专利名称：一种超声波汽车倒车雷达系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种基于超声波的新型汽车倒车雷达系统，避免汽车在倒车过程中发生碰撞。
背景技术：
目前汽车产业中的倒车雷达系统主要是(1)通过喇叭提醒，“倒车请注意、倒车请注意！ ”，想必不少人还记得这种声音。只要司机挂上倒车档，喇叭就会响起，这对司机并没有直接的帮助，不是真正的倒车雷达，只是在提示路人小心。( 采用蜂鸣器产生不同声音来提示驾驶员，倒车时，蜂鸣器发出“di、di、di”的响声。倒车时在车后一定距离内有障碍物，蜂鸣器就会开始工作，蜂鸣声越急，表示车辆离障碍物越近。因为没有语音提示，也没有距离显示，虽然司机知道有障碍物，但不能确定障碍物离车体有多远，所以对驾驶员帮助不大。(3)数码波段显示的倒车雷达系统，这种系统可以显示车后障碍物离车体的距离，但是精确度不高、安装不美观。(4)魔幻镜倒车雷达，它使用最新仿生超声雷达技术，配以高速电脑控制，可全天候准确地测知2米以内的障碍物，并以不同等级的声音提示和直观的显示提醒驾驶员。魔幻镜倒车雷达可以把后视镜、倒车雷达、免提电话、温度显示和车内空气污染显示等多项功能整合在一起，并设计了语音功能。这一代倒车雷达的功能较多，但成本也比较高。
发明内容
本发明之目的是弥补上述不足，向社会公开一种成本较低，环境适应性好的基于超声波的新型汽车倒车雷达系统。本发明的设计方案是这样的基于超声波的新型汽车倒车雷达系统。该系统由单片机控制电路、超声波发射和接收电路、温度补偿电路、LCD显示电路以及语音报警电路等几部分组成。SST89E58RD2单片机是整个系统的核心部件，协调各部分电路的工作。单片机在超声波信号发射的同时开始计时，超声波信号在空气中传播，遇到障碍物后发生发射，反射的回波信号经过处理后输入到单片机的外部中断口产生中断，单片机停止计时。通过单片机可得到超声波信号往返所需要的时间，再结合温度补偿后的声速即可求得车体与障碍物之间的距离。超声波传感器选用TCF40-25TR1型收发一体式超声波传感器，谐振频率为 40KHz。超声发射和接收电路采用LM1812专业集成芯片来设计；温度补偿电路采用单线制数字温度传感器DS18B20，利用声速和温度之间的关系对声速进行修正；语音报警电路采用语音芯片ISD4004，可实现汽车倒车过程中的分段语音报警功能。本发明的优点是由于，本发明是超声波的一种倒车雷达系统，采用LM1812专业集成芯片来设计， 不仅外围元件较少，电路简单，而且有更好的稳定性及可靠性。由于，本发明是超声波的一种倒车雷达系统，消除了温度对声速的影响，实现汽车倒车过程中的分段语音报警功能。
图1为本发明的时钟电路和复位电路；图2为本发明LM1812的14脚和发射波波形图。
具体实施例方式以下结合附图实例对本发明做进一步详细描述。电源电路本系统的电源电路主要由一个AC-DC的+12V的电源适配器、两个三端稳压块(LM7805、LMl 117-3. 3)、一些滤波电容及LED指示灯等组成。复位电路和时钟电路本系统带有一个手动复位端，无论单片机处于正常运行状态，还是当单片机出现死循环(形成死机现象)时，按下手动复位端，系统将被强制复位， 恢复到初始状态。系统的时钟电路中的石英晶体振荡器采用外接形式，外接晶振频率为 12MHz。SST89E58RD2单片机的复位电路和时钟电路如图1。4SST89E58RD2单片机的ISP在线仿真电路本系统采用RS-232标准串口实现单片机与计算机的串口通信，选用MAXIM公司的MAX232进行电平转换，它包括两个TTL输入转换成RS232输出的驱动器和两个接收RS232输入并将它们翻译成CMOS兼容的输出接收器。这些接收器和驱动器将这些信号反向，其内部还有一个电源电压变送器，可以把输入的 +5V电源变换成RS-232C输出电平所需的士 IOV电压，所以采用此芯片接口的串行通信系统只要单一的+5V电源就可以实现了。超声波发射和接收电路本系统采用LM1812作为超声波发射和接收电路的主控芯片。当检测到超声波回波信号时，LM1812的14脚(与单片机的某个外部中断口相连)变为低电平，使单片机的T0/T1计数器停止计数。这样就测出了超声波往返所需要的时间，从而可以求出待测距离。