基于MSP430单片机的倒车雷达设计

超声波雷达又称泊车辅助系统，是一种利用超声波原理，由装载于车尾保险杠上的探头发送超生波撞击障碍物后， 反射此声波探头，从而计算出车体与障碍物之间的距离。倒车雷达主要由三部分组成：

感应器（探头），主机，显示设备。感应器发出和接收超声波信号，然后将得到的信号传输到主机里面的电脑进行分析，再通过显示设备显示出来。随着人们对汽车驾驶辅助系统易用性要求的提高，以及单片机价格不断下降和汽车电子系统网络化发展的要求，新型的倒车雷达都是以单片机为核心的智能测距传感系统。本文介绍了一种基于MSP430 单片机的超声波倒车雷达监测报警系统。

1 系统的硬件设计

本倒车雷达主要用来显示汽车后面的情景，测量和障碍物之间的距离。整个设计主要由MSP430 单片机、超声波发生模块、超声波接受模块、视频采集模块、LCD 显示模块以及语音报警模块组成。单片机外围扩展一系列功能模块如LCD、USB 接口等，USB 主机接口连接摄像头模块采集视频图像信息系统，结合ARM 处理器实现视频/图像的采集、压缩，并将采集后的数据发送到接收端，并通过LCD 显示出来。

1.1 倒车雷达总体结构

倒车雷达的设计由五部分组成：超声波发生模块、超声波接受模块、摄像头视频采集系统、LCD 显示模块、语音报警系统，其总体体系结构见图1.1.

图1.1 系统的总体设计

各模块完成的具体任务如下：

1.1.1 测距系统：由超声波发生模块、超声波接受模块、单片机控制系统组成，用来测量汽车与障碍物之间的距离。

1.1.2 显示报警系统：主要由USB 摄像头、控制系统、显示模块和语音报警组成， 用来显示车后和车侧面的详细情景并通过彩色液晶显示，同时通过语音提示报警。

1.1.3 控制系统：是本系统的核心，采用MSP430 单片机，控制整个系统的运行，对各种接口电路进行控制。

1.2 超声波发射与接收

单稳触发器接收来自S430F1101 的P1.3 端口输出的40ms 脉冲波，经过触发器的电压提升和脉宽控制输出频率不变、高电平宽度为160us 的方波，方波周期为40ms.此脉冲信号作为555 振荡器的置位脉冲。在置位期问，555 定时产生40kHz 的振荡信号，由超声波发射头T40K 将电信号转化成超声波发射出去。超声发射器便发射出脉冲数为7 个的脉冲串（1 / 40kHz=O.25ms），超声波发射器的声波传播到反射物，再由反射物反射到接收器。

超声波接收UCM-R40 接收到的回波信号转换成电压信号，经过两级放大及电压整形电路，整形后的直流电压并不平滑，需加一个电容C5 滤波，滤波后的电压范围基本稳定，用这个电压驱动光电耦合器件SFH65A-1 的发光二极管，这时光敏三极管导通，经过一个反相器输出电平信号，再经过一个反相器使电平信号基本稳定。电平信号直接输入单片机的外部中断入口，该高电平作为MSP430 的外部中断的中断信号使单片机产生中断， 在中断服务程序中停止计数器的计时，并计算出有关数据。

1.3 显示电路设计

采用实时图像视频具有直观生动、快速便捷、内容丰富的特点，便于司机及时详尽掌握周围的环境，做出准确的判断。使用USB 摄像头作为本系统的图像采集器件。选择主控芯片型号为中芯微公司的ZC301 摄像头通过USB 接口与AT91RM9200 通信，ARM 经过相应的数据处理，通过液晶屏实时显示。