超聲波雷達(dá)又稱泊車輔助系統(tǒng)，是一種利用超聲波原理，由裝載于車尾保險(xiǎn)杠上的探頭發(fā)送超生波撞擊障礙物后， 反射此聲波探頭，從而計(jì)算出車體與障礙物之間的距離。倒車?yán)走_(dá)主要由三部分組成：

感應(yīng)器（探頭），主機(jī)，顯示設(shè)備。感應(yīng)器發(fā)出和接收超聲波信號(hào)，然后將得到的信號(hào)傳輸?shù)街鳈C(jī)里面的電腦進(jìn)行分析，再通過顯示設(shè)備顯示出來。隨著人們對(duì)汽車駕駛輔助系統(tǒng)易用性要求的提高，以及單片機(jī)價(jià)格不斷下降和汽車電子系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展的要求，新型的倒車?yán)走_(dá)都是以單片機(jī)為核心的智能測(cè)距傳感系統(tǒng)。本文介紹了一種基于MSP430 單片機(jī)的超聲波倒車?yán)走_(dá)監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)。

1 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)

本倒車?yán)走_(dá)主要用來顯示汽車后面的情景，測(cè)量和障礙物之間的距離。整個(gè)設(shè)計(jì)主要由MSP430 單片機(jī)、超聲波發(fā)生模塊、超聲波接受模塊、視頻采集模塊、LCD 顯示模塊以及語音報(bào)警模塊組成。單片機(jī)外圍擴(kuò)展一系列功能模塊如LCD、USB 接口等，USB 主機(jī)接口連接攝像頭模塊采集視頻圖像信息系統(tǒng)，結(jié)合ARM 處理器實(shí)現(xiàn)視頻/圖像的采集、壓縮，并將采集后的數(shù)據(jù)發(fā)送到接收端，并通過LCD 顯示出來。

1.1 倒車?yán)走_(dá)總體結(jié)構(gòu)

倒車?yán)走_(dá)的設(shè)計(jì)由五部分組成：超聲波發(fā)生模塊、超聲波接受模塊、攝像頭視頻采集系統(tǒng)、LCD 顯示模塊、語音報(bào)警系統(tǒng)，其總體體系結(jié)構(gòu)見圖1.1.

圖1.1 系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)

各模塊完成的具體任務(wù)如下：

1.1.1 測(cè)距系統(tǒng)：由超聲波發(fā)生模塊、超聲波接受模塊、單片機(jī)控制系統(tǒng)組成，用來測(cè)量汽車與障礙物之間的距離。

1.1.2 顯示報(bào)警系統(tǒng)：主要由USB 攝像頭、控制系統(tǒng)、顯示模塊和語音報(bào)警組成， 用來顯示車后和車側(cè)面的詳細(xì)情景并通過彩色液晶顯示，同時(shí)通過語音提示報(bào)警。

1.1.3 控制系統(tǒng)：是本系統(tǒng)的核心，采用MSP430 單片機(jī)，控制整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行，對(duì)各種接口電路進(jìn)行控制。

1.2 超聲波發(fā)射與接收

單穩(wěn)觸發(fā)器接收來自S430F1101 的P1.3 端口輸出的40ms 脈沖波，經(jīng)過觸發(fā)器的電壓提升和脈寬控制輸出頻率不變、高電平寬度為160us 的方波，方波周期為40ms.此脈沖信號(hào)作為555 振蕩器的置位脈沖。在置位期問，555 定時(shí)產(chǎn)生40kHz 的振蕩信號(hào)，由超聲波發(fā)射頭T40K 將電信號(hào)轉(zhuǎn)化成超聲波發(fā)射出去。超聲發(fā)射器便發(fā)射出脈沖數(shù)為7 個(gè)的脈沖串（1 / 40kHz=O.25ms），超聲波發(fā)射器的聲波傳播到反射物，再由反射物反射到接收器。

超聲波接收UCM-R40 接收到的回波信號(hào)轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)，經(jīng)過兩級(jí)放大及電壓整形電路，整形后的直流電壓并不平滑，需加一個(gè)電容C5 濾波，濾波后的電壓范圍基本穩(wěn)定，用這個(gè)電壓驅(qū)動(dòng)光電耦合器件SFH65A-1 的發(fā)光二極管，這時(shí)光敏三極管導(dǎo)通，經(jīng)過一個(gè)反相器輸出電平信號(hào)，再經(jīng)過一個(gè)反相器使電平信號(hào)基本穩(wěn)定。電平信號(hào)直接輸入單片機(jī)的外部中斷入口，該高電平作為MSP430 的外部中斷的中斷信號(hào)使單片機(jī)產(chǎn)生中斷， 在中斷服務(wù)程序中停止計(jì)數(shù)器的計(jì)時(shí)，并計(jì)算出有關(guān)數(shù)據(jù)。

1.3 顯示電路設(shè)計(jì)

采用實(shí)時(shí)圖像視頻具有直觀生動(dòng)、快速便捷、內(nèi)容豐富的特點(diǎn)，便于司機(jī)及時(shí)詳盡掌握周圍的環(huán)境，做出準(zhǔn)確的判斷。使用USB 攝像頭作為本系統(tǒng)的圖像采集器件。選擇主控芯片型號(hào)為中芯微公司的ZC301 攝像頭通過USB 接口與AT91RM9200 通信，ARM 經(jīng)過相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理，通過液晶屏實(shí)時(shí)顯示。