MAX7456在可视倒车雷达中的应用

测距电路分发射和接收2部分，发射部分由SN7414、模拟电子开关HC4052的Y通道驱动4路超声波探头(图3中仅画出了其中一路)。超声波探头U3 采用车用全密封防水、防振型收发两用探头，该探头的工作电压为120 V左右。为使其能够正常工作，设计了由VQ1、T1、C2和VD3组成的驱动器。VQ1工作在开关状态，T1为变比1：10的升压变压器，用于将12 V的驱动电压升压到120 V，VD3为C2提供放电通路。为防止在发射超声波时的高电压通过接收回路C1回串，烧毁HC4052模拟电子开关，在接收回路的输入端接入由R2、 VD1和VD2组成的保护电路，将输入C4052的信号箝位在0．7 V。由于超声波探头接收到的正常回波信号通常只有几十毫伏，因此保护电路对回波信号无影响。

超声波测量采用循环工作方式，四路探头的选择由单片机通过P1．5、P1．6引脚控制HC4052来完成；测距时由单片机内部计数器控制，产生12个频率为40 kHz，占空比为50％的脉冲信号，由P1．7引脚发出，通过发射电路送到选定的超声波探头中。

接收回路由超声波探头U3、HC4052的X通道和UPC2800构成。UPC2800为红外接收器专用IC，内部集成有前置放大器、ABLC控制器、限幅放大器、带通滤波器、检波器和输出整形电路。其带通滤波器的中心频率可在30～80 kHz之间调整，正好覆盖40 kHz的超声波应用频率，因此本电路中用它完成对回波信号的放大、整形及检波。UPC2800的8引脚为信号输入脚。7引脚为前置放大器增益调整脚，其外接电阻可根据增益要求在0～1kΩ之间调整，串接的0．1μF电容用于隔直；3引脚为内部电源滤波电容接入脚，典型值为47μF；4引脚为内部带通滤波器中心频率调整脚，当外接电阻值为123 kΩ时，滤波器的中心频率为40kHz；6引脚为检波器滤波电容连接端子，其外接滤波电容典型值为O．1μF。检波完成后的脉冲信号由2引脚输出，送单片机的P3．2用作中断控制信号。

2．3 视频叠加及系统控制电路

视频叠加及控制电路如图4所示，车尾摄像头拍摄的视频信号经视频输入端子P1、MAX7456的VIN端子输入，为防止输入信号对 MAX7456内部电路的影响，必须在P1与VIN端口之间接O．1μF的输入耦合电容对输入信号进行直流隔离。输入的视频信号在MAX7456内部进行钳位，消噪声，字符点阵信号插入，电压衰减修正后由VOUT端子经P2输出，完成字符叠加工作。输出电路同样需要接输出耦合电容进行隔直，为不影响场同步信号通过，该电容通常应取330 μF以上，为降低耦合电容的成本和体积，MAX7456通过SAG端口连接电压衰减修正电容到VOUT输出端，用以在可接受的失真范围内尽量减小输出电容的容量，图4所示为其典型取值。



本设计中采用AT89C52对MAX7456进行控制，由于AT89C52没有SPI串行口，因此采用P1．2、P1．3、P1．4端口模拟SPI的时序对MAX7456进行控制。为防止在操作期间显示字符不稳定影响显示效果，此处采用MAX7456输出的场同步信号作为中断信号，控制AT89C52在视频信号的场消隐期间进行数据更新，以获得良好的显示效果。

AT89C52的另一个任务就是控制测距电路进行超声波测距。由于测距电路共有4个探头，因此采用循环测距的方法进行工作，本测距雷达设计测量距离最大为 5 m，根据超声波在空气中的传播速度式(3)可计算出倒车雷达在25℃时的声速为346．45 m，以此为基准进行计算，一次测距所需时间为28．8 ms，考虑到数据处理及显示控制时间，选择循环测距的切换时间为40 ms。测距时由AT89C52内部定时器进行控制，每隔40 ms由AT89C52的P1．5、P1．6控制HC4052切换一次探头，然后由P1．7发出12个频率为40 kHz、占空比为50％的脉冲信号通过发射电路到超声波探头，同时开启内部计时器进行时间测量。由于超声波探头在发射完探测信号后，还会有余振存在，在此期间检测不出有用信号。为防止此时的超声波余振信号通过接收电路回串引起AT89C52误中断，在该期间需关闭接收中断INT0。经实际测量，所使用的超声波探头在25℃时有1．7 ms的余振，因此关闭中断时间设置为2 ms，则由此产生的测量盲区在25℃时为0．35 m。由以上分析可得，在25℃时该超声雷达的测量范围在0．35～5 m之间。

3 软件设计

系统程序采用模块化设计，由主程序、后视系统控制、温度测量、距离测量、报警、温度及距离显示等模块组成，图5是主程序流程图。

 

系统在接通电源后，首先对MAX7456及DS18B20初始化，然后开摄像头及监视器，作为行车过程中的视频后视镜。在此期间MCU控制DS18 B20对车外温度进行测量，并将测量值送