用示波器观察到的发射波和14脚的波形图2所示。从图中可以看出，14脚信号在发射超声波的同时来一个负脉冲，以此作为开始计时时刻，等接收到回波信号时，14脚会再来一个负脉冲信号。通过图2可以直观的看到这两个负脉冲间的时间差，这就是我们测得的超声波往返所需要的时间。为了保证系统的可靠性，本系统采用四路超声波发射和接受同时工作。控制四路超声波信号的发射端(LM1812的8脚)连接在一起，接单片机的某个I/O 口，四路LM1812 的14脚分别与SST89E58RD2的四个外部中断口相连。当某一路超声波传感器接收到超声波回波信号后，对应的LM1812的14脚变为低电平，从对应的中断子程序可以求得这一路超声波的往返时间，从而可以求得这一路超声波传感器和障碍物之间的距离。对四路超声波电路的测距值进行比较，取最小值在IXD上进行显示，同时可以通过判断是哪一路超声波传感器测得的距离最短，来确定障碍物的大致方位，并通过LCD实时显示出来。IXD显示电路本系统采用金鹏电子公司的0CMJ4X8C(U8X64)液晶显示模块来设计IXD显示电路。0CMJ4X8C(U8X64)液晶显示模块采用的串口工作方式，它可显示四行内容，能满足倒车雷达系统设计的显示要求。它只需要将液晶显示模块的RS(CS)、R/ W(STD)、E(SCLK)、PSB、/RST分别接单片机的五个I/O 口即可，这样就可以通过对单片机的 I/O 口进行操作来控制液晶显示模块的工作。系统主程序软件设计主程序的设计过程实际上包含着软件规划的过程、功能划分及其细化的过程、程序运行方式选型的过程，以及系统资源分配的过程。下述设计思想是本系统构建主程序的主要原则。(1)、系统采用外部时钟12MHz。O)、IXD显示程序中固定显示如下内容倒车距离cm车外温度V车内温度V障碍物位置(3)、倒车距离精确到0. Icm ；车内外温度精确到0. 1°C ；障碍物位置显示左一 /左二 /左三/左四，分别代表障碍物靠近四路超声波传感器中的某一个。(4)、倒车距离、温度值和对应障碍物位置每2s显示一次。(5)、分段语音报警功能的实现是根据距离的远近进行不同的语音提示。本系统配置了四路超声波测距电路，单片机控制四路超声波电路分别测距，四路回波信号分别接SST89E59RD2的四个中断口来处理回波信号。将四路测得的距离值进行比较后取最小值即是较安全的倒车距离，同时也可以根据这个最小值来自哪路超声波电路判断出障碍物的大致位置。将相关信息在LCD上显示出来，同时根据距离远近进行分段语音报警。
权利要求
1.一种超声波汽车倒车雷达系统，该系统由单片机控制电路、超声波发射和接收电路、 温度补偿电路、LCD显示电路以及语音报警电路等几部分组成，其特征是单片机在超声波信号发射的同时开始计时，超声波信号在空气中传播，遇到障碍物后发生发射，反射的回波信号经过处理后输入到单片机的外部中断口产生中断，单片机停止计时。通过单片机可得到超声波信号往返所需要的时间，再结合温度补偿后的声速即可求得车体与障碍物之间的距离。
2.根据权利要求书1所述的基于超声波的新型汽车倒车雷达系统，其特征是该系统配置了四路超声波电路，保证四路超声波信号同时发射，分别用四个中断口来接收经过处理后的回波信号，从而分别测出四路倒车距离。倒车距离显示的是四路测距值中的最小值， 同时，通过判别四路超声波电路中哪路超声波电路的测距值最小，从而得知障碍物的大致位置。
全文摘要
本发明涉及一种超声波汽车倒车雷达系统，技术支撑要点是发明一种基于超声波的新型汽车倒车雷达系统，避免汽车在倒车过程中发生碰撞。该系统由单片机控制电路、超声波发射和接收电路、温度补偿电路、LCD显示电路以及语音报警电路等几部分组成。SST89E58RD2单片机是整个系统的核心部件，协调各部分电路的工作。单片机在超声波信号发射的同时开始计时，超声波信号在空气中传播，遇到障碍物后发生发射，反射的回波信号经过处理后输入到单片机的外部中断口产生中断，单片机停止计时。通过单片机可得到超声波信号往返所需要的时间，再结合温度补偿后的声速即可求得车体与障碍物之间的距离。
文档编号G01S15/93GK102455424SQ20101052088
公开日2012年5月16日 申请日期2010年10月27日 优先权日2010年10月27日
发明者张文龙 申请人:张文龙