汽車防撞系統(tǒng)畢業(yè)設(shè)計論文

摘要自20世紀(jì)60年代以來 ,汽車技術(shù)已經(jīng)步入了電子技術(shù)時代。 品種繁多的傳感器、 電子控制單元、微處理器、存儲器、 I/O接口、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、顯示器和設(shè)計軟件等已廣泛應(yīng)用于汽車設(shè)計制造領(lǐng)域 ,實(shí)現(xiàn)了極為復(fù)雜的多元控制功能 ,從而極大地推進(jìn)了汽車技術(shù)性能的提升。在汽車使用安全方面 ,應(yīng)用最為廣泛的是汽車防抱死制動系統(tǒng) (ABS)。它是汽車上的一種主動安全裝置 ,用于汽車制動時防止車輪抱死拖滑 ,以及提高汽車制動過程中的方向穩(wěn)定性、 轉(zhuǎn)向控制能力和縮短制動距離 ,充分發(fā)揮汽車的制動效能。 以電子防抱死制動控制技術(shù)為代表的一大批新興技術(shù)的應(yīng)用 ,使汽車無論在使用和駕駛的安全性上 ,還是在日常的技術(shù)維護(hù)上 ,都得到了很大的改進(jìn)。隨著人們物質(zhì)生活水平的不斷提高 ,追求更加安全、更加舒適的駕乘已經(jīng)成為一種趨勢。因此 ,進(jìn)一步發(fā)展汽車電子技術(shù) ,尤其是應(yīng)用一些新興的傳感器技術(shù) ,以達(dá)到汽車性能的最優(yōu)化 ,最大程度地發(fā)揮汽車駕、乘、載的功能。在整個道路交通事故中，汽車追尾事故約占 70%以上，有些大的群死群傷惡性交通事故，開始都是由于追尾剮蹭引起的。所以，人們越來越認(rèn)識到防止追尾事故的重要性。道路交通事故是現(xiàn)代社會的一大公害，與之相關(guān)的先進(jìn)安全技術(shù)研究日益受到重視。基于智能交通系統(tǒng)的汽車防撞系統(tǒng)是先進(jìn)安全技術(shù)的一項(xiàng)重要內(nèi)容，國內(nèi)外相繼開展了相關(guān)的研究。本文探討和研究了一種智能化的汽車防撞系統(tǒng)，在正常行駛時，該系統(tǒng)不報警，當(dāng)自車與前車之間的距離小于所設(shè)定的安全距離并有可能發(fā)生碰撞時，該系統(tǒng)將發(fā)出報警信息并自動采取措施， 以避免碰撞事故的發(fā)生。 本文參考了相關(guān)參考數(shù)據(jù)，按照汽車在制動過程中的運(yùn)動狀態(tài)建立了比較實(shí)用、簡單的安全距離模型。文中探討了超聲波測距測速的電路設(shè)計和軟件設(shè)計。 高速公路汽車防撞系統(tǒng)的研究符合國內(nèi)外汽車智能化的發(fā)展趨勢， 該系統(tǒng)的應(yīng)用可以保證高速運(yùn)行車輛的安全性， 提高公路運(yùn)輸效率，具有廣泛的應(yīng)用前景和經(jīng)濟(jì)前景。關(guān)鍵字： 汽車技術(shù) ；汽車防撞系統(tǒng) ；聲光報警 ；超聲波測距 ；智能化AbstractSincethe1960s,cartechnologyhasenteredintoelectronictechnologyage.Awidevarietyofsensors,theelectroniccontrolunit,microprocessor,memoryandI/Ointerface,actuators,displayanddesignsoftwarehavebeenwidelyusedincardesignmanufacturingfield.ItRealizedtheextremelycomplexmultivariatecontrolfunction,thusgreatlypromotedtheperformanceofthecartechnologypromotion.Inthesecurityofcarusing,atpresent,themostwidelyusedsystemisAnti-lockBrakingSystem(ABS).Itisaactivesafetydeviceofacar,usedinautomobilebrakingpreventwheellockdragslippery,anditimprovesthecarbrakingprocessofthedirectionstability,steeringcontrolabilityandshortensthebrakingdistance,givesfullplaytotheautomobilebrakingperformance.BecauseoftheapplicationofABS,arepresentativeofalargenumberofnewtechnology,itgreatlyimprovesnotonlythesafetyofusinganddrivingacarbutalsothedailymaintenance.Astheimproveofpeoples’materiallivinglevel,thepursuitofmoresecure,morecomfortableridehasbecomeatrend.Therefore,furtherdevelopmentofautomobileelectronictechnology,especiallytheapplicationofsomenewsensortechnology,inordertoachievetheperformanceofoptimization,maximizeacarsfunctions,.Inthewholetrafficaccidents,rear-endaccidentsareabove70%,somebigdeathandinjuryofagrouppeopleintrafficaccidents,isduetopileupatthebeginning.So,peoplehasgivenmoreandmoreattentiontotheimportanceofpreventingthepileup.Trafficaccidentsisabigprobleminrecentsociety,therefore,researchanddevelopmentofakindofhighperformancecartracingcaudabullwarningsystembecomeurgent.Thispaperexploresandstudiesofanintelligentvehiclecollisionavoidancesystems,innormaldriving,thesystemdoesnotalarmwhenthedistancefromthevehicleinfrontislessthanthesafedistancebetweenthesetandthecollisionmayoccurwhentheThesystemwillautomaticallysendalarminformationandtakemeasurestoavoidacollision.Thisreferencetotherelevantreferencedata,inaccordancewiththevehiclemotionduringbrakingtoestablishamorepractical,simplesafetydistancemodel.Thearticlediscussesthevelocityofultrasonicdistancemeasurementcircuitdesignandsoftwaredesign.Freewaycarcollisionavoidancesysteminlinewiththedevelopmenttrendofdomesticandforeignautomobileintelligent,applicationofthesystemcanguaranteethesecurityofhigh-speedoperationofthevehicle,improvingtheefficiencyofroadtransport,hasbroadapplicationprospectsandeconomicoutlook.KeyWords:AutomobileTechnology;AutomobileCollisionAvoidanceSystems;SoundandLightalarms;UltrasonicRanging;Intelligence河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書第一章緒論設(shè)計目的和意義隨著現(xiàn)代社會公路建設(shè)的迅猛發(fā)展和汽車制造水平的不斷提高， 汽車的行駛速度在不斷提高。在高速行駛狀態(tài)下，惡劣的天氣條件和來自駕駛員的不確定因素隨時都可能引發(fā)惡性交通事故。幾乎每一分鐘都有交通事故的發(fā)生，每一分鐘都有人員的傷亡，每一分鐘都有財產(chǎn)的損失。交通事故已經(jīng)成為了現(xiàn)代社會生活的重要話題，時刻威脅著我們的生命財產(chǎn)安全。預(yù)防交通事故是我們每一個人的責(zé)任和義務(wù)。據(jù)統(tǒng)計，以高速公路為例，追尾事故占交通事故總數(shù)的六成以上。本系統(tǒng)的目的就是利用現(xiàn)代電子技術(shù)來實(shí)現(xiàn)汽車駕駛的安全化， 同時又盡量不影響公路的通行效率。設(shè)計內(nèi)容本系統(tǒng)的設(shè)計旨在提高汽車在運(yùn)行過程中遇到危險情況時的自動處理能力， 它集汽車測速，車距測量，緊急情況報警與自動處理等功能于一體，具有高度智能化、靈敏度高、反應(yīng)速度快，控制距離遠(yuǎn)的特點(diǎn)，特別適合當(dāng)今社會的需要。本文在理論方面對引起超聲測距誤差的原因進(jìn)行了深入分析， 同時對超聲測距實(shí)際方案也做了研究，在此基礎(chǔ)上，開發(fā)出以 STC89C52單片機(jī)為核心，采用 4OKHZ壓電超聲傳感器的超聲測距儀。具有電路簡單，集成度高，體積小，功耗低、測量精度及靈敏度高、測量距離廣、價格低廉、開發(fā)周期短、調(diào)試方便等優(yōu)點(diǎn)，適合非接觸測距的廣泛應(yīng)用。具體功能表現(xiàn)為，當(dāng)汽車進(jìn)入非安全距離時，系統(tǒng)會自動做出相應(yīng)的減速處理并提示駕駛員要小心，而當(dāng)車再次進(jìn)入緊急危險區(qū)時，系統(tǒng)則會自動報警并緊急剎車以免發(fā)生事故。通過設(shè)置合適的參數(shù)值，此系統(tǒng)可以在保證安全的情況下，盡可能的保持道路較高的通行效率，服務(wù)于人們的日常生活。第二章系統(tǒng)設(shè)計行車安全距離的概念在高速公路上行車的理想交通條件是在同一車道上， 同向行駛的車輛， 均是單一的小客車，以相同的速度、 連續(xù)不斷的行駛， 各車輛之間保持著一定的車頭間距，構(gòu)成了一種穩(wěn)定的交通流。 如果跟隨車輛的車頭間距過小， 則容易發(fā)生汽車追尾碰撞事故 ;如果車頭間距過大，又會影響道路的通行能力。所謂行車安全距離就是指在同一車道上，同向行駛前后兩車間的距離 （后車車頭與前車車尾之間的距離 ），保持既不發(fā)生汽車追尾事故，又不降低通行能力的適當(dāng)距離。系統(tǒng)設(shè)計的總思想我們設(shè)計的這套系統(tǒng)正是利用電子電路的快速、 高靈敏性直接控制汽車以盡量排除人為的反應(yīng)速度及應(yīng)急處理慢等一些不確定因素給行車駕駛帶來的安全隱患。本系統(tǒng)利用現(xiàn)在廣泛應(yīng)用的具有測量范圍廣、 距離大等特點(diǎn)的超聲波收發(fā)裝置來實(shí)現(xiàn)距離的測量，這特別有助于處理交通比較繁忙的情況。運(yùn)動模型如圖 2-1所示：2-1運(yùn)動模型1）超聲波的產(chǎn)生本設(shè)計由 555定時器組成多諧振蕩器，產(chǎn)生 40KHZ頻率的方波，由 3腳輸

