隨著汽車普及率的逐年增加，消費(fèi)者在將汽車作為交通運(yùn)輸工具的同時(shí)，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(jī)尤其是新手來說，倒車無疑是件非常頭痛的事，倒車?yán)走_(dá)正好可以幫司機(jī)解決這個(gè)難題，因此越來越多的商家看好這個(gè)市場。 

    從目前市場情況看，國內(nèi)倒車?yán)走_(dá)生產(chǎn)廠家都是使用單片機(jī)控制方案，缺乏單芯片方案，如果能用單芯片實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)功能，對倒車?yán)走_(dá)生產(chǎn)商來說，不僅能降低開發(fā)和生產(chǎn)成本，對整機(jī)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_(dá)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(jī)軟件設(shè)計(jì)都集成在芯片內(nèi)，用戶幾乎無需調(diào)試就可以推出整機(jī)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_(dá)的技術(shù)門檻。 

    主控芯片GM3101的功能特性 

　　倒車?yán)走_(dá)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(bào)警輸出周期為150.4ms。4個(gè)探頭輪流采樣一次輸出一次報(bào)警數(shù)據(jù)，它采用雙線差分方式輸出報(bào)警信號。報(bào)警信號包括：各探頭檢測到的障礙物距離危險(xiǎn)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(jī)方案相比較，其優(yōu)勢還在于：防聲波衍射誤報(bào)處理，提高報(bào)警信號的準(zhǔn)確性；環(huán)境適應(yīng)功能，提高報(bào)警功能的實(shí)用性；智能識別功能，可以忽略小物體，防止誤報(bào)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(yùn)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(jìn)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(shí)間差，根據(jù)此時(shí)間差計(jì)算障礙物距離，并輸出報(bào)警信號。超聲波探頭驅(qū)動采用分時(shí)順序的驅(qū)動方式，即依次對4個(gè)探頭輪流進(jìn)行驅(qū)動，一個(gè)探頭的工作周期內(nèi)要包括發(fā)送和接收兩種操作。4個(gè)探頭檢測完成構(gòu)成一個(gè)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(gè)探頭的工作。 

　　余振處理及增益控制 

　　1. 余振的處理 

　　倒車?yán)走_(dá)的設(shè)計(jì)過程中，余振的消除是一個(gè)讓人頭痛的問題，由于目前倒車?yán)走_(dá)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(gè)超聲波的同時(shí)，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(shí)間也不相同，一般來說，余振時(shí)間為1.5ms~2ms。由于余振出現(xiàn)在信道上，所以在余振時(shí)間內(nèi)所檢測到的信號都會被余振淹沒，在余振時(shí)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_(dá)設(shè)計(jì)中提出了一個(gè)“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_(dá)的“盲區(qū)”。如果在設(shè)計(jì)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(bào)警信號。GM3101在以下幾個(gè)方面對超聲波探頭的余振進(jìn)行了有效的處理。

圖1：GM3101內(nèi)部框圖