高级驾驶辅助系统ADAS电路设计集锦

组红外线发射接收对管，安装于车门的两侧，用于判断乘客上、下车，并用来向单片机系统送出计数信号。当车门打开时，系统开启；当有人上车时，红外线传感器检测上车人数，单片机系统实现对人数加计数，并通过L ED 数码管显示；当有人下车时，单片机实现减计数，并通过L ED 数码管显示。

　　图2 检测电路模块

　　红外线传感器指能够发射红外线和接收红外线的器件。红外线传感器根据其机理不同可以分为被动型红外线传感器和主动型传感器。其中主动型红外线传感器，包括红外发射管和红外接收传感器，这2 种传感器配套使用可组成一个完整的红外线检测、遥控系统，这类传感器也称光探测型感器本系统使用了其中的红外发射二极管和红外接收二极管来检测判断客车载客人数。

　　控制模块电路设计

　　控制模块利用在单片机内预先设定载客人数，当上车人数超过此设定值时，单片机便通过继电器控制客车的电子打火器，锁定客车执行机构，使客车无法启动，并以L ED 显示当前人数，同时通过蜂鸣器发出报警。制模块电路电路组成如图3 所示，包括L ED 数码管显示电路、报警电路和汽车执行锁定电路。在数码管显示电路设计中，将待显示数据转换为BCD 码输出，经过共阴极数码管译码驱动器74LS48 将BCD 码转换成七段码送给数码管显示。报警电路比较简单，当超载时，系统通过软件控制蜂鸣器实现报警。

　　图3 控制模块电路

　　对汽车的锁定电路中继电器选用J RX13F 型12V直流常闭继电器，其常闭触头接在汽车的高压回路中。当打开启动开关（即点火开关） 时，由于P2. 5 口处于低电平，所以继电器不动作，对汽车正常工作没有影响。当车内人数超过预定人数，即超载时，单片机系统向P2. 5 送高电平，继电器动作，其常闭触头断开，切断汽车的高压回路，驾驶员无法启动汽车发动机。当车内人数恢复到预定人数以下时，单片机系统再次送低电平到 P2. 5 口，继电器动作，其常闭触头闭合，汽车又恢复正常的启动，从而有效地限制了客车的超载行为。

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　　TOP4 汽车智能驾驶辅助系统数据发送与接收电路设计

　　发送模块硬件设计

　　NPX I芯片具有4 KB的用户可编程空间、4 KB的定制ROM，以及一个2D的LF输入级。各类传感器的信号经12位ADC转换后，提供给用户和系统进行进一步的处理。在4 KB的定制ROM中，固化了GE公司特有的压力、温度和电压测量、补偿和校准程序，以及其他实用的子程序，用户可省去繁复的运算编程，只需简单调用即可获得需要的状态值。在开发阶段，GE公司可以提供可编程版本的传感器，用户可以通过仿真器编程器将程序下载到器件的4 KB用户可编程空间中。下载程序之后的传感器可以直接运行使用，或者通过仿真器进行实时仿真单步调。调试环境与一般的单片机非常相似。客户大批量生产版本的传感器可以通过掩膜ROM工艺生产，以进一步降低成本。

　　接收模块硬件设计

　　TPMS系统的接收模块主要由天线、射频接收电路、主控芯片MCU以及键盘、显示器组成，用于接收各发射模块传送的轮胎温度与压力数据，显示各轮胎的 ID识别码和测量数据，并在异常情况发生时声光报警。由于接收模块安装在汽车车厢内，故对器件选用的各方面要求不高，工业级即可。

　　RF 接收芯片选用时要求接收灵敏度较高，这里选用Maxim公司的MAXl473芯片。MAXl473是一款完全集成的、低功耗、CMOS超外差接收器，具有一114～O dBm的输入信号范围、高于50 dB的镜像载波抑制，用于接收300～450 MHz频率范围的幅度键控（ASK）数据信号非常理想。这款芯片在关断模式下电流消耗低于2．5μA，接收模式下电流消耗为5．2 mA，可接收高达100 kbps的数据速率。使用MAXl473芯片实现的315 MHz的射频接收电路如图4所示。

　　信号调理电路设计

信号调理电路的任务和工作条件是：1）带宽和增益，对20 kHz、毫伏级的信号放大约1 000倍，且动态范围较大；2）供电电源，车载电池供电，使用单电源放大电路，电池额定电压为7．2 V；3）信号转换，对放大后的信号进行幅度检波。使用分立元件搭建电路虽然能实现该功能，但电路复杂，调试不方便，并且电路性能会随电池电压的波动而变化。常见的通用运放如OP07、LM324、 LM358等，对于20 kHz信号无法满足带宽和增益的要求，同时，其输出摆幅较校近年来出现的一些新的集成运算放大器能很好地承担上述任务。如OPA228系列运放、 MAX445l系列运放。特别是MAX4451双运放，-3 dB带宽达210 MHz，