跟着人们对轿车辅佐驾驭体系智能化要求的进步和轿车电子体系的网络化开展，新式的倒车雷达应能够接连测距并显现障碍物间隔，并具有通讯功用，能够把数据发送到轿车总线上去。
以往的倒车雷达规划运用的元器件较多，功用也较简略。本文介绍的依据新式高性能超低功耗单片机MSP430F2274的倒车雷达能够补偿以往产品的缺乏。
体系总体规划
体系选用超声波测距原理。超声波测距仪器一般由发射器、接纳器和信号处理器三部分组成。作业时，超声波发射器宣布超声波脉冲，超声波接纳器接纳遇到障碍物反射回来的反射波，准确丈量超声波从发射到遇到障碍物反射回来的时刻，依据超声波的传达速度，能够计算出障碍物间隔。作为一种非触摸式的检测办法，超声波具有空气传达衰减小、反射才干和穿透性强的特色。超声波测距具有在近间隔规模内有不受光线和雨雪雾的影响、结构简略、制造便利和本钱低一级长处。高性能的单片机结合超声波测距，能够完结功用强大、运用便利的倒车雷达。TI公司的16位单片机MSP430F2274功耗极低，片上资源丰厚，一起运用JTAG接口技能，能够对片上闪存便利的编程，便于软件的晋级，十分合适作为倒车雷达体系的微操控器。倒车雷达体系的框图如图1所示。
图1 倒车雷达体系框图
硬件体系规划
体系以MSP430F2274微操控器为中心，外围电路由超声波发射电路、超声波接纳电路、声光报警电路、通讯接口电路、键盘液晶显现电路五部分组成，下面逐个介绍。
图2 倒车雷达体系主控电路图
体系的主控电路图如图2所示。本体系中选用的MSP430F2274片内有32Kb闪存和1Kb RAM，因而无须外扩存储器。外接的32.768kHz晶振作为CPU封闭状况Basic-Timer的时钟源，一起也作为体系的车载时钟运用。
超声波发送模块电路如图3所示，由超声波发生和发射两部分组成。超声波的发生办法有两种：硬件发生法和软件发生法。常用的硬件发生法常选用如下计划：超声波由CD4011构成的振动器振动发生，经升压改换推进超声波换能器而发射出去，振动器的起振和停振由单片机来操控。本规划选用软件发生法，因为经过软件发生法既能够削减硬件的杂乱程度，下降体系的本钱，又具有灵活性强、简略完结、安稳性好的长处。本体系运用MSP430F2274单片机的定时器功用来发生安稳的PWM（40Hz）脉冲波，并经过I/O端口P2.3输出到超声波发射部分。在超声波发射电路中CD4049总共包含了6个非门，图3中线路仅运用了3个，为了避免搅扰或被静电击穿导致整个CD4049损坏，把没有运用的那一侧的3个非门串起来做接地处理。当操控端输出一系列固定频率脉冲时，在压电陶瓷型超声波发射换能器UCM-40-T上就固定频率的加正电压和反电压，宣布大功率的超声波，所得到的波形比其他办法作用更抱负。
图3 倒车雷达超声波发送模块
超声波接纳电路如图4所示。这是本体系规划和调试的一个难点。压电陶瓷型超声波接纳器 UCM-40-R 接纳反射的超声波转换为40kHz毫伏级的电压信号，需求经过扩大、处理、才干用于触发单片机中止。一方面传感器输出信号弱小，因为反射条件不同，需求扩大倍数的规模大约是100～5000，另一方面传感器输出阻抗较大，需求高输入阻抗的多级扩大电路，而高输入阻抗简略接纳搅扰信号。一般选用两种计划：一是选用运算扩大器组成多级选频扩大电路；二是选用专用的集成前置扩大器。第一种计划简略发生自激振动，要使接纳电路到达很好灵敏度和抗搅扰作用，电路的调试是较困难的。本体系选用专用的%&&&&&%前置扩大器 CX20106，它由前置扩大器、限幅扩大器、带通滤波器、检波器、积分器、整型电路组成。其间前置扩大器具有自动增益操控功用，能够确保在超声波传感器接纳较远反射信号输出弱小电压时扩大器有较高的增益，在近间隔输入信号强时扩大器不会过载。调理芯片引脚5的外接电阻R3，将它的滤波器的中心频率设置在40kHz，到达了很好的作用。当接纳到与滤波器中心频率相符的信号时，其输出引脚7输出一个低电平，而输出引脚7直接接到MSP430F2274的P2.2上，以触发中止。
图4 倒车雷达超声波接纳模块
图5 倒车雷达声光报警电路图
报警模块选用简略的声光报警电路，如图5所示。先设定一个临界值，当车尾与障碍物的间隔小于设定的最小间隔时，赤色指示灯闪亮，绿色指示灯平息。单片机向其端口宣布PWM脉冲，跟着间隔的减小，经过操控PWM脉冲的占空比使闪光和蜂鸣的频率加重，以此来提示驾驭员。
图6 倒车雷达通讯接口电路图
通讯接口电路如图6所示。选用美信的MAX3232芯片，外围电路十分简略，只需求5个0.1μF的%&&&&&%器。该电路把单片机串口输出信号阻隔改换成 RS-232信号发送到轿车总线上，一起还能够完结该体系与计算机的通讯。
图7 倒车雷达键盘显现电路图
键盘和显现电路如图7所示，由键盘和液晶显现两部分组成。其间键盘选用独立式按键，有3个按键，一个设置键、一个上翻键、一个下翻键。能够进行报警值、作业办法、时钟等各个参数的设置。液晶显现电路选用ZJM12864BSBD这款低功耗的点阵图方式LCD，显现格局为128点（列）×64点（行），具有多功用指令，简略运用，可实时的显现时钟、间隔和报警提示信息，便利直观。
体系软件规划
软件选用模块化规划，程序由主程序、测距子程序和键盘显现子程序、时钟显现子程序等多个模块组成，调试过程中对其间每个功用模块和子程序逐个调试，在每个子程序都完结指定的功用后，再进行归纳调试。体系的软件流程如图8所示。
图8 体系软件流程图
超声波发射电路宣布超声波的一起计数器开端计数，当遇到障碍物反应信号到超声波接纳器接纳，经CX20106接纳电路处理后，发生一个低脉冲，该信号传送给单片机发生中止，调用测距子程序，计算出丈量间隔，调用显现子程序，依据不同的丈量数值在液晶上显现间隔和报警。当间隔大于2m，显现“安全”和丈量间隔，持续丈量；当间隔小于1m时，显现“风险”和丈量间隔，由P1.2位驱动蜂鸣器报警；当间隔小于2m且大于1m时，显现“留意”和丈量间隔。为增强抗搅扰才干，体系接连发射超声波丈量三次，从中除掉最大最小值，取中心值计算出准确的间隔。这样每秒可测约三个数据，依然能够满意实时性要求。
结语
该倒车雷达选用了高性能的MSP430F2274单片机，并充分运用了其片上资源使得体系功用丰厚，运用的外围芯片削减，体系可靠性得到进步。该倒车雷达应用于轿车中，当驾驭员倒车时，从液晶显现屏上一望而知便知道障碍物离车的间隔，克服了后视镜小，视界窄的缺陷，消除了倒车形成的事故隐患。
