基于单片机的汽车防撞激光预警系统设计

片 内程 序 存 储 器 ，２ ｙ ｓ 随 机 存 取 数 据 存 储 器 １８ｂｔ 的 ｅ （ Ａ ，２ 外 部 双 向输 入 ／ 出 （ Ｏ） ， 个 中断 优 Ｒ Ｍ） ３ 个 输 Ｉ 口 ５ ／ 先 级 ２ 中断嵌 套 中断 ， 个 １ 位 可编 程定 时计数 器 ， 层 ２ ６ ２ 个 全 双 工 串 行通 信 口 ， 门狗 （ Ｔ 电路 ， 内时钟 看 ＷＤ ） 片 振 荡器 。 ３ 系统组 成及 实现 设计 分为 ４ 单元 ， 个 包括 激光 测距单 元 、 片机 控 单 制单 元 、Ｃ Ｌ Ｄ显示 单元 、 语音 报警单 元 。 其设 计原理 如 图 １ 示 ： 所
件下行驶 ，不 能准确 目测汽 车的车距 ， 至小于规 定 的 甚 标准 车距 。我 们可 以采用 激光测 量技术 来不 断地 测量 车距 ，通过 分析 反馈数 据来 提示 驾驶员 保持 汽车 的标 准车距 。
有 别于 一般 的测距 系统 ， 系统 由于采用 激光 ， 本 而 且 测量 距 离并 不是很 大 （ 百米 量 级 ） 因此需 要 测量 的 ，
１ 激 光测距 原理
２ Ｔ ９ ５ 单 片机 简介 Ａ ８ Ｓ １ Ａ ８Ｓ １ 一 种 带 ４ Ｔ９５ 是 Ｋ字 节 闪 烁 可 编 程 可擦 除只
读 存 储 器 （Ｐ Ｒ — Ｆｌ ｒｇａ ａｌ ａｄＥａ— Ｆ Ｅ ０Ｍ ａｓ Ｐｏｒｍｍ ｂｅ ｎ ｒｓ ｈ ａ ｌ Ｒ ａ ｎｙ ｍ ｒ） ｂｅ ｅ ｄＯ ｌ Ｍｅ ｏｙ 的低 电压 ， 性 能 Ｃ Ｓ 位 微 高 ＭＯ ８ 处 理 器 。该 器 件 采用 Ａ ＭＥ 高 密 度非 易 失 存储 器 制 Ｔ Ｌ 造 技 术 制 造 ， 工业 标 准 的 ＭＣ 一 １ 令 集 和输 出管 与 Ｓ５ 指 脚相兼容。由于将多功能 ８ Ｃ Ｕ和闪烁存储器组合 位 Ｐ 在 单个 芯 片 中 ， Ｔ Ｌ Ａ ８ Ｓ 是 一种 高效 微控 制 Ａ ＭＥ 的 Ｔ ９ ５ １
０ 引 言
移 推 算 出光 束往 返 所 用 时 间 △ｒ， 而根 据 公式 得 到 ，从
距 离 Ｄ： Ｃ×△Ｔ ２ Ｄ＝ ／。
未来 汽车 发展 的方 向是实 现汽 车的安 全驾驶 提示 和 自动控 制 。设计 一 种使 用 方便 、 本 低廉 的汽 车 车 成 距 自动化 预警 系统是 人们 争相研 究 的热点 。由于激 光 测 距 和单 片机 系统 自身 的优 点 ， 两者 结 合开 发 汽 车 使 预警 产 品有 巨大 的应 用前 景 。汽车研 究 自动化 车辆 安 全 距离 控 制 系统 在 国 内 、 均属 于 高技 术 产 品 。道路 外 条 件 的改 善和 车辆 的增加使 车 辆安全 行驶 问题 日益 突 出， 这 样 的车 辆 安 全辅 助 装 置 是 目前 和 今 后 相 当 开发 长 的一段 时期 的必然 趋势 。
【 摘
要 】 运 用激光 测距理论 ， 出汽车 防撞预警 系 的设计 。该 系统将 单片机的 实时控制及数据 处理功能与激光测距技术相结 提 统
合。 可检 测汽车运行 中前方障碍物与汽车的距 离， 通过数显装置显示距 离， 由发声 电路根据距 离远近情况发 出警告声 ， 并 通知驾驶 员
采取相应措施 ， 而避免事故发生。 从 【 关键词 】 激光测距 ； 单片机控制 ； 报警 【 中图分类号 Ｊ Ｔ ２ ６ Ｐ １ 【 文献标识码 】 Ａ 【 文章 编号 】 １０ — ７ Ｘ（０ ０ ０ — １９ ０ ０ ３ ７ ３ ２ １ ）６ ０ ７ － ３
第 ２ 卷 第 ６ （ 第 １８ ） ５ 期 总 １期
机 械 管 理 开 发
Ｍ ＥＣＨＡＮＩ ＣＡＩ Ｍ ＡＮＡＧＥＭ ＥＮＴ Ａ ＮＤ ＤＥＶＥＬＯＰＭ ＥＮＴ
２ １年 １ ００ ２月
Ｄｅ ．０１ ｃ２ ０
基于单 片机 的汽车防撞 激光预警 系统设计
王 伟 杰
（ 国营大众机械厂 第一研究 所， 山西 太原 ００２ ） ３ ０ ４
确定 两者 之间 的距离 。 由激 光器 发射 激光 ，光束 穿过 大 气 到 达 目标 ，经 目标 反 射 后 返 回 ，并 由探 测 器 接 收 。测 出从 激 光发 射 到反 射 光被 接 收所 经历 的时 间 ，
根 据 运 动学 中最 基 本 的关 系 即 可求 出 目标 的距 离 ” 。 在实 际 中 ，汽车 驾驶员 在不 同 的路 况 、不 同的天 气条
器， 为很 多嵌 入 式控 制 系 统提 供 了一 种灵 活 性 高且 价
廉 的方 案 。 Ａ ８ ４ ｙ ａｈ ｅＦ
激光 测量技 术是 一种测 距 准确 、性 价 比高 的适用 技术 。激 光测距 即通 过测量 激 光往返 目标所 需 时间来
时 间差 ｔ 常小 （Ｓ 级 ） 非 Ｌ量 １ 。对 于 单 片机 系 统 来说 ， 这 样 的 时间长度 采用计 量周 期数 目的方 式来 实现 有较 大 难 度 （ 限于 单片机 的处 理频 率 ） 受 。因此 拟采用 电容 充 电的方案 来测 量时 间 。 测 量 的基 本原 理 如 下 ： 在激 光 器发 射 激光 的 同时 开 始 给 电容 Ｃ 电 ， 测器 接 收 到反 射 回的激 光 后停 充 探 止 充 电 。则停 止 后 电容 两 端 电 压 的大 小 正 比于 时 问 ｔ 充 电 电 流 为 ， 电容 上 带 电量 为 Ｑ 则 有 以下 。设 ， ， 关系： ｐ＝Ｉ：Ｃ ． 以 ， ｔ Ｕ 所 时间 ｔ Ｕ Ｉ ． ＝Ｃ ／ 因此我 们 在 保证 充 电 电流 恒 为 ， 的前 提 下 ， 只需 测 量充 电后 电容 两端 电压 即可计算 出时 间 ｔ 。 利用 高频调 制 的激 光在 待测距 离 上往返 产生 的位