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一種基于MSP430的倒車雷達設計

作者: 時間:2010-07-17 來源:網(wǎng)絡 收藏

  隨著人們對汽車輔助駕駛系統(tǒng)智能化要求的提高和汽車電子系統(tǒng)的網(wǎng)絡化發(fā)展,新型的應能夠連續(xù)測距并顯示障礙物距離,并具有通信功能,能夠把數(shù)據(jù)發(fā)送到汽車總線上去。

  以往的設計使用的元器件較多,功能也較簡單。本文介紹的基于新型高性能超低功耗單片機MSP430F2274的可以彌補以往產(chǎn)品的不足。

系統(tǒng)總體設計

  系統(tǒng)采用原理。儀器一般由發(fā)射器、接收器和信號處理器三部分組成。工作時,超聲波發(fā)射器發(fā)出超聲波脈沖,超聲波接收器接收遇到障礙物反射回來的反射波,準確測量超聲波從發(fā)射到遇到障礙物反射返回的時間,根據(jù)超聲波的傳播速度,可以計算出障礙物距離。作為一種非接觸式的檢測方式,超聲波具有空氣傳播衰減小、反射能力和穿透性強的特點。具有在近距離范圍內(nèi)有不受光線和雨雪霧的影響、結(jié)構(gòu)簡單、制作方便和成本低等優(yōu)點。高性能的單片機結(jié)合超聲波測距,可以實現(xiàn)功能強大、使用方便的倒車雷達。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,便于軟件的升級,非常適合作為倒車雷達系統(tǒng)的微控制器。倒車雷達系統(tǒng)的框圖如圖1所示。


圖1 倒車雷達系統(tǒng)框圖

  
硬件系統(tǒng)設計

  系統(tǒng)以MSP430F2274微控制器為核心,外圍電路由超聲波發(fā)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,下面逐一介紹。


圖2 倒車雷達系統(tǒng)主控電路圖

  系統(tǒng)的主控電路圖如圖2所示。本系統(tǒng)中選用的MSP430F2274片內(nèi)有32Kb閃存和1Kb RAM,因此無須外擴存儲器。外接的32.768kHz晶振作為CPU關閉狀態(tài)Basic-Timer的時鐘源,同時也作為系統(tǒng)的車載時鐘使用。

  超聲波發(fā)送模塊電路如圖3所示,由超聲波產(chǎn)生和發(fā)射兩部分組成。超聲波的產(chǎn)生方法有兩種:硬件發(fā)生法和軟件發(fā)生法。常用的硬件發(fā)生法常采用如下方案:超聲波由CD4011構(gòu)成的振蕩器振蕩產(chǎn)生,經(jīng)升壓變換推動超聲波換能器而發(fā)射出去,振蕩器的起振和停振由單片機來控制。本設計采用軟件發(fā)生法,因為通過軟件發(fā)生法既可以減少硬件的復雜程度,降低系統(tǒng)的成本,又具有靈活性強、容易實現(xiàn)、穩(wěn)定性好的優(yōu)點。本系統(tǒng)利用MSP430F2274單片機的定時器功能來產(chǎn)生穩(wěn)定的PWM(40Hz)脈沖波,并通過I/O端口P2.3輸出到超聲波發(fā)射部分。在超聲波發(fā)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,為了防止干擾或被靜電擊穿導致整個CD4049損壞,把沒有使用的那一側(cè)的3個非門串起來做接地處理。當控制端輸出一系列固定頻率脈沖時,在壓電陶瓷型超聲波發(fā)射換能器UCM-40-T上就固定頻率的加正電壓和反電壓,發(fā)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(fā)送模塊

  


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