出，單片機(jī)控制脈沖的發(fā)生，當(dāng) P2.3輸出低電平時， Q1截止則超聲波發(fā)射；當(dāng)P2.3輸出高電平時， Q2導(dǎo)通超聲波不發(fā)射。2）超聲波測距測速第一次超聲波發(fā)射：第二次超聲波發(fā)射：設(shè)第一次發(fā)射與第二次發(fā)射的時間間隔為 ta=1s，則

S1S1-S2)/ta=V相對(2-1)3）控制與報警（1）當(dāng) S1-S2<0時，絕對安全，指示燈綠燈亮（2）當(dāng) S1-S2>0時，引入安全系數(shù)這個參數(shù)，令安全系數(shù)為 W=S2/V相對，通過汽車行駛時安全距離與安全速度的查詢，得到如下參考數(shù)據(jù)如表 2-1所示：表2-1參考數(shù)據(jù)高速路普通路安全距離 /S150m20m安全速度 /V120km/h30km/h高速路上安全系數(shù)為： W1=S/V=150m/120km/h=4.5普通路上安全系數(shù)為： W2=S/V=20m/30km/h≈1.7則當(dāng)W>4.5時，無危險，綠燈亮當(dāng)1.5<W<4.5時，危險提示，黃燈亮當(dāng)W<1.5時，緊急剎車，紅燈亮4）軟件功能C語言編寫程序，實(shí)現(xiàn)超聲波控制、車距的計算以及車速的控制等功能，例如當(dāng)計算的安全系數(shù)在相應(yīng)的范圍內(nèi)， 通過程序分析由單片機(jī)輸出相應(yīng)的數(shù)字信號，再由 DAC0808數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成模擬信號，經(jīng)過放大達(dá)到相應(yīng)的壓值來控制車是減速還是剎車。設(shè)計方框圖模擬系統(tǒng)控制核心由兩塊單片機(jī)組成， 其中一塊用于不斷采樣從超聲波模塊所獲取的周邊交通狀況的信息并迅速計算距離以得出自己所處的狀態(tài)， 同時顯示距離和速度及發(fā)出提示報警信息； 另一塊單片機(jī)則通過串口通信獲取上一個系統(tǒng)的所計算出的狀態(tài)來控制發(fā)動機(jī)的速度從而達(dá)到控制車速、 有效地防止汽車追尾的目的。系統(tǒng)一傳送車間距

離給系統(tǒng)二接收超聲波主控制芯片顯示距離發(fā)射超聲波顯示速度2-2信息采樣系統(tǒng)聲光報警控制車的速度2-3車速控制系統(tǒng)第三章STC89C52單片機(jī)硬件電路設(shè)計單片機(jī)最小系統(tǒng)最小系統(tǒng)原理圖單片機(jī)基本工作電路（最小系統(tǒng)）包括四個部分：電源，時鐘脈沖，復(fù)位電路，存儲器設(shè)置電路。 根據(jù)上面介紹的芯片引腳功能， 可以畫出單片機(jī)最小系統(tǒng)電路原理圖，如圖 3-1所示：先接電源， STC89C52系列單片機(jī)采用單一 +5V（VCC）電源供電。再接時鐘脈沖，由于 STC89C52內(nèi)部已具備振蕩電路，只要 18，19引腳連接簡單的石英振蕩晶體即可，此設(shè)計選用的工作頻率為 12M，相當(dāng)于一個機(jī)器周期為 1us。此處也可以使用外部時鐘脈沖產(chǎn)生電路，此時 18腳懸空， 19腳接時鐘脈沖產(chǎn)生電路。復(fù)位電路有兩種方法， 一是上電復(fù)位， 而是手動復(fù)位， 此處采用手動復(fù)位，如圖，按鍵 S1，電容 C19，電阻R2組成復(fù)位電路， 其中 C19為0.1uf,R2為100K，時間常數(shù)大于 2us,足以使系統(tǒng)復(fù)位。存儲器設(shè)置電路，此處將 31腳接到了高電平，說明 CPU訪問內(nèi)部存儲器，只有當(dāng)訪問地址大于單片機(jī)內(nèi)部有效存儲空間時則訪問外部擴(kuò)展的存儲器。由圖中可以看到，除了單片機(jī)最小系統(tǒng)的四個組成部分以外，發(fā)光二極管D1作為電源 VCC的指示燈， R1起限流作用， C18電源濾波作用。在 P0口外部接了R3-R10的上拉電阻，因?yàn)樵?P0內(nèi)部無上拉電阻，執(zhí)行輸出功能時必須接上拉電阻（10K即可），而系統(tǒng)又外接了程序存儲器， P0口作為地址總線 （A0-A7）及數(shù)據(jù)總線（ D0-D7）的復(fù)用引腳，此時可以不用接上拉電阻，總的來說，接了上拉電阻對輸入輸出功能沒有影響。

