汽车倒车防碰撞系统是一种辅助汽车泊车装置。低配的由超声波收发电路、回波放大电路、语音提示电路、数码显示、报警及温度补偿电路组成，高配的有时会带有后视视频系统。[1]

一、工作原理

如下图在汽车的尾部安装4个超声波探头，倒车时，采用往返时间测量法测量汽车尾部到障碍物的距离，通过数码管实时显示距离，当车尾部的超声波探头与障碍物的距离小于设定值的安全值时，通过蜂鸣器报警提示驾驶员。

这里测距一般采用4路超声波传感器分时隙工作，采用往返时间测量法测距，测距原理是当汽车进行倒车时，防碰撞系统开始工作，单片机产生一串40KHz的矩形波，经4选1模拟开关按时序分别向4路超声波探头传给发射电路，通过超声波换能器发射超声波，同时开启计数器计数，超声波传至障碍物后反射，反射回来部分超声波被超声波换能器接收并转换成电信号，再经过接收电路滤波、放大、整形后，触发单片机外部中断，产生中断，计数器停止计数，测出超声波发射脉冲串到接收回波信号的时间差 t，并根据超声波在空气中传播的速度v，得出被测距离：

S=vt/2

由于声速会受到环境温度的影响，温度与声速的关系为：

v≈v0+0.607T

式中：v0=332m/s为0℃时的声波速度；T为当前的环境温度。因此只需要通过温度传感器测出T即可得到S的修正值。通过比较选取的4路信号中的最短距离进行显示，当显示值小于设定警报值时，单片机控制蜂鸣器发出报警声音，随着距离越来越近，报警声音频率越大，同时显示部分两侧的条形数码管显示条数量增加以表示危险级别。最大测量距离与超声波传感器性能、驱动电路、回波放大电路等因素相关。

二、主要模块介绍

系统主要模块包括：显示模块、语音报警和四探头测距模块（MCU负责整体逻辑协调、温度测量可采用数字式也可采用热敏电阻、蜂鸣器报警可以直接由MCU控制）。此外显示模块设计没有难点，如果为了追求绚丽可以考虑采用TFT屏；语音模块这里引入一个API8108A语音芯片介绍、测距先简单介绍几种方案（后面会细讲）。

三、具体模块详解

API8108A、API8108A（一次性编程语音系列）[2]

>_<: （介绍）10、20秒多功能可编程语音电路是采用大规模CMOS芯片技术制造的最新ASIC专用语音电路。它们内部包含语音处理器、EPROM存储器、A/D、D/A数模转换器、逻辑接口控制器、音频放大器、时钟振荡器等大量部件，能完成从语音数据写入固化到语音高保真重放的全过程工作，外围秩序几只元件即可。过去这种电路常采用8031、2764、DA0832等IC组合完成，体积大、耗电大、成本高，现在API8108A、API8208A比常规语音处理电路设计要结构简单、体积微小的多，而成本只是过去的五分之一。

API8108A、API8208A可根据需要分为一至八段录放，其语音可以最大不重复时间分别为10秒和20秒，重复部分可不计算时间。其语音录入需要专门的计算机编程器上进行，一旦录入即成为固定数据，不能再更改或抹掉，永久保存。固化了语音之后的API8108A、API8208A在放音使用上和普通的音乐集成片一样简单，只是发出的不是单调的音符曲调，而是极其逼真的话语模拟声响，其效果经计算机软件处理可与磁带、CD媲美。

>_<: （工作要求）其电源电压为：2.6~6V，静态耗电<5uA，工作温度：-10度~60度，储存温度：-55度~125度，发光管驱动电路：8mA。

>_<: （引脚说明）1、5、6编程选择脚；2、3电压放大推挽输出，外接蜂鸣器或喇叭；4电源接地端；7电流放大输出，外接三极管放大推动喇叭；8外接振荡电阻，决定放音速度；9编程电源端；12电源接正端；10、11、13、14发音触发器，高电平有效，组合控制8段；15单键触发端，高有效使所有的段顺序放音；16放音停止端，，高电平使放音中断停止。

编程引脚OUT1、OUT2、OUT3功能选择：

※STP指OUT输出15ms的停止脉冲，（也可推另一片语音IC，以增加语音长度）

※BUSY指OUT输出忙信号，推动马达或其它

语音分段控制选择：（L表示接正触发，N表示不接）

放音频率、振荡电阻（ROSC）与放音时间选择：

>_<: （基础应用）基础电路应用：

① COUT输出驱动喇叭　&&　VOUT输出驱动蜂鸣偏或喇叭

② 八段触发控制（见上表）

③ 两片串联加长语音长度

④ 带LED的电路

>_<: （时序波形）时序波形示意图：

1. Level, Unholdable, Non-retriggerable（电平的、非保持的、非触发的）