來源：電子產(chǎn)品世界 作者：魯思慧

    摘要：主要介紹用超聲波傳感器系統(tǒng)與microchip的pic l8f8490微控制器解決汽車倒車障礙檢測系統(tǒng)方案,并對發(fā)送與接收超聲波傳感器系統(tǒng)構(gòu)成與方式及提高檢測系統(tǒng)性能作分析說明。

    關(guān)鍵詞：盲區(qū) 微控制器 超聲波傳感器 換能器

    倒車障礙檢測系統(tǒng)對盲區(qū)內(nèi)障礙物的探測

    倒車障礙檢測系統(tǒng)所采用的超聲波傳感器技術(shù)可以探測到附近的障礙物,為駕駛員提供倒車警告和輔助泊車功能,其原理是利用超聲波探測倒車路徑上或附近存在的任何障礙物,并及時(shí)發(fā)出警告。所設(shè)計(jì)的檢測系統(tǒng)可以同時(shí)提供聲光并茂的聽覺和視覺警告,其警告表示是探測到了在盲區(qū)內(nèi)障礙物的距離和方向。這樣，在狹窄的地方不管是泊車還是開車，借助倒車障礙報(bào)警檢測系統(tǒng)，駕駛員心理壓力就會減少，并可以游刃有余地采取必要的動作。而這種pic l8f8490微控制器與超聲波傳感器很便宜，并且可以用在眾多車型上。

    那末什么是基于超聲波傳感器的倒車障礙檢測系統(tǒng)呢？為此應(yīng)先了解超聲波傳感器的有關(guān)技術(shù)問題

    超聲波傳感器系統(tǒng)構(gòu)成與工作程式(見圖1所示)

    由發(fā)送傳感器(或稱超聲波發(fā)送器)、接收傳感器(或稱超聲波接收器)、控制部分與電源部分組成。發(fā)送器傳感器由發(fā)送器與使用直徑為15mm左右的陶瓷振子換能器組成,換能器作用是將陶瓷振子的電振動能量轉(zhuǎn)換成超聲波能量并向空中幅射;而接收傳感器由陶瓷振子換能器與放大電路組成, 換能器接收超聲波產(chǎn)生機(jī)械振動,將其變換成電能量,作為傳感器接收器的輸出,從而對發(fā)送的超聲波進(jìn)行檢測.而實(shí)際使用中,用發(fā)送傳感器的陶瓷振子的也可以用做接收器傳感器社的陶瓷振子.控制部分主要對發(fā)送器發(fā)出的脈沖鏈頻率、占空比及稀疏調(diào)制和計(jì)數(shù)及探測距離等進(jìn)行控制.超聲波傳感器的電源(或稱信號源)可用dc12v±10%或 24v±10%.

    若對發(fā)送傳感器內(nèi)諧振頻率為40khz的壓電陶瓷片(雙晶振子)施加40khz高頻電壓,則壓電陶瓷片就根據(jù)所加高頻電壓極性伸長與縮短,于是發(fā)送 40khz頻率的超聲波,其超聲波以疏密形式傳播(疏密程度可由控制電路調(diào)制),其超聲波波形見圖1所示,并傳給超聲波接收器.接收器是利用壓電效應(yīng)的原理,即在壓電元件上施加壓力,使壓電元件發(fā)生應(yīng)變,則產(chǎn)生一面為”+”極,另一面為”-“極的40khz正弦電壓.因該高頻電壓幅值較小,故必須進(jìn)行放大.

    根據(jù)超聲波傳感器等效電路與阻抗特性可知,對發(fā)送傳感器而言,工作于串聯(lián)諧振,即諧振頻率fr處阻抗zr最低,故能供給最大功率,能用較大振動傳感器;而對接收傳感器而言,工作于并聯(lián)諧振,即諧振頻率fα處阻抗zα最高,難供大功率,但阻抗zα高就能得到較大振幅信號,所以fα 處用作傳感器其靈敏度高.

    倒車撿測障礙糸統(tǒng)超聲換能器的工作方式為反射式,,即發(fā)送傳感器換能器發(fā)射40khz頻率的超聲波,迂到障礙后反射被接收傳感器的換能器接收并轉(zhuǎn)換成電信號,見圖2所示.

    其傳播介質(zhì)為空氣.

    基于超聲波微控制器技術(shù)的倒車障礙檢測系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

    圖3為汽車倒車障礙檢測系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案框圖,

    設(shè)計(jì)方案包括:ic1主控器-為用microchip的 pic l8f8490微控制器作為汽車倒車障礙檢測系統(tǒng)的主控器;發(fā)送部份(即發(fā)送超聲波傳感器)與接收部份(即接收超聲波傳感器);溫度傳感器(tc1047a)、通信接口rs-232驅(qū)動器以及與lcd或led顯示器等外圍電路組成。

    用微控制器作為檢測系統(tǒng)的主控器

    微控制器是