一种超声波测距芯片以及超声波测距系统技术方案

本实用新型专利技术公开一种超声波测距芯片以及应用该超声波测距芯片的超声波测距系统，涉及超声波测距技术领域；其特征在于，所述超声波测距芯片包括电源模块、超声波收发模块、主控模块；所述电源模块的输入端连接外部电源Vbat，其输出端连接超声波收发模块、主控模块的电源输入端；所述超声波收发模块与所述主控模块双向连接，用于按照主控模块的指令发送超声波以及判断是否有回波信号；所述主控模块根据所述回波信号的回波时间，计算障碍物距离。本实用新型专利技术的超声波测距芯片能够有效地减少其外围电路的电子元件的数量，有效的改善了芯片的EMC性能，并且能够降低产品的成本。

【技术实现步骤摘要】
一种超声波测距芯片以及超声波测距系统
本技术涉及超声波测距
，具体涉及一种超声波测距芯片以及应用该超声波测距芯片的超声波测距系统。
技术介绍
由于超声波指向性强，能量消耗缓慢，在介质中传播的距离较远，因而超声波经常用于距离的测量，如测距仪和物位测量仪等都可以通过超声波来实现。利用超声波检测往往比较迅速、方便、计算简单、易于做到实时控制，并且在测量精度方面能达到工业实用的要求；并且利用超声波测距时，不受光线、被测对象颜色等的影响，在较恶劣的环境也具有一定的适应能力，用途极度广泛。采用超声测距，均需要超声波传感器，而超声波芯片也是超声波传感器必不可少的元器件，现有产品的超声波芯片的周边电路元器件结构复杂，电子元器件较多，使PCB布局紧张，不仅影响了超声波芯片的EMC(电磁兼容)性能，而且造成了超声传感器的成本较高。
技术实现思路
本技术的第一目的旨在提供一种超声波测距芯片，该芯片能够有效地减少其周边外围电路的元器件的构成就能够实现超声波测距功能，成本低，测距准确。本技术的第一目的通过以下技术方案实现：一种超声波测距芯片，其特征在于，包括电源模块、超声波收发模块、主控模块；所述电源模块的输入端连接外部电源Vbat，输出端分别连接超声波收发模块、主控模块的电源输入端；所述超声波收发模块与所述主控模块双向连接；所述超声波收发模块包括信号放大单元、模数转换单元、信号处理单元、超声波前端控制单元以及传感器驱动单元；所述超声波前端控制单元的一个输出端连接所述传感器驱动单元的输入端，所述超声波前端控制单元还给所述信号放大单元提供放大增益系数，所述超声波前端控制单元与所述主控模块双向连接；所述传感器驱动单元的输出端发送超声波信号；所述信号放大单元的信号输入端接收回波信号，其输出端连接模数转换单元的输入端；所述模数转换单元的输出端连接所述信号处理单元的输入端；所述信号处理单元的输出端连接所述超声波前端控制单元的输入端。本技术的超声波片的所述超声波收发模块用于按照主控模块的指令发送超声波以及判断是否有回波信号；所述主控模块根据所述回波信号的回波时间，计算障碍物距离。所述超声波前端控制单元根据所述主控单元的指令控制所述传感器驱动单元输出超声波信号；所述信号放大单元用于接收所述回波信号，按照所述放大增益系数对其输入信号进行放大；所述模数转换单元对信号放大单元放大的信号进行采样；所述信号处理单元对模数转换单元采样后的信号进行滤波；所述超声波前端控制单元将信号处理单元滤波后的信号按照预先设定的比较阈值进行比较，判断是否具有回波信号，当有超过比较阈值的信号时，发送结果给主控模块。进一步地，所述电源模块包括第一电压调整单元以及第二电压调整单元；所述第一电压调整单元的输出端连接所述超声波收发模块的电源输入端；所述第二电压调整单元的输出端连接所述主控模块的电源输入端。进一步地，还包括ADC模块，所述ADC模块包括模数转换器以及多路选择开关，所述多路选择开关设置在所述模数转换器输入端以及所述ADC模块的多个输入端之间，所述ADC模块的多个输入端分别连接第一电压调整单元的输出端、第二电压调整单元的输出端、外部电源Vbat；通过控制多路选择开关的各个开关的通断以选择输入给所述模数转换器的输入信号；所述模数转换器的输出端连接主控模块的输入端。进一步地，还包括温度传感器，所述ADC模块的一个输入端连接温度传感器的输出端。