【正文】 助裝置，能以聲音或者更為直觀的視頻顯示告知駕駛員周?chē)系K物的情況，解除了駕駛員泊車(chē)、倒車(chē)和起動(dòng)車(chē)輛時(shí)前、后、左、右探視所引起的困擾，并幫助駕駛員掃除了視野死角和視線模糊的缺陷，提高駕駛的安全性。經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，不論從結(jié)構(gòu)外觀上，還是從性能價(jià)格上，倒車(chē)?yán)走_(dá)系統(tǒng)都進(jìn)行了的技術(shù)改良，可以說(shuō)這六代產(chǎn)品都各有特點(diǎn)。只要司機(jī)掛上倒檔，它就會(huì)響起，提醒周?chē)娜俗⒁猓瑥哪撤N意義上說(shuō)，它對(duì)司機(jī)并沒(méi)有提供直接的幫助，不是真正的倒車(chē)?yán)走_(dá)。轟鳴聲越急，表示車(chē)輛離障礙物越近。如果是物體， m開(kāi)始顯示；如果是人。這一代產(chǎn)品有一個(gè)質(zhì)的飛躍，特別是熒屏顯示開(kāi)始出現(xiàn)動(dòng)態(tài)顯示系統(tǒng)。第五代：魔幻鏡倒車(chē)?yán)走_(dá)。第六代：整合影音系統(tǒng)。因此，在電子裝置不斷增加的情況下，減少線束成為一個(gè)必須要解決的問(wèn)題，基于串行信息傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)技術(shù)成為一種必然的選擇。網(wǎng)絡(luò)總線起源于上世紀(jì)80年代，在近20多年的時(shí)間里出現(xiàn)了許多種類(lèi)的網(wǎng)絡(luò)總線，但經(jīng)過(guò)時(shí)間的選擇種類(lèi)數(shù)量已經(jīng)大量減少，現(xiàn)在剩下幾種主流的網(wǎng)絡(luò)總線，包括LIN、CAN、MOST、FlexRay等。C級(jí)網(wǎng)絡(luò)用于高速、實(shí)時(shí)性、可靠性要求較高的系統(tǒng)，代表的有CAN、FlexRay、MOST、IBD1394，通訊速率一般在500kbps以上，屬于高速總線。而本文引用到的CMBUS是一種低成本的、一點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的總線通訊系統(tǒng)，具有通訊設(shè)備容量大（硬件400點(diǎn)）、通訊速率高（9600bps）、成本低、設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、布線簡(jiǎn)便（無(wú)極性可任意分支，普通雙絞線）、抗干擾能力強(qiáng)、通過(guò)總線可提供高達(dá)800mA電源的特點(diǎn)。超聲波倒車(chē)?yán)走_(dá)運(yùn)用超聲波測(cè)距原理結(jié)合單片機(jī)或IC的智能技術(shù)作為一種汽車(chē)倒車(chē)安全輔助裝置具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、智能判斷不受可見(jiàn)光限制等特點(diǎn)應(yīng)用到了轎車(chē)當(dāng)中，但現(xiàn)有的倒車(chē)?yán)走_(dá)還仍然存在如下一些問(wèn)題。同時(shí)引入一種新型總線CMBUS來(lái)實(shí)現(xiàn)雷達(dá)的網(wǎng)絡(luò)通信。最后由信號(hào)處理裝置對(duì)接收的信號(hào)依據(jù)時(shí)間差進(jìn)行處理，自動(dòng)計(jì)算出車(chē)與障礙物之間的距離。超聲波測(cè)距的基本原理其實(shí)很簡(jiǎn)單，同聲納回聲定位法的原理是基本相同的，說(shuō)得高級(jí)一些就是多普勒效應(yīng)，說(shuō)得簡(jiǎn)單就是回聲效應(yīng)。本文選擇的成都國(guó)騰微電子公司生產(chǎn)的GM3101倒車(chē)?yán)走_(dá)專(zhuān)用控制芯片，它的設(shè)計(jì)采用的是超聲波往返時(shí)間檢測(cè)法。而所測(cè)距離為聲波傳輸距離的一半，其關(guān)系式可由公式（21）表示：S=1/2(ct) （21）（21）式中，S為待測(cè)距離，c為超波的聲速，t為往返時(shí)間。 