专利名称：一种基于单片机的倒车雷达的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及汽车辅助安全领域，具体的说，涉及一种基于单片机的倒车雷达。
背景技术：
随着我国经济的飞速发展，交通运输车辆的不断增多，由此产生的交通问题越来越成为人们关注的问题。倒车事故发生的原因是多方面的，倒车镜有死角，驾车者目测距离有误差，视线模糊等原因造成倒车时的事故率远大于汽车前进时的事故率。汽车倒车雷达是汽车泊车安全辅助装置，能以声音或更为直观的显示告知驾驶员周围障碍物的情况，解除驾驶员泊车和起动车辆时因前后左右探视所引起的困扰，并帮助驾驶员克服视野死角和视线模糊的缺陷，提供驾驶安全性。倒车雷达的原理是通过感应装置发出超声波，然后通过反射回来的超声波来判断前方是否有障碍物，以及障碍物的距离、大小、方向、形状等。但由于倒车雷达体积大小及实用性的限制，目前其主要功能仅为判断障碍物与车的距离，并做 出提示，故探測角及探测距离范围较小。
发明内容针对现有汽车倒车雷达探測角及探测距离范围较小的缺点，本实用新型的目的在干，提供一种基于单片机的倒车雷达系统，该倒车雷达系统主要由控制模块、超声波传感器测距模块、液晶显示模块和语音报警模块四个模块组成。为了实现上述任务，本实用新型采取如下的技术解决方案一种基于单片机的倒车雷达，其特征在干，包括ー单片机，在单片机上连接有超声波传感器测距模块、液晶显示器和语音报警器；其中所述的超声波传感器测距模块由发射探头、发射电路、接收探头和接收电路组成。所述的单片机采用MC9S12DG128型16位单片机。本实用新型的其他特点是所述的液晶显不器为带中文字库的IXD12864液晶显不器。所述的接收电路采用CX20106A红外超声波接收芯片。所述的发射电路采用74LS04发射芯片。本实用新型的基于单片机的倒车雷达，利用单片机系统的I/O ロ发送一定量的脉冲，通过发射电路使发发射探头发出40KHz的超声波，然后利用接收探头接收遇到障碍物后反射回来的超声波，并将接收到的信号经过接收电路放大和整形后通过相应的I/O ロ送入单片机，从而准确的计算出超声波从发射到遇到障碍物反射返回的时间，再根据超声波在空气中的传播速度，就可以计算出障碍物与汽车的距离。最后将数据送到液晶屏来实时显示并通过语音电路发出相应报警提示。
[0013]图I是本实用新型的系统结构图；图2是超声波发射电路图；图3是超声波接收电路以下结合附图对本实用新型作进ー步的详细说明。
具体实施方式
如图I所示，本实施例给出ー种基于单片机的倒车雷达，主要由单片机、超声波传感器测距模块、液晶显示模块和语音报警模块四个模块组成。超声波测距模块由发射探头、发射电路、接收探头和接收电路组成。该倒车雷达采用时间检测法，利用单片机产生40KHz的工作频率，通过发射电路使发发射探头发出40KHz的超声波，然后利用接收探头接收遇到障碍物后反射回来的超声波，并将接收到的信号经 过接收电路放大和整形后通过相应的I/O ロ送入单片机，由单片机计算超声波发射器到障碍物之间的距离，将计算结果由液晶显示器显示，并驱动蜂鸣器按距离的远近发出不同节奏的提示音。超声波测距公式为L = CXT其中L为被测物与测距器的距离，C为超声波在空气中的传播速度(340m/s)，T为测量距离传播的时间差(T为发射到接收时间的一半)。本实施例中，单片机为Freescale公司生产的MC9S12DG128型16位单片机(如图2)。其内部结构主要有单片机基本部分和CAN功能块部分组成，基本结构包括ー个中央处理器单元HCS12 (CPU)，2个异步串行通信ロ SCI，2个同步串行通信ロ SPI，8通道输入捕捉/输出比较定时器，I个8通道脉宽调制模块以及49个独立数字I/O ロ(其中20个具有外部中断及唤醒功能)，在片内还拥有128KB的Flash ROM, 8KB的RAM，2KB的EEPROM。