專利名稱：一種倒車?yán)走_(dá)專用集成電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種集成電路，具體涉及一種應(yīng)用于汽車的倒車?yán)走_(dá)專用集成電路。
背景技術(shù)：
隨著汽車普及率的逐年增加，消費(fèi)者在將汽車作為交通運(yùn)輸工具的同時(shí)對汽車的配置有了更多的要求，尤其是對安全性提出了更高的要求。對于很多司機(jī)尤其是新手來說，倒車無疑是件非常頭痛的事情，倒車?yán)走_(dá)正好可以幫助司機(jī)解決這個(gè)難題。
現(xiàn)在市場上的倒車?yán)走_(dá)按誕生日期分主要三種，第一代的倒車?yán)走_(dá)是兩探頭外露式的，即探頭在保險(xiǎn)杠外面，這種倒車?yán)走_(dá)的優(yōu)點(diǎn)是安裝方便，但由于僅有兩個(gè)探頭，安裝時(shí)兩探頭之間一般要有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)距離1.2米左右才能有效探測障礙物，所配備的顯示器只有顏色顯示，以顏色深淺表示障礙物的遠(yuǎn)近，防水性能較差。第二代倒車?yán)走_(dá)是隱藏式的，即探頭安裝在保險(xiǎn)杠之內(nèi)，與第一代相比，隱藏式倒車?yán)走_(dá)要美觀的多，而且至少有四個(gè)探頭，因此安裝時(shí)就只需把保險(xiǎn)杠等分距離劃分即可，這種雷達(dá)已經(jīng)可以用數(shù)字來顯示障礙物的距離了，而且顯示器也較為美觀。最新的倒車?yán)走_(dá)采用智能化電腦液晶顯示板，與第二代相比，這種雷達(dá)更加耐用、防潮性很好，測定距離更加準(zhǔn)確，顯示的內(nèi)容也更加豐富，如有停車警戒燈、左右距離等。
倒車?yán)走_(dá)系統(tǒng)的原理都是一樣的，區(qū)別僅在于電路工作更加可靠，報(bào)警功能更為直觀。目前，國內(nèi)倒車?yán)走_(dá)生產(chǎn)廠家所做出的倒車?yán)走_(dá)都是使用單片機(jī)配合大量外圍器件的方案，系統(tǒng)集成度低。
傳統(tǒng)的倒車?yán)走_(dá)控制電路都是利用單片機(jī)配合外圍運(yùn)放、鎖相環(huán)等器件完成超聲波測距并提供報(bào)警數(shù)據(jù)的工作，該方案選用較通用的單片機(jī)作為控制器，其他電子器件也都為通用器件，系統(tǒng)原理簡單。整個(gè)系統(tǒng)的控制和報(bào)警由單片機(jī)完成，所以要求軟件工作可靠性較高，如果要設(shè)計(jì)出功能較高端的產(chǎn)品，軟件開發(fā)量會比較大。模擬部分由大量分立元件組成，系統(tǒng)的整機(jī)調(diào)試也比較復(fù)雜。通用方案的優(yōu)點(diǎn)在于所選器件成熟，采購渠道暢通，開發(fā)技術(shù)也很成熟，但存在不少缺點(diǎn)單片機(jī)控制方案要求生產(chǎn)商具備一定的軟硬件開發(fā)能力，抬高了倒車?yán)走_(dá)的生產(chǎn)門檻；分立元件多，生產(chǎn)調(diào)試成本高；難以實(shí)現(xiàn)多種防誤報(bào)功能；利用軟件控制，系統(tǒng)存在不穩(wěn)定因素；基于RAM和ROM結(jié)構(gòu)的單片機(jī)，在抗電磁干擾性和穩(wěn)定性上難以滿足汽車電子標(biāo)準(zhǔn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是如何提供一種倒車?yán)走_(dá)專用集成電路，使用該集成電路的倒車?yán)走_(dá)集成度高，穩(wěn)定性和抗干擾能力強(qiáng)，開發(fā)和生產(chǎn)成本低，可實(shí)現(xiàn)多種防誤報(bào)處理，在保證超聲波測距準(zhǔn)確性的基礎(chǔ)上，加強(qiáng)了報(bào)警功能的準(zhǔn)確性和實(shí)用性，還可以靈活設(shè)置其產(chǎn)品的報(bào)警方式。