聲速與溫度的關(guān)系溫度/℃3020100102030100聲速/m/s313319325331338344349386一般情況下，利用v=331+，以適應(yīng)不同溫度下的工作要求。LIN和CAN已經(jīng)開(kāi)始進(jìn)入實(shí)際應(yīng)用，多出現(xiàn)在中低端車(chē)型，而MOST和FlexRay主要應(yīng)用于中高端車(chē)型。近幾年我國(guó)網(wǎng)絡(luò)總線的研發(fā)應(yīng)用能力迅速提高，但關(guān)鍵總線技術(shù)仍依賴國(guó)外供應(yīng)商。接線方法四線（含電源）二線（可電）二線（可電）與MBUS一樣具備無(wú)極性二線通訊功能是否有性極性無(wú)極性無(wú)極性與MBUS一樣具備無(wú)極性供電訊功能布線方式串連任意分支任意分支與MBUS一樣具備任意分支功能，非常有利于現(xiàn)場(chǎng)的施工布線，優(yōu)勢(shì)非常明顯。負(fù)載能力128256400CMBUS具備可驅(qū)動(dòng)更多結(jié)點(diǎn)的能力。結(jié)點(diǎn)中斷上傳功能無(wú)有 過(guò)去多年來(lái)，RS485技術(shù)仍然主導(dǎo)著這一技術(shù)領(lǐng)域，但其顯然已經(jīng)不能滿足目前的低功耗、高可靠、非規(guī)則布線、大容量等網(wǎng)絡(luò)要求。216。216。216。216。應(yīng)用該公司的《CMBUS總線規(guī)約》該系統(tǒng)在256個(gè)節(jié)點(diǎn)的通訊系統(tǒng)上，任意節(jié)點(diǎn)上報(bào)事件時(shí)間小于100ms。系統(tǒng)具有自動(dòng)登錄功能，此功能可完成設(shè)備的自動(dòng)登錄、結(jié)點(diǎn)中斷報(bào)警等雙向可中斷的先進(jìn)的通訊功能。通訊設(shè)備最多可負(fù)載400個(gè)節(jié)點(diǎn)。并且可以通過(guò)總線可提供電源?？紤]到主機(jī)電路復(fù)雜，為增加主機(jī)抗干擾能力，控制器應(yīng)將總線驅(qū)動(dòng)與單片機(jī)系統(tǒng)隔離，TXD、RXD、收發(fā)控制經(jīng)光耦直接輸入芯片，系統(tǒng)使用15V～30V電源（根據(jù)通訊距離，設(shè)備用電狀況決定）。 通過(guò)CMBUS總線可向末端設(shè)備提供4mA工作電流；216。 通過(guò)隔離設(shè)備可保證在遭雷擊時(shí)可靠工作；216。 同時(shí)提供配套的主站專(zhuān)用集中控制芯片CMT100，可與計(jì)算機(jī)23485等接口連接，系統(tǒng)兼容性及擴(kuò)展性好；216?，F(xiàn)在主流方案有以下幾種：方案一利用單片機(jī)作為主控CPU來(lái)產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)超聲波傳感器發(fā)射的控制信號(hào)、檢測(cè)回波信號(hào)、測(cè)量超聲波往返時(shí)間、計(jì)算汽車(chē)與障礙物之間的距離、顯示測(cè)量距離以及產(chǎn)生語(yǔ)音報(bào)警信號(hào)。其優(yōu)點(diǎn)就是對(duì)汽車(chē)資源進(jìn)行了整合。方案三是利用總線系統(tǒng)。很好的解決了信號(hào)傳輸?shù)膯?wèn)題。此總線采用光耦隔離有效的減少了系統(tǒng)誤差。本系統(tǒng)基于超聲波反射原理利用成都國(guó)騰微電子公司生產(chǎn)的GM3101倒車(chē)?yán)走_(dá)專(zhuān)用控制芯片控制超聲波傳感器進(jìn)行超聲波發(fā)射接收實(shí)現(xiàn)障礙物探測(cè)。總線上所連的其它汽車(chē)電子設(shè)備是總線設(shè)備擴(kuò)展，本設(shè)計(jì)中實(shí)際沒(méi)有擴(kuò)展連接其它汽車(chē)電子設(shè)備，該總線有可接多達(dá)400個(gè)設(shè)備節(jié)點(diǎn)的容量，通信速率也非常高。 測(cè)試結(jié)果編碼后采用雙線差分方式輸出，提高了信號(hào)傳輸?shù)目垢蓴_性。全硬件方式實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能，既降低了用戶的開(kāi)發(fā)難度，更對(duì)系統(tǒng)性能有了顯著的提高。 