基于单片机的智能(néng)泊車(chē)系统设计方案

2021-05-23
一个有(yǒu)效的智能(néng)泊車(chē)系统，不仅能(néng)帮助驾驶者快速、安全地完成泊車(chē)操作，从而减轻驾驶员负担，减少交通事故，而且能(néng)够有(yǒu)效提高汽車(chē)的智能(néng)化程度，增加汽車(chē)的附加值，从而带来巨大的经济效益。使用(yòng)AT89C52单片机作為(wèi)小(xiǎo)車(chē)的主控制器，在该控制器基础上，添加了光電(diàn)避障電(diàn)路、测速電(diàn)路、光源引导電(diàn)路和電(diàn)机驱动電(diàn)路，从而实现了智能(néng)泊車(chē)系统设计。该系统结构简单、成本低，并在实验室中取得了预期的效果，能(néng)够使小(xiǎo)車(chē)进入指定的停車(chē)位。

　　0 引 言


　　随着我國(guó)汽車(chē)数量逐年急剧增多(duō)，泊車(chē)位、停車(chē)场的数量却跟不上其增長(cháng)的步伐，越来越多(duō)的人為(wèi)如何泊車(chē)而发愁。日益拥挤的泊車(chē)环境要求人们对汽車(chē)的泊車(chē)技术更加地娴熟，这就更加重了人们工作之外的紧张情绪，降低了人们的生活质量。因此，如何解决泊車(chē)过程中的不便利，消除安全隐患，迅速、准确、安全地将汽車(chē)停靠到合适的位置，逐渐引起了人们的关注。

　　1 系统的工作原理(lǐ)及功能(néng)

　　智能(néng)泊車(chē)系统可(kě)分(fēn)為(wèi)控制部分(fēn)和信号检测部分(fēn)。

　　其中信号检测部分(fēn)包括障碍物(wù)检测模块，光源检测模块和速度检测模块；控制部分(fēn)包括控制器模块，電(diàn)机控制模块。智能(néng)泊車(chē)系统基本模块方框图如图1所示。

　　图1 智能(néng)泊車(chē)系统基本框图

　　图1 智能(néng)泊車(chē)系统基本框图

　　系统工作原理(lǐ)如下：在小(xiǎo)車(chē)启动之后，通过霍尔传感器A44E进行小(xiǎo)車(chē)的速度检测，对小(xiǎo)車(chē)进行智能(néng)限速，小(xiǎo)車(chē)行进过程中通过红外光電(diàn)传感器避障，車(chē)库系统发送光源指示信号，光敏三极管接收車(chē)库指示信息，使小(xiǎo)車(chē)到达指定車(chē)库后，停車(chē)。

　　1.1 单片机最小(xiǎo)系统设计

　　AT89C52是51系列单片机的一种，是一个低功耗，高性能(néng)，CMOS 8位单片机，片内含8KB的可(kě)反复擦写的FLASH只读程序存储器和256B的随机存取数据存储器（RAM），由ATMEL公司采用(yòng)高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，片内置通用(yòng)8位中央处理(lǐ)器和FLASH存储单元，片内有(yǒu)ROM/EPROM，因此，这种芯片构成的最小(xiǎo)系统简单可(kě)靠，只要将单片机接上时钟電(diàn)路和复位電(diàn)路即可(kě)。

　　1.2 避障電(diàn)路设计

　　红外光電(diàn)式传感器具有(yǒu)非接触、响应快、性能(néng)可(kě)靠、體(tǐ)积小(xiǎo)、安装轻便等诸多(duō)特点，因此在工业自动化装置和智能(néng)小(xiǎo)車(chē)中获得广泛应用(yòng)。本设计中采用(yòng)的光電(diàn)避障传感器是HS0038B.红外光電(diàn)接收電(diàn)路工作原理(lǐ)為(wèi)：当接收到载波频率為(wèi)38kHz的脉冲调制信号时，首先，HS0038B内的红外敏感元件将脉冲调制红外光信号转换成電(diàn)信号，再由前置放大器和自动增益控制電(diàn)路进行放大处理(lǐ)，然后通过带通滤波器进行滤波，滤波后的信号由解调電(diàn)路进行解调，最后由输出電(diàn)路进行反向放大并输出低電(diàn)平；未接收到载波信号时，電(diàn)路则输出高電(diàn)平。红外发射電(diàn)路由555定时電(diàn)路产生方波，对红外发射管进行调制。

　　1.3 A44E测速電(diàn)路设计

　　霍尔传感器A44E在测速系统中的主要作用(yòng)是車(chē)轮转速采集。車(chē)轮每转一周，磁铁经过A44E一次，A44E的第3脚就输出一个脉冲信号，脉冲信号的周期与電(diàn)机的转速有(yǒu)下列关系：

　　

　　式中：n為(wèi)電(diàn)机转速；P 為(wèi)電(diàn)机转一圈的脉冲数；T 為(wèi)输出方波信号的周期。

　　脉冲信号作為(wèi)单片机AT89C52的外中断信号，从P3.2口输入。