淺談倒車雷達總體系統的硬件設計

超聲波雷達又稱泊車輔助系統，是一種利用超聲波原理，由裝載于車尾保險杠上的探頭發送超生波撞擊障礙物后， 反射此聲波探頭，從而計算出車體與障礙物之間的距離。倒車雷達主要由三部分組成：

感應器（探頭），主機，顯示設備。感應器發出和接收超聲波信號，然后將得到的信號傳輸到主機里面的電腦進行分析，再通過顯示設備顯示出來。隨著人們對汽車駕駛輔助系統易用性要求的提高，以及單片機價格不斷下降和汽車電子系統網絡化發展的要求，新型的倒車雷達都是以單片機為核心的智能測距傳感系統。本文介紹了一種基于MSP430 單片機的超聲波倒車雷達監測報警系統。

1 系統的硬件設計

本倒車雷達主要用來顯示汽車后面的情景，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，結合ARM 處理器實現視頻/圖像的采集、壓縮，并將采集后的數據發送到接收端，并通過LCD 顯示出來。

1.1 倒車雷達總體結構

倒車雷達的設計由五部分組成：超聲波發生模塊、超聲波接受模塊、攝像頭視頻采集系統、LCD 顯示模塊、語音報警系統，其總體體系結構見圖1.1.

圖2.1 超聲波測距流程圖

超聲波發射子程序的任務： 控制時基電路輸出若干個超聲波，并同時啟動T0 開始計時。在此過程中，要計時采用屏蔽中斷，開中斷等操作，避免外中斷影響該子程序的有效執行。

本系統使用一個中斷，即外部中斷INTO 是超聲波有效回送的指示信號，當中斷觸發時，可以根據時間差計算出超聲波的傳輸距離。內部定時器TO 用來計時，在發射子程序開始時，啟動T0 開始工作，而在INTO 中斷服務程序時， 停止T0 計時， 并讀取計時值用以計算距離。

距離子程序是根據MSP430 芯片計數器所提供的傳輸時間進行計算，并根據計算得出超聲波的傳輸距離。根據主程序的需要，將相關數據存入相關單元，以供主程序進行下一步處理。INTO 中斷服務程序將定時器中的值存入R1、R0 兩個寄存器中， 根據模值減去處置所得到的數值得出時間差。傳輸距離根據公式S=V*T 進行計算。目標物的距離值，也按公式計算，其中T 為測出的額計數器的計時差值，單位為us.使用該公式即可計算出目標物與汽車的距離。

3 總結

系統利用超聲波在空氣中的可傳播性，實時測得超聲波在空氣中的傳播時間和傳播速度，在將時間和速度相乘即得距離的原理，設計了一個基于MSP430 的超聲波倒車雷達監測報警系統，用于實時測得汽車尾部與障礙物的距離，通過LCD 顯示距離值，將距離值提供給司機，該系統具有成本低、非接觸、速度快、可靠性強、適應性好、操作方便，有著廣泛的應用前景。

實踐應用表明，該設計在生產應用和科學研究方面均具有一定的價值。一方面產品設計的人機界面更為人性化，司機可直接通過LCD顯示屏觀察車后的詳細狀況，不需要回頭就可以倒車，大大減少了汽車司機的工作量，避免了引導車不慎造成交通事故；另一方面系統不斷采集汽車與障礙物之間的距離， 并通過語音報警系統實時提醒司機，為我們的倒車提供了更為安全的保障，從而使我們在倒車的時候更方便快捷，同時也更為安全可靠。

編輯：hfy