浅谈倒车雷达总体系统的硬件设计

电子设计 2021-05-24 3454

描述

超声波雷达又称泊车辅助系统，是一种利用超声波原理，由装载于车尾保险杠上的探头发送超生波撞击障碍物后，反射此声波探头，从而计算出车体与障碍物之间的距离。倒车雷达主要由三部分组成：

感应器（探头），主机，显示设备。感应器发出和接收超声波信号，然后将得到的信号传输到主机里面的电脑进行分析，再通过显示设备显示出来。随着人们对汽车驾驶辅助系统易用性要求的提高，以及单片机价格不断下降和汽车电子系统网络化发展的要求，新型的倒车雷达都是以单片机为核心的智能测距传感系统。本文介绍了一种基于MSP430 单片机的超声波倒车雷达监测报警系统。

1 系统的硬件设计

本倒车雷达主要用来显示汽车后面的情景，测量和障碍物之间的距离。整个设计主要由MSP430 单片机、超声波发生模块、超声波接受模块、视频采集模块、LCD 显示模块以及语音报警模块组成。单片机外围扩展一系列功能模块如LCD、USB 接口等，USB 主机接口连接摄像头模块采集视频图像信息系统，结合ARM 处理器实现视频/图像的采集、压缩，并将采集后的数据发送到接收端，并通过LCD 显示出来。

1.1 倒车雷达总体结构

倒车雷达的设计由五部分组成：超声波发生模块、超声波接受模块、摄像头视频采集系统、LCD 显示模块、语音报警系统，其总体体系结构见图1.1.

超声波

图2.1 超声波测距流程图

超声波发射子程序的任务：控制时基电路输出若干个超声波，并同时启动T0 开始计时。在此过程中，要计时采用屏蔽中断，开中断等操作，避免外中断影响该子程序的有效执行。

本系统使用一个中断，即外部中断INTO 是超声波有效回送的指示信号，当中断触发时，可以根据时间差计算出超声波的传输距离。内部定时器TO 用来计时，在发射子程序开始时，启动T0 开始工作，而在INTO 中断服务程序时，停止T0 计时，并读取计时值用以计算距离。

距离子程序是根据MSP430 芯片计数器所提供的传输时间进行计算，并根据计算得出超声波的传输距离。根据主程序的需要，将相关数据存入相关单元，以供主程序进行下一步处理。INTO 中断服务程序将定时器中的值存入R1、R0 两个寄存器中，根据模值减去处置所得到的数值得出时间差。传输距离根据公式S=V*T 进行计算。目标物的距离值，也按公式计算，其中T 为测出的额计数器的计时差值，单位为us.使用该公式即可计算出目标物与汽车的距离。

3 总结

系统利用超声波在空气中的可传播性，实时测得超声波在空气中的传播时间和传播速度，在将时间和速度相乘即得距离的原理，设计了一个基于MSP430 的超声波倒车雷达监测报警系统，用于实时测得汽车尾部与障碍物的距离，通过LCD 显示距离值，将距离值提供给司机，该系统具有成本低、非接触、速度快、可靠性强、适应性好、操作方便，有着广泛的应用前景。

实践应用表明，该设计在生产应用和科学研究方面均具有一定的价值。一方面产品设计的人机界面更为人性化，司机可直接通过LCD显示屏观察车后的详细状况，不需要回头就可以倒车，大大减少了汽车司机的工作量，避免了引导车不慎造成交通事故；另一方面系统不断采集汽车与障碍物之间的距离，并通过语音报警系统实时提醒司机，为我们的倒车提供了更为安全的保障，从而使我们在倒车的时候更方便快捷，同时也更为安全可靠。

编辑：hfy

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