晶振電路STC89C52中有一個用于構(gòu)成內(nèi)部振蕩器的高增益反相放大器， 引腳XTAL1和XTAL2分別是該放大器的輸入端和輸出端。這個放大器與作為回饋組件的片外石英晶體或陶瓷諧振器一起構(gòu)成自激振蕩器。外接石英晶體（或陶瓷諧振器）及電容 C1、C2接在放大器的反饋回路中構(gòu)成并聯(lián)振蕩電路。對外接電容 C1、C2雖然沒有十分嚴(yán)格的要求，但是電容容量的大小會輕微影響振蕩頻率的高低、 振蕩器工作的穩(wěn)定性、 起振的難易程度及溫度穩(wěn)定性，如果使用石英晶體，推薦電容使用 30pF±10pF，而如果使用陶瓷諧振器建議選用 40pF±10pF。使用外部振蕩器時，外部振蕩信號應(yīng)直接加到 XTAL1，而XTAL2懸空。內(nèi)部方式時，時鐘發(fā)生器對振蕩脈沖二分頻，如晶振為 12MHz，時鐘頻率就為6MHz。晶振的頻率可以在 1MHz-24MHz內(nèi)選擇。本系統(tǒng)采用內(nèi)部方式， 晶振選用12MHz，電容取 30PF。制作PCB或?qū)嵨飼r，要考慮晶振與單片機(jī)引腳的距離，由于高頻容易受到干擾，所以該距離越近，頻率越穩(wěn)定。復(fù)位電路STC89C52的復(fù)位引腳（ rest）是第 9腳，當(dāng)此引腳連接高電平超過 2個機(jī)器周期（ 1個機(jī)器周期包含 12個時鐘脈沖， ）即可產(chǎn)生復(fù)位的動作。本系統(tǒng)采用12MHZ，2個機(jī)器周期為 2μS。因此，在第 9腳上連接一個可讓該引腳上產(chǎn)生一個2μS以上的高電平脈沖，即可產(chǎn)生復(fù)位動作。如圖3-1所示；電源接上電瞬間，電容器 C上沒有電荷，相當(dāng)于短路，所以第9腳直接連在 VCC，即單片機(jī)執(zhí)行復(fù)位動作。隨著時間的增加，電容器上的電壓逐漸增加，而第 9腳上的電壓逐漸下降，當(dāng)?shù)?9腳上的電壓降至低電平時，單片機(jī)恢復(fù)正常狀態(tài)。 在此使用 100K歐電阻、 10μF電容， 其時間常數(shù)遠(yuǎn)大于 2μS，足以使系統(tǒng)復(fù)位。在電容兩端并聯(lián)一按鈕開關(guān)，進(jìn)行強(qiáng)制復(fù)位（手動復(fù)位） ，按鈕按下時，第9腳直接接高電平，人的反應(yīng)時間遠(yuǎn)大于 2μS，足以使系統(tǒng)強(qiáng)制復(fù)位。超聲波測速測距電路設(shè)計幾種測距的介紹汽車避撞技術(shù)首先解決的問題是汽車之間的安全距離。 汽車與汽車之間超過了這個安全距離，就應(yīng)該能自動報警， 并采取制動措施。 目前測定汽車之間安全距離的方法有以下幾種，下面分別就其各自測距的原理和優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了介紹。1、超聲波測距超聲波一般指頻率在 20KH及以上的機(jī)械波，具有穿透性較強(qiáng)、衰減小、反射能力強(qiáng)等特點(diǎn)， 超聲波測距儀器一般由發(fā)射器、 接收器和信號處理裝置三部分組成。工作時， 超聲波發(fā)射器不斷發(fā)出一系列連續(xù)的脈沖， 并給測量邏輯電路提供一個短脈沖。 超聲波接收器則在接收到遇障礙物反射回來的反射波后， 也向測量邏輯電路提供一個短脈沖。 最后由信號處理裝置對接收的信號依據(jù)時間差進(jìn)行處理，自動計算出車與障礙物之間的距離。超聲波測距原理簡單，成本低、制作方便，但其在高速行駛的汽車上的應(yīng)用有一定局限性， 這是因?yàn)槌暡ǖ膫鬏斔俣仁芴鞖庥绊戄^大，不同的天氣條件下傳播速度不一樣 ;另一方面是對于遠(yuǎn)距離的障礙物，由于反射波過于微弱， 使得靈敏度下降。 故超聲波測距常用于在短距離測距，最佳距離為 4~5米，一般應(yīng)用在汽車倒車防撞系統(tǒng)上。2、激光測距激光測距裝置是一種光子雷達(dá)系統(tǒng)， 它具有測量時間短、量程大、精度高等優(yōu)點(diǎn)，在許多領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。 目前在汽車上應(yīng)用較廣的激光測距系統(tǒng)可分為非成像式激光雷達(dá)和成像式激光雷達(dá)。 非成像式激光雷達(dá)根據(jù)激光束傳播時間確定距離。它的工作原理是 :從高功率窄脈沖激光器發(fā)出的激光脈沖經(jīng)發(fā)射物鏡聚焦成一定形狀的光束后，用掃描鏡左右掃描， 向空間發(fā)射， 照射在前方車輛或其他目標(biāo)上，其反射光經(jīng)掃描鏡、 接收物鏡及回輸光纖， 被導(dǎo)入到信號處理裝置內(nèi)的光電二極管， 利用計數(shù)器計數(shù)激光二極管啟動脈沖與光電二極管的接收脈沖間的時間差， 即可求得目標(biāo)距離。 利用掃描鏡系統(tǒng)中的位置探測器測定反射鏡的角度即可測出目標(biāo)的方位。 成像式激光雷達(dá)又可分為掃描成像激光雷達(dá)和非掃描成像激光雷達(dá)。 掃描成像激光雷達(dá)把激光雷達(dá)同二維光學(xué)掃描鏡結(jié)合起來， 利用掃描器控制激光的射出方向， 通過對整個視場進(jìn)行逐點(diǎn)掃描測量， 即可獲得視場內(nèi)目標(biāo)的三維信息。 非掃描成像式激光雷達(dá)將光源發(fā)出的經(jīng)過強(qiáng)度調(diào)制的激光經(jīng)分束器系統(tǒng)分為多束光后沿不同方向射出， 照射待測區(qū)域。 由于非掃描成像激光雷達(dá)測點(diǎn)數(shù)目大大減少，從而提高了系統(tǒng)三維成像速度。在汽車測距系統(tǒng)中， 非成像式激光雷達(dá)更具有實(shí)用價值。 同成像式激光雷達(dá)相比， 具有造價低、 速度快、穩(wěn)定性高等特點(diǎn)。 但由于激光雷達(dá)測距儀器工作環(huán)境處于高速運(yùn)動的車體中， 振動大，對其穩(wěn)定性、可靠性提出了較高的要求，其體積也受到了一定的限制，同時還要考慮省電、低價、對人眼安全等因素。目前，在汽車上，上述各種激光雷達(dá)測距儀均有應(yīng)用，但成像式激光雷達(dá)還在進(jìn)一步研究之中。CCO攝像系統(tǒng)測距攝像機(jī)是一種用來模擬人眼的光電探測器。 它具有尺寸小、 質(zhì)量輕、功耗小、噪聲低、動態(tài)范圍大、 光計量準(zhǔn)確等優(yōu)良特性， 在汽車行業(yè)也得到了廣泛的應(yīng)用。利用面陣 CCD，可獲得被測視野的二維圖像，但無法確定與被測物體之間的距離。只使用一個 CCD攝像機(jī)的系統(tǒng)稱為單目攝像系統(tǒng)，在汽車上常用于倒車后視系統(tǒng)，輔助駕駛員獲得后視死角信息， 以避免倒車撞物。 為獲得目標(biāo)三維信息，模擬人的雙目視覺原理， 利用間隔固定的兩臺攝像機(jī)同時對同一景物成像， 通過對這兩幅圖像進(jìn)行計算機(jī)分析處理， 即可確定視野中每個物體的三維坐標(biāo)， 這一系統(tǒng)稱為雙目攝像系統(tǒng)。雙目攝像系統(tǒng)模仿人體視覺原理，測量精度高。 但目前價格較高，同時由于受軟件和硬件的制約， 成像速度較慢。 隨著計算機(jī)軟硬件性能的提高，最終將得到廣泛應(yīng)用。4、紅外線測距紅外線的波長比可見光線長， 是肉眼看不見的光， 有顯著的熱效應(yīng)和較強(qiáng)的穿透云霧的能力。同時， 任何物體在任何時候都會發(fā)出紅外線。 車載儀器通過發(fā)射并接收前方物體反射回的紅外線， 依據(jù)信號的強(qiáng)弱及波長的不同， 同時分析時間差，可分析出前方物體的性質(zhì)及與汽車的距離。 由于紅外線人類肉眼感知不到，具有極強(qiáng)的隱蔽性， 夜間同樣不妨礙測距儀的工作， 故該種測距儀廣泛應(yīng)用在軍用汽車上。5、雷達(dá)測距雷達(dá)的名稱來自“無線電探測和測距” (RadioDetectionAndRanging)，顧名思義，它向目標(biāo)發(fā)射一定的無線電波， 通過其反射回來的電波信號檢測目標(biāo)， 并利用收發(fā)信號的時延測量目標(biāo)的距離。 雷達(dá)誕生于上世紀(jì)三十年代的第二次世界大戰(zhàn)期間，當(dāng)時由于軍事上的迫切要求，雷達(dá)獲得了廣泛的應(yīng)用和發(fā)展。之后，隨著科技的發(fā)展， 雷達(dá)技術(shù)日臻完善， 現(xiàn)代雷達(dá)不僅能完成對目標(biāo)的探測和測距，還能完成測角、測速、跟蹤和成像等功能。雖然雷達(dá)技術(shù)主要用于軍事方面，但其在民用領(lǐng)域也發(fā)揮著越來越大的作用。 雷達(dá)在民用服務(wù)的主要應(yīng)用包括有氣象雷達(dá)，探地雷達(dá)和應(yīng)用于機(jī)場、港口、和公路的交通管制雷達(dá)。從上世紀(jì)七十年代起，人們開始將雷達(dá)技術(shù)用于汽車自動防撞器中， 稱之為“汽車防撞預(yù)警雷達(dá)”簡稱“汽車防撞雷達(dá)” 。由于雷達(dá)能在雨、雪、霧等惡劣天氣環(huán)境下工作，作用距離較遠(yuǎn)， 比上述幾種技術(shù)具有優(yōu)越性， 汽車防撞雷達(dá)逐漸成為汽車自動防撞器的主流技術(shù)。超聲波發(fā)射電路3-4超聲波發(fā)射電路40kHZ超聲波發(fā)射電路， 由LM555時基電路及外圍元件構(gòu)成 40kHZ多諧振蕩器電路，調(diào)節(jié)滑動變阻器的阻值，可以改變振蕩頻率。由 LM555第3腳輸出端驅(qū)動超聲波換能器 T40-16，使之發(fā)射出超聲波信號。電路簡單易制。發(fā)射超聲波信號大于 8m。2、555多諧振蕩電路工作原理由555定時器和外接元件 R1、R2、C構(gòu)成多諧振蕩器，腳 2與腳6直接相連。電路沒有穩(wěn)態(tài)，僅存在兩個暫穩(wěn)態(tài)，電路亦不需要外接觸發(fā)信號，利用電源通過 R1、R2向C充電，以及 C通過 R2向放電端 Dc放電，使電路產(chǎn)生振蕩。電容C在2/3Vcc和1/3Vcc之間充電和放電，從而在輸出端得到一系列的矩形波，對應(yīng)的波形如圖所示。圖3-5555圖3-5555構(gòu)成多諧振蕩器3-6多諧振蕩器的波形圖輸出信號的時間參數(shù)是：=(R1+R2)Cln(VCC-VT+)/(VCC-VT-)TOC\o"1-5"\h\z=(R1+R2)Cln2 (3-1)=R2Cln(0-Vt+)/(0-Vt-)=R2Cln2 (3-2)T=(R1+2R2)Cln2 (3-3)f=1/T=1/(R1+2R2)Cln2 (3-4)其中， 為VC由1/3Vcc上升到2/3Vcc所需的時間， 為電容C放電所需555電路要求 R1與R2均應(yīng)不小于 1KΩ，但兩者之和應(yīng)不大于 3.3MΩ。外部元件的穩(wěn)定性決定了多諧振蕩器的穩(wěn)定性， 555定時器配以少量的元件即可獲得較高精度的振蕩頻率和具有較強(qiáng)的功率輸出能力。 因此，這種形式的多諧振蕩器應(yīng)用很廣。TOC\o"1-5"\h\z工作過程可分為以下四個階段 :(1)暫穩(wěn)態(tài) I(0~tl)電容 C充電 ,充電回路為 VDD→R 1→R2→C→地,充電時間常數(shù)為τ1=(R1+R2)C,電容 C上的電壓 Uc隨時間t按指數(shù)規(guī)律上升 ,此階段內(nèi)輸出電壓 U0穩(wěn)定在高電平 .(2)自動翻轉(zhuǎn) I(t=tl)當(dāng)電容上的電壓 Uc上升到了 VDD時,由于 555定時器內(nèi)S=0,R=1,使觸發(fā)器狀態(tài) Q由1變?yōu)?0,由0變成 1,輸出電壓 U0由高電平跳變?yōu)榈碗娖?,電容 C中止充電 .(3)暫穩(wěn)態(tài)Ⅱ (t1~t2)由于此刻 ==1,因此放電管 V飽和導(dǎo)通 ,電容 C放電 ,放電回路為C→R 2→放電管 V→地,放電時間常數(shù) τ2=R2C(忽略 V管的飽和電阻 ),電容電壓 Uc按指數(shù)規(guī)律下降 ,同時使輸出維持在低電平上。(4)自動翻轉(zhuǎn)Ⅱ (t=t2)當(dāng)電容上的電壓 Uc下降到了 VDD時,由于 555定時器內(nèi)S=1,R=0,使觸發(fā)器狀態(tài) Q由0變?yōu)?1,由1變成 0,輸出電壓 U0由低電平跳變到高電平 ,電容 C中止放電 .由于=0,放電管截止 ,電容 C又開始充電 ,進(jìn)入暫穩(wěn)態(tài) I.以后 ,電路重復(fù)上述過程 ,電路沒有穩(wěn)態(tài) ,只有兩個暫穩(wěn)態(tài) ,它們交替變化 ,輸出連續(xù)的矩形波脈沖信號。3.2.3超聲波接收1、超聲波接收電路的工作原理，如圖 3-7所示：上述超聲波發(fā)射換能器發(fā)射的超聲波在空氣中傳播，遇到障礙物就會返回，超聲波接收部分是為了將反射波 (回波)順利接收到超聲波接收換能器進(jìn)行轉(zhuǎn)換變成電信號，并對此電信號進(jìn)行放大、濾波、整形等處理后，本設(shè)計采用索尼公司生產(chǎn)的集成芯片 CX20105，得到一個負(fù)脈沖送給單片機(jī)的 P3.2(INT0)引腳，以產(chǎn)生一個中斷。接收部分的電路如圖 3-7所示?？梢钥吹剑尚酒?CX20105在接收部分電路中起了很大的作用。 CX20105是一款應(yīng)用廣泛的紅外線檢波接收的專用芯片，其具有功能強(qiáng)、性能優(yōu)越、外圍接口簡單、成本低等優(yōu)點(diǎn)，由于紅外遙控常用的載波頻率 38kHz與測距的超聲波頻率 40kHz比較接近，而且CX20105內(nèi)部設(shè)置的濾波器中心頻率 F0可由其 5腳外接電阻調(diào)節(jié)，阻值越大中心頻率越低，范圍為 30～60kHz。本次設(shè)計用它來做接收電路。CX20105內(nèi)部由前置放大器、限幅放大器、帶通濾波器、檢波器、積分器及整形電路構(gòu)成。 工作過程如下： 接收的回波信號先經(jīng)過前置放大器和限幅放大器，將信號調(diào)整到合適幅值的矩形脈沖， 由濾波器進(jìn)行頻率選擇， 濾除干擾信號，再經(jīng)整形，送給輸出端 7腳。當(dāng)接收到與 CX20105濾波器中心頻率相符的回波信號時，其輸出端 7腳就輸出低電平， 而輸出端 7腳直接接到 STC89C52的INT0引腳上，以觸發(fā)中斷。 本設(shè)計使用的 CX20105A集成電路對接收探頭受到的信號進(jìn)行放大、濾波，其總放大增益 80db。2、集成電路(1)特性CX20105是雙極型集成電路，用于對亮度信號進(jìn)行黑電平擴(kuò)展，直流傳送率效正等處理。他檢測信號的最黑電平， 自動控制黑電平， 自動控制黑電平的增益，使得最黑電平向消隱電平擴(kuò)展。輸入亮度信號約 1Vp-p，其中白-黑間電平約 0.7Vp-p。經(jīng)過鉗位的亮度信號在其一半處，即在距黑電平 0.35V處被切割，以獲得黑峰值信號。該黑峰值信號經(jīng)增益可控放大器放大， 然后疊加到亮度信號上， 從而使亮度信號的黑電平得到擴(kuò)展。輸入亮度信號約 1Vp-p，其中白-黑間電平約 0.7Vp-po經(jīng)過鉗位的亮度信號在其一半處，即在距黑電平 0.35V處被切割，以獲得黑峰值信號。該黑峰值信號經(jīng)增益可控放大器放大， 然后疊加到原亮度信號上， 從而使亮度信號的黑電平得到控制。經(jīng)黑電平擴(kuò)展得亮度信號送到去消隱電路， 由2腳輸入得行逆程脈沖也送到去消隱電路， 在2腳行逆程脈沖作用下， 去消隱電路將亮度信號的消隱黑電平去除。余下的純圖像內(nèi)容送到黑峰值保持電路， 以得到亮度信號的最黑電平。 亮度信號的最黑電平的擴(kuò)展程度。APL(平均圖像電平)檢測電路對黑電平擴(kuò)展的亮度信號進(jìn)行檢測，并控制直流傳送率校正電路， 使其輸出與圖像電平成正比的直流恢復(fù)校正脈沖， 疊加在亮度信號的消隱電平上輸出。(2)引腳功能如表 3-1所示表3-1 CX20105引腳功能引腳序號符號功能1BlackPeakHold黑峰值保持2BlankingInput符合消隱脈沖輸入3ClampInput鉗位脈沖輸入4GND接地亮度信號輸出。 消隱直流電平5Output7.3V，極性與輸入信號相同。6RestorationCorrection直流傳輸率校正7Input亮度信號輸入8Vcc電源電壓 12V3.3聲光報警電路設(shè)計3.3.1報警電路1、工作原理使用最簡單的蜂鳴器來作為提示音部分，通過改變端口高電平來進(jìn)行發(fā)聲，對延時進(jìn)行修改來調(diào)試發(fā)聲頻率， 從而修改發(fā)出的聲音的好壞。 由于P3.7輸出電流微弱（最大 20mA），所以直接連接不能驅(qū)動蜂鳴器， 電路使用 9013三極管，當(dāng)P3.7為高電平時， 三極管導(dǎo)通， 蜂鳴器兩端電壓約為 5V，當(dāng)P3.7為低電平時，三極管關(guān)閉，蜂鳴器兩端電壓為 0V，蜂鳴器根據(jù)輸入頻率發(fā)出聲音。三極管作為開關(guān)，受 P3.7控制，蜂鳴器電源來自三極管的 C極，解決了單片機(jī)電流不足的問題。2、電路原理圖3.3.2光提示電路

