一種汽車倒車障礙檢測系統解決方案

基于超聲波微控制器技術的倒車障礙檢測系統設計方案#e#基于超聲波微控制器技術的倒車障礙檢測系統設計方案

　　圖3為汽車倒車障礙檢測系統設計方案框圖,

　　設計方案包括:IC1主控器-為用Microchip的 PIC l8F8490微控制器作為汽車倒車障礙檢測系統的主控器;發送部份(即發送超聲波傳感器)與接收部份(即接收超聲波傳感器);溫度傳感器(TC1047A)、通信接口RS-232驅動器以及與LCD或LED顯示器等外圍電路組成。

用微控制器作為檢測系統的主控器

　　微控制器是倒車檢測系統的核心。而Microchip的PIC l8F8490微控制器它非常適合于汽車車身控制這類應用。因它是一種有片上LCD驅動控制模塊功能的閃存、電源管理的單片機,即運行速率為10MIPS-10百萬指令每秒(MIPS),16KB閃存存儲器、768字節RAM,具有一個LCD控制器、兩個PWM、兩個比較器和四個定時器,見圖3中間IC1所示。因此它是倒車檢測超聲波傳感器應用的高集成解決方案的主控部分。該微控制器采用納瓦技術，實現電源管理功能，可以顯著提高功效和系統可靠性,可滿足包括在休眠模式下驅動LCD顯示在內的低功耗設計要求。其系列產品可針對不同的嵌入式控制應用提供高達192段LCD的驅動，備有各種封裝尺寸和集成特性。

發送器部分的控制

發送器是以每秒4-5次比率,在1mS期間發送40KHz脈沖方波,為了產生發射脈沖鏈，可以采用一個驅動器，以驅動超聲換能器,其驅動器是 Microchip的TCl428 MOSFET驅動器見圖3左側所示。因實際超聲波傳感器特性的標準頻率均為40KHz,這樣發送器發送的40KHz脈沖方波鏈盡管是一個通用發送頻率，但并非超聲頻率固定不變,可以根據盲區范圍及障礙物遠近作出選擇, 標準頻率(或稱中心頻率)愈高測距越短,而分辯率越高,常見超波傳感器標準頻率有30KHz、4KHz、75KHz等.

當發送器發送第一個脈沖的上升沿時刻定時器1開始計數.由于要求脈沖鏈的電壓振幅比系統電壓(+5V)高(這是由換能器所需信號源決定的)，所以這個發送器部分應含有一個升壓電路。這兒采用一種簡單的有效升高電壓的方式,即使用Microchip的MCPl650升壓 DC/DC控制器，它只需要一個電容、一個電感和兩個電阻就可以輕松選擇需要的輸出電壓。主控器 IC1中PWM1(脈寬調制器)的作用是調節升壓電路的輸出電壓為一恒定值。

接收器部分的控制

接收器部分包括一個超聲波接收換能器、放大器、濾波器和一個比較器見圖3左側下所示。接收換能器的輸出是一個低振幅正弦波，其頻率與發射脈沖鏈頻率相同。為了對換能器輸出的信號進行放大，可采用Microchip的MCP6293運算放大器。這個運算放大器的特點是，雖然封裝較小，但卻擁有10MHz的帶寬和引腳可選的低功耗模式。可將輸出信號傳送LC帶通濾波器電路(又稱振幅探測電路),該帶通濾波器的中心頻率(標準頻率)與接收器的標準頻率40KHz相同.這個振幅探測電路的作用是將接收到的脈沖轉換為一個平滑、完整的波形,其高頻噪聲被過濾掉，這樣一個被探測到的信號就形成了。然后這個信號被傳送到比較器與衰減電壓進行比較.需要說明的是,該比較器的參考電壓是一個衰減電壓(由RC阻容電路產生)，這樣該衰減參考就會隨時間不斷衰減接收到的信號.直至小于一個預先設定的距離值時,則定時器1仃止計數.