发射电路采用74LS04发射芯片，通过MC9S12DG128外部引脚P3. O输出脉冲宽度为250 μ S，频率为40kHz的脉冲群，经放大后，推动超声波发射探头发射出去。具体发射电路如图3。超声波接收电路将接收到的障碍物反射的超声波送到放大器进行放大，接收电路采用集成电路CX20106A，这是ー款红外线检波接收的专用芯片，其内部设有带通选频滤波器，不需外接电感，可不受磁场干扰。为使与发射频率匹配，调节5-8脚间电阻R21，使其エ作于中心频率40KHz，具体接收电路如图4。CX20106A内部的前置放大器对接收信号进行放大，并对放大的信号进行限幅，利用带通滤波电路，滤除干扰信号，利用比较器，使其输出为ニ值化。然后经过积分器和施密特触发器对信号进行处理，并由7脚输出。语音提示模块选用ISD4004语音芯片实现，此系列语音芯片工作电压为3V，单片录放时间为8至16分钟，ISD4004通过SPI串行接ロ与单片机通信。为了避免造成声音信号失真，在录音时应当注意信号的幅度。ISD器件的音频信号输出功率很小而不能直接驱动扬声器，故本系统选用LM386芯片来放大语音信号。LM386是专为低损耗电源所设计的功率放大器，可使用电池作为供应电源，输入电压范围可由4V至12V，无动作时仅消耗4mA电流，且失真低。但是ISD送出的信号直流分量需要通过电容耦合送入LM386，隔断直流，否则会无声音输出。[0026]液晶显示电路采用IXD12864带中文字库(包括ST7920控制芯片)液晶显示模块实现，能够方便地显示汉字和实时距离，从而更直观的将数据反映给车主。其中IXD12864液晶的I脚VSS接GND，2脚VCC和3脚VO接电源VCC，4脚CS接P3. 5 (片选，低电平有效)，5脚SID接 P3. 6 (串行数据输入、输出端)，6脚SCLK接P3. 7 (同步时钟输入端)，15脚PSB接GND，19脚A (背光源正端)接VCC，20脚接GND，即液晶接ロ采用的是串ロ通信方式。系统在上电后在液晶上分行显示，其中第一行显示“超声波倒车雷达系統”，第二行显示“距障碍物0. XXXm" (X为系统上电后自行測量得的距离)，倒车距离以cm为单位，第三行显示“XX”(XX显示危险等级，当距离小于O. 4m提示“立即停车”，当距离小于O. 6m大于O. 4m提示“危险”，当距离小于Im大于O. 6m提示“请保持距离”，当距离大于Im提示“安全”)，这样的显示使用户能够清楚的知道自己目前所处的位置和安全程度。
权利要求1.一种基于单片机的倒车雷达，其特征在于，包括ー单片机，在单片机上连接有超声波传感器测距模块、液晶显示器和语音报警器；其中 所述的超声波传感器测距模块由发射探头、发射电路、接收探头和接收电路组成； 所述的单片机采用MC9S12DG128型16位单片机； 所述的液晶显示器为带中文字库的IXD12864液晶显示器。
2.如权利要求I所述的基于单片机的倒车雷达，其特征在干，所述的接收电路采用CX20106A红外超声波接收芯片。
3.如权利要求I所述的基于单片机的倒车雷达，其特征在于，所述的发射电路采用74LS04发射芯片。
专利摘要本实用新型公开了一种基于单片机的倒车雷达，包括一单片机，在单片机上连接有超声波传感器测距模块、液晶显示器和语音报警器。利用单片机系统的I/O口发送一定量的脉冲，通过发射电路使发发射探头发出40KHz的超声波，然后利用接收探头接收遇到障碍物后反射回来的超声波，并将接收到的信号经过接收电路放大和整形后通过相应的I/O口送入单片机，从而准确的计算出超声波从发射到遇到障碍物反射返回的时间，再根据超声波在空气中的传播速度，就可以计算出障碍物与汽车的距离。最后将数据送到液晶屏来实时显示并通过语音电路发出相应报警提示。
文档编号G01S15/08GK202453503SQ20112050806
公开日2012年9月26日 申请日期2011年12月8日 优先权日2011年12月8日
发明者刘坤, 王旭, 许世维 申请人:长安大学