【文章內(nèi)容簡介】 角β或高度H。如圖所示：雷達經(jīng)天線向空間發(fā)射一定重復周期高脈沖，如果遇到目標則由目標反射回來的反射波將滯后于發(fā)射的高頻脈沖一個時間差Tr和一個頻移（多普勒頻移）Fa。根據(jù)雷達可以測定的這兩個數(shù)據(jù)，就可依據(jù)以下公式斷定目標的位置： R=CTr/2 Fa=2Vr/λ式中，R目標到雷達的距離，單位為m； C光速， Tr電波往返于雷達與目標之間的時間間隔，單位為s； Fa多普勒頻移，單位為m/s； λ雷達工作波長，單位為m； Vr雷達與目標之間的相對速度，單位為m/s。而雷達在方位角方向移動，根據(jù)天線波束的指向，可以確定方位角α；同理，根據(jù)雷達天線在仰角方向轉動，可以確定仰角β。 激光雷達傳感器采用標準數(shù)據(jù)RS232接口，工作電壓在5V9V。第三章 系統(tǒng)各個模塊的介紹 單片機的選擇及介紹單片機采用freescale公司的MC9S12C32，這款芯片與其他單片機最大的不同在于，它有CAN總線控制引腳，可以通過CAN收發(fā)模塊與汽車CAN總線之間進行通信，從而實現(xiàn)緊急剎車的功能。MC9S12C32具有SPI四線同步雙向串行總線，以主從方式工作，該接口一般使用4條線：串行時鐘線（SCLK）、主機輸入/從機輸出數(shù)據(jù)線MISO、主機輸出/從機輸入數(shù)據(jù)線MOSI和低電平有效的從機選擇線CS。MOSI– SPI 總線主機輸出/ 從機輸入；MISO– SPI 總線主機輸入/ 從機輸出；SCLK – 時鐘信號，由主設備產(chǎn)生；CS – 從設備使能信號，由主設備控制，有的IC此pin腳叫SS。同時，MC9S12C32還擁有SCI串行通信接口，有兩個I/O引腳：SCI TXD和SCI RXD，通過對一個16位的波特率選擇寄存器編程，可以得到65000種不同的速率，具有18位的可編程數(shù)據(jù)位，長度為1位或2位的可編程停止位，其內(nèi)部能產(chǎn)生串行時鐘，SCI接口采用半雙工或全雙工工作方式，具有雙緩接收和發(fā)送功能，發(fā)送和接收操作均可通過中斷或查詢操作進行。MC9S12C32還具有CAN控制器功能，通過RXCAN和TXCAN兩個引腳可以實現(xiàn)與CAN總線的通信,芯片的PW引腳可以輸出PWM波，控制輸出電壓的頻率。中央電源由VDDA或者VSSA管腳供給，采用標準5V的I/O引腳，這些標準引腳被分類為I/O接口管腳，模擬信號輸入，BKGD和RESET管腳。這些管腳的內(nèi)部結構都是一致的，然而，有些功能可以被禁止。比如，模擬信號輸入到輸出驅動管腳上，上拉電阻和下拉電阻被永久禁止。模擬參考引腳，這組管腳由VRH 和VRL 管腳組成。振蕩器管腳，XFC, EXTAL, XTAL管腳組成振蕩器管腳，由VDDPLL管腳供電。測試引腳TEST僅用于生產(chǎn)測試用。 通信模塊 由于激光雷達傳感器數(shù)據(jù)端口是RS232接口，不能與單片機直接相連,在單片機和激光雷達傳感器之間需要加一個通信模塊。激光傳感器與單片機之間的通信模塊采用MAX232，MAX232芯片是美信公司專門為電腦的RS232標準串口設計的接口電路,使用+5v單電源供電。內(nèi)部結構基本可分三個部分：第一部分是電荷泵電路。由6腳和4只電容構成。功能是產(chǎn)生+12v和12v兩個電源，提供給RS232串口電平的需要。第二部分是數(shù)據(jù)轉換通道。由11114腳構成兩個數(shù)據(jù)通道。其中13腳（R1IN）、12腳（R1OUT）、11腳（T1IN）、14腳（T1OUT）為第一數(shù)據(jù)通道。8腳（R2IN）、9腳（R2OUT）、10腳（T2IN）、7腳（T2OUT）為第二數(shù)據(jù)通道。TTL/CMOS數(shù)據(jù)從T1IN、T2IN輸入轉換成RS232數(shù)據(jù)從T1OUT、T2OUT送到電腦DB9插頭；DB9插頭的RS232數(shù)據(jù)從R1IN、R2IN輸入轉換成TTL/CMOS數(shù)據(jù)后從R1OUT、R2OUT輸出。