隨(sui)著(zhe)人(ren)們(men)對(dui)汽(qi)車(che)輔(fu)助(zhu)駕(jia)駛(shi)係(xi)統(tong)智(zhi)能(neng)化(hua)要(yao)求(qiu)的(de)提(ti)高(gao)和(he)汽(qi)車(che)電(dian)子(zi)係(xi)統(tong)的(de)網(wang)絡(luo)化(hua)發(fa)展(zhan)
，新(xin)型(xing)的(de)倒(dao)車(che)雷(lei)達(da)應(ying)能(neng)夠(gou)連(lian)續(xu)測(ce)距(ju)並(bing)顯(xian)示(shi)障(zhang)礙(ai)物(wu)距(ju)離(li)

，並(bing)具(ju)有(you)通(tong)信(xin)功(gong)能(neng)，能(neng)夠(gou)把(ba)數(shu)據(ju)發(fa)送(song)到(dao)汽(qi)車(che)總(zong)線(xian)上(shang)去(qu)。

以往的倒車雷達設計使用的元器件較多，功能也較簡單。本文介紹的基於新型高性能超低功耗單片MSP430F2274的倒車雷達可以彌補以往產品的不足。

TI 公司的16位單片機MSP430F2274功耗極低，片上資源豐富，同時利用JTAG 接口技術，可以對片上閃存方便的編程，便於軟件的升級
，非常適合作為倒車雷達係統的微控製器。倒車雷達係統的框圖如圖1所示。

圖1 倒車雷達係統框圖

電路設計

係統以MSP430F2274微控製器為核心，外圍電路由超聲波發射電路、超聲波接收電路、聲光報警電路、通信接口電路、鍵盤液晶顯示電路五部分組成

，下麵逐一介紹。

圖2 倒車雷達係統主控電路圖

係統的主控電路圖如圖2所示。本係統中選用的MSP430F2274片內有32Kb 閃存和1KbRAM，因此無須外擴存儲器。外接的32.768kHz 晶振作為CPU 關閉狀態Basic-TImer 的時鍾源，同時也作為係統的車載時鍾使用。

超聲波發送模塊電路如圖3所示，由超聲波產生和發射兩部分組成。超聲波的產生方法有兩種：硬件發生法和軟件發生法。常用的硬件發生法常采用如下方案：超聲波由CD4011gouchengdezhendangqizhendangchansheng，jingshengyabianhuantuidongchaoshengbohuannengqierfashechuqu，zhendangqideqizhenhetingzhenyoudanpianjilaikongzhi。benshejicaiyongruanjianfashengfa，yinweitongguoruanjianfashengfajikeyijianshaoyingjiandefuzachengdu，jiangdixitongdechengben，youjuyoulinghuoxingqiang、容易實現
、穩定性好的優點。本係統利MSP430F2274單片機的定時器功能來產生穩定的PWM（40Hz）脈衝波，並通過I/O 端口P2.3輸出到超聲波發射部分。在超聲波發射電路中CD4049一共包括了6個非門
，圖3 中線路僅使用了3個，為了防止幹擾或被靜電擊穿導致整個CD4049損壞，把沒有使用的那一側的3個非門串起來做接地處理。當控製端輸出一係列固定頻率脈衝時
，在壓電陶瓷型超聲波發射換能器UCM-40-T 上就固定頻率的加正電壓和反電壓
，發出大功率的超聲波
，所得到的波形比其他方式效果更理想。

圖3 倒車雷達超聲波發送模塊
 

超聲波接收電路如圖4所示。這是本係統設計和調試的一個難點。壓電陶瓷型超聲波接收器UCM-40-R 接收反射的超聲波轉換為40kHz 毫伏級的電壓信號
，需要經過放大、處理
、才能用於觸發單片機中斷。一方麵傳感器輸出信號微弱，由於反射條件不同