本發(fā)明所提出的技術(shù)問題是這樣解決的提供一種倒車?yán)走_(dá)專用集成電路，其特征在于，它包括信號采集單元、主控單元和信號執(zhí)行單元，所述信號采集單元由四選一開關(guān)模塊、第一級放大模塊、第二級放大模塊、帶通濾波器模塊、可調(diào)增益放大模塊、預(yù)接收模塊和比較器模塊組成，用于采集處理探頭信號并傳送至主控單元；所述主控單元由時(shí)鐘分頻模塊、時(shí)鐘模塊、計(jì)時(shí)器模塊、主控模塊和增益控制模塊組成，用于接受處理信號采集單元送來的信號，控制信號執(zhí)行單元執(zhí)行控制過程；所述信號執(zhí)行單元由一選四開關(guān)模塊、脈沖產(chǎn)生模塊、產(chǎn)生數(shù)據(jù)模塊和串行發(fā)送模塊組成，用于完成主控單元發(fā)出的控制信號的執(zhí)行。
按照本發(fā)明所提供的倒車?yán)走_(dá)專用集成電路，其特征在于，所述信號采集單元的四選一開關(guān)模塊將四個(gè)探頭采集到的信號輪流選通，第一級放大模塊和第二級放大模塊用于將采集到的信號放大，帶通濾波器模塊對放大后信號進(jìn)行濾波，再經(jīng)可調(diào)增益放大模塊和比較器模塊將信號送至預(yù)接受模塊，預(yù)接收模塊將對回波電平信號進(jìn)行毛刺處理、聲波衍射處理、智能識別處理和固定地面反射處理，經(jīng)過處理后送脈沖有效信號給主控單元。
按照本發(fā)明所提供的倒車?yán)走_(dá)專用集成電路，其特征在于，所述主控模塊協(xié)調(diào)各個(gè)模塊之間正常工作；所述時(shí)鐘模塊由分頻后的時(shí)鐘產(chǎn)生不同頻率的時(shí)鐘信號；所述計(jì)時(shí)器模塊檢測到有效的回波信號后，把產(chǎn)生有效電平的時(shí)刻的計(jì)時(shí)器數(shù)據(jù)存入存儲器作為該通道檢測的距離；所述增益控制模塊將產(chǎn)生用于消除探頭和中周的余振的消振信號，以及產(chǎn)生用于不同距離需要的增益控制信號。
按照本發(fā)明所提供的倒車?yán)走_(dá)專用集成電路，其特征在于，所述一選四開關(guān)模塊控制輸出信號實(shí)現(xiàn)對不同探頭的驅(qū)動；所述脈沖產(chǎn)生模塊發(fā)送脈沖信號至一選四開關(guān)模塊，然后返回給主控模塊發(fā)送結(jié)束信號；所述產(chǎn)生數(shù)據(jù)模塊首先接受信號和通道號分別存儲四個(gè)通道的數(shù)據(jù)，同時(shí)刷新每個(gè)通道的數(shù)據(jù)；所述串行發(fā)送模塊將產(chǎn)生的數(shù)據(jù)按照標(biāo)準(zhǔn)串行傳輸至顯示芯片進(jìn)行處理。
按照本發(fā)明所提供的倒車?yán)走_(dá)專用集成電路，其特征在于，所述可調(diào)增益放大模塊通過選擇不同的放大倍數(shù)自動實(shí)現(xiàn)對系統(tǒng)增益的調(diào)節(jié)；所述比較器模塊用于信號包絡(luò)和基準(zhǔn)電平比較輸出電平信號。
按照本發(fā)明所提供的倒車?yán)走_(dá)專用集成電路，其特征在于，所述串行發(fā)送模塊發(fā)送報(bào)警信號采用雙線差分串行輸出的方式來提高傳輸信號在長距離和強(qiáng)電干擾環(huán)境下的傳輸正確性。
