【文章內(nèi)容簡介】 %或24V177。10%。 超聲波傳感器超聲波發(fā)射器向某一方句發(fā)射超聲波，在發(fā)射時刻的同時開始計時，超聲波在窄氣中傳播，途中碰到障礙物就立即返回來，超聲波接收器收到反射波就立即停止計時，超聲波在空氣中傳播的速度為340m / S，根據(jù)計時時間t:，就可以計算出發(fā)射點距障礙物的距離s，即s=340 X t/2 〔1)這就是時間l差測距法。本系統(tǒng)就是利用單片機控制超聲波發(fā)射器發(fā)射超盧波脈沖，同時利用單片機中的計數(shù)器開始計時。超聲波達到后面的障礙物就會反射回來，接收裝置接收到回波信號后由外部比較電路產(chǎn)生高電平使單片機產(chǎn)生外部中斷。單片機運行中斷服務子程序(ISR〕計算出距離，并傳送給LCD顯示給司機，同時，程序內(nèi)還有比較模塊，若車距小于5m，則顯示所測量的距離的同時單片機輸出一個高電平使蜂鳴器報警，若車距大于5m，則顯示U。蜂鳴器不報警，這樣以聲光兩種方式可靠地內(nèi)司機給出報警信息，來保證倒車或行車的安全。 超聲波測距簡圖 （ 超聲波測距公式） 超聲波測距的算法設計： 超聲波在空氣中傳播速度為每秒鐘340米(15℃時)。X2聲波返同的時刻，X1是聲波發(fā)聲的時刻，X2X1得出的是一個時間差的絕對值，假定X2X1=0. 01S，則有(340 ) \2=1. 7。3 系統(tǒng)的硬件設計本倒車雷達主要用來顯示汽車后面的情景己經(jīng)測量和障礙物之間的距離。整個設計主要由MSP430單片機、超聲波發(fā)生模塊、超聲波接受模塊、視頻采集模塊、LCD顯示模塊以及語音報警模塊組成。單片機外圍擴展一系列功能模塊如LCD, USB接口等，USB主機接口，連接攝像頭模塊采集視頻圖像信息系統(tǒng)，結合ARM處理器實現(xiàn)視頻/圖像的采集、壓縮，并將采集后的數(shù)據(jù)發(fā)送到接收端(視頻處理中心)，并通過LCD顯示出來。超聲波發(fā)射電路超聲波接收電路MSP430單片機電源電路顯示與報警電路 硬件框圖 MSP430單片機 單片機是整個邏輯系統(tǒng)的核心。主要負責控制整個測距流程，使各個模塊協(xié)調(diào)工作，并進行數(shù)據(jù)處理得出距離值，最后在液晶顯示屏上顯示出距離值。 MSP430系列是一個16位的、具有精簡指令集的、超低功耗的混合型單片機，由于它具有極低的功耗、豐富的片內(nèi)外設和方便靈活的開發(fā)手段，已成為眾多單片機系列中一顆耀眼的新星，特別適合應用在電池供電便攜式設備及手持設備中。根據(jù)系統(tǒng)指標要求，本課題采用美國IT工公司的MSP430F437單片機。其主要特點如下::~；39。: 一活動模式:1MHz, 。 一等待模式:。一關閉模式(RAM保持):；:。，125ns:指令時間周期。、采樣保持和自動草廟特性的12位A/D轉換器::定時器A和定時器B。:(USART)，軟件選擇異步UART或者同步SPI接口。:，無需外部編程電壓，可編程的安全絡絲代碼保護。核心板是一個單片機系統(tǒng)正常運行所需要的核心電路及其外圍線路，它主要包括主控制器、復位電路、時鐘電路、電源電路、Flash等。與常用的51系列單片機相比，MSP430系列單一片機功能強大、功耗低、集成度高，其主要缺點是價格略高。為得到合適的性價比，選擇T1公司早期生產(chǎn)的MSP430F1101，這種型號的單片機價格較低，功能雖然并不強大，但足以滿足本系統(tǒng)要求。F1101的不足之處主要在于沒有液晶驅動，選擇價格合理的液晶顯示驅動芯片HT1621便可解決這一問題。系統(tǒng)硬件電路以MSP430F 1101單片機為核心，其主要由超聲波發(fā)射電路、超聲波接收電路、電源電路與報警電路等組成。超聲波發(fā)射電路超聲波接收電路MSP430單片機電源電路顯示與報警電路 系統(tǒng)框圖 在該系統(tǒng)中硬件平臺中需要使用3種電壓，,存儲器和外部I/, 。本系統(tǒng)采用寬電平輸出，通過DCDC轉換器來實現(xiàn)多個電平輸出。再次選用LM317集成穩(wěn)壓電路，它是常用的可調(diào)集成穩(wěn)壓器，,輸出電壓范圍為1. 25~37V。2腳之間為1. 25V電壓基準。為保證穩(wěn)壓器的輸出性能，RI應小于240歐姆。改變R2阻值即可調(diào)整穩(wěn)壓電壓值。DD2用于保護，U。=(I+R2\R1〕*。 電源電路復位對于一個系統(tǒng)相當重要，復位電路主要完成系統(tǒng)的上電復位和系統(tǒng)在運行時用戶的按鍵復位功能。復位電路可以由簡單的RC復位電路，經(jīng)使用證明，其復位邏輯是可靠的。 復位電路 該復位電路的工作原理如下:在系統(tǒng)上電時，通過電阻R1向電容C1充電，當C1兩端的電壓未達到高電平的門限電壓時，nRESET端輸出為高電平，系統(tǒng)處于正常下作狀態(tài)。當用戶按下按鍵S1時，C1兩端的電荷被釋放掉，nRESET端輸出為低電平，系統(tǒng)進入復位狀態(tài)，再重復以上的充電過程，系統(tǒng)進入正常工作狀態(tài)。 