圖3-9光提示電路圖1602LCD顯示電路設(shè)計字符型液晶顯示器的顯示原理用LCD顯示一個字符時比較復(fù)雜，因?yàn)橐粋€字符由 6x8或8x8點(diǎn)陣組成，RAM區(qū)的8個字節(jié)，還要使每字1”，其它的為“ 0”，為“ 1”的點(diǎn)亮，為“ 0”的不亮。這樣一來但對于內(nèi)帶字符發(fā)生器的控制器來說， 顯示字符就比較簡單了，LCD上開始顯示的行列號及每行的列數(shù)RAM對應(yīng)的地址，設(shè)立游標(biāo)，在此送上該字符對應(yīng)的代碼即可。液晶1602LCD簡介1、主要技術(shù)參數(shù)如表 3-2所示：表3-2 1602技術(shù)參數(shù)

顯示容量芯片工作電壓工作電流字符尺寸16×2個字符5V2.0mA2.95×4.35(W×H)mm2、1602各個接口說明如表 3-3所示：表3.-3 1602接口說明編號符號引腳說明編號符號引腳說明1VSS電源地9D2DataI/O2VDD電源正極10D3DataI/O3VL顯示偏壓信號11D4DataI/O4RS數(shù)據(jù)/命令選擇12D5DataI/O5R/W讀/寫選擇13D6DataI/O6E使能信號14D7DataI/O7D0DataI/O15A背光源正極8D1DataI/O16BLK背光源負(fù)極外形尺寸如圖 3-10所示：圖3-10 LCD1602外形尺寸圖控制器接口時序說明1）讀操作時序：