按照本發(fā)明所提供的倒車?yán)走_(dá)專用集成電路，其特征在于，所述專用集成電路可以防止聲波衍射干擾，環(huán)境智能適應(yīng)，具備倒車和防爬車兩種工作模式。
目前，倒車?yán)走_(dá)電路都是采用通用單片機(jī)的方案，本發(fā)明所述專用集成電路使用更簡單、性能更可靠、系統(tǒng)集成度更高，對倒車?yán)走_(dá)生產(chǎn)廠家來說是全新的方案。本發(fā)明所述集成電路能完全的濾除聲波衍射的干擾，讓檢測更可靠和準(zhǔn)確。本發(fā)明所述集成電路能智能識別物體的物質(zhì)屬性和大小，然后再進(jìn)行報(bào)警處理，避免了上述非必要的報(bào)警；能智能的判斷停車區(qū)域的情況，讓倒車?yán)走_(dá)集中重點(diǎn)地處理駕駛者更關(guān)心的車后情況，而又不會忽略兩邊的檢測。報(bào)警信號采用單片機(jī)無法實(shí)現(xiàn)的雙線差分串行輸出的方式，可以提高傳輸信號在長距離和強(qiáng)電干擾環(huán)境下的傳輸正確性。具備倒車和防爬車兩種工作模式，除了應(yīng)用于倒車?yán)走_(dá)報(bào)警器外，還可以為客車和貨車提供防爬車報(bào)警功能。
該倒車?yán)走_(dá)專用集成電路無需軟件，控制邏輯全硬件實(shí)現(xiàn)，很大程度上提高了系統(tǒng)工作的穩(wěn)定性和可靠性；設(shè)計(jì)應(yīng)用非常簡單，無需任何軟件設(shè)置，只需要外接探頭和少量的電阻電容即可工作，減少了開發(fā)量，同時(shí)顯著減少了主機(jī)的面積和尺寸，可做到傳統(tǒng)倒車?yán)走_(dá)大小的三分之一；倒車?yán)走_(dá)控制集成電路是全汽車級工作環(huán)境指標(biāo)設(shè)計(jì)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于民用等級的單片機(jī)，完全滿足和適用汽車內(nèi)的工作條件；報(bào)警數(shù)據(jù)采用差分通訊方式輸出，傳輸數(shù)據(jù)具有極強(qiáng)的抗干擾性和可靠性；同時(shí)具備防聲波衍射、智能識別小物體、環(huán)境適應(yīng)等一系列防誤報(bào)警功能，使系統(tǒng)的報(bào)警功能更加實(shí)用和準(zhǔn)確。


圖1是本發(fā)明所提供的倒車?yán)走_(dá)專用集成電路的原理模塊結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖以及實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步的說明。
如圖1所示，四選一開關(guān)模塊將四個(gè)探頭的輸入信號輪流選通進(jìn)行處理，第一級放大模塊將輸入的信號放大35倍，第二級放大模塊將輸入的信號放大20倍，再由帶通濾波器對非40Hz的信號進(jìn)行濾波?？烧{(diào)增益放大模塊通過選擇不同的放大倍數(shù)自動實(shí)現(xiàn)對系統(tǒng)增益的調(diào)節(jié)，比較器模塊將信號包絡(luò)和基準(zhǔn)電平比較輸出電平信號。一選四開關(guān)模塊則用于控制輸出信號對不同探頭的驅(qū)動。時(shí)鐘分頻模塊將8MHz的時(shí)鐘信號分頻成為1MHz的時(shí)鐘信號，時(shí)鐘模塊由1MHz的時(shí)鐘產(chǎn)生不同的時(shí)鐘信號。計(jì)時(shí)器模塊檢測到有效的回波信號后，把產(chǎn)生有效電平的時(shí)刻的計(jì)時(shí)器數(shù)據(jù)存入8位數(shù)據(jù)存儲器作為該通道檢測的距離。