一種基於單片機的倒車雷達的製作方法
2023-05-18 18:02:16 2
專利名稱：一種基於單片機的倒車雷達的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及汽車輔助安全領域，具體的說，涉及一種基於單片機的倒車雷達。
背景技術：
隨著我國經濟的飛速發展，交通運輸車輛的不斷增多，由此產生的交通問題越來越成為人們關注的問題。倒車事故發生的原因是多方面的，倒車鏡有死角，駕車者目測距離有誤差，視線模糊等原因造成倒車時的事故率遠大於汽車前進時的事故率。汽車倒車雷達是汽車泊車安全輔助裝置，能以聲音或更為直觀的顯示告知駕駛員周圍障礙物的情況，解除駕駛員泊車和起動車輛時因前後左右探視所引起的困擾，並幫助駕駛員克服視野死角和視線模糊的缺陷，提供駕駛安全性。倒車雷達的原理是通過感應裝置發出超聲波，然後通過反射回來的超聲波來判斷前方是否有障礙物，以及障礙物的距離、大小、方向、形狀等。但由於倒車雷達體積大小及實用性的限制，目前其主要功能僅為判斷障礙物與車的距離，並做 出提示，故探測角及探測距離範圍較小。
發明內容針對現有汽車倒車雷達探測角及探測距離範圍較小的缺點，本實用新型的目的在幹，提供一種基於單片機的倒車雷達系統，該倒車雷達系統主要由控制模塊、超聲波傳感器測距模塊、液晶顯示模塊和語音報警模塊四個模塊組成。為了實現上述任務，本實用新型採取如下的技術解決方案一種基於單片機的倒車雷達，其特徵在幹，包括ー單片機，在單片機上連接有超聲波傳感器測距模塊、液晶顯示器和語音報警器；其中所述的超聲波傳感器測距模塊由發射探頭、發射電路、接收探頭和接收電路組成。所述的單片機採用MC9S12DG128型16位單片機。本實用新型的其他特點是所述的液晶顯不器為帶中文字庫的IXD12864液晶顯不器。所述的接收電路採用CX20106A紅外超聲波接收晶片。所述的發射電路採用74LS04發射晶片。本實用新型的基於單片機的倒車雷達，利用單片機系統的I/O ロ發送一定量的脈衝，通過發射電路使發發射探頭髮出40KHz的超聲波，然後利用接收探頭接收遇到障礙物後反射回來的超聲波，並將接收到的信號經過接收電路放大和整形後通過相應的I/O ロ送入單片機，從而準確的計算出超聲波從發射到遇到障礙物反射返回的時間，再根據超聲波在空氣中的傳播速度，就可以計算出障礙物與汽車的距離。最後將數據送到液晶屏來實時顯示並通過語音電路發出相應報警提示。
[0013]圖I是本實用新型的系統結構圖；圖2是超聲波發射電路圖；圖3是超聲波接收電路以下結合附圖對本實用新型作進ー步的詳細說明。
具體實施方式
如圖I所示，本實施例給出ー種基於單片機的倒車雷達，主要由單片機、超聲波傳感器測距模塊、液晶顯示模塊和語音報警模塊四個模塊組成。超聲波測距模塊由發射探頭、發射電路、接收探頭和接收電路組成。該倒車雷達採用時間檢測法，利用單片機產生40KHz的工作頻率，通過發射電路使發發射探頭髮出40KHz的超聲波，然後利用接收探頭接收遇到障礙物後反射回來的超聲波，並將接收到的信號經 過接收電路放大和整形後通過相應的I/O ロ送入單片機，由單片機計算超聲波發射器到障礙物之間的距離，將計算結果由液晶顯示器顯示，並驅動蜂鳴器按距離的遠近發出不同節奏的提示音。超聲波測距公式為L = CXT其中L為被測物與測距器的距離，C為超聲波在空氣中的傳播速度(340m/s)，T為測量距離傳播的時間差(T為發射到接收時間的一半)。本實施例中，單片機為Freescale公司生產的MC9S12DG128型16位單片機(如圖2)。其內部結構主要有單片機基本部分和CAN功能塊部分組成，基本結構包括ー個中央處理器單元HCS12 (CPU)，2個異步串行通信ロ SCI，2個同步串行通信ロ SPI，8通道輸入捕捉/輸出比較定時器，I個8通道脈寬調製模塊以及49個獨立數字I/O ロ(其中20個具有外部中斷及喚醒功能)，在片內還擁有128KB的Flash ROM, 8KB的RAM，2KB的EEPROM。