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PAGEPAGE3超聲波倒車雷達摘要倒車雷達又稱泊車輔助系統(tǒng)，是汽車泊車安全輔助裝置，能以聲音或者更為直觀的顯示告知駕駛員周圍障礙物的情況，解除了駕駛員泊車和起動車輛時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模糊的缺陷，提高了安全性。一般由超聲波傳感器（俗稱探頭）、控制器和顯示器等部分組成，現(xiàn)在市場上的倒車雷達大多采用超聲波測距原理，駕駛者在倒車時，啟動倒車雷達，在控制器的控制下，由裝置于車尾保險杠上的探頭發(fā)送超聲波，遇到障礙物，產(chǎn)生回波信號，傳感器接收到回波信號后經(jīng)控制器進行數(shù)據(jù)處理，判斷出障礙物的位置，由顯示器顯示距離并發(fā)出警示信號，得到及時警示，從而使駕駛者倒車時做到心中有數(shù)，使倒車變得更輕松。倒車雷達的提示方式可分為液晶、語言和聲音三種；接收方式有無線傳輸和有線傳輸?shù)?。本方案采用語音提示的方式，本文介紹了以SPCE061A單片機為核心的一種低成本、高精度、微型化，并有數(shù)字顯示和聲光報警功能的倒車雷達系統(tǒng)。利用SPCE061A單片機所具備的單芯片語音功能，外接三個超聲波測距模組，組成一個示例的倒車雷達系統(tǒng)，語音提示報警（0.35m~1.5m）范圍內(nèi)的障礙物。關(guān)鍵詞：倒車雷達超聲波單片機SPCE061A目錄第1章前言……………………1第2章實現(xiàn)功能………………2第3章核心器件簡介……………33.1SPCE061A……………33.1.1SPCE061A簡介………………43.1.2芯片特性……………………43.2SPCE061A精簡開發(fā)板…………43.3超聲波測距模組………………53.4轉(zhuǎn)接板…………9第4章系統(tǒng)總體方案…………11第5章系統(tǒng)硬件設(shè)計…………125.1SPCE061A精簡開發(fā)板電路原理……………125.1.1SPCE061最小系統(tǒng)…………125.1.2電源模板…………………125.1.3放音模板……………135.2超聲波測距模組電路原理……………………135.2.1超聲波諧振頻率發(fā)生電路、調(diào)理電路……135.2.2超聲波回波接受處理電路………………145.2.3超聲波測距模組電源接口………………145.2.4超聲波測距模式選擇跳線………………155.2.5超聲波測距模組接口……………………155.3轉(zhuǎn)接板電路………………………155.4顯示電路……………………16第6章系統(tǒng)軟件設(shè)計…………176.1超聲波測距原理……………………176.2軟件結(jié)構(gòu)……………186.3各模塊程序說明……………………186.3.1超聲波測距程序……………186.3.2語音播放程序………………226.3.3顯示刷新程序…………236.3.4主程序………………25第7章連接與操作說明………26參考文獻……………………29致謝……………30超聲波倒車雷達PAGE３１第一章前言倒車雷達又稱泊車輔助系統(tǒng)，是汽車泊車安全輔助裝置，能以聲音或者更為直觀的顯示告知駕駛員周圍障礙物的情況，解除了駕駛員泊車和起動車輛時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模糊的缺陷，提高了安全性。一般由超聲波傳感器（俗稱探頭）、控制器和顯示器等部分組成，現(xiàn)在市場上的倒車雷達大多采用超聲波測距原理，駕駛者在倒車時，啟動倒車雷達，在控制器的控制下，由裝置于車尾保險杠上的探頭發(fā)送超聲波，遇到障礙物，產(chǎn)生回波信號，傳感器接收到回波信號后經(jīng)控制器進行數(shù)據(jù)處理，判斷出障礙物的位置，由顯示器顯示距離并發(fā)出警示信號，得到及時警示，從而使駕駛者倒車時做到心中有數(shù)，使倒車變得更輕松。倒車雷達的提示方式可分為液晶、語言和聲音三種；接收方式有無線傳輸和有線傳輸?shù)?。本方案采用語音提示的方式，利用SPCE061A單片機所具備的單芯片語音功能，外接三個超聲波測距模組，組成一個示例的倒車雷達系統(tǒng)，語音提示報警（0.35m~1.5m）范圍內(nèi)的障礙物。