脈沖產(chǎn)生模塊發(fā)送16個(gè)40KHz的脈沖，然后返回給主控模塊發(fā)送結(jié)束信號。主控模塊用來控制各個(gè)模塊正常工作。預(yù)接收模塊將對回波電平信號進(jìn)行毛刺處理、聲波衍射處理、智能識別處理和固定地面反射處理，經(jīng)過處理后送脈沖有效信號給MPU。產(chǎn)生數(shù)據(jù)模塊首先接受信號和通道號分別存儲四個(gè)通道的數(shù)據(jù)，同時(shí)刷新每個(gè)通道的數(shù)據(jù)。串行發(fā)送模塊將產(chǎn)生的三個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)按照標(biāo)準(zhǔn)串行4.8K的波特率傳輸至顯示芯片進(jìn)行處理。增益控制模塊將產(chǎn)生用于消除探頭和中周的余振的消振信號，以及產(chǎn)生用于不同距離需要的增益控制信號。
倒車?yán)走_(dá)系統(tǒng)由電路控制部分和超聲波探頭部分組成，基本工作原理為利用換能器的壓電特性，以電壓激發(fā)壓電片，該壓電片隨即產(chǎn)生超聲波并發(fā)射出去。當(dāng)發(fā)射出去的超聲波接觸物體時(shí)，會反射微弱的能量給換能器，經(jīng)信號放大處理后傳送至微處理器判斷與物體的距離，并由微處理器決定是否給出報(bào)警提示，根據(jù)障礙物距離值的不同給出不同報(bào)警提示。
如圖1所示，該集成電路完成超聲波探頭的驅(qū)動和信號接收，進(jìn)行信號處理和距離判斷，同時(shí)將報(bào)警信號編碼輸出。該集成電路盡可能地為用戶提高集成度，將信號放大器、濾波器、微處理器都集成在同一芯片上，使用戶只需要在芯片外圍加上晶振和少量電阻電容后就可以工作，直接接上超聲波探頭、顯示模塊就可組成一個(gè)完整的倒車?yán)走_(dá)系統(tǒng)。
權(quán)利要求
1.一種倒車?yán)走_(dá)專用集成電路，其特征在于，它包括信號采集單元、主控單元和信號執(zhí)行單元，所述信號采集單元由四選一開關(guān)模塊、第一級放大模塊、第二級放大模塊、帶通濾波器模塊、可調(diào)增益放大模塊、預(yù)接收模塊和比較器模塊組成，用于采集處理探頭信號并傳送至主控單元；所述主控單元由時(shí)鐘分頻模塊、時(shí)鐘模塊、計(jì)時(shí)器模塊、主控模塊和增益控制模塊組成，用于接受處理信號采集單元送來的信號，控制信號執(zhí)行單元執(zhí)行控制過程；所述信號執(zhí)行單元由一選四開關(guān)模塊、脈沖產(chǎn)生模塊、產(chǎn)生數(shù)據(jù)模塊和串行發(fā)送模塊組成，用于完成主控單元發(fā)出的控制信號的執(zhí)行。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的倒車?yán)走_(dá)專用集成電路，其特征在于，所述信號采集單元的四選一開關(guān)模塊將四個(gè)探頭采集到的信號輪流選通，第一級放大模塊和第二級放大模塊用于將采集到的信號放大，帶通濾波器模塊對放大后信號進(jìn)行濾波，再經(jīng)可調(diào)增益放大模塊和比較器模塊將信號送至預(yù)接受模塊，預(yù)接收模塊將對回波電平信號進(jìn)行毛刺處理、聲波衍射處理、智能識別處理和固定地面反射處理，經(jīng)過處理后送脈沖有效信號給主控單元。