进一步地，还包括通用输入输出模块，所述通用输入输出模块包括第一GPIO单元、第二GPIO单元；所述第一电压调整单元的输出端连接所述第一GPIO单元的电源输入端，所述第一GPIO单元具有至少一个用于芯片功能开发I/O端口，所述第一GPIO单元的I/O端口还对应连接至所述ADC模块的输入端；所述第二GPIO单元的电源输入端连接所述外部电源Vbat，所述第二GPIO单元具有至少一个用于采集和/或输出外部电源Vbat级别信号的I/O端口。进一步地，还包括与所述主控模块双向连接的通讯模块，所述通讯模块包括主通讯单元、从通讯单元以及用于通讯的LIN总线，每一通讯单元均包括一LIN控制器与LIN收发器。该进一步地技术方案中，所述LIN收发器用于将所述LIN控制器发送的数据流转换成具有转换率控制和波形整形的总线信号；所述LIN控制器用于对所述主控模块发送出的发送数据流以及LIN总线上传输的接收数据流的数据校验。具体地，所述LIN控制器包括发送模块；所述发送模块包括发送寄存器，所述发送寄存接具有接收主控模块发送的发送数据流的数据接收端、以及发送数据的数据发送端；用于存储所述发送数据流的数据数量的发送数量寄存器；与所述发送寄存器连接，用于实时计数已发送的数据数量的发送数据计数器；发送比较匹配单元，其两个输入端分别连接所述发送数据计数器以及所述发送数量寄存器；用于根据发送寄存器发送的数据量实时计算校验字节的发送自动校验计算器，所述发送自动校验算数器通过一发送校验开关连接所述发送寄存器，所述发送校验开关具有控制端，所述发送比较匹配单元的输出端连接所述发送校验开关的控制端。进一步地，所述LIN控制器还包括用于选择发送自动校验计数器所应用的校验模式的校验模式选择开关。更具体地，所述LIN控制器还包括接收模块，所述接收模块包括用于接收LIN总线上传送的接收数据流的接收寄存器，所述接收数据流的数据字节为接收校验字节；用于存储所述接收数据流的数据数量的接收数量寄存器；用于实时计数所述接收寄存器接收的数据数量的接收数据计数器；接收比较匹配单元，其两个输入端分别连接所述接收数据计数器以及所述接收数量寄存器；用于根据接收寄存器接收的数据量实时计算校验字节的接收自动校验计算器；校验字节比较匹配单元，其一个输入端连接接收寄存器，另一个输入端通过一接收校验开关连接所述接收自动校验计算器；用于选择接收自动校验计数器所应用的校验模式的校验模式选择开关。本技术的第二目的旨在提供一种应用第一目的的超声波测距芯片的超声波系统。本技术的第二目的通过以下技术方案实现：一种超声波测距系统，所述超声波测距系统具有用于发射和/或接收超声波信号的探头，其特征在于，还包括第一目的所述的超声波芯片以及该芯片的外围路，所述超声波芯片的超声波收发模块通过所述探头发送和/或接收超声波信号。本技术的超声波测距芯片能够有效地减少其外围电路的电子元件的数量，有效的改善了芯片的EMC性能，并且能够降低产品的成本，外围电路电子元件的数量由传统的独立器件方式的50个以上减少到20个左右就能够实现超声波测距，超声波测距芯片的外围电路的成本降低30％以上。附图说明图1是本技术实施例提供的超声波测距芯片的内部结构示意图；图2是本技术实施例提供的超声波测距芯片的超声波收发单元的内部结构组成框图；图3是本技术实施例提供的LIN控制器的发送模块的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种超声波测距芯片，其特征在于，包括电源模块、超声波收发模块、主控模块；/n所述电源模块的输入端连接外部电源Vbat，输出端分别连接超声波收发模块、主控模块的电源输入端；所述超声波收发模块与所述主控模块双向连接；/n所述超声波收发模块包括信号放大单元、模数转换单元、信号处理单元、超声波前端控制单元以及传感器驱动单元；所述超声波前端控制单元的一个输出端连接所述传感器驱动单元的输入端，所述超声波前端控制单元还给所述信号放大单元提供放大增益系数，所述超声波前端控制单元与所述主控模块双向连接；所述传感器驱动单元的输出端发送超声波信号；所述信号放大单元的信号输入端接收回波信号，其输出端连接模数转换单元的输入端；所述模数转换单元的输出端连接所述信号处理单元的输入端；所述信号处理单元的输出端连接所述超声波前端控制单元的输入端。/n

