随着人们对汽车辅助驾驶系统智能化要求的提高和汽车电子系统的网络化发展，新型倒车雷达应能够连续测距并显示障碍物距离，并具有通信功能，能够把数据发送到汽车总线上。以往的倒车雷达设计使用的元器件较多，功能也比较简单，本文介绍的基于新型高性能超低功耗单片机 MSP430F2274 的倒车雷达可以弥补以往产品的不足。

一、超声波测距原理

系统采用超声波测距原理。超声波测距仪器一般由发射器、接收器和信号处理器三部分组成：工作时超声波发射器发出超声波脉冲，接收器接收遇到障碍物反射回来的反射波，准确测量超声波从发射到遇到障碍物反射返回的时间，再根据超声波的传播速度即可计算出障碍物距离。作为一种非接触式检测方式，超声波具有空气传播衰减小、反射能力和穿透性强的特点；超声波测距在近距离范围内不受光线和雨雪雾的影响，并且结构简单、制作方便、成本低。高性能的单片机结合超声波测距，可以实现功能强大、使用方便的倒车雷达。

TI 公司的 16 位单片机 MSP430F2274 功耗极低、片上资源丰富，同时利用 JTAG 接口技术可以对片上闪存方便地编程、便于软件升级，非常适合作为倒车雷达系统的微控制器。

图 1　系统主控电路

本系统中选用的 MSP430F2274 片内有 32 KB 闪存和 1 KB RAM，因此无须外扩存储器；外接的 32.768 kHz 晶振作为 CPU 关闭状态下 Basic Timer 的时钟源，同时也作为系统的车载时钟使用。

二、超声波发送模块

超声波发送模块电路如图 2 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控制。本设计采用软件发生法，因为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。

图 2　超声波发送模块电路

本系统利用 MSP430F2274 单片机的定时器功能产生稳定的 PWM（40 kHz）脉冲波，并通过 I/O 端口 P2.3 输出到超声波发射部分。超声波发射电路中 CD4049 共包括 6 个非门，图 2 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 个非门串接起来做接地处理。当控制端输出一系列固定频率的脉冲时，在压电陶瓷型超声波发射换能器 UCM-40-T 上就加上固定频率的正电压和反电压，发出大功率的超声波，所得到的波形比其他方式更为理想。