3-11 1602讀操作時序圖2）寫操作時序：1602LCD工作原理采用1602LCD模塊組成顯示電路。 LCD為液晶顯示面板，由于 LCD的控制需要專用的驅(qū)動電路， 且LCD面板的接線需要特殊技巧， 加上LCD面板結(jié)構(gòu)比較脆弱，通常不會單獨(dú)使用。而是將 LCD面板、驅(qū)動電路與控制電路組合而成一個LCD模塊。按1602LCD模塊引腳的定義，接線如圖 3-13所示：VSS接電源地， VDD接電源，0~D7接單片機(jī) I/O口，作為顯示數(shù)據(jù)的輸入；BLA、BLK作為背光電源接口，接入相應(yīng)的電源端口。RS、R/W、E接單片機(jī) I/O口，當(dāng) RS=0，總線將連接到 LCM內(nèi)部寄存器的指令寄存器 IR；S=1時，總線將連接到 LCM內(nèi)部寄存器的數(shù)據(jù)寄存器 DR。當(dāng)R/W=0時總線將由微處理器輸入到 LCM內(nèi)部，以進(jìn)行數(shù)據(jù) /指令寫入 LCM；當(dāng)R/W=1時，總線將由 LCM內(nèi)部讀數(shù)據(jù)。 E為LCM的使能端，此為負(fù)邊沿觸發(fā)3-133-13顯示電路方式引腳。V0接上10K電阻，作為屏幕亮度的調(diào)節(jié)，該引腳電壓越低，屏幕越亮。由于單片機(jī)拉電流最大只有 20mA，所以在 D0~D7輸入電路上，連接 10K當(dāng)單片機(jī)引腳為高電平時，對應(yīng)的 1602引腳也是高電平，電流為單片機(jī)電電流DAC0808控制電路設(shè)計控制電路的工作原理DAC0808控制電路原理圖圖3-14控制電路DAC0808控制電路的工作原理通過汽車的速度以及與障礙物之間的距離所得的安全系數(shù)比較， 由單片機(jī)輸DAC0808的A1~A8輸入，4腳輸出的模擬信號再由運(yùn)算放大器從而達(dá)到剎車的目的， 即避免了汽車所相應(yīng)的數(shù)據(jù)如下表所示：表3-4數(shù)模轉(zhuǎn)換A8A7A6A5A4A3A2A1剎車力度 /F安全系數(shù) /W0000000111.2<W<1.50000001021.0<W<1.20000010040.8<W<1.00000100080.6<W<0.800010000160.4<W<0.600100000320.2<W<0.4

0 1 0 0 0 0 0 064 0 1 0 0 0 0 0 064 0.1<W<0.21 0 0 0 0 0 0 0 128 W<芯片DAC0808工作原理DAC0808的工作方式：根據(jù)對DAC0808的數(shù)據(jù)鎖存器和 DAC寄存器的不同的控制方式， DAC0808有三種工作方式：直通方式、單緩沖方式和雙緩沖方式。DAC0808芯片：DAC0808是8分辨率的 D/A轉(zhuǎn)換集成芯片。 與微處理器完全兼容。 這個DA芯片以其價格低廉、接口簡單、 轉(zhuǎn)換控制容易等優(yōu)點(diǎn)， 在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中得到廣泛的應(yīng)用。 D/A轉(zhuǎn)換器由 8位輸入鎖存器、 8位DAC寄存器、8位D/A轉(zhuǎn)換電路及轉(zhuǎn)換控制電路構(gòu)成。DAC0808的主要特性參數(shù)如下：TOC\o"1-5"\h\z分辨率為 8位；電流穩(wěn)定時間 1us；可單緩沖、雙緩沖或直接數(shù)字輸入；只需在滿量程下調(diào)整其線性度；單一電源供電（ +5V～+15V）；低功耗， 0.2W。DAC0808結(jié)構(gòu)：3-15 DAC0808結(jié)構(gòu)D0～D7：8位數(shù)據(jù)輸入線， TTL電平，有效時間應(yīng)大于 90ns（否則鎖存器的數(shù)據(jù)會出錯）；ILE：數(shù)據(jù)鎖存允許控制信號輸入線，高電平有效；CS：片選信號輸入線（選通數(shù)據(jù)鎖存器），低電平有效；WR1：數(shù)據(jù)鎖存器寫選通輸入線，負(fù)脈沖（脈寬應(yīng)大于 500ns）有效。由 ILE、CS、WR1的邏輯組合產(chǎn)生 LE1，當(dāng)LE1為高電平時，數(shù)據(jù)鎖存器狀態(tài)隨輸入數(shù)據(jù)線變換， LE1的負(fù)跳變時將輸入數(shù)據(jù)鎖存；XFER：數(shù)據(jù)傳輸控制信號輸入線，低電平有效，負(fù)脈沖（脈寬應(yīng)大于 500ns）有效；WR2：DAC寄存器選通輸入線，負(fù)脈沖（脈寬應(yīng)大于 500ns）有效。由 WR1、XFER的邏輯組合產(chǎn)生 LE2，當(dāng)LE2為高電平時， DAC寄存器的輸出隨寄存器的輸入而變化， LE2的負(fù)跳變時將數(shù)據(jù)鎖存器的內(nèi)容打入 DAC寄存器并開始 D/A轉(zhuǎn)換。IOUT1：電流輸出端 1，其值隨 DAC寄存器的內(nèi)容線性變化；IOUT2：電流輸出端 2，其值與 IOUT1值之和為一常數(shù)；RFB：反饋信號輸入線，改變 RFB端外接電阻值可調(diào)整轉(zhuǎn)換滿量程精度；VCC：電源輸入端， VCC的范圍為+5V～+15V；VREF：基準(zhǔn)電壓輸入線， VREF的范圍為 -10V～+10V；AGND：模擬信號地DGND：數(shù)字信號地3.6穩(wěn)壓電源電路設(shè)計穩(wěn)壓電源的技術(shù)指標(biāo)穩(wěn)壓電源的技術(shù)指標(biāo)可以分為兩大類： 一類是特性指標(biāo)，如輸出電壓、輸出電濾及電壓調(diào)節(jié)范圍；另一類是質(zhì)量指標(biāo)，反映一個穩(wěn)壓電源的優(yōu)劣， 包括穩(wěn)定度、等效內(nèi)阻（輸出電阻）、紋波電壓及溫度系數(shù)等。對穩(wěn)壓電源的性能，主要有以下四個萬面的要求：1．穩(wěn)定性好Usr（整流、 濾波的輸出電壓） 在規(guī)定范圍內(nèi)變動時， 輸出電壓 Usc的變化范圍應(yīng)該很小。UUsc 1%Usc（ 3-5）由于輸入電壓變化而引起輸出電壓變化的程度， 稱為穩(wěn)定度指標(biāo)， 常用穩(wěn)壓系數(shù)S來表示：UscUsc UscUsrSUsrUsrUscUsr（3-6）S的大小，反映一個穩(wěn)壓電源克服輸入電壓變化的能力。 在同樣的輸入電壓變化條件下， S越小，輸出電壓的變化越小，電源的穩(wěn)定度越高。通常 S約為24102~104。.輸出電阻小負(fù)載變化時（從空載到滿載），輸出電壓 Usc，應(yīng)基本保持不變。穩(wěn)壓電源這方面的性能可用輸出電阻表征。輸出電阻（又叫等效內(nèi)阻）用 rn表示，它等于輸出電壓變化量和負(fù)載電流變化量之比。Usc

Ifz3-7）rn反映負(fù)載變動時，輸出電壓維持恒定的能力， rn越小，則 Ifz變化時輸出性能優(yōu)良的穩(wěn)壓電源， 輸出電阻可小到 1歐，甚至0．01歐。.電壓溫度系數(shù)小當(dāng)環(huán)境溫度變化時， 會引起輸出電壓的漂移。良好的穩(wěn)壓電源，應(yīng)在環(huán)境溫度變化時，有效地抑制輸出電壓的漂移， 保持輸出電壓穩(wěn)定， 輸出電壓的漂移用溫度系數(shù) KT來表示：KTUscUKTUscUsr03-165V穩(wěn)壓電源電路Ifz0（3-8）.輸出電壓紋波小所謂紋波電壓，是指輸出電壓中 50赫或100赫的交流分量，通常用有效值或峰值表示。經(jīng)過穩(wěn)壓作用， 可以使整流濾波后的紋波電壓大大降低， 降低的倍數(shù)反比于穩(wěn)壓系數(shù) S。串聯(lián)型穩(wěn)壓電路， 用做一種簡單的穩(wěn)壓電源， 可以滿足一般無線電愛好者的需要。但是，這種電源還有許多“天生的”缺陷，要提高對性能的要求，就必須再做一些改進(jìn)。 從以下四個右面對它的性能加以改善， 便可做成一臺有實(shí)用價值的穩(wěn)壓電源了。這就是：增加放大環(huán)節(jié)，提高穩(wěn)定性，使輸出電壓可調(diào)；用復(fù)合管做調(diào)整管，使輸出電流增大；增加保護(hù)電路，使電源工作安全可靠。穩(wěn)壓電源線路如圖 3-16所示3.6.2器件的選擇1．穩(wěn)壓三極管選擇：主要特點(diǎn)：LM7805集成穩(wěn)壓三極管輸出電流可達(dá) 1A,輸出電壓 5V,過熱保護(hù)，過流保護(hù)，輸出晶體管 SOL保護(hù)。VI——輸入電壓 （VO=5~18V）???????????35VRθJC——熱阻（結(jié)到殼） ????????????5℃/WRθJA——熱阻（結(jié)到空氣） ??????????65℃/WTOPR——工作結(jié)溫范圍 ???????????0~125℃

