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摘要：现代车辆工业中，对于倒车预警系统的需求度越来越高，因此必须要能够通过专业的控制系统，实现对倒车预警体系的科学设计与利用。基于对单片机设备作用下，倒车预警系统实现功能的分析，本文探讨了针对倒车预警系统的硬件和软件系统设计方法，并且论证了该体系的具体运行模式，让基于单片机的倒车预警系统设计方案符合标准。
关键词：单片机;倒车预警系统;硬件系统
中图分类号：U463.6 文献标识码：A 文章编号：1674-957X（2021）11-0237-02
0 引言
基于单片机的倒车预警系统在设计过程，既包括验证系统的设计，也包括软件系统的设计，硬件系统的设计主要是针对电路系统的控制以及针对单片机本身的装备，对于软件系统的控制，则主要是针对单片机内所存储的相关程序以及各类设施使用方法的分析，之后根据实现需要，实现硬件和软件系统的协调，让倒车预警系统正常运行。
1 基于单片机的倒车预警系统实现的功能
1.1 测距功能
倒车预警系统在运行过程中，一个核心的内容自然是针对测距功能的实现，而测距功能当前已经开发出了各类倒车雷达系统，可以直接根据汽车周边多个方向上的测距系统实现相关信息的处理。当然针对图像处理技术的逐渐完善和优化，也开始可以基于图像表现实现对距离的测量，不过针对该项功能，在车辆测距上的使用效果较差，因为无需进行全面的应用，只需要使用测距雷达即可，同时针对图像的处理系统可以在驾驶室内实时显示，让驾驶员可以基于图像信息以及预警信息实现对这两类信息系的共同利用。
1.2 防撞功能
倒车预警系统的配置目的，自然是针对防撞功能的实现，所谓的防撞功能主要是在车辆四个方向上，车辆和周边障碍物之间的测量，当然在当前的车辆运行环境下，在空间上可能会在四个区域内的障碍物，甚至即使是在驾驶员的视野范围内，有可能会容易误判，或者由于相关设施的结构特殊性，导致驾驶员误判。对于预警系统，自然要全面通过采用测距系统，实现各类设施和车辆间距的测量，之后根据测量结果，与设定的限制参数对比，在超过了安全间距参数之后发出警报信息。
1.3 抗干扰功能
现代车辆对通信系统的要求逐渐提高，而一些情况下，通信系统产生的电磁波会串入倒车预警系统电路，导致该系统无法正常运行，使得预警系统失效。在倒车预警系统的设计阶段，就需要对抗干扰能力进行保障和升级，比如在电路中配套设置滤波器，借助电感器和电容器对干扰信号进行去除，同时根据当前已经开发出的管理方案和设施的使用标准，实现对所有设施的监管，以全面提高该设施的测量精度[1]。
1.4 警报系统电路
基于单片机的倒车预警系统开发过程，要对警报系统设置专业的电路，而在当前的电路配置过程，一种是直接通过语音警告的方式，将当前可能出现的撞击位置、撞击概率以及撞击严重程度直接向驾驶员通报，另一种可以在駕驶室内所配置的屏幕上，直接实现对这类可能出现的碰撞点进行说明。在得到了良好的说明效果之后，才可以让驾驶员针对这类信息的处理模式和处理工作标准对其进行科学化的配置，可以说在该电路的运行过程，要能够面向两个层面，一个是语音播报系统，另一个是视频播放系统。
2 基于单片机的倒车预警系统硬件系统设计
2.1 测距设施
测距设施的配置过程，主要是通过采用超声波发射和回波接收电路，实现对当前距离参数进行控制，其中主要是用于对超声波系统和脉冲驱动系统的配置，之后采用脉冲电路实现对电压幅值的调整，让该系统的运行过程可以确保电信号和声音信号之间的良好转化。此外也要对超声波的发射情况进行实际化测量，还需要借助兼具收发作用的传感器对返回的超声波信号进行直接性的转换，之后通过相关参数的核算，以了解车辆和其他障碍物之间的间距。
2.2 信号处理设施
