一种智能化倒车雷达主控芯片设计

1 引言

　　随着汽车普及率的逐年增加，消费者在将汽车作为交通运输工具的同时，对汽车配置有了更多的要求，尤其是对舒适性和安全性提出了更高的要求。对于很多司机尤其是新手来说，倒车无疑是件非常头痛的事，倒车雷达正好可以帮司机解决这个难题，因此越来越多的商家进入了这个市场。从目前市场情况看，国内倒车雷达生产厂家都是使用单片机配合外围运放、锁相环电路完成超声波测距并提供报警的工作，缺乏单芯片方案，而使用单片机方案要求生产厂家必须具备开发软硬件的能力，而且利用软件控制存在不稳定的因素。如果能用专用芯片实现整个系统功能，对倒车雷达生产商来说，不仅能降低开发和生产成本，对整机的可靠性也有很大提高。

2 系统概述

　　2.1 系统框图

图1 芯片管脚图示

图2 系统内部结构框图

　　2.2 功能概述

　　系统提供4个超声波探头接口，接收到反射回来的信号后，根据发送和接收的时间差判断障碍物距离的危险等级，输出相应报警信号。报警信号编码后采用双线差分方式输出，输出信号的内容包括：各探头检测到的障碍物距离的危险等级、最近障碍物的方位、最近障碍物的距离值和附加消息。

　　2.3 接口协议

　　报警信号采用双线差分串行输出的方式，目的是提高传输信号在长距离和强干扰环境下的传输正确性。双线差分传输具体格式是：ALOUTP输出实际需要的信号，ALOUTN 则输出与ALOUTP相反的电平信号。

　　2.3.1 倒车模式

　　报警信号以数据包格式输出，每个数据包包括3个字节，格式和内容如下所述：
第一个字节：第一字节高四位为起始标志，用于说明此报警数据是倒车模式下的数据还是扒车模式下的数据，倒车模式是“0101”，扒车模式是“1010”。倒车模式下数据格式如图3所示，第一字节的低2两位用于输出附加消息，输出数据指示1或4探头是否进入环境适应模式，S1表示探头1是否进入环境适应模式，“1”表示进入环境适应模式，“0”表示正常倒车模式；S4表示探头2是否进入环境适应模式，“1”表示进入环境适应模式，“0”表示正常倒车模式。低4位SX1和低3位SX0表示最近障碍物的方位，00表示是探头1方向，01表示是探头2方向，10表示是探头3方向，11表示是探头4方向。

图3 第一字节数据格式

　　第二个字节：如图4所示，SXA和SXB表示X号探头检测到的障碍物的危险等级，危险等级分为安全、警告、危险、停车4级，分别用00、01、10、11表示。例如第二字节数据为“10010000”，表示第一个探头检测到危险状态，第二个探头检测到警告状态，第三和第四个探头为安全状态。

图4 第二字节数据格式

　　第三字节：第三字节输出最近障碍物的距离值，数据格式如图5所示，DA1DA0表示最近障碍物距离的第一位数据，按BCD编码，最大值为3；DB0~DB3表示最近障碍物距离的第二位数据，按BCD编码，最大值为9；DC0表示第三位数据，0表示0，1表示5。

　　图5 第三字节数据格式

　　2.3.2 防扒车模式

　　防扒车模式下，输出的数据包也包括3个字节，但只有第一个字节为有效数据，后两个字节无效，固定为‘0x00’。该数据包第一字节的数据格式如图6所示，高四位为起始标志，用于说明此报警数据是倒车模式下的数据还是防扒车模式下的数据，倒车模式是“0101”，扒车模式是“1010”。低四位指示方位，SX位为1则表示X号探头检测到近距离障碍物，SX为0则表示没有检测到近距离障碍物。

　　图6 防扒车模式报警数据格式