TSTG—— 貯存溫度范圍 ??????????-65~150℃表3-5 LM7805的主要參數(shù)表電壓調(diào)整率電流調(diào)整率工作溫度靜態(tài)電流耗散功率最大輸出電流輸出電壓偏差輸出電壓360mV360mV0～1250C8mA1．2W1A0.692～0.748V17.3~18.7V(T(j)↓=25℃)LM7905集成穩(wěn)壓三極管輸出電壓 -5V.表3-6 LM7905的主要參數(shù)表最大電壓調(diào)電流調(diào)工作靜態(tài)耗散輸出輸出電輸出電壓整率整率溫度電流功率電流壓偏差0.692-17.3~-18.7V(T(j)↓=25360mV360mV0~1258MA1．2W1A～0.748V℃)2．整流橋堆：整流橋堆產(chǎn)品是由四只整流硅芯片作橋式連接， 外用絕緣朔料封裝而成，大功率整流橋在絕緣層外添加鋅金屬殼包封，增強(qiáng)散熱。整流橋品種多：有扁形、圓形、方形、板凳形（分直插與貼片）等，有 GPP與O/J結(jié)構(gòu)之分。最大整流電流從 0.5A到100A，最高反向峰值電壓從 50V到1600V。半橋是將兩個二極管橋式整流的一半封在一起 ,用兩個半橋可組成一個橋式整流電路 ,一個半橋也可以組成變壓器帶中心抽頭的全波整流電路 ,選擇整流橋要考慮整流電路和工作電壓 .優(yōu)質(zhì)的廠家有廣州國信電子科技有限公司 （文斯特電子） 的G系列整流橋堆 ,進(jìn)口品牌有 ST、IR,臺系的 SEP、GD等。整流橋堆一般用在全波整流電路中，它又分為全橋與半橋。全橋是由 4只整流二極管按橋式全波整流電路的形式連接并封裝為一體構(gòu)成的，圖是其外形。全橋的正向電流有 0.5A、 1A、 1.5A、 2A、 2.5A、 3A、 5A、 10A、 20A、35A、50A等多種規(guī)格，耐壓值（最高反向電壓）有 25V、50V、100V、200V、300V、400V、500V、600V、800V、1000V等多種規(guī)格。4.電容的選擇：經(jīng)過整流橋以后的是脈動直流， 波動范圍很大。 后面一般用大小兩個電容大電容用來穩(wěn)定輸出， 眾所周知電容兩端電壓不能突變， 因此可以使輸出平滑小電容是用來濾除高頻干擾的，使輸出電壓純凈電容越小，諧振頻率越高， 可濾除的干擾頻率越高大體的原則：（1）大電容 ,負(fù)載越重， 吸收電流的能力越強(qiáng)， 這個大電容的容量就要越大；（2）小電容，憑經(jīng)驗(yàn)，一般選擇 104即可。表3-7電容參數(shù)TOC\o"1-5"\h\zI02A左右1A左右 0．5~1A0．1~0.5A50~100m <50mAA電容容量 4000 2000 1000 500 200~500 200要確定電容的耐壓值， 耐壓值選小了，會因過壓而擊穿，選大了會增加體積和成本，可按下式確定電容 C的耐壓值 Uc：3.6.3穩(wěn)壓電源工作原理穩(wěn)壓電源一般由變壓器、整流器和穩(wěn)壓器三大部分組成，如圖3-18所示。穩(wěn)壓電源一般由變壓器、整流器和穩(wěn)壓器三大部分組成，如圖圖3-17直流電源系統(tǒng)方框圖電源變壓器：將電網(wǎng)提供的 220V交流電壓轉(zhuǎn)換為各種電路設(shè)備所需的交流電壓。整流電路：利用單向?qū)щ娖骷⒔涣麟娹D(zhuǎn)換成脈動直流電路。濾波電路： 利用儲能元件（電感或電容）把脈動直流電轉(zhuǎn)換成比較平坦的直流電。穩(wěn)壓電路：利用電路的調(diào)整作用使輸出電壓穩(wěn)定的過程稱為穩(wěn)壓。圖中電容 C12用于抵消輸入線較長時的電感效應(yīng)， 以防止電路產(chǎn)生自己振蕩，其容量較小，一般小于 1uF。電容 C13用于消除輸出電壓中的高頻噪聲，可取小于1uF的電容，也可取幾微法甚至幾十微法的電容，以便輸出較大的脈沖電流，易使穩(wěn)壓器損壞。因此， 可在穩(wěn)壓器的輸入端和輸出端之間跨接一個二極管， 起保護(hù)作用。 220V的市電通過交流橋整流為直流電壓，再通過必要的濾波旁路電容平滑電壓波形， 再用5V輸出的三端穩(wěn)壓器穩(wěn)壓輸出 5V供電電路的供電電壓，最后還可以再接上合適的濾波電容進(jìn)行電壓波形的平滑，以使系統(tǒng)達(dá)到最佳性能，因?yàn)樵诟哳l電子電路以及低電壓電子電路中， 電源電壓的紋波幅度對功能電路的功能實(shí)現(xiàn)有相當(dāng)大的影響。 如果電源電壓的直流程度達(dá)不到要求， 那么電路自身的電磁兼容性將很難實(shí)現(xiàn)。圖3-18 LM7805的基本應(yīng)用電路3.7STC89C52的簡介STC89C52單片機(jī)的特點(diǎn)小巧靈活、成本低、易于產(chǎn)品化。能進(jìn)行各種組裝。穩(wěn)定性好，應(yīng)用范圍廣。單片機(jī)芯片本身是按工業(yè)測控環(huán)境要求設(shè)計的，易擴(kuò)展，很容易構(gòu)成各種規(guī)模的應(yīng)用系統(tǒng)，控制功能強(qiáng)。單片機(jī)的邏輯控指令系統(tǒng)有各種控制功能指令， 可以對邏輯功能比較復(fù)雜的系統(tǒng)具有通訊功能， 可以很方便地實(shí)現(xiàn)多機(jī)和分布式控制， 形成控制網(wǎng)絡(luò)和遠(yuǎn)成本低，一片 STC89C52單片機(jī)只需幾元錢，性價比高。STC89C52單片機(jī)的結(jié)構(gòu)1、概述STC89C52系列單片機(jī)是采用高性能的靜態(tài) 80C52設(shè)計，由先進(jìn) CMOS工Flash程序存 ,儲器全部支持 12時鐘和6時鐘操作。STC89C52包含256字節(jié)RAM、32條I/O口線、3個16位定時 /計數(shù)器、 6輸

入4優(yōu)先級嵌套中斷結(jié)構(gòu)、 1個串行I/O口、可用于多機(jī)通信 I/O擴(kuò)展或全雙工UART以及片內(nèi)振蕩器和時鐘電路。此外由于器件采用了靜態(tài)設(shè)計可提供很寬的操作頻率范圍頻率可降至 0，可實(shí)現(xiàn)兩個由軟件選擇的節(jié)電模式空閑模式和掉電模式， 空閑模式凍結(jié) CPU但RAM、定時器、串口和中斷系統(tǒng)仍然工作，掉電模式保存 RAM的內(nèi)容但是凍結(jié)振蕩器，導(dǎo)致所有其它的片內(nèi)功能停止工作。由于設(shè)計是靜態(tài)的， 時鐘可停止而不會丟失用戶數(shù)據(jù)運(yùn)行可從時鐘停止處恢復(fù)。單片機(jī)就是一種微型計算機(jī)，是一種 “程序存儲式 ”計算機(jī)。它是在一塊硅片上集成了中央處理器 （CPU）、隨機(jī)內(nèi)存（RAM）、程序內(nèi)存（ROM或EPROM）、定時 /計數(shù)器以及各種 I/O接口，也就是集成在一塊芯片上的計算機(jī)。圖3-19STC89C52單片機(jī)的結(jié)構(gòu)2、主要特性：與MCS-51兼容；8K字節(jié)可編程閃爍存儲器 ；壽命：1000寫/擦循環(huán) ；數(shù)據(jù)保留時間長達(dá) 10年；全靜態(tài)工作 0Hz-24MHz；三級程序存儲器鎖定；256*8位內(nèi)部RAM；32可編程I/O線；