信号的处理设施建设过程，需要根据实际的处理工作原则和方法对其进行配置专业的电路，其中针对超声波信号的输入端口要和该单片机接口进行连接，通常使用RC串联网络，在2脚和地面之间进行连接。对于单片机系统中也要设置放大电路和负反馈网络系统，需要对其中的一个重要组成部分进行处理，并且利用电阻设施控制该电路的增益，并且确定RC网络的运行原理，若发现其中配置的电阻如果阻值变小，那么产生的负反馈也会变弱，放大倍数会增加，因此需要根据整个系统对于信号的处理方法和处理原则，对相关设施进行科学化的选择。而对于其中所配置的检波电容，需要将其连接在3脚和地面之间，通过配置针对电容大小的适宜性参数对其做出参数调整，从而能够变更整个RC电路和超声波电信号的放大灵敏程度，以充分抵抗外界干扰效果，其中电容越大则相关的灵敏程度越低，抵抗外界干扰水平就会得到增强，不过如果导致整个灵敏度过低，那么也会对整个通信网络系统造成影响，因此需要对该电容参数进行适当的调整。
2.3 系统控制电路
在系统运行过程的系统控制电路中，需要对整个电路的运行原理进行控制，因为整个系统中采用单片机对输入和输出端口进行调整，而同时单片机的这两类端口数量稀少，如果不对产生的延伸功能加以考虑，那么仅从使用空间和成本投入的成本进行考虑时，可以采用AT89C2D51单片机作为控制电路的关键部件，该单片机中含有20个引脚，其中15个为I/O端口，还有两个占用空间较小的16位定时器和计数器，为了能够降低误差，厂商此时可采用12MHz的晶振。对于P3.3端口，会以特定的周期输出40kHz的脉冲参数，并可以让该系统运行中，可以按照特定的周期，加入专用的超声波发射装置和回波的接收电路。 2.4 信息报警电路
硬件电路的建设过程，要能够与驾驶室内的相关设施进行衔接，当然警报发出中可以根据已经设定的程序，对当前的安全风险源以及相关风险可能引发的后果进行说明，那么在整个信息报警电路的配发过程，就可以根据当前已经取得的雷达测距设施，使得语音播报装置可以直接应用于相关信息的说明和发布阶段。此外在目前的技术使用过程，可以将实际产生的碰撞位置预测点，与视频信号进行结合，并且直接通过中控平台中的视频显示器进行展现，通过采取该方法可以使得整个信息报警电路从运行原理、运行方法和运行原则的设施具有更高的科学性、完善性与合理性[2]。
2.5 其他硬件设置
其他硬件设施的配置中，主要是根据该系统可能遭受的周边环境影响参数以及其他的运行参数对其进行调整，而所有的设施在配置过程，都要根据实际的运行状态，对相关参数做出进一步的规划和调整，之后全面根据配置硬件的使用原则，对实际造成的运行成果方面影响进行进一步的讨论。
3 基于单片机的倒车预警系统软件系统设计
3.1 主程序设计
主程序的设计过程，针对该系统的初始化操作，如果把最大的测量间距设置为8m，那么在循环工作的阶段时间为2×8/346Δ46ms，通常规避程序执行的具体时间以及传感器余振也会产生延时，因此会产生足够的余量，并将该参数进行设置。
P1.0和P3.3两个端口规定时间，需要对堆栈进行设定参数，用16工作方式进行定时操作，处于56ms左右，而设计的定时器P1.0的16位工作方式进行技术核定，实现对于技术参数的确定，该参数为0000H，之后对其进行启动操作，设定的显示数据及相关信息的三位数字编码，BCD码为999（cm），并在此时输出空白字形，且表示为完成了四路的探测处理工作，之后会以四种数据信息中值的最小参数进行处理，输入到显示器的缓冲区域内，并利用LED数码管进行展示。同时将这一参数同设置的100cm之间做出对比，如果最小值不大于100cm时，则P3.7端口归零，三极管码头导通操作，并发出应答警报提示音。
对于整个大面积采用的晶振为12MHz，那么一个机器的周期为1μs，因此计时器是实时过程的，技术标准为1μs，工作模式设定成16位定时器和计数器，那么最大的定时时间为65.536ms，因为相关参数每隔56毫秒就会发出中断情况，因此要让中断操作的过程处于暂时停计时状态，这就确保该装置不会出现溢出中断情况，而一个流程四路探测处理完成之后，需要消耗的时间为224ms，时间相对较短，同时倒车过程的速度较慢，因此可以实现实时动态显示。