第三部分是供電。15腳GND、16腳VCC（+5v）。 如圖，加上MAX232通信模塊之后，可以提供一個RS232數(shù)據(jù)接口，與激光雷達傳感器相連。 CAN總線 CAN總線的介紹CAN是控制器局域網(wǎng)絡(Controller Area Network, CAN)的簡稱，是由研發(fā)和生產(chǎn)汽車電子產(chǎn)品著稱的德國BOSCH公司開發(fā)了的，并最終成為國際標準（ISO11898）。是國際上應用最廣泛的現(xiàn)場總線之一。最初CAN 被設計作為汽車環(huán)境中的微控制器通訊，在車載各電子控制裝置ECU 之間交換信息，形成汽車電子控制網(wǎng)絡。比如發(fā)動機管理、系統(tǒng)變速箱控制器、儀表裝備、電子主干系統(tǒng)中，均嵌入CAN 控制裝置。一個由CAN 總線構成的單一網(wǎng)絡中，理論上可以掛接無數(shù)個節(jié)點。實際應用中，節(jié)點數(shù)目受網(wǎng)絡硬件的電氣特性所限制。例如當使用Philips P82C250 作為CAN 收發(fā)器時，同一網(wǎng)絡中允許掛接110 個節(jié)點。CAN 可提供高達1Mbit/s 的數(shù)據(jù)傳輸速率，這使實時控制變得非常容易，另外硬件的錯誤檢定特性也增強了CAN 的抗電磁干擾能力。CAN 是一種多主方式的串行通訊總線?；驹O計規(guī)范要求有高的位速率，高抗電磁干擾性，而且能夠檢測出產(chǎn)生的任何錯誤。當信號傳輸距離達到10Km 時，CAN 仍可提供高達50Kbit/s 的數(shù)據(jù)傳輸速率。由于CAN 總線具有很高的實時性能，因此CAN 已經(jīng)在汽車工業(yè)、航空工業(yè)、工業(yè)控制安全防護等領域中得到了廣泛應用。CAN通訊協(xié)議定義了兩種CAN格式，即標準格式和擴展格式。在標準格式CAN 的報文中，標志符長度是11 位；而在擴展格式CAN 的報文中，標志符長度可達29 位。CAN 能夠使用多種物理介質(zhì)，例如雙絞線、光纖等，最常用的就是雙絞線，信號使用差分電壓傳送。兩條信號線被稱為CAN_H 和CAN_L， 左右，此時狀態(tài)表示為邏輯1， 也可以叫做隱性。用CAN_H 比CAN_L 高表示邏輯0， 稱為顯性，此時通常電壓值為CAN_H = 和CAN_L= 。CAN 具有十分優(yōu)越的特點，使人們樂于選擇。這些特性包括：低成本極高的總線利用率很遠的數(shù)據(jù)傳輸距離(長達10Km)高速的數(shù)據(jù)傳輸速率高達1Mbit/s可根據(jù)報文的ID 決定接收或屏蔽該報文可靠的錯誤處理和檢錯機制發(fā)送的信息遭到破壞后可自動重發(fā)節(jié)點在錯誤嚴重的情況下具有自動退出總線的功能報文不包含源地址或目標地址僅用標志符來指示功能信息優(yōu)先級信息 CAN總線收發(fā)模塊PCA82C250 是CAN 協(xié)議控制器和物理總線間的接口，它主要是為汽車中高速通訊（高達1Mbps）應用而設計。此器件對總線提供差動發(fā)送能力，對CAN 控制器提供差動接收能力，完全符合“ISO11898”標準。其引腳圖如下所示：符號管腳功能描述TXD1發(fā)送數(shù)據(jù)輸入GND2接地Vcc3電源電壓RXD4接收數(shù)據(jù)輸出Vref5參考電壓輸出CANL6低電平CAN電壓輸入/輸出CANH7高電平CAN電壓輸入/輸出Rs8斜率電阻輸入 CAN總線的抗干擾為了增強CAN 總線節(jié)點的抗干擾能力，MC9S12C32 的TXCAN 和RXCAN 并不是直接與82C250 的TXD 和RXD 相連，而是通過高速光耦6N137 后與82C250 相連，這樣就很好的實現(xiàn)了總線上各CAN 節(jié)點間的電氣隔離。6N137光耦合器是一款用于單通道的高速光耦合器，其內(nèi)部有一個850 nm波長AlGaAs LED和一個集成檢測器組成，其檢測器由一個光敏二極管、高增益線性運放及一個肖特基鉗位的集電極開路的三極管組成。具有溫度、電流和電壓補償功能，