倒车雷达案列分析

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超声波倒车雷达防撞预警系统即倒车雷达，是汽车泊车辅助装置，由超声波传感器(俗称探头)、控制器和显示器(或蜂鸣器)等部分组成。本文介绍基于瑞萨RL78/F13系列单片机为控制核心的倒车雷达系统，RL78/F13拥有丰富的功能特性和安全性能，该系统采用RL78/F13系列单片机作为控制电路，方便系统功能扩展。系统电路主要采用集成器件构成，外围元件少，电路简洁、调试方便、成本低，利于商品化生产。

　　图1：RL78/F13 MCU应用于倒车雷达系统

　　RL78/F13系列MCU适用于倒车雷达系统功能特性：

　

广泛的产品线，可轻松实现平台标准化，提高开发效率

　　由于不同系统的规格各不相同，要将 ROM 重新应用到其他不同系统，就需要改变其尺寸，为了满足这一需求，全新的 MCU 均集成了相同的 CPU 内核，并拥有汽车网络，例如 CAN(控制器局域网)和 LIN(本地互联网)和引脚布局等外围功能。RL78/F13 MCU 的内部闪存大小为 16 到 128 千字节(KB)，封装为 20 到 80 引脚。凭借丰富的产品线，RL78/F13 可支持多种多样的应用需求。RL78/F13 系列MCU 集成了瑞萨电子现有 78K0R 和 R8C CPU 内核的高性能的 MCU 外围功能。因此其可让系统制造商在有效利用现有资产的同时，得益于 CPU 内核新加的乘加指令而提高系统性能。
　　紧凑小巧的封装，支持最高 150℃ 的高温运行环境，可缩小整体单元尺寸
　　为了满足体积更小巧的 ECU 的需求，瑞萨电子开发出了全新的 QFN(四方扁平无引脚)封装。相比瑞萨电子现有的 32 引脚 SSOP封装(窄间距小外形封装)，新的 QFN 封装能够将安装面积减少约69%，而与瑞萨电子现有的 QFN 封装相比，全新的 QFN 封装在引脚侧表面设有凹口，以便在安装过程中提高焊接粘附性，可实现在不改造工厂生产线的情况下安装新的 MCU 设备。采用新 QFN 封装后，可缩小印刷电路板的尺寸，从而实现整体 ECU 系统的微型化。RL78/F13 可在高达 150℃ 的环境温度下正常工作，因此可以直接装入执行机构，从而进一步提高系统微型化水平。
　　降低50% 待机能耗，实现低能耗系统设计
　　通过采用更低的电流消耗的待机模式，RL78/F13系列 MCU 的待机电流相比瑞萨电子现有的 78K0R/Fx3 MCU 下降了50%，即从 1μA(微安)下降为 0.5μA(微安)。RL78/F13还具有在不激活 CPU 的情况下执行 A/D 转换的功能，从而进一步降低系统能耗。
　　丰富的硬件功能，可保证功能安全性
　　针对安全性进行了改善的结构可对电气或电子故障进行检测，从而保障系统安全性，而这一特性，对于努力达到ISO 26262功能安全性标准的汽车系统来说极有帮助，同时，市场对于在MCU内部加入自诊断功能的需求也日益强烈。
　　RL78/F13包含了多种多样的硬件特性，可保证下述的功能安全性：将参考电压或电源电压进行转换，并将转换结果与标准值进行比较，从而确定 A/D 转换器工作正常的检测功能;使用中断检测堆栈溢出从而防止软件失控的功能;通过将外部时钟振荡器与内部振荡器进行比较，检测外部时钟振荡器是否停止的功能。
　　例如，RL78/F13的PWM功能。超声波传感器在倒车雷达系统中主要完成两项任务：发送超声声波和接收超声声波。发送超声波相对简单，只要对超声波传感器发送的超声波进行脉冲宽度调制，同时开启计时器。而接收部分较为复杂，需要由控制芯片RL78/F13产生的PWM信号通过功率放大器放大，送到超声波传感器进行脉冲宽度调制，然后开启计时器。以便控制器能正确低识别反射回的超声波、确定接收时间并停止计时器技术，然后根据“距离=时间X音速”计算距离。然后以声音或者更为直观的显示告知驾驶员周围障碍物的情况。