汽車(chē)倒車(chē)雷達設計

在現代社會(huì )中，隨著(zhù)汽車(chē)的增多和停車(chē)位日趨緊張，泊車(chē)成為很多車(chē)主頭痛的問(wèn)題，這時(shí)倒車(chē)雷達就成了汽車(chē)的好助手。倒車(chē)雷達是汽車(chē)泊車(chē)安全輔助裝置，能以聲音或者更為直觀(guān)的顯示告知駕駛員周?chē)系K物的情況，解除了駕駛員泊車(chē)時(shí)前后左右探視所引起的困擾，并幫助駕駛員掃除了視野死角和視線(xiàn)模糊的缺陷，提高了倒車(chē)的安全性。本文以ATmega16作為核心處理器，采用超聲波原理測量出障礙物距車(chē)尾的垂直距離。系統電路設計合理，工作穩定，性能良好，精度高，實(shí)時(shí)檢測速度快，在未來(lái)市場(chǎng)上將有一定的實(shí)用價(jià)值。
1 超聲波測距原理
超聲測距的原理較簡(jiǎn)單，一般采用渡越時(shí)間法，將超聲傳感器安裝在汽車(chē)尾部，則障礙物距車(chē)尾的垂直距離為：

為了提高測距精度，本系統通過(guò)溫度補償的方法對傳播速度加以校正。因此只要測量超聲發(fā)射到超聲返回的時(shí)間間隔△t及環(huán)境溫度T，然后根據式(1)、式(2)即可計算出距離S。
2 系統硬件設計
本系統采用ATmega16 AVR為控制核心，外圍電路由超聲波發(fā)射電路、超聲波接收電路、溫度采集模塊、聲光報警電路、液晶顯示電路、接口電路及電源電路等部分組成。系統框圖如圖1所示。

2.1 核心控制模塊
Atmega16是Atmel公司近幾年才推向市場(chǎng)的新一代高性能、低功耗、高集成化的8位CMOS微控制器。由于其先進(jìn)的指令集以及單時(shí)鐘周期指令執行時(shí)間，加上片內32 個(gè)通用工作寄存器都直接與算術(shù)邏輯單元(ALU) 相連接，使得一條指令可以在一個(gè)時(shí)鐘周期內同時(shí)訪(fǎng)問(wèn)兩個(gè)獨立的寄存器，大大提高了代碼效率，運行速度比AT89C51高出10倍。用于邊界掃描的JTAG接口，可以對片上16 KB閃存Flash在線(xiàn)編程和調試，非常方便軟件的升級。內部集成了較大容量的存儲器和豐富強大的硬件接口電路，如定時(shí)/計數器、實(shí)時(shí)時(shí)鐘、快速PWM通道、A/D轉換器、I2C的串行接口、可編程的串行USART接口、SPI串行接口和帶片內晶振的可編程看門(mén)狗定時(shí)器以及片內的模擬比較器等，除傳感器外幾乎可以不需要其他任何元件即可構成系統，從而為本設計提供了靈活而低成本的解決方案。其主控電路如圖2所示。

2.2 超聲波發(fā)射模塊
超聲波發(fā)射電路原理圖如圖3所示。發(fā)射電路主要由施密特反向觸發(fā)器CD40106和超聲波發(fā)射換能器TCT40-10-T構成，PD6的端口輸出兩路40 kHz脈沖信號,一路經(jīng)一級反向器后送到超聲波換能器的一個(gè)電極；另一路經(jīng)兩級反向器后送到超聲波換能器的另一個(gè)電極。用這種推挽形式將脈沖信號加到超聲波換能器兩端，可以提高超聲波的發(fā)射強度。輸出端采用兩個(gè)反向器并聯(lián)，用以提高驅動(dòng)能力，所得到的波形比其他方式效果更理想。