无线接收接口电路设计 - 高级驾驶辅助系统ADAS电路设计集锦

接线图 2023年05月15日 20:29 321 admin

　　TOP8 无线接收接口电路设计

　　无线接收接口电路主要由接收芯片MC33594与AT89C2051单片机构成，如图3所示。接收芯片MC33594通过SPI接接口与单片机 AT89C2051的I／O口相连。该电路中，利用AT89C2051单片机的I／O口模拟SPI接口，通过用软件控制的方式来进行数据的传送。

　　利用并口P1.1来模拟SPI的SCK输出端，P1.2模拟MCU的数据输出端（MOSI），P1.3模拟SPI的数据输入端（MISO），P1.4模拟 SPI的从机选择端RESET。在接收之前，首先置RESET引脚为低电平，使接收机变为从机，而单片机变为主机。单片机通过MOSI信号线将单片机内的程序写入接收机的配置寄存器里对接收机进行配置，配置好后再置：RESET引脚为高电平。此时单片机变为从机，而接收机变为主机，它产生时钟信号，同时数据由RFIN端接入，经低噪声放大器放大后送入混频器，使其变换成中频。在中频级，经变换的信号在送入解调器之前被放大和滤波。

　　无线接收接口电路设计 - 高级驾驶辅助系统ADAS电路设计集锦第1张

　　为了与MC33594接收机所设定的SPI工作状态在逻辑时序上协调一致，要使串行时钟输出P1.1的初始状态为1，在选通MC33594后，置 P1.1为O。此时AT89C2051单片机输出1位SCK时钟，同时，使MC33594串行左移，从而输出1位数据至AT80C2051单片机的 P1.3（模拟MCU的MISO线），再置Pl.1为1，使AT89C2051单片机从P1.O输出1位数据（先为高位）至AT89C2051单片机。至此模拟1位数据输入输出完成。以后再置P1.1为0，模拟下一位的输入输出。依此循环8次，可完成1次通过SPI传输8位数据的操作。其程序包括MCU串行输入、串行输出和串行输入／输出3个子程序。MCU串行输入是从接收机的MISO线上接收8位数据并放入寄存器R0中；串行输出是将AT80C51单片机中R0寄存器的内容传送到接收机的MOSI线上；串行输入／输出将AT89C2051单片机R0寄存器的内容传送到MC33594的MOSI线上，同时从MC33594的MISO线上接收8位数据。由MOSI引脚将接收到的数据送入到单片机，这样数据就可以在PC机上进行显示了。

　　高级驾驶中雷达无线传输系统电路设计

　　硬件系统设计

　　系统以MSP430F2274微控制器为核心，外围电路由超声波发射电路、超声波接收电路、声光报警电路、通信接口电路、键盘液晶显示电路五部分组成，下面逐一介绍。

　　无线接收接口电路设计 - 高级驾驶辅助系统ADAS电路设计集锦第2张

　　图2 倒车雷达系统主控电路图

　　系统的主控电路图如图2所示。本系统中选用的MSP430F2274片内有32Kb闪存和1Kb RAM，因此无须外扩存储器。外接的32.768kHz晶振作为CPU关闭状态Basic-TImer的时钟源，同时也作为系统的车载时钟使用。

　　无线接收接口电路设计 - 高级驾驶辅助系统ADAS电路设计集锦第3张

　　图3 倒车雷达超声波发送模块

　　超声波接收电路如图4所示。这是本系统设计和调试的一个难点。压电陶瓷型超声波接收器 UCM-40-R 接收反射的超声波转换为40kHz毫伏级的电压信号，需要经过放大、处理、才能用于触发单片机中断。一方面传感器输出信号微弱，由于反射条件不同，需要放大倍数的范围大约是100～5000，另一方面传感器输出阻抗较大，需要高输入阻抗的多级放大电路，而高输入阻抗容易接收干扰信号。通常采用两种方案：一是采用运算放大器组成多级选频放大电路；二是采用专用的集成前置放大器。第一种方案容易产生自激振荡，要使接收电路达到很好灵敏度和抗干扰效果，电路的调试是较困难的。本系统采用专用的集成电路前置放大器 CX20106，它由前置放大器、限幅放大器、带通滤波器、检波器、积分器、整型电路组成。其中前置放大器具有自动增益控制功能，可以保证在超声波传感器接收较远反射信号输出微弱电压时放大器有较高的增益，在近距离输入信号强时放大器不会过载。调节芯片引脚5的外接电阻R3，将它的滤波器的中心频率设置在 40kHz，达到了很好的效果。当接收到与滤波器中心频率相符的信号时，其输出引脚7输出一个低电平，而输出引脚7直接接到MSP430F2274的 P2.2上，以触发中断。

　　无线接收接口电路设计 - 高级驾驶辅助系统ADAS电路设计集锦第4张

　　图4 倒车雷达超声波接收模块

　　无线接收接口电路设计 - 高级驾驶辅助系统ADAS电路设计集锦第5张

　　图5 倒车雷达声光报警电路图

　　报警模块采用简单的声光报警电路，如图5所示。先设定一个临界值，当车尾与障碍物的距离小于设定的最小距离时，红色指示灯闪亮，绿色指示灯熄灭。单片机向其端口发出PWM脉冲，随着距离的减小，通过控制PWM脉冲的占空比使闪光和蜂鸣的频率加剧，以此来提示驾驶员。

　　无线接收接口电路设计 - 高级驾驶辅助系统ADAS电路设计集锦第6张

　　图6 倒车雷达通信接口电路图

　　通信接口电路如图6所示。采用美信的MAX3232芯片，外围电路非常简单，只需要5个0.1μF的电容器。该电路把单片机串口输出信号隔离变换成 RS-232信号发送到汽车总线上，同时还可以实现该系统与计算机的通信。

　　无线接收接口电路设计 - 高级驾驶辅助系统ADAS电路设计集锦第7张

　　图7 倒车雷达键盘显示电路图

　　键盘和显示电路如图7所示，由键盘和液晶显示两部分组成。其中键盘采用独立式按键，有3个按键，一个设置键、一个上翻键、一个下翻键。可以进行报警值、工作方式、时钟等各个参数的设置。液晶显示电路采用ZJM12864BSBD这款低功耗的点阵图形式LCD，显示格式为128点（列）×64点（行），具有多功能指令，容易使用，可实时的显示时钟、距离和报警提示信息，方便直观。

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