TOC\o"1-5"\h\z三個16位定時器 /計數(shù)器 ；6個中斷源 ；可編程串行通道 ；低功耗的閑置和掉電模式 ；片內(nèi)振蕩器和時鐘電路 。3.7.3STC89C52的管腳功能說明STC89C52的管腳圖如圖 3-20所示：圖3-20STC89C52的管腳圖VCC：電源。GND：接地。P0口：P0口為一個 8位漏級開路雙向 I/O口，每腳可吸收 8TTL門電流。P1口的管腳第一次寫 1時，被定義為高阻輸入。 P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存/地址的低八位。在 FIASH編程時，P0口作為原碼FIASH進(jìn)行校驗(yàn)時， P0輸出原碼，此時 P0外部必須被拉高。P1口：P1口是一個內(nèi)部提供上拉電阻的 8位雙向I/O口，P1口緩沖器能接4TTL門電流。P1口管腳寫入 1后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入， P1FLASHP1口作為第八位地址接收。P2口：P2口為一個內(nèi)部上拉電阻的 8位雙向I/O口，P2口緩沖器可接收，

輸出4個TTL門電流，當(dāng) P2口被寫“1時，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作”為輸入。并因此作為輸入時， P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。 P2口當(dāng)用于外部程序存儲器或 16位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進(jìn)行存取時，P2口輸出地址的高八位。在給出地址 “1時，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢，當(dāng)”對外部八位地址數(shù)據(jù)存儲器進(jìn)行讀寫時， P2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。P2口在FLASH編程和校驗(yàn)時接收高八位地址信號和控制信號。P3口： P3口管腳是 8個帶內(nèi)部上拉電阻的雙向 I/O口，可接收輸出 4個TTL門電流。當(dāng)P3口寫入“1后，”它們被內(nèi)部上拉為高電平， 并用作輸入。 作為輸入，由于外部下拉為低電平， P3口將輸出電流（ ILL）這是由于上拉的緣故。P3口也可作為 AT89C51的一些特殊功能口，如下表所示：P3.0RXD（串行輸入口）P3.1TXD（串行輸出口）P3.2/INT0（外部中斷 0）P3.3/INT1（外部中斷 1）P3.4T0（記時器 0外部輸入）P3.5T1（記時器 1外部輸入）P3.6/WR（外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通）P3.7/RD（外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通）P3口同時為閃爍編程和編程校驗(yàn)接收一些控制信號。RST：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時，要保持 RST腳兩個機(jī)器周期的高電平時間。ALE/PROG：當(dāng)訪問外部存儲器時， 地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。在 FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時， ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的 1/6。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時目的。 然而要注意的是： 每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲器時，將跳過一個 ALE脈沖。如想禁止 ALE的輸出可在 SFR8EH地址上置 0。此時，ALE只有在執(zhí)行 MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài) ALE禁止，置位無效。/PSEN：外部程序存儲器的選通信號。在由外部程序存儲器取指期間，每個機(jī)器周期兩次 /PSEN有效。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時， 這兩次有效的 /PSEN信號將不出現(xiàn)。/EA/VPP：當(dāng) /EA保持低電平時，則在此期間外部程序存儲器(0000H-FFFFH)，不管是否有內(nèi)部程序存儲器。注意加密方式 1時，/EA將內(nèi)部鎖定為 RESET；當(dāng) /EA端保持高電平時，此間內(nèi)部程序存儲器。在 FLASH編程期間，此引腳也用于施加 12V編程電源( VPP)。XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時鐘工作電路的輸入。XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。第四章STC89C52單片機(jī)的軟件部分在本次設(shè)計中有三個部分的程序設(shè)計。 在使用不同的芯片和模塊時要十分清楚的邏輯功能和時序分析， 只有這樣才可以使用好各個模塊的功能來達(dá)到系統(tǒng)設(shè)計的要求。 前面我已經(jīng)把各部分的做了詳細(xì)的介紹， 下面我要著重介紹一下主要部分的程序?qū)崿F(xiàn)?？傮w流程圖總體流程圖如圖 4-1所示