【技术特征摘要】
1.一种超声波测距芯片，其特征在于，包括电源模块、超声波收发模块、主控模块；
所述电源模块的输入端连接外部电源Vbat，输出端分别连接超声波收发模块、主控模块的电源输入端；所述超声波收发模块与所述主控模块双向连接；
所述超声波收发模块包括信号放大单元、模数转换单元、信号处理单元、超声波前端控制单元以及传感器驱动单元；所述超声波前端控制单元的一个输出端连接所述传感器驱动单元的输入端，所述超声波前端控制单元还给所述信号放大单元提供放大增益系数，所述超声波前端控制单元与所述主控模块双向连接；所述传感器驱动单元的输出端发送超声波信号；所述信号放大单元的信号输入端接收回波信号，其输出端连接模数转换单元的输入端；所述模数转换单元的输出端连接所述信号处理单元的输入端；所述信号处理单元的输出端连接所述超声波前端控制单元的输入端。


2.根据权利要求1所述的超声波测距芯片，其特征在于，所述电源模块包括第一电压调整单元以及第二电压调整单元；所述第一电压调整单元的输出端连接所述超声波收发模块的电源输入端；所述第二电压调整单元的输出端连接所述主控模块的电源输入端。


3.根据权利要求2所述的超声波测距芯片，其特征在于，还包括ADC模块，所述ADC模块包括模数转换器以及多路选择开关，所述多路选择开关设置在所述模数转换器输入端以及所述ADC模块的多个输入端之间，所述ADC模块的多个输入端分别连接第一电压调整单元的输出端、第二电压调整单元的输出端、外部电源Vbat；通过控制多路选择开关的各个开关的通断以选择输入给所述模数转换器的输入信号；所述模数转换器的输出端连接主控模块的输入端。


4.根据权利要求3所述的超声波测距芯片，其特征在于，还包括温度传感器，所述ADC模块的一个输入端连接温度传感器的输出端。


5.根据权利要求3所述的超声波测距芯片，其特征在于，还包括通用输入输出模块，所述通用输入输出模块包括第一GPIO单元、第二GPIO单元；所述第一电压调整单元的输出端连接所述第一GPIO单元的电源输入端，所述第一GPIO单元具有至少一个用于芯片功能开发I/O端口，所述第一GPIO单元的I/O端口还对应连接至所述ADC模块的输入端；所述第二GPIO单元的电源输入端连接所述外部电源Vbat，所述第二GPIO单元具有至少一个用于采集和/或输出外部电...

【专利技术属性】
技术研发人员：董贵滨，黎富峰，陈礼光，王红辉，
申请(专利权)人：珠海上富电技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44