超声波倒车雷达论文答辩.ppt

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1、基于凌阳SPCE061A单片机的超声波倒车雷达系统设计班级：电子本0709班姓名：马乐学号：0732080909指导老师：张志恒2011年6月11日论文概述倒车雷达全称叫“倒车防撞雷达”，是汽车泊车安全辅助装置，能以声音或者更为直观的显示告知驾驶员周围障碍物的情况，解除了驾驶员泊车和启动车辆时前后左右探视所引起的困扰，并帮助驾驶员扫除视野的死角和视线模糊的缺陷。本文描述了一个以凌阳SPCE061A为核心，由三个超声波测距模块构成的，提供语音报警功能和液晶显示功能的超声波倒车雷达系统。系统硬件框图系统硬件框图：SPCE061A转接板

2、语音报警LED闪烁报警LCD显示模块超声波测距模块超声波测距模块超声波测距模块系统硬件设计系统硬件主要有以下几个部分：1.SPCE061A精简开发板：①.SPCE061A最小系统②.电源模块③.放音模块2.超声波测距模块电路：①.超声波谐振频率调理电路②.超声波回波信号处理电路③.模组电源接口选择电路④.超声波测距模式选择电路3.转接板电路的设计①.CD4052简介②.转接板电路原理4.显示电路的设计：①.二极管闪烁报警电路②.LCD显示报警电路5.各模块接口分配SPCE061A精简开发板SPCE061A最小系统SPCE061A最

3、小系统包括SPCE061A芯片及其外围基本模块，外围基本模块有：晶振输入模块（OSC）、锁相环外围电路（PLL）、复位电路（RESET）、指示灯（LED）等。有关SPCE061A单片机最小系统的各个模块都做在61板中。1.SPCEA061A最小系统：2.61板电源模块SPCE061A的内核供电电压为3.3V,而I/O端口可接3.3V也可接5V，考虑到超声波测距模块需要供电电压在4.5V以上时才能正常工作，故使用精简开发板上提供的5V电源。电源模块的电路原理图如下图所示。3.放音模块本系统中的放音模块是利用SPCE061A精简板内置

4、的2路10位精度的数/模转换器DAC将声音数字信号转换成模拟的音频信号输出。其电路原理图如下图所示。超声波测距模块超声波测距模组是为方便学生进行单片机接口方面的学习专门设计的模块，超声波测距模组可以方便地和61板连接。下图为超声波测距模组的结构框图：1.超声波谐振频率调理电路超声波谐振频率调理电路原理图如下图所示：本电路工作所需要的40KHz方波由SPCE061A提供，该信号经CD4049进行频率调理，以使超声波传感器发生谐振。从电路图可以看出CD4049是由6个非门构成的六反相缓冲器/变换器。由于超声波的传播距离与它的振幅成正比

5、，使用CD4049能使由单片机发出的振荡信号的幅度增大一倍使超声波传播距离明显的增长，测距的范围得到扩大。2.超声波回波信号处理电路超声波回波信号处理电路原理图如下图所示：由于超声波在空气中传播时，其能量的衰减程度与传播距离成正比，其接收到的回波信号的幅值的单位通常在毫伏级甚至更小，所以超声波回波信号处理电路的前级就需要提供很高的放大信号，使单片机能够正常工作。本体统采用NE5532搭配外围电路构成10000倍放大器来对接收到的信号进行放大处理。经过处理的信号输入至LM311的正端与3脚提供的基准电压相比较然后输出，若输出为低电平

6、，则说明无回波信号或信号太小，若输出为高电平，则会被SPCE061A所接收然后做数据处理。3.模组电源接口选择电路电源接口选择电路如下图所示；J7为超声波测距模组的外部电源接口，最高电压不要超过12V，J9为电源选择跳线，VCC_5即为由61板通过10PIN排线引入模组的电源；VCC即为模组的放大器、调理电路供电电源。当用户使用61板为其供电时，要把VCC与VCC_5V短接（本方案的用法）；而使用外部电源时要把VCC与VCC_IN短接。4.超声波测距模式选择电路超声波测距模式选择电路的作用是为回波信号处理电路中LM331提供电压比

7、较的基准电压，其电路原理图如下图所示：由电路图可知，该电路可为LM311提供3组不同的电压，分别对应短距离测距，中距离测距和可调测距三种不同的测距模式。转接板电路的设计本方案设计，会涉及到多路传感器选通控制，所以为了可靠地实现硬件的连接，需要制作一个利用模拟开关设计的转接板。超声波测距模组在使用时，只需要两个端口就可完成测距，一个控制超声波的发射，一个是检测超声波信号的接收信号；而在超声波测距模组中，这两个信号都为数字信号，对模拟开关的要求并不严格，所以选用CD4052作为模拟开关器件。1.CD4052简介CD4052是一个2通道

8、4选1开关，由于本系统中只有3路超声波信号，故只需要其中的一个通道即可。开关接通哪一通道，由输入的2位地址码A0、A1来决定。A1和A0的信号由单片机程序控制“/E”是禁止端，当“/E”=1时，各通道均不接通。其引脚图和真值表如下所示：2.转接板电