報(bào)警信號(hào)編碼輸出，報(bào)警信號(hào)包括：各探頭檢測(cè)到的障礙物距離危險(xiǎn)等級(jí)信號(hào)、最近障礙物方位信號(hào)、最近障礙物距離信號(hào)及附加消息；216。 具有防聲波衍射誤報(bào)處理，提高報(bào)警信號(hào)的準(zhǔn)確性；216。 帶防扒車(chē)報(bào)警功能；216。 米， 米。若前一探頭在本工作周期內(nèi)沒(méi)有接收到返回的超聲波信號(hào)，則芯片也轉(zhuǎn)入控制下一個(gè)探頭的工作。根據(jù)聲波衍射的特性，GM3101 可以對(duì)衍射聲波進(jìn)行識(shí)別，消除了聲波衍射誤報(bào)警情況。與防聲波衍射處理一樣，芯片忽略掉無(wú)效反射波后會(huì)繼續(xù)等待在本工作周期內(nèi)是否有有效反射波，有則進(jìn)行處理，沒(méi)有則轉(zhuǎn)入下一探頭的驅(qū)動(dòng)。反之，當(dāng)忽略門(mén)限達(dá)到最高時(shí)，對(duì)于一些較大的物體也會(huì)忽略，靈敏度也變得最低。GM3101能夠針對(duì)這種情況進(jìn)行識(shí)別和處理。但是如果探頭一和探頭四的檢測(cè)距離變化超過(guò)芯片設(shè)定的允許范圍，則馬上回到正常檢測(cè)的狀態(tài)機(jī)模式，待兩側(cè)或某一邊的距離再次恒定后又轉(zhuǎn)到環(huán)境適應(yīng)模式下。如果整個(gè)檢測(cè)周期內(nèi)都沒(méi)有檢測(cè)到物體，則不輸出任何報(bào)警信號(hào)。報(bào)警輸出信號(hào)采用標(biāo)準(zhǔn)異步傳輸格式，數(shù)據(jù)傳輸?shù)牟ㄌ芈蕿?800bps。探測(cè)到障礙物的距離減小。 12VDC 電源輸入電路，X1接的是汽車(chē)上的電源，C32為濾波電容，L2為10mH的扼流圈，它們的作用都是為了抑制交流雜波進(jìn)入12V電源，保證12V電源的純凈。GM3101要求5V的模擬電源紋波小于100mV，所以要求在電源部分做適當(dāng)?shù)奶幚?。同理，芯片?6腳為數(shù)字電源輸入端（DVDD），CC6電容盡量靠近26腳端口。中周的主要參數(shù)為：匝數(shù)比n1:n2 =1:177。 峰值檢測(cè)電路圖除了余振屏蔽電路為芯片內(nèi)部電路，其他所有的元器件全部外接。通過(guò)對(duì)電容C21的充放電，完成信號(hào)的峰值檢測(cè)，在F8 端輸出。芯片 RXD、TXD信號(hào)可直接輸入單片機(jī)或通過(guò)光耦與單片機(jī)連接。 自身功耗低，最大功耗200uA，總線電壓30V；216。 同時(shí)掛接256個(gè)設(shè)備，通訊距離可達(dá)2000m；216。 工作溫度：40 ~ +85℃。 隔離通訊接口 CMT100總線主機(jī)芯片（1） CMT100功能特征CMT100是 CMBUS總線控制端通訊專(zhuān)用集成電路， 完成數(shù)字通訊的調(diào)制解調(diào)、總線控制、總線電源供給、總線故障檢測(cè)功能。 應(yīng)用簡(jiǎn)單，布線方便；216。 可以遠(yuǎn)程提供電源，最大電流達(dá)500mA； CMT100引腳封裝216。 TXD接MCU異步通訊發(fā)送口，RXD接MCU異步通訊接收口，T/R為收發(fā)控制，F(xiàn)0為總線故障輸入。芯片采用多電平直接模擬量存儲(chǔ)技術(shù)，每個(gè)采樣值直接存貯在片內(nèi)閃爍存貯器中，因此能夠非常真實(shí)、自然地再現(xiàn)語(yǔ)音、音樂(lè)、音調(diào)和效果聲，避免了一般固體錄音電路因量化和壓縮造成的量化噪聲和“金屬聲”。單片機(jī)的 接ISD4004的片選引腳SS，控制ISD4004是否選通； ISD4004的串行輸入引腳MOSI，從該引腳讀入放音的地址； MISO；；，用于選擇錄音或者放音；，用來(lái)對(duì)ISD4004進(jìn)行復(fù)位； 接AN按鈕，按下時(shí)ISD4004開(kāi)始工作； (INT1) 接ISD4004的中斷引腳INT。 語(yǔ)音報(bào)警電路 系統(tǒng)電路解析及工作原理，在本次設(shè)計(jì)研究中的倒車(chē)?yán)走_(dá)系統(tǒng)主要由上位機(jī)和下位機(jī)兩部分組成，通過(guò)總線完成上位機(jī)與下位機(jī)的通信，在總線上沒(méi)有擴(kuò)展到其它汽車(chē)電子設(shè)備，下面就分別針對(duì)上、下位機(jī)的電路框圖做具體分析。