為保證系統(tǒng)有效復位，必須合理選擇R1和c1的參數(shù)，以調(diào)整復位狀態(tài)的時間。對于S3C2410X來說，在系統(tǒng)上電后nRESET端必須保持低電平至少4個MCLK周期。兩級非門電路用于按鈕去抖動和波形整形。，基于途中所選參數(shù)的復位電路其復位邏輯是可靠的。時鐘電路用于向CPU及其他電路提供工作始終。需要兩路始終輸入:一路是CPU工作時鐘輸入；另一路提供給實時時鐘RTC電路。根據(jù)最高工作頻率以及PLL電路的工作方式，經(jīng)內(nèi)部PLL倍頻到180MHz，同時片內(nèi)兼有信號放大和提純的功能。因此，系統(tǒng)可以以較低的外部時鐘信號獲得較高的工作頻率，以降低因高速開關時鐘所造成的高頻噪音。 實時時鐘輸入電路原理圖內(nèi)核提供了32位的地址總線，可以訪問4G（2）的線性地空間，而S3C2410的內(nèi)部地址總線是30bit (HADDR[29:0]),能夠訪問的最大外部地址空問是2的30次方，即1G的地址空間0*00000000~0*3FFFFFFFF，可見S3C2410僅利用了系統(tǒng)的32位地址總線的低30位，并且是一一對應相連的。S3C2410將1G的外部地址空間分成了8個存儲器組，每個組的大小為128M，其中6個用于ROM、SRAM等存儲器，2個用于ROM,SRAM,SDRAM等存儲器。基于芯片體積及成本的考慮，當S3C2410對外尋址時，采用了部分譯碼的方式，即低位地址線用于外圍存儲器的片內(nèi)尋址，而高位地址線用于外圍存儲器的片外尋址。由于每個存儲器組的起始地址及空間大小固定，對于系統(tǒng)要訪問的任意外部地址，S3C2410可以方便地利用內(nèi)部地址總線的高3位HADDR[29:27]來選擇該地址屬于哪一個存儲器組(Bank)，從而激活相應的Bank選擇信號，并且使用外部地址總線A[26:0]來實現(xiàn)相應Bank的內(nèi)部尋址，尋址范圍為128M，從而使得其外圍地址訪問空間為1GB。S3C2410正是通過這種機制來完成外部地址空的尋址全過程。 倒車雷達的設計由五部分組成:超聲波發(fā)生模塊、超聲波接受模塊、攝像頭視頻采集系統(tǒng)、LCD顯示模塊、語音報警系統(tǒng)。 超聲波發(fā)送模塊超聲波接收模塊驅動電路攝像頭采集放大整形MSP430單片機顯示模塊語音報警 系統(tǒng)的總體設計 各模塊完成的具體任務如下:(1)測距系統(tǒng):由超聲波發(fā)生模塊、超聲波接受模塊、單片機控制系統(tǒng)組成，用來測量汽車與障礙物之問的距離。(2)顯示報警系統(tǒng):主要由usb攝像頭、控制系統(tǒng)、顯示模塊和語音報警組成，用來顯示車后和車側面的一詳細情景并通過彩色液晶顯示，同時通過語音提示報警。(3)控制系統(tǒng):是本系統(tǒng)的核心，采用MSP430單片機，控制整個系統(tǒng)的運行，對各種接口電路進行控制。MSP430單片機通過串口輸出脈沖控制555振蕩器工作，發(fā)生超聲波。同時計時，當發(fā)生的超聲波碰到障礙物發(fā)射回來，此時超聲波接收模塊接收信號，通過放大處理后，傳送給系統(tǒng)，從而計算出障礙物與汽車直接的距離，并根據(jù)計算出的距離由軟件系統(tǒng)進行判斷，對駕駛員進行語音提示。同時，主控芯片進行攝像頭的視頻采集并通過LCD顯示出來。，經(jīng)過觸發(fā)器的電壓提升和脈寬控制輸出頻率不變、高電平寬度為160us的方波，方波周期為40ms 。 此脈沖信號作為555振蕩器的置位脈沖。在置位期間，555定時產(chǎn)生40kHz的振蕩信號，由超聲波發(fā)射頭T40K將電信號轉化成超聲波發(fā)射出去。超聲發(fā)射器便發(fā)射出脈沖數(shù)為7的脈沖串(1/40kHz=0. 25ms)，超聲波發(fā)射器的聲波傳播到反射物，再由反射物反射到接收器，傳播距離為2倍測量距離，由式(1〕可知。單片機發(fā)出的脈沖信號單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器由555構成的多諧震蕩器超聲波UCMT40K 超聲波發(fā)射硬件電路 超聲波發(fā)射電路框圖 ，超聲波接收UCM—R40接收到的回波信號轉換成電壓信號，經(jīng)過兩級放大及電壓整形電路，整形后的直流電壓并不平滑，需要再加一個電容C5濾波，濾波后的電壓范圍基本穩(wěn)定，用這個電壓驅動光電藕合器件SFH65A1的發(fā)光二極管，這時光敏三極管導通，經(jīng)過一個反相器輸出電平信號，再經(jīng)過一個反相器使電平信號基木穩(wěn)定。電平信號直接輸入單片機的外部中斷入口，該高電平作為MSP430的外部中斷的中斷信號使單片機產(chǎn)生中斷，在中斷服務程序中停止計數(shù)器的計時，并計算出有關數(shù)據(jù)。 超聲波接收電路框圖本系統(tǒng)要求兩位被測距離顯示和兩種不同距離值的警報提示信息。而LED顯示電路需要多個口線支持，所以選擇既能節(jié)省口