【应用】主频最高达到50MHz 8位MCU,实现汽车超声波雷达的快速响应

2017-11-01 世强 Carol

近年来,我国的汽车数量正逐年增加。在公路、街道、停车场、车库等拥挤、狭窄的地方行车时,驾驶员既要詹前,又要顾后,稍微不小心就会发生追尾或碰擦事故,从而造成经济损失或人员伤亡。因此,超声波雷达被越来越多地用于汽车防撞预警系统,无论是用于后装的倒车雷达还是前装的防碰撞,都能有效降低事故的发生。设计一种响应快,可靠性高且较为经济的超声波雷达则势在必行。本文为大家介绍Silicon Labs的高性价比8位MCU EFM8BB2在汽车超声波雷达系统的采集单元上的应用。


超声波雷达系统的采集单元包括超声波发送接收模块、单片机处理模块以及显示和报警模块,如图一。主要功能是实现雷达测距、显示报警和将信息发送给仪表盘。通过发射超声波,碰到障碍物返回后,接收超声波,然后单片机根据往返时间计算出距离,并显示结果和报警。

 

图一:超声波雷达结构框图


EFM8BB2系列单片机采用经过优化的CIP-51内核,70%的指令只需要1-2时钟执行周期,主频最高达到50MHz,从而能够快速高效的处理任务,实现超声波雷达的快速响应。如果汽车超声波雷达主板电源是5V的话,该系列部分MCU内部还集成了5V输入的LDO,3.3V输出可供MCU供电,最高支持100mA的电流,因此MCU供电电压最高可以到5V,并且所有IO口也支持5V的耐受电压。EFM8BB2系列集成多达5个16位通用定时器,并且支持可编程计数器阵列(PCA),可以实现PWM输出、输入捕捉/比较等功能。1路12位ADC和2路低功耗模拟比较器能够轻松实现对超声波雷达系统的电压检测。除此之外,EFM8BB2系列还集成了丰富的通讯外设,如UART、SPI、I2C等。EFM8BB2系列的型号有工业级和汽车级可选。


很多情况下,超声波雷达主控还要将结果传输给仪表盘,需要通过LIN或者CAN总线进行通讯。EFM8BB2的UART1包含专用硬件来协助固件实现LIN从设备应用,它包括LIN中断和同步领域的自动检测,并且可以基于LIN 0x55同步字有选择地执行自动波特率的调整。当使能LIN模式时,所有输入数据都将启用中断和同步检测。该电路可以检测传入数据流中间的中断同步序列并作出相应的反应。


EFM8BB2系列特性:

 最高50 MHz运行主频

 16KB Flash、2304字节RAM

 集成5V-3.3V LDO

 高达22个GPIO,5V耐受电压

 3通道PCA,5 x 16位通用定时器

 2 x UART、SPI、I2C

 12位ADC、2个比较器

 支持汽车级

 QFN28、QSOP24、和QFN20封装可选









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