3.2 程序中断设计
在程序的中断处理过程，会每隔56ms处在各个方向上进行一定的超声波发送和回报接收，并对相关的电路进行选通操作，之后对传播方向子程序的运行参数进行实时调取，以传递16个超声波脉冲电压。在进行计时时，设定参数为56ms，确保每一路的工作都为56ms时间，为了能够可以有效规避配置的传感器余振时所产生的中断信息，需要在执行延时2.8ms操作之后，才可以执行0实施中断，从而对返回的超声波信号进行接收，因此最小的间距则可以得到确定。
3.3 误差协调程序
在整个系统的运行过程，必不可免的会产生一定的误差，不过这类误差实际上是否可以进行调取和处理，还需要根据相关程序的处理工作要求进行设定[3]。此外在处理中，实际上在硬件层面上已经开始通过对相关误差的产生量情况以及对于隔离设施的处理情况进行了一定程度上的协调，通过采用滤波装置可以完成处理，此外在程序界面上，则需要在其中设置复位程序，该程序可以在车辆的正常行驶过程，实现对倒车预警系统的复位操作，此时可以有效清除产生的各类缓存信息，以防范存在的碎片化信息从而造成更为严重的误差。
4 结论
综上所述，车辆的倒车报警系统在设计过程，主要的涉及设计项目包括硬件系统的设计和软件系统的设计，要能够实现对各个电路的配置，同时对单片机本身的型号进行科学的选择，唯有如此才可以确保该系统可以正确发挥应有作用。同时在软件程序的设计阶段，设计上包括相关设备的选择、整体程序的设计以及各类分支程序的设定等，以充分提高预警程序的工作质量。
参考文献：
[1]隋美丽，刘敏杰，成林，等.基于ATmega16芯片的车用倒车测距系统设计[J].汽车实用技术，2021，46（01）：23-25.
[2]袁秀珍.基于單片机的倒车防撞预警系统设计和实现分析[J].电子世界，2020（21）：147-148.
[3]帅盼，张海宁，白福，等.基于超声波测距的汽车倒车避障系统设计[J].国外电子测量技术，2016，35（10）：54-57.
关键词：单片机;倒车预警系统;硬件系统
中图分类号：U463.6 文献标识码：A 文章编号：1674-957X（2021）11-0237-02
0 引言
基于单片机的倒车预警系统在设计过程，既包括验证系统的设计，也包括软件系统的设计，硬件系统的设计主要是针对电路系统的控制以及针对单片机本身的装备，对于软件系统的控制，则主要是针对单片机内所存储的相关程序以及各类设施使用方法的分析，之后根据实现需要，实现硬件和软件系统的协调，让倒车预警系统正常运行。
1 基于单片机的倒车预警系统实现的功能
1.1 测距功能
倒车预警系统在运行过程中，一个核心的内容自然是针对测距功能的实现，而测距功能当前已经开发出了各类倒车雷达系统，可以直接根据汽车周边多个方向上的测距系统实现相关信息的处理。当然针对图像处理技术的逐渐完善和优化，也开始可以基于图像表现实现对距离的测量，不过针对该项功能，在车辆测距上的使用效果较差，因为无需进行全面的应用，只需要使用测距雷达即可，同时针对图像的处理系统可以在驾驶室内实时显示，让驾驶员可以基于图像信息以及预警信息实现对这两类信息系的共同利用。
1.2 防撞功能
倒车预警系统的配置目的，自然是针对防撞功能的实现，所谓的防撞功能主要是在车辆四个方向上，车辆和周边障碍物之间的测量，当然在当前的车辆运行环境下，在空间上可能会在四个区域内的障碍物，甚至即使是在驾驶员的视野范围内，有可能会容易误判，或者由于相关设施的结构特殊性，导致驾驶员误判。对于预警系统，自然要全面通过采用测距系统，实现各类设施和车辆间距的测量，之后根据测量结果，与设定的限制参数对比，在超过了安全间距参数之后发出警报信息。
1.3 抗干扰功能
