李 东，郑建立

东华大学信息科学与技术学院，上海 201620

0 引言

2011年底我国汽车保有量破一亿大关位于世界第二，然而，随着保有量的激增由此而带来了道路拥挤和交通事故频发等问题。在所有交通事故中，由泊车而引发的交通事故占有很大比例。因此，倒车雷达系统应运而生。本文介绍的倒车雷达系统采用渡越时间法进行超声波测距，并运用自动增益放大电路提高系统的测量精度。

1 超声波测距原理

渡越时间法(TOF)的工作原理：检测从超声波发射探头发射出去的超声波, 经气体介质传播到接收探头的时间, 这一段时间称为渡越时间。渡越时间与超声波在气体介质中的声速相乘, 就是声波传输的距离。公式如下所示：

式中，s为待测距离,v超声波在气体介质中传播的声速,t为渡越时间。

超声波在空气中传播时很容易收到环境温度的影响，超声波速度与空气温度的关系为：

其中，v0为超声波在0℃的空气中的传播速度331.45m/s,T为空气的温度。

2 系统硬件设计

该系统以STC12C5A60S2为核心控制芯片，系统主要包括超声波测距模块，温度补偿模块，时钟模块，显示模块和语音报警模块等。系统的总体框图如图1所示。

图1 系统的总体框图

2.1 超声波测距模块

本文设计的超声波测距模块采用了自增益放大电路、渡越时间法检测电路和峰值检测电路。可变增益放大电路主要用来调整回波信号的幅值；渡越时间法检测电路主要用来判断接收的信号是否为回波，若是回波，则请求单片机中断，立刻停止时钟模块的计时工作，将所计时时间传递给单片机；……