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超聲波倒車雷達防撞預警系統即倒車雷達，是汽車泊車輔助裝置，由超聲波傳感器(俗稱探頭)、控制器和顯示器(或蜂鳴器)等部分組成。本文介紹基于瑞薩RL78/F13系列單片機為控制核心的倒車雷達系統，RL78/F13擁有豐富的功能特性和安全性能，該系統采用RL78/F13系列單片機作為控制電路，方便系統功能擴展。系統電路主要采用集成器件構成，外圍元件少，電路簡潔、調試方便、成本低，利于商品化生產。 圖1：RL78/F13 MCU應用于倒車雷達系統 RL78/F13系列MCU適用于倒車雷達系統功能特性： 廣泛的產品線，可輕松實現平臺標準化，提高開發效率 由于不同系統的規格各不相同，要將 ROM 重新應用到其他不同系統，就需要改變其尺寸，為了滿足這一需求，全新的 MCU 均集成了相同的 CPU 內核，并擁有汽車網絡，例如 CAN(控制器局域網)和 LIN(本地互聯網)和引腳布局等外圍功能。RL78/F13 MCU 的內部閃存大小為 16 到 128 千字節(KB)，封裝為 20 到 80 引腳。憑借豐富的產品線，RL78/F13 可支持多種多樣的應用需求。RL78/F13 系列MCU 集成了瑞薩電子現有 78K0R 和 R8C CPU 內核的高性能的 MCU 外圍功能。因此其可讓系統制造商在有效利用現有資產的同時，得益于 CPU 內核新加的乘加指令而提高系統性能。 緊湊小巧的封裝，支持最高 150℃ 的高溫運行環境，可縮小整體單元尺寸 為了滿足體積更小巧的 ECU 的需求，瑞薩電子開發出了全新的 QFN(四方扁平無引腳)封裝。相比瑞薩電子現有的 32 引腳 SSOP封裝(窄間距小外形封裝)，新的 QFN 封裝能夠將安裝面積減少約69%，而與瑞薩電子現有的 QFN 封裝相比，全新的 QFN 封裝在引腳側表面設有凹口，以便在安裝過程中提高焊接粘附性，可實現在不改造工廠生產線的情況下安裝新的 MCU 設備。采用新 QFN 封裝后，可縮小印刷電路板的尺寸，從而實現整體 ECU 系統的微型化。 RL78/F13 可在高達 150℃ 的環境溫度下正常工作，因此可以直接裝入執行機構，從而進一步提高系統微型化水平。 降低50% 待機能耗，實現低能耗系統設計 通過采用更低的電流消耗的待機模式，RL78/F13系列 MCU 的待機電流相比瑞薩電子現有的 78K0R/Fx3 MCU 下降了50%，即從 1μA(微安)下降為 0.5μA(微安)。RL78/F13還具有在不激活 CPU 的情況下執行 A/D 轉換的功能，從而進一步降低系統能耗。 豐富的硬件功能，可保證功能安全性 針對安全性進行了改善的結構可對電氣或電子故障進行檢測，從而保障系統安全性，而這一特性，對于努力達到ISO 26262功能安全性標準的汽車系統來說極有幫助，同時，市場對于在MCU內部加入自診斷功能的需求也日益強烈。 RL78/F13包含了多種多樣的硬件特性，可保證下述的功能安全性：將參考電壓或電源電壓進行轉換，并將轉換結果與標準值進行比較，從而確定 A/D 轉換器工作正常的檢測功能;使用中斷檢測堆棧溢出從而防止軟件失控的功能;通過將外部時鐘振蕩器與內部振蕩器進行比較，檢測外部時鐘振蕩器是否停止的功能。 例如，RL78/F13的PWM功能。超聲波傳感器在倒車雷達系統中主要完成兩項任務：發送超聲聲波和接收超聲聲波。發送超聲波相對簡單，只要對超聲波傳感器發送的超聲波進行脈沖寬度調制，同時開啟計時器。而接收部分較為復雜，需要由控制芯片RL78/F13產生的PWM信號通過功率放大器放大，送到超聲波傳感器進行脈沖寬度調制，然后開啟計時器。以便控制器能正確低識別反射回的超聲波、確定接收時間并停止計時器技術，然后根據“距離=時間X音速”計算距離。然后以聲音或者更為直觀的顯示告知駕駛員周圍障礙物的情況。 |