發射電路採用74LS04發射晶片，通過MC9S12DG128外部引腳P3. O輸出脈衝寬度為250 μ S，頻率為40kHz的脈衝群，經放大後，推動超聲波發射探頭髮射出去。具體發射電路如圖3。超聲波接收電路將接收到的障礙物反射的超聲波送到放大器進行放大，接收電路採用集成電路CX20106A，這是ー款紅外線檢波接收的專用晶片，其內部設有帶通選頻濾波器，不需外接電感，可不受磁場幹擾。為使與發射頻率匹配，調節5-8腳間電阻R21，使其エ作於中心頻率40KHz，具體接收電路如圖4。CX20106A內部的前置放大器對接收信號進行放大，並對放大的信號進行限幅，利用帶通濾波電路，濾除幹擾信號，利用比較器，使其輸出為ニ值化。然後經過積分器和施密特觸發器對信號進行處理，並由7腳輸出。語音提示模塊選用ISD4004語音晶片實現，此系列語音晶片工作電壓為3V，單片錄放時間為8至16分鐘，ISD4004通過SPI串行接ロ與單片機通信。為了避免造成聲音信號失真，在錄音時應當注意信號的幅度。ISD器件的音頻信號輸出功率很小而不能直接驅動揚聲器，故本系統選用LM386晶片來放大語音信號。LM386是專為低損耗電源所設計的功率放大器，可使用電池作為供應電源，輸入電壓範圍可由4V至12V，無動作時僅消耗4mA電流，且失真低。但是ISD送出的信號直流分量需要通過電容耦合送入LM386，隔斷直流，否則會無聲音輸出。[0026]液晶顯示電路採用IXD12864帶中文字庫(包括ST7920控制晶片)液晶顯示模塊實現，能夠方便地顯示漢字和實時距離，從而更直觀的將數據反映給車主。其中IXD12864液晶的I腳VSS接GND，2腳VCC和3腳VO接電源VCC，4腳CS接P3. 5 (片選，低電平有效)，5腳SID接 P3. 6 (串行數據輸入、輸出端)，6腳SCLK接P3. 7 (同步時鐘輸入端)，15腳PSB接GND，19腳A (背光源正端)接VCC，20腳接GND，即液晶接ロ採用的是串ロ通信方式。系統在上電後在液晶上分行顯示，其中第一行顯示「超聲波倒車雷達系統」，第二行顯示「距障礙物0. XXXm" (X為系統上電後自行測量得的距離)，倒車距離以cm為單位，第三行顯示「XX」(XX顯示危險等級，當距離小於O. 4m提示「立即停車」，當距離小於O. 6m大於O. 4m提示「危險」，當距離小於Im大於O. 6m提示「請保持距離」，當距離大於Im提示「安全」)，這樣的顯示使用戶能夠清楚的知道自己目前所處的位置和安全程度。
權利要求1.一種基於單片機的倒車雷達，其特徵在於，包括ー單片機，在單片機上連接有超聲波傳感器測距模塊、液晶顯示器和語音報警器；其中 所述的超聲波傳感器測距模塊由發射探頭、發射電路、接收探頭和接收電路組成； 所述的單片機採用MC9S12DG128型16位單片機； 所述的液晶顯示器為帶中文字庫的IXD12864液晶顯示器。
2.如權利要求I所述的基於單片機的倒車雷達，其特徵在幹，所述的接收電路採用CX20106A紅外超聲波接收晶片。
3.如權利要求I所述的基於單片機的倒車雷達，其特徵在於，所述的發射電路採用74LS04發射晶片。
專利摘要本實用新型公開了一種基於單片機的倒車雷達，包括一單片機，在單片機上連接有超聲波傳感器測距模塊、液晶顯示器和語音報警器。利用單片機系統的I/O口發送一定量的脈衝，通過發射電路使發發射探頭髮出40KHz的超聲波，然後利用接收探頭接收遇到障礙物後反射回來的超聲波，並將接收到的信號經過接收電路放大和整形後通過相應的I/O口送入單片機，從而準確的計算出超聲波從發射到遇到障礙物反射返回的時間，再根據超聲波在空氣中的傳播速度，就可以計算出障礙物與汽車的距離。最後將數據送到液晶屏來實時顯示並通過語音電路發出相應報警提示。
文檔編號G01S15/08GK202453503SQ20112050806
公開日2012年9月26日 申請日期2011年12月8日 優先權日2011年12月8日
發明者劉坤, 王旭, 許世維 申請人:長安大學