高级驾驶辅助系统ADAS电路设计集锦

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。

　　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。

　　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。

　　超声波发送模块电路如图3所示，由超声波产生和发射两部分组成。超声波的产生方法有两种：硬件发生法和软件发生法。常用的硬件发生法常采用如下方案：超声波由CD4011构成的振荡器振荡产生，经升压变换推动超声波换能器而发射出去，振荡器的起振和停振由单片机来控制。本设计采用软件发生法，因为通过软件发生法既可以减少硬件的复杂程度，降低系统的成本，又具有灵活性强、容易实现、稳定性好的优点。本系统利用MSP430F2274单片机的定时器功能来产生稳定的PWM（40Hz）脉冲波，并通过I/O端口P2.3输出到超声波发射部分。在超声波发射电路中CD4049一共包括了6个非门，图3中线路仅使用了3个，为了防止干扰或被静电击穿导致整个CD4049损坏，把没有使用的那一侧的3个非门串起来做接地处理。当控制端输出一系列固定频率脉冲时，在压电陶瓷型超声波发射换能器UCM-40-T上就固定频率的加正电压和反电压，发出大功率的超声波，所得到的波形比其他方式效果更理想。

　　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