朱婷++葉俊

摘 要倒車?yán)走_，即“倒車防撞雷達”，也叫“泊車輔助裝置”。倒車?yán)走_是汽車駐車或者倒車時的安全輔助裝置，能以聲音或者更為直觀的顯示告知駕駛員周圍障礙物的情況，解除了駕駛員駐車、倒車和起動車輛時前后左右探視所引起的困擾，并幫助駕駛員掃除了視野死角和視線模糊的缺陷。本文對第四代智能倒車系統(tǒng)的設(shè)計進行了研究。

【關(guān)鍵詞】倒車?yán)走_ 智能倒車 系統(tǒng)設(shè)計

經(jīng)過五年的發(fā)展，倒車?yán)走_系統(tǒng)已經(jīng)過了六代的技術(shù)改良，不管從結(jié)構(gòu)外觀上，還是從性能價格上，這六代產(chǎn)品都各有特點，使用較多的是數(shù)碼顯示、熒屏顯示和魔幻鏡倒車?yán)走_這三種。

本次產(chǎn)品模擬的是第四代倒車?yán)走_，具有實時監(jiān)測車輪速度和車尾與障礙物距離，并顯示在液晶屏幕上的功能。當(dāng)車尾與障礙物距離不超過5cm時，液晶顯示Danger表示倒車危險；當(dāng)車尾與障礙物距離大于5cm時，液晶顯示Safe表示倒車安全。本次設(shè)計采用工業(yè)控制中流行的STM32單片機，性能穩(wěn)定，效率高，所用傳感器穩(wěn)定準(zhǔn)確，使用壽命長。

本次設(shè)計增加了重力感應(yīng)遙控。小車會隨著重力感應(yīng)遙控器的傾斜方向和程度，改變行駛方向和速度，與體感游戲無二，便于測試的同時也增加了產(chǎn)品的趣味性。

1 汽車測速倒車提示系統(tǒng)組成

如圖1所示。

2 硬件電路設(shè)計與調(diào)試

2.1 遙控器

遙控器部分由ADXL345，NRF24L01，STM32F103RB組成。

2.2 通信

通信采用NRF24L01模塊進行發(fā)送數(shù)據(jù)到小車。NRF24L01模塊使用的GPIO為，PA4，PA5，PA6，PA7，PC4，PC5共6個。模塊與單片機之間以SPI通信方式通信。

SPI是一個環(huán)形總線結(jié)構(gòu)，由ss（cs）、sck、sdi、sdo構(gòu)成，在sck的控制下，兩個雙向移位寄存器進行數(shù)據(jù)交換。上升沿發(fā)送、下降沿接收、高位先發(fā)送。上升沿到來的時候，sdo上的電平將被發(fā)送到從設(shè)備的寄存器中。遙控器只做發(fā)送用途。

2.3 角度采集

角度采集使用ADXL345三軸加速度傳感器，ADXL345直接輸出數(shù)字信號，模塊與單片機之間采用IIC通信協(xié)議。IIC通信只需要兩根線，一條時鐘線，一條數(shù)據(jù)線即可完成數(shù)據(jù)傳輸。

3 小車

小車部分由STM32F103RB，L298N，超聲波模塊，光電碼盤測速傳感器模塊組成。

3.1 超聲波測距

超聲波測距模塊使用單片機PB5，PB6。超聲波傳感器發(fā)射一定頻率的超聲波，借助空氣媒質(zhì)傳播，到達測量目標(biāo)或障礙物后反射回來，經(jīng)反射后由超聲波接收器接收脈沖，其所經(jīng)歷的時間即往返時間，往返時間乘以340m/s再除以2即可。

TRIG是控制端（輸入），ECHO是返回端（輸出），大致過程是TRIG給脈沖發(fā)送超聲波，當(dāng)收到反射波的時候，ECHO輸出有效信號。測量從TRIG觸發(fā)開始到接收到ECHO的時間差，（路程）S=（時間）T*170即可換算出距離。

3.2 光電測速

光電測速模塊使用的是PB7，模塊的OUT端接PB7。模塊沒經(jīng)過一個碼盤上的小孔，即狀態(tài)跳變一次，遮住為高電平。通過單片機外部中斷計數(shù)，在1s時間到的時候計數(shù)值清零。計數(shù)值乘以單位孔所對應(yīng)的外輪周長即可算出1s內(nèi)的路程（即速度）。

3.3 電機驅(qū)動

電機驅(qū)動L298N工作電壓高，最高工作電壓可達46V；輸出電流大，瞬間峰值電流可達3A，持續(xù)工作電流為2A，額定功率25W。內(nèi)含兩個H橋的高電壓大電流全橋式驅(qū)動器，可以用來驅(qū)動直流電動機和步進電動機、繼電器線圈等感性負載；采用標(biāo)準(zhǔn)邏輯電平信號控制；具有兩個使能控制端，在不受輸入信號影響的情況下允許或禁止器件工作有一個邏輯電源輸入端，使內(nèi)部邏輯電路部分在低電壓下工作，可以外接檢測電阻，將變化量反饋給控制電路。使用L298N芯片可以驅(qū)動一臺兩相步進電機或四相步進電機，也可以驅(qū)動兩臺直流電機。

L298N含兩個PWM輸入（EnA，EnB）用來控制速度，四個轉(zhuǎn)向控制輸入口（in1～in4）用來控制兩個電機的轉(zhuǎn)向。前進，后退，左轉(zhuǎn)，右轉(zhuǎn)等動作可直接由轉(zhuǎn)向控制端對應(yīng)的GPIO輸出不同電平控制。兩路PWM輸入是根據(jù)遙控器的傾斜程度來確定，如果傾斜角度相對大，則PWM占空比也會相應(yīng)增大，進而控制小車的行駛速度。

4 程序整體流程圖

如圖2所示。

參考文獻

[1]蔡杏山.電子電路超簡單[M].北京：機械工業(yè)出版社，2013.

[2]劉火良，楊森.STM32庫開發(fā)實戰(zhàn)指南[M].北京：機械工業(yè)出版社，2013.

作者簡介

朱婷（1981-），女，湖北省隨州市人。大學(xué)本科學(xué)歷?，F(xiàn)為武漢職業(yè)技術(shù)學(xué)院講師。主要研究方向為電子測量技術(shù)與儀器。

葉?。?974-），男，湖北省荊州市人。碩士學(xué)位。現(xiàn)為武漢職業(yè)技術(shù)學(xué)院講師。主要研究方向為供電技術(shù)。

作者單位

武漢職業(yè)技術(shù)學(xué)院 湖北省武漢市 430074