基于LIN总线的倒车雷达系统的研究方案
摘 要： 采用AT89S52作为控制器，连接并控制自主设计的超声波倒车雷达的接收与发送模块。控制器将倒车雷达模块的数据以LIN协议规定的报文格式发送到LIN总线，通信过程按照LIN协议规定的一主多从的通信方式。实验表明，该系统数据的传输符合LIN协议标准，能够很好地与其他符合LIN标准的汽车电子设备进行通信，具有较好的实际应用价值。
随着汽车工业的发展和人们生活水平的提高，城市里汽车的数量迅速增加，出现了交通拥挤、停车难等问题，为了解决汽车后视镜存在的后视盲区问题，免除驾驶员的视野死角和视线模糊的缺陷，减少汽车倒车时的碰撞事故，各种汽车倒车雷达应运而生。自从20世纪80年代中期德国博世公司开发现场总线CAN以来，发展迅速并引起广泛关注，目前CAN总线已经成为汽车总线推广、应用的主流。
然而，由于CAN总线复杂的仲裁机制使其在低端市场的生产成本受到了挑战；另外，在汽车使用中，其稳定性相比另一种专门应用于低端市场的LIN总线也存在一些不足。
本设计正是基于以上的应用背景设计，与传统的单独倒车系统相比，在兼容性和汽车布线方面具有强大的优势；同时与主流的CAN总线相比在成本和稳定性方面具有相当的优势。所以LIN总线做为CAN总线的补充和辅助总线，在倒车雷达、车灯控制等低端的应用必将受到更加广泛的关注。
1 系统的整体设计思路
本设计主要由超声波测距和LIN总线通信两部分组成。
(1)超声波测距。由探头、发射电路、接收电路、选频电路和单片机处理组成。主要过程是：单片机产生20个0.5 ms脉冲信号，频率为40kHz，自动避过大约为2 ms的盲区时间，然后开始计时，脉冲原始信号为5 V，该信号经过运放放大后，可驱动超声波发射探头发出15V、40 kHz的脉冲超声波。由于接收头与发射头配对，因此，接收后可将超声波调制脉冲变为交变电压信号，经运算放大后加至高通有源滤波电路滤除低频杂波，最后产生一个TTL电平的回波信号。该信号输入到单片机产生外部中断，停止单片机的定时器，然后读出计时器的时间差，得到超声波发射出去碰到阻碍物回射的时间差，再根据公式d=v*t/2得出距离障碍物的距离。
(2)LIN总线通信。将超声波测距得到的数据通过LIN总线的方式发送出去，并产生不同频率的报警提示，电路由LIN收发器、单片机和报警电路3部分组成。单片机接收超声波测距电路传回的数据，并对数据进行处理。当判断到有障碍物的时候，通过报警电路产生报警提示。当距离障碍物较远时，报警声音的间断比较缓慢；当距离障碍物较近时，报警声音比较急促。数据部分则主要通过LIN总线收发器产生符合LIN总线协议标准的信号进行通信。其主要框图如图2所示。
2 超声波测距模块的设计
2.1 超声波测距模块的硬件设计
2.1.1 发射电路
发射模块的主要作用是对超声波发射探头进行功率驱动，由单片机引脚输出40 kHz的脉冲信号，经CD4049转变成24V电压信号激励超声波探头，从而产生频率为40 kHz的超声波并发射出去。