該芯片工作在多通道模式下時(shí)，子串口能主動(dòng)響應(yīng)從機(jī)發(fā)送的數(shù)據(jù)，并由母串口發(fā)送給主機(jī)，同時(shí)返回子串口地址。內(nèi)部集成MAX810專(zhuān)用復(fù)位電路。 ISP（在系統(tǒng)可編程）/IAP（在應(yīng)用可編程），無(wú)需專(zhuān)用編程器，無(wú)需專(zhuān)用仿真器；可通過(guò)串口（）直接下載用戶程序，數(shù)秒即可完成一片；216。 2個(gè)時(shí)鐘輸出口，；216。上位機(jī)程序下載電路采用ISP串口下載。 接收信號(hào)由REVINI輸入，RCRC2 接1000P電容于接收信號(hào)解調(diào)振蕩。這樣才能避免發(fā)送接收轉(zhuǎn)換時(shí)雜波信號(hào)的干擾。這種突破性的E2PROM存儲(chǔ)方法可以將模擬數(shù)據(jù)直接寫(xiě)入單個(gè)存儲(chǔ)單元，而不需要A/D或D/A轉(zhuǎn)換。段 號(hào)01234語(yǔ) 音左側(cè)右側(cè)左后右后倒車(chē)安全首地址0020H0040H0060H0080H00A0H段 號(hào)56789語(yǔ) 音倒車(chē)小心倒車(chē)危險(xiǎn)緊急制動(dòng)安全非常危險(xiǎn)，有人扒車(chē)首地址00C0H00E0H0100H0120H0140H編程時(shí)，可將每一段語(yǔ)音的首地址集合起來(lái)，編成地址表存放到AT89S51中。（3） LCD顯示LCD模塊負(fù)責(zé)顯示最近障礙物距離，并動(dòng)態(tài)顯示一輛小車(chē)和超聲波模擬波形。下位機(jī)接收來(lái)自CMT001通信模塊的數(shù)據(jù)，根據(jù)擬定的通信協(xié)議接收八字節(jié)的數(shù)據(jù)幀，然后對(duì)該數(shù)據(jù)幀進(jìn)行幀校驗(yàn)，正確則對(duì)它進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，把相關(guān)數(shù)據(jù)輸出顯示，根據(jù)警報(bào)級(jí)別讓蜂鳴器發(fā)出警報(bào)。雷達(dá)模塊對(duì)四個(gè)超聲波傳感器所檢測(cè)到的距離進(jìn)行比較，最后模塊輸出數(shù)據(jù)最小的距離，輸出的數(shù)據(jù)格式在第四章中有詳細(xì)分析。至此，本設(shè)計(jì)的各功能均是為駕駛員了解車(chē)后情況設(shè)置的，同時(shí)引用的新型總線等是為以后對(duì)實(shí)現(xiàn)汽車(chē)電器網(wǎng)絡(luò)化提供了條件。我們實(shí)驗(yàn)進(jìn)行的就是手工焊接，其質(zhì)量的好壞取決于四個(gè)方面的條件：焊接工具，焊料，焊劑和焊接技術(shù)。 調(diào)試過(guò)程及方法實(shí)驗(yàn)焊接完畢后根據(jù)設(shè)計(jì)線路圖進(jìn)行調(diào)試，以便檢測(cè)其實(shí)際的性能。通電觀察：把經(jīng)過(guò)準(zhǔn)確測(cè)量的電源電壓加入電路，但暫不接入信號(hào)源信號(hào)。但由于仿真器和編程器價(jià)格昂貴，在本系統(tǒng)調(diào)試過(guò)程中我采用了在線編程ISP下載程序進(jìn)行調(diào)試。系統(tǒng)上電后，上位機(jī)中雷達(dá)模塊檢測(cè)距離并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，最后模塊輸出最小距離。每字節(jié)含8位二進(jìn)制碼，傳輸時(shí)加上一個(gè)起始位“0”和一個(gè)停止位“1”共10位。為了解決可靠性，通信系統(tǒng)都采用了差錯(cuò)控制。 上位機(jī)軟件設(shè)計(jì) 上位機(jī)程序主流程圖上位機(jī)主要完成的任務(wù)是：利用雷達(dá)模塊測(cè)距，控制中心（單片機(jī)）接收雷達(dá)模塊發(fā)送出來(lái)的數(shù)據(jù)并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較后根據(jù)通信協(xié)議通過(guò)總線發(fā)送到下位機(jī)。