基于高性能超低功耗MSP430的倒車?yán)走_(dá)系統(tǒng)設(shè)計(jì)
隨著人們對汽車輔助駕駛系統(tǒng)智能化要求的提高和汽車電子系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展,新型的倒車?yán)走_(dá)應(yīng)能夠連續(xù)測距并顯示障礙物距離,并具有通信功能,能夠把數(shù)據(jù)發(fā)送到汽車總線上去。
以往的倒車?yán)走_(dá)設(shè)計(jì)使用的元器件較多,功能也較簡單。本文介紹的基于新型高性能超低功耗單片MSP430F2274的倒車?yán)走_(dá)可以彌補(bǔ)以往產(chǎn)品的不足。
TI 公司的16位單片機(jī)MSP430F2274功耗極低,片上資源豐富,同時(shí)利用JTAG 接口技術(shù),可以對片上閃存方便的編程,便于軟件的升級,非常適合作為倒車?yán)走_(dá)系統(tǒng)的微控制器。倒車?yán)走_(dá)系統(tǒng)的框圖如圖1所示。
圖1 倒車?yán)走_(dá)系統(tǒng)框圖
電路設(shè)計(jì)
系統(tǒng)以MSP430F2274微控制器為核心,外圍電路由超聲波發(fā)射電路、超聲波接收電路、聲光報(bào)警電路、通信接口電路、鍵盤液晶顯示電路五部分組成,下面逐一介紹。
圖2 倒車?yán)走_(dá)系統(tǒng)主控電路圖
系統(tǒng)的主控電路圖如圖2所示。本系統(tǒng)中選用的MSP430F2274片內(nèi)有32Kb 閃存和1KbRAM,因此無須外擴(kuò)存儲器。外接的32.768kHz 晶振作為CPU 關(guān)閉狀態(tài)Basic-TImer 的時(shí)鐘源,同時(shí)也作為系統(tǒng)的車載時(shí)鐘使用。
超聲波發(fā)送模塊電路如圖3所示,由超聲波產(chǎn)生和發(fā)射兩部分組成。超聲波的產(chǎn)生方法有兩種:硬件發(fā)生法和軟件發(fā)生法。常用的硬件發(fā)生法常采用如下方案:超聲波由CD4011構(gòu)成的振蕩器振蕩產(chǎn)生,經(jīng)升壓變換推動超聲波換能器而發(fā)射出去,振蕩器的起振和停振由單片機(jī)來控制。本設(shè)計(jì)采用軟件發(fā)生法,因?yàn)橥ㄟ^軟件發(fā)生法既可以減少硬件的復(fù)雜程度,降低系統(tǒng)的成本,又具有靈活性強(qiáng)、容易實(shí)現(xiàn)、穩(wěn)定性好的優(yōu)點(diǎn)。本系統(tǒng)利MSP430F2274單片機(jī)的定時(shí)器功能來產(chǎn)生穩(wěn)定的PWM(40Hz)脈沖波,并通過I/O 端口P2.3輸出到超聲波發(fā)射部分。在超聲波發(fā)射電路中CD4049一共包括了6個(gè)非門,圖3 中線路僅使用了3個(gè),為了防止干擾或被靜電擊穿導(dǎo)致整個(gè)CD4049損壞,把沒有使用的那一側(cè)的3個(gè)非門串起來做接地處理。當(dāng)控制端輸出一系列固定頻率脈沖時(shí),在壓電陶瓷型超聲波發(fā)射換能器UCM-40-T 上就固定頻率的加正電壓和反電壓,發(fā)出大功率的超聲波,所得到的波形比其他方式效果更理想。
圖3 倒車?yán)走_(dá)超聲波發(fā)送模塊