现代车辆对通信系统的要求逐渐提高，而一些情况下，通信系统产生的电磁波会串入倒车预警系统电路，导致该系统无法正常运行，使得预警系统失效。在倒车预警系统的设计阶段，就需要对抗干扰能力进行保障和升级，比如在电路中配套设置滤波器，借助电感器和电容器对干扰信号进行去除，同时根据当前已经开发出的管理方案和设施的使用标准，实现对所有设施的监管，以全面提高该设施的测量精度[1]。
1.4 警报系统电路
基于单片机的倒车预警系统开发过程，要对警报系统设置专业的电路，而在当前的电路配置过程，一种是直接通过语音警告的方式，将当前可能出现的撞击位置、撞击概率以及撞击严重程度直接向驾驶员通报，另一种可以在駕驶室内所配置的屏幕上，直接实现对这类可能出现的碰撞点进行说明。在得到了良好的说明效果之后，才可以让驾驶员针对这类信息的处理模式和处理工作标准对其进行科学化的配置，可以说在该电路的运行过程，要能够面向两个层面，一个是语音播报系统，另一个是视频播放系统。
2 基于单片机的倒车预警系统硬件系统设计
2.1 测距设施
测距设施的配置过程，主要是通过采用超声波发射和回波接收电路，实现对当前距离参数进行控制，其中主要是用于对超声波系统和脉冲驱动系统的配置，之后采用脉冲电路实现对电压幅值的调整，让该系统的运行过程可以确保电信号和声音信号之间的良好转化。此外也要对超声波的发射情况进行实际化测量，还需要借助兼具收发作用的传感器对返回的超声波信号进行直接性的转换，之后通过相关参数的核算，以了解车辆和其他障碍物之间的间距。
2.2 信号处理设施
信号的处理设施建设过程，需要根据实际的处理工作原则和方法对其进行配置专业的电路，其中针对超声波信号的输入端口要和该单片机接口进行连接，通常使用RC串联网络，在2脚和地面之间进行连接。对于单片机系统中也要设置放大电路和负反馈网络系统，需要对其中的一个重要组成部分进行处理，并且利用电阻设施控制该电路的增益，并且确定RC网络的运行原理，若发现其中配置的电阻如果阻值变小，那么产生的负反馈也会变弱，放大倍数会增加，因此需要根据整个系统对于信号的处理方法和处理原则，对相关设施进行科学化的选择。而对于其中所配置的检波电容，需要将其连接在3脚和地面之间，通过配置针对电容大小的适宜性参数对其做出参数调整，从而能够变更整个RC电路和超声波电信号的放大灵敏程度，以充分抵抗外界干扰效果，其中电容越大则相关的灵敏程度越低，抵抗外界干扰水平就会得到增强，不过如果导致整个灵敏度过低，那么也会对整个通信网络系统造成影响，因此需要对该电容参数进行适当的调整。
2.3 系统控制电路
在系统运行过程的系统控制电路中，需要对整个电路的运行原理进行控制，因为整个系统中采用单片机对输入和输出端口进行调整，而同时单片机的这两类端口数量稀少，如果不对产生的延伸功能加以考虑，那么仅从使用空间和成本投入的成本进行考虑时，可以采用AT89C2D51单片机作为控制电路的关键部件，该单片机中含有20个引脚，其中15个为I/O端口，还有两个占用空间较小的16位定时器和计数器，为了能够降低误差，厂商此时可采用12MHz的晶振。对于P3.3端口，会以特定的周期输出40kHz的脉冲参数，并可以让该系统运行中，可以按照特定的周期，加入专用的超声波发射装置和回波的接收电路。 2.4 信息报警电路
硬件电路的建设过程，要能够与驾驶室内的相关设施进行衔接，当然警报发出中可以根据已经设定的程序，对当前的安全风险源以及相关风险可能引发的后果进行说明，那么在整个信息报警电路的配发过程，就可以根据当前已经取得的雷达测距设施，使得语音播报装置可以直接应用于相关信息的说明和发布阶段。此外在目前的技术使用过程，可以将实际产生的碰撞位置预测点，与视频信号进行结合，并且直接通过中控平台中的视频显示器进行展现，通过采取该方法可以使得整个信息报警电路从运行原理、运行方法和运行原则的设施具有更高的科学性、完善性与合理性[2]。