初始化STC12C5A60S2滿足發(fā)送條件？初始化GM8123YESNO調(diào)用接收數(shù)據(jù)子程序雷達(dá)模塊有數(shù)據(jù)輸出？YESNO開(kāi)始調(diào)用發(fā)送數(shù)據(jù)子程序 上位機(jī)程序主流程圖 雷達(dá)模塊程序設(shè)計(jì)雷達(dá)模塊是以成都國(guó)騰微電子公司生產(chǎn)的GM3101倒車(chē)?yán)走_(dá)專(zhuān)用控制芯片為核心的電路，GM3101芯片是用純硬件方式實(shí)現(xiàn)倒車(chē)?yán)走_(dá)主機(jī)功能，將倒車(chē)?yán)走_(dá)需要的主要元件都集成在了單一芯片中，提高了集成度，并且不需要軟件編程，從而降低了設(shè)計(jì)難度。第一個(gè)字節(jié)：第一字節(jié)高四位為起始標(biāo)志，用于說(shuō)明此報(bào)警數(shù)據(jù)是倒車(chē)模式下的數(shù)據(jù)還是扒車(chē)模式下的數(shù)據(jù)，倒車(chē)模式是“0101”，扒車(chē)模式是“1010”。例如第二字節(jié)數(shù)據(jù)為“10010000”，表示第一個(gè)探頭檢測(cè)到危險(xiǎn)狀態(tài)，第二個(gè)探頭檢測(cè)到警告狀態(tài)，第三和第四個(gè)探頭為安全狀態(tài)。其中利用定時(shí)\計(jì)數(shù)器T0的中斷來(lái)計(jì)算串口0的接收超時(shí)，因?yàn)槔走_(dá)模塊發(fā)送數(shù)據(jù)的周期為80ms，發(fā)送數(shù)據(jù)大小為三個(gè)字節(jié)，波特率為4800bps，三個(gè)字節(jié)是連續(xù)發(fā)送，計(jì)算下來(lái)相鄰字節(jié)之間接收相差20ms，可判定沒(méi)有接收完整三字節(jié)數(shù)據(jù)，定義為超時(shí)，清空接收數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，等待接收下一次數(shù)據(jù)。下面的子程序流程圖沒(méi)有分別針對(duì)兩個(gè)發(fā)送就緒標(biāo)志位而作圖，作了一個(gè)通用的流程圖。中斷標(biāo)志RI＝1？接收計(jì)數(shù)標(biāo)志CNT＝0？CNT＝1？CNT＝7？幀頭正確？地址正確?CNT=0存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，CNT++CRC正確？存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，CNT++數(shù)據(jù)READY=1NONONOYESYESNOYESNONOYESYESRI=0開(kāi)始返回YESNO AT89S51串口接收數(shù)據(jù)程序流程圖 LCD液晶顯示程序設(shè)計(jì)LCD模塊負(fù)責(zé)顯示最近障礙物距離，并動(dòng)態(tài)顯示一輛小汽車(chē)與超聲波發(fā)射波形，既形象又直觀。但在開(kāi)始使用時(shí)，駕駛員應(yīng)下車(chē)觀察實(shí)際情況與測(cè)量情況有無(wú)太大偏差。根據(jù)實(shí)際情況在系統(tǒng)軟件調(diào)試中采用了ISP下載程序調(diào)試（具體ISP下載見(jiàn)第三章所述），改正程序后直接燒錄進(jìn)單片機(jī)看運(yùn)行結(jié)果，不正確繼續(xù)修改再燒錄程序。216。 本系統(tǒng)使用的是總線傳輸，但只是用在倒車(chē)?yán)走_(dá)測(cè)距報(bào)警系統(tǒng)中，為了節(jié)省成本，也可考慮上位機(jī)與下位機(jī)采用無(wú)線通信，安裝在車(chē)尾的上位機(jī)接收到數(shù)據(jù)，然后通過(guò)無(wú)線發(fā)送模塊發(fā)送數(shù)據(jù)，安裝在駕駛室的下位機(jī)通過(guò)無(wú)線接收模塊接收到數(shù)據(jù)并顯示出來(lái)。本課題概括地說(shuō)，完成以下幾項(xiàng)工作：216。選用Atmel公司的AT89S51單片機(jī)為從機(jī)的控制芯片，進(jìn)行接收、報(bào)警和顯示控制。 編寫(xiě)各模塊子程序，并用KeilC51軟件和Proteus軟件進(jìn)行軟件調(diào)試和仿真；