基于ARM的一种智能倒车系统

基于ARM的一种智能倒车系统
摘要：本文介绍了以m0为核心的arm lpc11c14的主要功能特性，给出了用lpc11c14和tm8835组成的电路来设计智能倒车系统的具体办法。

本智能倒车系统应用在带有电子稳定功能的汽车上。

关键词：lpc11c14；tw8835；can总线；智能倒车系统
中图分类号：tp31 文献标识码：a 文章编号：1674-7712 （2013）02-0046-02
随着人们生活水平的提高，汽车的普及率越来越高，越来越多的人享受汽车带来的便利，但开车容易，倒车，停车难。

面对日益拥挤的停车位，如何能安全方便地把车停在规定的停车位，对有些车主来讲是一个难题。

智能倒车系统能有效地解决这个难题。

其工作原理是从原车obd-ii数据检测口通过can总线协议读取原车方向盘角度传感器的方向盘角度数据，雷达数据，根据车长车宽规划出倒车的运动轨迹线，并将此轨迹线和倒车摄像头的影像合成，输出在屏幕上显示，以此来辅助车主轻松泊车。

一、系统设计
本系统主要由两大模块组成，一个是系统控制模块，一个是图像处理模块。

系统控制模块由nxp公司生产的lpc11c14完成，图像处理模块由techwell公司生产的tw8835完成。

（一）芯片的选型
本系统是车载系统，所以在选择芯片时要考虑到功耗问题，集成度高，体积小的芯片是首选，同时图像的清晰度也是考虑的重点。

lpc11c14是nxp公司生产的运行速度高达50mhz，采用cortex-m0内核的32位微处理器，m0系列的arm是目前市面上最小巧，最低功耗及最有能效的arm。

它内含32kb片内flash程序存储器、8kb 片内sram、可通过片内引导装载程序软件来实现在系统编程（isp）和在应用编程（iap），方便了系统的调试；集成了pmu （电源管理单元），能最大降低系统的功耗；集成了1路can控制器，简化了传统单片机外接can控制器和can收发器的复杂外围电路内部，外部只需要接一个can收发器就可以完成对can数据的读取；rom集成供can和canopen标准使用的初始化和通信的api函数，用户可直接调用，兼容can2.0a/b，传输速率高达1mbit/s，能为can设备节点提供强大的信息和数据处理能力，使得can通讯模块的设计更加方便。

因此lpc11c14完全满足了智能车系统的需求。

[1]
tw8835是techwell公司生产的功能强大的模拟视频解码器，支持tft显示。

它集成了高品质的2d梳状ntsc / pal / secam视频解码器，三重高速rgb的adc，高品质，多功能osd的缩放，内置10kb可编程字体ram和512显示ram；其图像视频处理能力包括任意缩放，全景缩放，图像镜像，图像调整和加强，黑色和白色加长等，在输入端，它支持丰富的cvbs，s-视频，分量视频，模拟rgb 组合以及数位的ycbcr/rgb输入。

在输出端，能输出rgb888信号。

此外触摸屏控制器的集成，led驱动控制器，pwm控制器及内置微处理器，是很多便携设备的首选。

[2]
（二）系统框图
本智能倒车的系统组成框图如图1所示。

由图1中可以看到，lpc11c14通过can总线检测汽车倒挡信号，当发现处于倒档位时，启动tw8835和ch7026，显示摄像头采集的倒车图像，然后再通过can总线读取汽车方向盘传感器的角度数据，雷达数据传递给tw8835，tw8835通过预制的轨迹图片叠加到输入的视频中输出。

cvbs输入的是摄像头的图像。

ch7026是电视信号编码ic，在本系统中主要功能是把tw8835输出的rgb888信号转换为cvbs信号，在液晶屏上显示出来。

tja1041是nxp公司生产的最先进的独立高速can收发器，它是can控制器和物理总线之间的驱动器接口，它可以提供对总线的差动发送能力和对can控制器的差动接收能力，其位速度高达1mb/s，与iso11898标准兼容。

tja1041有四种工作模式，正常模式，只听模式，睡眠模式和待机模式。

在正常模式下，收发器通过总线canh和canl发送和接收数据，差动接收器将总线上的模拟数据转换成数字数据输出到rxd，然后发送给lpc11c14进行处理。

如果lpc11c14长时间检测不到can信号，整个系统进入待机模式，整机掉电。

在待机模式下，tja1041收发器停止工作，只通过低功耗差动接收器来监控总线。

整个系统的功耗达到最低。

当can总线上有唤醒事件时，tja1041的inth脚变高对整个系统重新上电，再重新进入正常收发数据模式。

[3][4]
外接flash是用于存储tw8835的程序。

因为整个程序要调用大量的图片，轨迹图片和osd的图片，图片占用很多空间，所以外接
flash来存储。

tw8835用dma的方式对flash进行读写，就是把flash 的内容读取到tw8835的显示缓冲区进行操作。

tw8835内置mcu是支持spi dma读写操作的。

二、软件设计
软件流程图如图2所示
图2 软件流程图
由图2可以看到，系统定时检测是否有倒车信号，如果有就读取方向盘数据，然后发送数据给8835进行图像处理，没有的话，系统就进入待机状态。

整个系统软件是一个很大的工程。

包含按键处理，菜单处理，osd 显示，倒车轨迹的显示，信号的检测等，下面给出本智能倒车系统的can数据处理的部分源程序：
void can_receprocess（void）
{int16u temp_m=0x00；
if（g_recemsg_timer==0x01）//长时间没有接收到can数据，进入待机
{
g_standby_request = 0x01；
g_recemsg_timer = 0x00；
}
else if（g_recemsg_timer>0x01）
{
g_standby_request = 0x00； //正常工作
}
if（rece_msg[recemsg_doneindex%c_max_recemsg].msgobj！=0xff）
{
rece_msg[recemsg_doneindex%c_max_recemsg].msgobj=0xff；g_recemsg_timer = c_max_recemsg_timer； //can总线在通讯switch
（rece_msg[recemsg_doneindex%c_max_recemsg].mode_id）；{//根据接收的不同数据进行不同的处理
case 0x7ff：
break；
case 0x7fe：
break；
…
}
}
}
三、结束语
本智能倒车系统目前已经经过测试，各项性能指标在同类产品中比较突出。

但是本系统只能用于带有电子稳定系统的汽车上，这是本系统的一个局限。

因为只有带有电子稳定系统的汽车，才能通过
can总线检测到方向盘的数据。

如果克服了这个问题，这个系统的应用性会扩大很多。

这是本文后续关注的重点。

参考文献：
[1]lpc11cx2/cx4 32-bit arm cortex-m0 microcontroller；
16/32 kb flash，8 kb sram，c-can rev.3[2011-6-27].http：
//
[2]tw8835 premininary datasheet.http：//.
[3]tja1041a high-speed can transceiver
rev.04[2008.7.29].http：//
[4]ch7025/ch7026 datasheet rev.1.23 [2010-3-31]。