倒车雷达单元接口电路设计_光电接口电路

　　设计中倒车雷达以PIC18F258单片机为控制核心，控制超声波发射接收电路、温度修正电路工作。 PIC18F258单片机本身带有CAN总线，这样可以减小电路的复杂性。超声波发射电路发出40 kHz的超声波，经障碍物反射后探头接收到反射波，单片机根据发射和接收时间差计算出障碍物与车的距离，并通过CAN总线以报文形式发送到仪表单元并显示，也可送到音响单元进行语音报警，当距离小于一定值时，相应的制动单元自动刹车。温度补偿电路采用数字温度传感器DS18B20，利用声速和温度之间的关系对声速进行校正，从而消除温度变化对声音的影响。

　　倒车雷达单元接口电路设计

　　CAN单元的硬件构成一般有两种形式。一种形式是内部集成CAN控制器的微控制器加上收发器；另外一种形式是通用微控制器加上独立CAN控制器再加上收发器。本设计采用前一种形式，不占用微控制器的端口资源，可以简化接口电路的设计。考虑到汽车是在非常特殊的环境下工作，所以选择了满足汽车温度变化范围且性价比较高的Mierochip公司的PIC18F258单片机，该芯片内部集成了CAN控制器，可以简化系统的硬件设计、提高系统的可靠性。倒车雷达单元与CAN总线接口硬件电路如图3所示，主要由PIC18F258单片机，6N137高速光电耦合器，PCA82 C250总线收发器三部分组成。

　　为了提高系统的抗干扰能力和传输信号的能力，采用6N137高速光电耦合电路可以很好地实现总线上单元之间的电气隔离。高速光电耦合器的两个电源Vcc和V‘cc必须采用电源隔离电路进行完全隔离。

　　鉴于煤矿主排水泵房在矿井安全中的重要地位，设计了一套适用于煤矿主排水泵房的温度监测系统。系统采用主从式结构，分为检测主站和采集分站两部分。采集分站选用数字式温度传感器MAX6577对排水泵房中十个测点的温度信号进行分时采集和处理。检测主站实时接收分站的温度数据，可实现温度显示、超限报警、记录存储等功能。主站与分站之间的数据传输采用RS485总线。系统结构简单，维修量小，可靠性高，具有很好的推广价值。

　　采集分站的硬件设计

　　采集分站主要是完成对十个测点的温度测量，并与检测主站进行通信，从而完成温度数据的传输。分站CPU选用片内资源与标准8051单片机完全兼容的STC12C2052型号单片机。由于系统测量精度要求不高，而且排水泵房中各测点（主电机前后轴、减速机前后轴以及液压油站等）的温度值都低于 100℃，因此，选用低功耗的数字温度传感器MAX6577作为各测点的温度检测传感器。分站对各测点的温度传感器供电，传感器的输出端即可产生与温度有关的频率值，分站经计算后即可得到各测点的温度数据。分站CPU通过控制16选1数字控制模拟开关芯片CD4067来完成对十路温度频率信号的分时采集。分站电源部分采用开关电源稳压芯片LM2576-5.0将DC12V电源转换为DC5V电源，为温度传感器以及分站供电，同时对DC5V电源隔离后，为通信模块供电。采集分站电路图如图3所示。

　　图3 采集分站电路图

　　煤矿主排水泵房温度监测系统在煤矿现场的应用提高了煤矿检测仪器的总体智能化水平，减轻了现场工作人员的检修工作量，有效地减少了煤矿因排水系统故障引起的安全事故。现已在山东裕隆集团某煤矿运行，现场运行反应良好，对煤矿安全生产起到一定的积极作用，具有很好的应用前景。