，提 高倒 车的安全性 。