隨著汽車普及率的逐年增加，消費者在將汽車作為交通運輸工具的同時，對汽車配置有了更多的要求，尤其是對安全性提出了更高的要求。對于很多司機尤其是新手來說，倒車無疑是件非常頭痛的事，倒車?yán)走_正好可以幫司機解決這個難題，因此越來越多的商家看好這個市場。
從目前市場情況看，國內(nèi)倒車?yán)走_生產(chǎn)廠家都是使用單片機控制方案，缺乏單芯片方案，如果能用單芯片實現(xiàn)整個系統(tǒng)功能，對倒車?yán)走_生產(chǎn)商來說，不僅能降低開發(fā)和生產(chǎn)成本，對整機的可靠性也會有很大提高。目前成都國騰微電子有限公司推出了一款倒車?yán)走_主控芯片——GM3101，與傳統(tǒng)方案相比，它將信號處理電路和單片機軟件設(shè)計都集成在芯片內(nèi)，用戶幾乎無需調(diào)試就可以推出整機方案，大大縮短了用戶的開發(fā)周期和人力成本，也降低了倒車?yán)走_的技術(shù)門檻。
主控芯片GM3101的功能特性
倒車?yán)走_主控芯片GM3101的主要性能參數(shù)為：工作溫度為-40℃~+85℃；電源電壓為5V；檢測范圍為0.3~3.95米，檢測精度為0.05米；報警輸出周期為150.4ms。4個探頭輪流采樣一次輸出一次報警數(shù)據(jù)，它采用雙線差分方式輸出報警信號。報警信號包括：各探頭檢測到的障礙物距離危險等級信號、最近障礙物方位信號、最近障礙物距離信號及附加消息。與傳統(tǒng)的單片機方案相比較，其優(yōu)勢還在于：防聲波衍射誤報處理，提高報警信號的準(zhǔn)確性；環(huán)境適應(yīng)功能，提高報警功能的實用性；智能識別功能，可以忽略小物體，防止誤報警。GM3101的內(nèi)部框圖如圖1所示。
從圖1可以看出，該芯片集成了信號處理部分和測距運算部分。當(dāng)芯片接通電源后，探頭驅(qū)動引腳向超聲波探頭發(fā)送驅(qū)動信號，驅(qū)動超聲波探頭發(fā)出超聲波信號，驅(qū)動信號發(fā)送完畢后，芯片等待信號返回。探頭接收到超聲波信號后，將信號送入芯片，進行信號放大、濾波、模數(shù)轉(zhuǎn)換處理，記錄信號發(fā)送和接收的時間差，根據(jù)此時間差計算障礙物距離，并輸出報警信號。超聲波探頭驅(qū)動采用分時順序的驅(qū)動方式，即依次對4個探頭輪流進行驅(qū)動，一個探頭的工作周期內(nèi)要包括發(fā)送和接收兩種操作。4個探頭檢測完成構(gòu)成一個檢測周期。若前一探頭在本工作周期內(nèi)沒有接收到返回的超聲波信號，則芯片也轉(zhuǎn)入控制下一個探頭的工作。
余振處理及增益控制
1. 余振的處理
倒車?yán)走_的設(shè)計過程中，余振的消除是一個讓人頭痛的問題，由于目前倒車?yán)走_采用的探頭都是壓電陶瓷探頭，所以當(dāng)探頭對外發(fā)出16個超聲波的同時，其自身的反射也會產(chǎn)生一部分余振，余振的信號幅度由大到小變化。由于用戶使用的探頭不一致，余振時間也不相同，一般來說，余振時間為1.5ms~2ms。由于余振出現(xiàn)在信道上，所以在余振時間內(nèi)所檢測到的信號都會被余振淹沒，在余振時間內(nèi)就檢測不出有用的信號，當(dāng)然也就無法測出相應(yīng)的距離。所以在倒車?yán)走_設(shè)計中提出了一個“盲區(qū)”的概念，也就是說由于有探頭余振的存在，就造成了在0.3m以內(nèi)倒車?yán)走_的“盲區(qū)”。如果在設(shè)計中不消除余振，系統(tǒng)就會把余振當(dāng)作有用信號，輸出錯誤的報警信號。GM3101在以下幾個方面對超聲波探頭的余振進行了有效的處理。
圖1：GM3101內(nèi)部框圖