2.5 其他硬件设置
其他硬件设施的配置中，主要是根据该系统可能遭受的周边环境影响参数以及其他的运行参数对其进行调整，而所有的设施在配置过程，都要根据实际的运行状态，对相关参数做出进一步的规划和调整，之后全面根据配置硬件的使用原则，对实际造成的运行成果方面影响进行进一步的讨论。
3 基于单片机的倒车预警系统软件系统设计
3.1 主程序设计
主程序的设计过程，针对该系统的初始化操作，如果把最大的测量间距设置为8m，那么在循环工作的阶段时间为2×8/346Δ46ms，通常规避程序执行的具体时间以及传感器余振也会产生延时，因此会产生足够的余量，并将该参数进行设置。
P1.0和P3.3两个端口规定时间，需要对堆栈进行设定参数，用16工作方式进行定时操作，处于56ms左右，而设计的定时器P1.0的16位工作方式进行技术核定，实现对于技术参数的确定，该参数为0000H，之后对其进行启动操作，设定的显示数据及相关信息的三位数字编码，BCD码为999（cm），并在此时输出空白字形，且表示为完成了四路的探测处理工作，之后会以四种数据信息中值的最小参数进行处理，输入到显示器的缓冲区域内，并利用LED数码管进行展示。同时将这一参数同设置的100cm之间做出对比，如果最小值不大于100cm时，则P3.7端口归零，三极管码头导通操作，并发出应答警报提示音。
对于整个大面积采用的晶振为12MHz，那么一个机器的周期为1μs，因此计时器是实时过程的，技术标准为1μs，工作模式设定成16位定时器和计数器，那么最大的定时时间为65.536ms，因为相关参数每隔56毫秒就会发出中断情况，因此要让中断操作的过程处于暂时停计时状态，这就确保该装置不会出现溢出中断情况，而一个流程四路探测处理完成之后，需要消耗的时间为224ms，时间相对较短，同时倒车过程的速度较慢，因此可以实现实时动态显示。
3.2 程序中断设计
在程序的中断处理过程，会每隔56ms处在各个方向上进行一定的超声波发送和回报接收，并对相关的电路进行选通操作，之后对传播方向子程序的运行参数进行实时调取，以传递16个超声波脉冲电压。在进行计时时，设定参数为56ms，确保每一路的工作都为56ms时间，为了能够可以有效规避配置的传感器余振时所产生的中断信息，需要在执行延时2.8ms操作之后，才可以执行0实施中断，从而对返回的超声波信号进行接收，因此最小的间距则可以得到确定。
3.3 误差协调程序
在整个系统的运行过程，必不可免的会产生一定的误差，不过这类误差实际上是否可以进行调取和处理，还需要根据相关程序的处理工作要求进行设定[3]。此外在处理中，实际上在硬件层面上已经开始通过对相关误差的产生量情况以及对于隔离设施的处理情况进行了一定程度上的协调，通过采用滤波装置可以完成处理，此外在程序界面上，则需要在其中设置复位程序，该程序可以在车辆的正常行驶过程，实现对倒车预警系统的复位操作，此时可以有效清除产生的各类缓存信息，以防范存在的碎片化信息从而造成更为严重的误差。
4 结论
综上所述，车辆的倒车报警系统在设计过程，主要的涉及设计项目包括硬件系统的设计和软件系统的设计，要能够实现对各个电路的配置，同时对单片机本身的型号进行科学的选择，唯有如此才可以确保该系统可以正确发挥应有作用。同时在软件程序的设计阶段，设计上包括相关设备的选择、整体程序的设计以及各类分支程序的设定等，以充分提高预警程序的工作质量。
参考文献：
[1]隋美丽，刘敏杰，成林，等.基于ATmega16芯片的车用倒车测距系统设计[J].汽车实用技术，2021，46（01）：23-25.
[2]袁秀珍.基于單片机的倒车防撞预警系统设计和实现分析[J].电子世界，2020（21）：147-148.
[3]帅盼，张海宁，白福，等.基于超声波测距的汽车倒车避障系统设计[J].国外电子测量技术，2016，35（10）：54-57.