，需要放大倍數的範圍大約是100～5000，另一方麵傳感器輸出阻抗較大，需要高輸入阻抗的多級放大電路，而高輸入阻抗容易接收幹擾信號。通常采用兩種方案：一是采用運算放大器組成多級選頻放大電路；ershicaiyongzhuanyongdejichengqianzhifangdaqi。diyizhongfanganrongyichanshengzijizhendang，yaoshijieshoudianludadaohenhaolingminduhekangganraoxiaoguo
，dianludetiaoshishijiaokunnande。benxitongcaiyongzhuanyongdejichengdianluqianzhifangdaqiCX20106，它由前置放大器、限幅放大器、帶通濾波器
、檢波器、積分器
、zhengxingdianluzucheng。qizhongqianzhifangdaqijuyouzidongzengyikongzhigongneng，keyibaozhengzaichaoshengbochuanganqijieshoujiaoyuanfanshexinhaoshuchuweiruodianyashifangdaqiyoujiaogaodezengyi，zaijinjulishuruxinhaoqiangshifangdaqibuhuiguozai。tiaojiexinpianyinjiao5的外接電阻R3，將它的濾波器的中心頻率設置在40kHz
，達到了很好的效果。當接收到與濾波器中心頻率相符的信號時，其輸出引腳7輸出一個低電平，而輸出引腳7直接接到MSP430F2274的P2.2上，以觸發中斷。

圖4 倒車雷達超聲波接收模塊

圖5 倒車雷達聲光報警電路圖

報警模塊采用簡單的聲光報警電路，如圖5所示。先設定一個臨界值，當車尾與障礙物的距離小於設定的最小距離時

，紅色指示燈閃亮，綠色指示燈熄滅。單片機向其端口發出PWM 脈衝，隨著距離的減小，通過控製PWM 脈衝的占空比使閃光和蜂鳴的頻率加劇，以此來提示駕駛員。

圖6 倒車雷達通信接口電路圖

通信接口電路如圖6所示。采用美信的MAX3232芯片，外圍電路非常簡單
，隻需要5個0.1μF 的電容器。該電路把單片機串口輸出信號隔離變換成RS-232信號發送到汽車總線上
，同時還可以實現該係統與計算機的通信。

圖7 倒車雷達鍵盤顯示電路圖

鍵盤和顯示電路如圖7所示
，由鍵盤和液晶顯示兩部分組成。其中鍵盤采用獨立式按鍵，有3個按鍵，一個設置鍵、一個上翻鍵、一個下翻鍵。可以進行報警值、工作方式

、時鍾等各個參數的設置。液晶顯示電路采用ZJM12864BSBD 這款低功耗的點陣圖形式LCD，顯示格式為128點（列）&TImes;64點（行），具有多功能指令
，容易使用，可實時的顯示時鍾、距離和報警提示信息，方便直觀。

編者結語

該倒車雷達采用了高性能的MSP430F2274單(dan)片(pian)機(ji)，並(bing)充(chong)分(fen)利(li)用(yong)了(le)其(qi)片(pian)上(shang)資(zi)源(yuan)使(shi)得(de)係(xi)統(tong)功(gong)能(neng)豐(feng)富(fu)，使(shi)用(yong)的(de)外(wai)圍(wei)芯(xin)片(pian)減(jian)少(shao)，係(xi)統(tong)可(ke)靠(kao)性(xing)得(de)到(dao)提(ti)高(gao)。該(gai)倒(dao)車(che)雷(lei)達(da)應(ying)用(yong)於(yu)汽(qi)車(che)中(zhong)，當(dang)駕(jia)駛(shi)員(yuan)倒(dao)車(che)時(shi)，從(cong)液(ye)晶(jing)顯(xian)示(shi)屏(ping)上(shang)一(yi)目(mu)了(le)然(ran)便(bian)知(zhi)道(dao)障(zhang)礙(ai)物(wu)離(li)車(che)的(de)距(ju)離(li)，克(ke)服(fu)了(le)後(hou)視(shi)鏡(jing)小(xiao)，視(shi)野(ye)窄(zhai)的(de)缺(que)點(dian)，消(xiao)除(chu)了(le)倒(dao)車(che)造(zao)成(cheng)的(de)事(shi)故(gu)隱(yin)患(huan)。