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的倒車?yán)走_(dá)專用集成電路，其特征在于，所述主控模塊協(xié)調(diào)各個(gè)模塊之間正常工作；所述時(shí)鐘模塊由分頻后的時(shí)鐘產(chǎn)生不同頻率的時(shí)鐘信號；所述計(jì)時(shí)器模塊檢測到有效的回波信號后，把產(chǎn)生有效電平的時(shí)刻的計(jì)時(shí)器數(shù)據(jù)存入存儲器作為該通道檢測的距離；所述增益控制模塊將產(chǎn)生用于消除探頭和中周的余振的消振信號，以及產(chǎn)生用于不同距離需要的增益控制信號。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的倒車?yán)走_(dá)專用集成電路，其特征在于，所述一選四開關(guān)模塊控制輸出信號實(shí)現(xiàn)對不同探頭的驅(qū)動；所述脈沖產(chǎn)生模塊發(fā)送脈沖信號至一選四開關(guān)模塊，然后返回給主控模塊發(fā)送結(jié)束信號；所述產(chǎn)生數(shù)據(jù)模塊首先接受信號和通道號分別存儲四個(gè)通道的數(shù)據(jù)，同時(shí)刷新每個(gè)通道的數(shù)據(jù)；所述串行發(fā)送模塊將產(chǎn)生的數(shù)據(jù)按照標(biāo)準(zhǔn)串行傳輸至顯示芯片進(jìn)行處理。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的倒車?yán)走_(dá)專用集成電路，其特征在于，所述可調(diào)增益放大模塊通過選擇不同的放大倍數(shù)自動實(shí)現(xiàn)對系統(tǒng)增益的調(diào)節(jié)；所述比較器模塊用于信號包絡(luò)和基準(zhǔn)電平比較輸出電平信號。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的倒車?yán)走_(dá)專用集成電路，其特征在于，所述串行發(fā)送模塊采用雙線差分串行輸出的方式發(fā)送報(bào)警信號。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的倒車?yán)走_(dá)專用集成電路，其特征在于，所述專用集成電路可以防止聲波衍射干擾，環(huán)境智能適應(yīng)，具備倒車和防爬車兩種工作模式。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種倒車?yán)走_(dá)專用集成電路，包括信號采集單元、主控單元和信號執(zhí)行單元。信號采集單元由四選一開關(guān)模塊、第一級放大模塊、第二級放大模塊、帶通濾波器模塊、可調(diào)增益放大模塊、預(yù)接收模塊和比較器模塊組成，用于采集處理探頭信號；主控單元由時(shí)鐘分頻模塊、時(shí)鐘模塊、計(jì)時(shí)器模塊、主控模塊和增益控制模塊組成，用于處理數(shù)據(jù)執(zhí)行控制信號；信號執(zhí)行單元由一選四開關(guān)模塊、脈沖產(chǎn)生模塊、產(chǎn)生數(shù)據(jù)模塊和串行發(fā)送模塊組成，用于完成控制信號的執(zhí)行。采用該電路的倒車?yán)走_(dá)集成度高，穩(wěn)定性和抗干擾能力強(qiáng)，開發(fā)和生產(chǎn)成本低，可實(shí)現(xiàn)多種防誤報(bào)處理，加強(qiáng)了報(bào)警功能的準(zhǔn)確性和實(shí)用性，還可以靈活設(shè)置其產(chǎn)品的報(bào)警方式。
文檔編號G01S15/93GK101046511SQ20071004895
公開日2007年10月3日 申請日期2007年4月24日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月24日
發(fā)明者羅彬 , 袁杰 申請人:成都國騰微電子有限公司