基于MSP430單片機的倒車雷達設計

2 系統(tǒng)的軟件設計

2.1 總體思路

軟件設計采用模塊化設計， 包括主程序設計、T1 中斷服務子程序、INT0 外部中斷服務子程序、距離計算子程序、顯示子程序、延時子程序和報警子程序設計等。

系統(tǒng)初始化后就啟動定時器T1 從0 開始計數， 此時主程序進入等待，當到達65 ms 時T1 溢出進入T1 中斷服務子程序；在T1 中斷服務子程序中將啟動一次新的超聲波發(fā)射， 此時將在P1.0 引腳上開始產生40 kHz 的方波，同時開啟定時器T0 計時，為了避免直射波的繞射， 需要延遲1 ms 后再開INT0 中斷允許；INT0 中斷允許打開后，若此時P3.2（INT0）引腳出現低電平則代表收到回波信號，將提出中斷請求進入INT0 中斷服務子程序，在INT0 中斷服務子程序中將停止定時器T0 計時，讀取定時器T0 時間值到相應的存儲區(qū)，同時設置接收成功標志；主程序一旦檢測到接收成功標志，將調用測溫子程序，采集超聲波測距時的環(huán)境溫度，并換算出準確的聲速，存儲到RAM 存儲單元中；單片機再調用距離計算子程序進行計算，計算出傳感器到目標物體之間的距離；此后主程序調用顯示子程序進行顯示；若超過設定的最小報警距離還將啟動揚聲器報警；當一次發(fā)射、接收、顯示的過程完成后，系統(tǒng)將延遲100 ms 重新讓T1 置初值，再次啟動T1 以溢出，進入下一次測距。如果由于障礙物過遠，超出量程，以致在T0 溢出時尚未接收到回波，則顯示ERROR重新回到主流程進入新一輪測試。

2.2 超聲波發(fā)射和接收部分軟件

超聲波的接收及障礙物和汽車之間的距離判斷方法，并根據判斷出的距離觸發(fā)報警器工作，其工作原理的流程圖如圖2.1 所示。

圖2.1 超聲波測距流程圖

超聲波發(fā)射子程序的任務： 控制時基電路輸出若干個超聲波，并同時啟動T0 開始計時。在此過程中，要計時采用屏蔽中斷，開中斷等操作，避免外中斷影響該子程序的有效執(zhí)行。

本系統(tǒng)使用一個中斷，即外部中斷INTO 是超聲波有效回送的指示信號，當中斷觸發(fā)時，可以根據時間差計算出超聲波的傳輸距離。內部定時器TO 用來計時，在發(fā)射子程序開始時，啟動T0 開始工作，而在INTO 中斷服務程序時， 停止T0 計時， 并讀取計時值用以計算距離。

距離子程序是根據MSP430 芯片計數器所提供的傳輸時間進行計算，并根據計算得出超聲波的傳輸距離。根據主程序的需要，將相關數據存入相關單元，以供主程序進行下一步處理。INTO 中斷服務程序將定時器中的值存入R1、R0 兩個寄存器中， 根據模值減去處置所得到的數值得出時間差。傳輸距離根據公式S=V*T 進行計算。目標物的距離值，也按公式計算，其中T 為測出的額計數器的計時差值，單位為us.使用該公式即可計算出目標物與汽車的距離。

3 總結

系統(tǒng)利用超聲波在空氣中的可傳播性，實時測得超聲波在空氣中的傳播時間和傳播速度，在將時間和速度相乘即得距離的原理，設計了一個基于MSP430 的超聲波倒車雷達監(jiān)測報警系統(tǒng)，用于實時測得汽車尾部與障礙物的距離，通過LCD 顯示距離值，將距離值提供給司機，該系統(tǒng)具有成本低、非接觸、速度快、可靠性強、適應性好、操作方便，有著廣泛的應用前景。

實踐應用表明，該設計在生產應用和科學研究方面均具有一定的價值。一方面產品設計的人機界面更為人性化，司機可直接通過LCD顯示屏觀察車后的詳細狀況，不需要回頭就可以倒車，大大減少了汽車司機的工作量，避免了引導車不慎造成交通事故；另一方面系統(tǒng)不斷采集汽車與障礙物之間的距離， 并通過語音報警系統(tǒng)實時提醒司機，為我們的倒車提供了更為安全的保障，從而使我們在倒車的時候更方便快捷，同時也更為安全可靠。