基于MSP430单片机的超声波倒车雷达监测报警系统设计.pdf

基于 MSP430 单片机的超声波倒车雷达监测报警系统设计
前言
据初步调查统计,75%的汽车交通事故是由汽车倒车“后视”小良造成的。因此,许多
非职业汽车驾驶员很希望能有一种汽车倒车报警器,在倒车时不断测量汽车尾部与其后面障
碍物的距离,并随时显示其距离,在不同
的距离范围内发出不同的报警信号,以提高汽车倒车时的安伞性。增强汽车的后视能力,
尤其是增强大型、重型车辆的后视能力,对于提高行车安全,减轻司机的劳动强度和心理压
力,是十分重要的。
目前,国内外都在研究如何利用先进的技术,即汽车避撞技术,辅助汽车驾驶者对影响
公路交通安全的人、车、路环境进行实时监控,在危急情况下由系统主动干涉驾驶操纵、辅
助驾驶者进行麻急处理、防 I 卜汽车
碰撞事故的发生。随着人们对汽车驾驶辅助系统易用性要求的提高,以及单片机价格小
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 系统测距原理
超声波发射器向某一方向发射超声波,在发射时刻的同时开始计时,超声波在窄气中传
播,途中碰到障碍物就立即返回来,超声波接收器收到反射波就立即停止计时,超声波在空
气中传播的速度为 340m/S,根据计时时间 t,就可以计算出发射点距障碍物的距离 S,即
S=340×t/2 (1)
这就是时间差测距法。本系统就是利用单片机控制超声波发射器发射超卢波脉冲,同时
利用单片机中的计数器开始计时。超声波达到后面的障碍物就会反射回来,接收装氍接收到
回波信号后由外部比较电路产生高电平使单片机产生外部中断。单片机运行中断服务子程序
(ISR)计算出距离,并传送给 LCD 显示给司机,同时程序内还有比较模块,若车距小于 5 m,
则显示所测量的距离的同时单片机输出一个高电平使蜂鸣器报警,若车距大于 5m,则显示 U。
U,蜂鸣器不报警,这样以声光两种方式可靠地向司机给出报警信息,来保证倒车或行车的
安全。
2 系统硬件设计
主控制器选择及硬件组成
与常用的 5 1 系列单片机相比,MSP430 系列单片机强大、功耗低、集成度高,其主要
缺点是价格略高。为得到合适的性价比,选择 TI 公司早期生产的 MSP430F101,这种型号的
单片机价格较低,功能虽然并不强大,但足 110 以满足本系统要求。F 1的不足之处主要在
于没有液晶 162 驱动,选择价格合理的液晶最示驱动芯片 HT 1 便可解决这一问题。
系统硬件电路以 MPS430F1101 单片机为核心,所示,其主要由超声波发射电路、超声波
接收电路、电源电路与报警电路等组成。

图 1 系统硬件组成框图
超声波发射信号
超声波发射硬件电路框图如图 2 所示,单稳触发器接收来自押 S430F1101 的
输出的 40ms 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 40m s。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 40
的振荡信号,由超声波发射头 T40K 1 将电信号转化成超声波发射出去。超声发射器便发射