第二章實現(xiàn)功能利用SPCE061A單片機、三個超聲波測距模組實現(xiàn)超聲波倒車雷達，要求具有下述功能：1.可以語音提示模組探測范圍內(nèi)（0.35m~1.5m）的障礙物；2.語音提示可指明哪一個方向（或區(qū)域）有障礙物在探測范圍內(nèi)；3.利用三個LED發(fā)光二極管表示三個傳感器探測范圍內(nèi)是否有障礙物，當(dāng)在探測范圍內(nèi)有障礙物時，發(fā)光二極管以一定頻率閃爍，閃爍的頻率以距離定，距離越近頻率越高。本方案要求所有的語音資源、程序代碼都存放在一顆SPCE061A片內(nèi)Flash當(dāng)中；當(dāng)語音播報時，如檢測到左后方有障礙物，則用語音播放：“左后方”，如右后方有障礙物，則語音播方“右后方”；當(dāng)檢查到中間的傳感器探測范圍內(nèi)有障礙特時，語音播放：“后方”。而連續(xù)播放提示的間隔，要大于或等于3秒，以免過于頻繁的播報語音。第三章核心器件簡介本系統(tǒng)采用SPCE061A單片機作為主控制器，傳感器模塊采用凌陽大學(xué)計劃的“超聲波測距模組”。另外，為了使這三個傳感器模塊能夠組合在一起，并且可靠的工作，還需要一個轉(zhuǎn)接板，可以利用4052模擬開關(guān)器件制作；需要外接三個發(fā)光二極管。下面分別介紹這些模塊的特性。3.1SPCE061芯片特性3.1.1SPCE061簡介SPCE061A是凌陽科技研發(fā)生產(chǎn)的性價比很高的一款十六位單片機，具有易學(xué)易用、效率較高的一套指令系統(tǒng)和集成開發(fā)環(huán)境。在此環(huán)境中，支持標準C語言，可以實現(xiàn)C語言與凌陽匯編語言的互相調(diào)用，并且，提供了語音錄放和語音識別的庫函數(shù)，只要了解庫函數(shù)的使用，就會很容易完成語音錄放，這些都為軟件開發(fā)提供了方便的條件：SPCE061A片內(nèi)還集成了一個ICE（在線仿真電路）接口，使得對該芯片的編程、仿真都變得非常方便，而ICE接口不占用芯片上的硬件資源，結(jié)合凌陽科技提供的集成開發(fā)環(huán)境（unSPIDE），用戶可以利用它對芯片進行真實的仿真；而程序的下載（燒寫）也是通過該接口實現(xiàn)。下圖為SPCE061A單片機的內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖圖3.1SPCE061內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖3.1.2芯片特性..16位μ’nSP微處理器；..工作電壓：內(nèi)核工作電壓VDD為3.0~3.6V(CPU)，IO口工作電壓VDDH為VDD~5.5V(I/O)；..CPU時鐘：0.32MHz~49.152MHz；..內(nèi)置2K字SRAM；..內(nèi)置32K閃存ROM；..可編程音頻處理；..晶體振蕩器；..系統(tǒng)處于備用狀態(tài)下(時鐘處于停止狀態(tài))，耗電小于2μA@3.6V；..2個16位可編程定時器/計數(shù)器(可自動預(yù)置初始計數(shù)值)；..2個10位DAC(數(shù)-模轉(zhuǎn)換)輸出通道；..32位通用可編程輸入/輸出端口；..14個中斷源可來自定時器A/B，時基，2個外部時鐘源輸入，鍵喚醒；..具備觸鍵喚醒的功能；..使用凌陽音頻編碼SACM_S240方式(2.4K位/秒)，能容納210秒的語音數(shù)據(jù)；..鎖相環(huán)PLL振蕩器提供系統(tǒng)時鐘信號；..32768Hz實時時鐘；..7通道10位電壓模-數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)和單通道聲音模-數(shù)轉(zhuǎn)換器；..聲音模-數(shù)轉(zhuǎn)換器輸入通道內(nèi)置麥克風(fēng)放大器和自動增益控制(AGC)功能；..具備串行設(shè)備接口；..低電壓復(fù)位(LVR)功和低電壓監(jiān)測(LVD)功能；..內(nèi)置在線仿真(ICE，In-CircuitEmulator)接口。3.2SPCE061A精簡開發(fā)板SPCE061A精簡開發(fā)板（簡稱61板），是以凌陽16位單片機SPCE061A為核心的精簡開發(fā)－仿真－實驗板，大小相當(dāng)于一張撲克牌，是“凌陽科技大學(xué)計劃”專為大學(xué)生、電子愛好者等進行電子實習(xí)、課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計、電子制作及電子競賽所設(shè)計的，也可作為單片機項目初期研發(fā)使用。61板除了具備單片機最小系統(tǒng)電路外，還包括有電源電路、音頻電路（含MIC輸入部分和DAC音頻輸出部分）、復(fù)位電路等，采用電池供電，方便學(xué)生隨身攜帶?。。∈箤W(xué)生在掌握軟件的同時，熟悉單片機硬件的設(shè)計制作，鍛煉學(xué)生的動手能力，也為單片機學(xué)習(xí)者和開發(fā)者創(chuàng)造了一個良好的學(xué)習(xí)條件和開發(fā)新產(chǎn)品的機會！61板上有調(diào)試器接口（Probe接口）以及下載線（EZ_Probe）接口，分別可接凌陽科技的在線調(diào)試器、簡易下載線，配合unSPIDE，可方便地在板上實現(xiàn)程序的下載、在線仿真調(diào)試。61板上的主要功能模塊如下：..SPCE061A單片機最小系統(tǒng)外圍電路模塊；..電源輸入模塊；..音頻電路（包含MIC輸入、DAC音頻功放輸出）模塊；..按鍵模塊；..I/O端口接口模塊；..調(diào)試、下載接口模塊；下圖為61板的實物圖