前言

　　據初步調查統計，75％的汽車交通事故是由汽車倒車“后視”小良造成的。因此，許多非職業汽車駕駛員很希望能有一種汽車倒車報警器，在倒車時不斷測量汽車尾部與其后面障礙物的距離，并隨時顯示其距離，在不同

　　的距離范圍內發出不同的報警信號，以提高汽車倒車時的安傘性。增強汽車的后視能力，尤其是增強大型、重型車輛的后視能力，對于提高行車安全，減輕司機的勞動強度和心理壓力，是十分重要的。

　　目前，國內外都在研究如何利用先進的技術，即汽車避撞技術，輔助汽車駕駛者對影響公路交通安全的人、車、路環境進行實時監控，在危急情況下由系統主動干涉駕駛操縱、輔助駕駛者進行麻急處理、防I卜汽車

　　碰撞事故的發生。隨著人們對汽車駕駛輔助系統易用性要求的提高，以及單片機價格小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 系統測距原理

　　超聲波發射器向某一方向發射超聲波，在發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，根據計時時間t，就可以計算出發射點距障礙物的距離S，即

　　S=340×t／2 (1)

　　這就是時間差測距法。本系統就是利用單片機控制超聲波發射器發射超盧波脈沖，同時利用單片機中的計數器開始計時。超聲波達到后面的障礙物就會反射回來，接收裝氍接收到回波信號后由外部比較電路產生高電平使單片機產生外部中斷。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，同時程序內還有比較模塊，若車距小于5 m，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。U，蜂鳴器不報警，這樣以聲光兩種方式可靠地向司機給出報警信息，來保證倒車或行車的安全。

　　2系統硬件設計

　　2．1主控制器選擇及硬件組成

　　與常用的5 1系列單片機相比，MSP430系列單片機強大、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TI公司早期生產的MSP430F101，這種型號的單片機價格較低，功能雖然并不強大，但足110以滿足本系統要求。F 1的不足之處主要在于沒有液晶162驅動，選擇價格合理的液晶最示驅動芯片HT 1便可解決這一問題。

　　系統硬件電路以MPS430F1101單片機為核心，所示，其主要由超聲波發射電路、超聲波接收電路、電源電路與報警電路等組成。

圖1系統硬件組成框圖

　　2．2超聲波發射信號

　　超聲波發射硬件電路框圖如圖2所示，單穩觸發器接收來自押S430F1101的P1．3端口輸出的40ms觸發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40m s。此脈沖信號作為555振蕩器的置位脈沖。在置位期問，555定時產生40的振蕩信號，由超聲波發射頭T40K 1將電信號轉化成超聲波發射出去。超聲發射器便發射出脈沖數為7個的脈沖串(1／40kHz=O．25ms)，超聲波發射器的聲波傳物，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。

圖2超聲波發射硬件電路

　　2．3超聲波接收電路

　　超聲波接收電路如圖3所示，超聲波接收UCM—R40接收到的回波信號轉換成電壓信號，經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定，用這個電1壓驅動光電耦合器件SFH65A-1的發光二極管，這時光敏三極管導通，經過一個反相器輸出電平信號，再經過一個反相器使電平信號基本穩定。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生中斷，在中斷服務程序中停止計數器的計時，并計算出有關數據。

圖3超聲波接收電路

　　2．4顯示電路與報警提示設計

　　本系統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，所以選擇既能節省口線，又價格適中的液晶顯示驅動器HT1621，該芯片同時提供2kHz和4kHz的兩種音頻格出，符合系統技術要求。顯示驅動電路如圖4所示。

　　在外接32．768kHz的晶振頻率下，只需要選接HT1621的片選CS信號線(低電平有效)、寫允許WR信號線(低電有效)和串行數據輸入線DATA三根引線即可完成片選。LCD顯示器共有l0個電極，其中背電極2個、段電極8個，它們分別與HTl621的COM0～COMl及SEG0～SEG7相連。由于顯示RAM中的每一位均與一個顯示段相對應，僅需按照命令格式，依次向顯示RAM中寫入決定顯示段的段碼，即可實現LCD顯示驅動。HT1621工作電壓選擇和單片機一致的2．5V經過汽車電瓶電壓12V經過GM6639降壓得到。

圖4 HTl621與單片機接線圖

　　1將 圖4 HTl621與單片機接線圖

　　由于HTl621芯片提供了兩種音頻輸出BZ和BZ(有效)，在兩個音頻輸出并接在一個或門電路上由程序控制在不同的距離范圍內選通不同的音頻輸出，這樣可根據不同的距離發出不同的報警提示。

　　2．5系統主程序設計

　　超盧波倒車雷達監測報警系統測距系統軟件主要完成三個任務：

　　(1)Timer—A發送定時40ms的脈沖波，并在每一個脈沖發射的同時啟動計數器，給比較單元CCRO賦初值；

　　(2)當有外部中斷時，進入中斷服務予程序，如果此中斷到來之前計數器無溢出，則停止計算，進入數據處理單元。如果中斷到來前計數器有溢出則進入出錯管理，屏蔽一個中斷源，累計測量次數自加一；

　　(3)用單片機控制液晶驅動HT162l，計算得到的距離值，通過串行傳輸方式送給顯示芯片，并比較其大小，當距離在小于0．5m時選通BZ(4knz音頻輸出)離小于2m時選通BZ(2kHz音頻輸出)。

　　3總結

　　系統利用超聲波在空氣中的可傳播性，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，該系統最大測量距離是6．5m，精確度是I5cm，它具有成本低、非接觸、速度快、精度高、可靠性強、適應性好、操作方便，有著廣泛的應用前景。