4-1總體流程圖超聲波控制及計算車距部分在這部分程序設(shè)計是控制超聲波接收和發(fā)射以及車距的計算。 下面圖4-2是對中斷程序?qū)崿F(xiàn)的流程圖。圖4-2超聲波控制及計算車距控制車速度部分這部分是對特定數(shù)據(jù)點(diǎn)報警和車速的控制的判斷， 程序流程圖如圖 4-3所示。4-3控制車速第五章結(jié)論總結(jié)本論文研究并開發(fā)一套汽車追尾防撞預(yù)警系統(tǒng)， 通過建立適當(dāng)?shù)哪Ｐ停?準(zhǔn)確判斷報警狀態(tài)和危險狀態(tài)并產(chǎn)生相應(yīng)的聲光報警信號， 從而提醒駕駛員注意或自動剎車。這是一種主動安全系統(tǒng)， 該追尾防撞預(yù)警系統(tǒng)， 可以有效地避免汽車追尾碰撞事故的發(fā)生， 同時也為提高車輛平均安全行駛速度、 增加道路的通行能力、自動化駕駛奠定了良好的基礎(chǔ)， 該系統(tǒng)在汽車領(lǐng)域的應(yīng)用與其所能帶來的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益將會是相當(dāng)可觀的。目前，該系統(tǒng)已經(jīng)完成了主控制單元軟件和硬件的設(shè)計工作， 論文所取得的階段性成果如下：1）分析了汽車追尾事故發(fā)生的原因，提出了汽車追尾防撞預(yù)警系統(tǒng)所應(yīng)達(dá)到的要求，并確立了總體設(shè)計思想。2）采用 STC89C52單片機(jī)作為主控制器，設(shè)計了相應(yīng)的數(shù)據(jù)采集電路、聲光報警電路、液晶顯示電路、超聲波接收和發(fā)射電路以及控制電路。3）編寫了系統(tǒng)主程序和子程序并在硬件系統(tǒng)上進(jìn)行了調(diào)試。建議由于時間的不足和資金、 實(shí)驗(yàn)條件有限， 本文僅對課題做了一個理論研究的設(shè)計方案。整個系統(tǒng)還沒有在實(shí)車上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)， 系統(tǒng)整體還存在許多不足， 距離實(shí)用化尚有很大的距離，對于后續(xù)的研發(fā)工作提出如下建議：1）在理論上進(jìn)一步深入研究防撞模型，使模型更符合現(xiàn)實(shí)環(huán)境，有效地降低虛報警率；2）對緊急制動機(jī)構(gòu)的設(shè)計進(jìn)一步研究，并進(jìn)行實(shí)際改造、實(shí)驗(yàn)；3）改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方法，將整個系統(tǒng)安裝在實(shí)車上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。致謝在本次畢業(yè)設(shè)計中， 我學(xué)到了很多東西，不僅僅是完成了一篇論文，更重要的是這個做畢業(yè)設(shè)計的過程，這個忙碌而又充實(shí)的過程讓我受益非淺。在畢業(yè)設(shè)計題目選定后， 我開始了資料的查閱，除了查詢一些實(shí)體書外，也在網(wǎng)上查看了一些元器件的技術(shù)參數(shù)和資料， 在這個過程中， 重溫了一些以前學(xué)到的知識， 并且加深了我對一些專業(yè)知識的認(rèn)識， 并且學(xué)到了很多在課堂上沒有學(xué)到的電子元件的資料和應(yīng)用，加強(qiáng)了我對專業(yè)知識更深層、更廣泛的認(rèn)識。本論文是在張素妍導(dǎo)師指導(dǎo)和幫助下完成的。 張老師作為一名優(yōu)秀的、 經(jīng)驗(yàn)豐富的教師， 具有豐富的理論知識和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)， 在整個論文實(shí)驗(yàn)和論文寫作過程中，對我進(jìn)行了耐心的指導(dǎo)和幫助，提出嚴(yán)格要求，引導(dǎo)我不斷開闊思路，為我答疑解惑，鼓勵我大膽創(chuàng)新，使我在這一段寶貴的時光中，既增長了知識、開闊了視野、鍛煉了心態(tài)，又培養(yǎng)了良好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣和科研精神。在此，我向我的張老師表示最誠摯的謝意！在論文研究中，張老師給了我莫大的幫助。 張老師淵博的學(xué)術(shù)理論知識，嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的治學(xué)態(tài)度、 以及平易近人、 待人寬厚的為人風(fēng)格以及敏銳的思維習(xí)慣和忘我的工作作風(fēng)使我受益終生。 在張老師那里， 我不僅學(xué)會了許多知識， 更重要的是學(xué)到了精益求精， 學(xué)無止境的治學(xué)精神和做人的基本道理。在此，我謹(jǐn)向張素妍老師致以誠摯的謝意！在設(shè)計的時候， 我曾遇到過各種各樣的困難， 很幸運(yùn)的是有老師和同學(xué)的幫助，才讓我按時完成了畢業(yè)設(shè)計任務(wù)， 在此我向所有在這次設(shè)計中給予我?guī)椭睦蠋熀屯瑢W(xué)致以深深的謝意。這次畢業(yè)設(shè)計作為我離校前的最后一次考驗(yàn)， 不僅提高了我獨(dú)立思考和自學(xué)的能力，而且加強(qiáng)了我對專業(yè)理論的理解和掌握，是對我大學(xué) 4年學(xué)習(xí)知識的溫習(xí)和總結(jié)， 也是一次小規(guī)模的驗(yàn)收。通過這次畢業(yè)設(shè)計收獲了知識，對待學(xué)習(xí)的態(tài)度和面對困難迎難而上的精神， 對即將步入社會的我來說是十分寶貴和受益終身的財富。由于本人水平極其有限， 論文中的疏漏和不足之處在所難免， 懇請各位老師不吝賜教，批評指正。參考文獻(xiàn)趙建國,薛園園等 .51單片機(jī)開發(fā)與應(yīng)用技術(shù)詳解 [M].北京 :北京工業(yè)出版社,2009.1-56謝維成 ,楊加國 .單片機(jī)原理與應(yīng)用及 C51程序設(shè)計 [M]（第二版）.北京 :清華大學(xué)出版社,2009.32-109沈紅衛(wèi).單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計實(shí)例與分析 [M]（第二版）.北京 :北京航空航天出版社,2008.1-88胡漢才.單片機(jī)原理技接口技術(shù)[M]（第二版）.北京:北京航空航天出版社,1993.1-144王煜東 .傳感器應(yīng)用技術(shù) [M].西安 :西安電子科技大學(xué)出版社 ,2006.32-78何希才 .傳感器及其應(yīng)用 [M]（第二版 ）.北京 :國防工業(yè)出版社 ,2001.1-126陳志偉 .用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)的多功能報警器 [J]（第二版）.北京 :杭州電子工業(yè)學(xué)院學(xué)報,1999.白 駒 珩,雷 曉平編.單片計算 機(jī)及其應(yīng)用[M].成都 :電子科 技 大 學(xué) 出 版社,1994.18-97孫 江 宏,李 良玉編.Protel99 電路設(shè)計與應(yīng)用[M]. 北京:機(jī) 械 工 業(yè) 出 版社,2004.1-134馮育長 .單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計與實(shí)例分析 [M]（第一版）.西安 :西安電子科技大學(xué)出版社,2007.28-65[11]來清民 .傳感器與單片機(jī)接口及實(shí)例 [M]（第一版 ）.北京 :北京航空航天大學(xué)出版社,2008.108-167[12]張淑清 ,蔣萬錄等 .單片微型計算機(jī)接口技術(shù)及其應(yīng)用 [M]（第一版）.北京:國防工業(yè)出版社 ,2001.66-122吳文虎 ,李廣弟． DP-851單片機(jī)系統(tǒng)使用教程 [M]．北京:電子工業(yè)出版社,1995．1-254薛鈞義,張彥斌．單片微型計算機(jī)及應(yīng)用 [M]．西安:西安交通大學(xué)出版社,1990.70-115航慈．單片機(jī)程序設(shè)計基礎(chǔ) [M]．北京 :航空航天大學(xué)出版社 ,1997．108-119江宏,李良玉． Proteus電路設(shè)計與應(yīng)用 [M]．北京 :機(jī)械工業(yè)出版社 ,2002．15-30．李勛,劉源,李新民．單片機(jī)適用教程 [M]．北京:北京航空航天大學(xué)出版社,2000．84-146．程序清單#include<reg52.h>//包含頭文件，一般情況不需要改動，頭文件包含特殊功能寄存器的定義#include<intrins.h>//包含NOP空指令函數(shù) _nop_();sbitRS=P2^0; //定義端口sbitRW=P2^1;sbitEN=P2^2;sbitCJ=P2^3;//發(fā)送超聲波控制端sbitZC=P2^5;//正常狀態(tài)指示燈sbitJG=P2^6;//警告指示燈sbitBG=P2^7;//報警指示燈defineRS_CLRRS=0defineRS_SETRS=1defineRW_CLRRW=0defineRW_SETRW=1defineEN_CLREN=0defineEN_SETEN=1defineDAP1//DA轉(zhuǎn)換端口voidLCD_write_com(unsignedcharcom);//液晶屏寫命令函數(shù)voidLCD_write_Data(unsignedcharData);//液晶屏寫數(shù)據(jù)函數(shù)voidLCD_init(void);//液晶屏初始化voiddelay_us(unsignedintn);//延時 usvoidDelay_ms(unsignedinttime);voidINT_init(void);//中斷初始化函數(shù)voidT_init(void);//定時器初始化函數(shù)charT0_n,T1_n,i,sudu,juli,CJ_bz=0,s_bz=2;}}doubleSV;unsignedinttime_sudu,time_juli;chardisp1[]="cheju:000m";//液晶屏第一行顯示數(shù)據(jù)unsignedints[2];//存放前后兩次距離voidmain()//主函數(shù){LCD_init();//液晶屏初始化INT_init();T_init();LCD_write_com(0x80);//液晶屏第一行起始地址for(i=0;i<11;i++)//寫第一行數(shù)據(jù){LCD_write_Data(disp1[i]);}while(1){juli=time_juli*17/100;//計算距離( m)disp1[7]=juli/100+0x30;//數(shù)據(jù)處理disp1[8]=(juli%100)/10+0x30;disp1[9]=juli%10+0x30;if(s_bz==0)s[0]=juli;elses[1]=juli;if(s_bz==2){sudu=(s[0]-s[1])*3.6;//計算相對速度( km/h)LCD_write_com(0x80+0x07);//更新顯示距離數(shù)據(jù)for(i=7;i<10;i++){LCD_write_Data(disp1[i]);}SV=s[1]/sudu;//計算安全系數(shù)if((s[1]-s[0])>0){ZC=0;DA=0;JG=1;BG=1;}elseif(SV>1.5){JG=0;DA=0;ZC=1;BG=1;}elseif(SV<=1.5){BG=0;ZC=1;JG=1;if(1.2<SV<=1.5)DA=0X01;elseif(1.0<SV<=1.2)DA=0X02;elseif(0.8<SV<=1.0)DA=0X04;

elseif(0.6<SV<=0.8)DA=0X08;elseif(0.4<SV<=0.6)DA=0X10;elseif(0.2<SV<=0.4)DA=0X20;elseif(0.1<SV<=0.2)DA=0X40;elseif(SV<=0.1)DA=0X80;}}}/********************INT1voidmy_INT1(void)interrupt2//接收超聲波{TR1=0;time_juli=(TH1*2.56+TL1/100+655*T1_n)/10;//計算超聲波發(fā)送到返回的數(shù)據(jù)( ms)CJ=1;CJ_bz=0;}/********************T0**/**/voidmy_T0(void)interrupt1**/**/{TH0=0X3C;//定時50msTL0=0XB0;if(T0_n++==20)//1S發(fā)送一次超聲波{T0_n=0;if(CJ_bz==0){}}s_bz++;if(s_bz==3)s_bz=0;CJ=0;TR1=1;T1_n=0;TH1=0X00;TL1=0X00;CJ_bz=1;Delay_ms(1);CJ=1;}}}/********************T1中斷函數(shù) *****************************voidmy_T1(void)interrupt3{T1_n++;}/****************外部中斷 1初始化*********************************/voidINT_init(void){IE=0x8e;//允許外部中斷 1、定時器 0、定時器 1和總中斷TCON=0X04;//中斷 1為下降沿觸發(fā)定時器 0、1初始化*********************************/voidT_init(void)TMOD=0X11;//設(shè)置定時器 0和1為工作方式 1TH0=0X3c;//定時器0定時 50ms初值TL0=0Xb0;TH1=0X00;TL1=0X00;延時函數(shù)/****************************timems***************************/延時函數(shù)/*函數(shù)原型 :Delay_ms(unsignedinttime)/*函數(shù)功能 :延時 Timems/*輸入?yún)?shù) :time/*輸出參數(shù):無/**********************************************************************/voidDelay_ms(unsignedinttime)unsignedintj;for(;time>0;time--)j=1500;while(j--);}}**//*微秒延時函數(shù)*/**/**//****************************************************************voiddelay_us(unsignedintn)//延時 如果需要高精度延時 請嵌入?yún)R編if(n==0)return;while(--n);/******************************************************************//*液晶屏寫入命令函數(shù)*/**//*液晶屏寫入命令函數(shù)*/**/voidLCD_write_com(unsignedcharcom)RS_CLR;RW_CLR;EN_SET;P0=com;**/voidLCD_write_com(unsignedcharcom)RS_CLR;RW_CLR;EN_SET;P0=com;delay_us(5);EN_CLR;/******************************************************************//*液晶屏寫入數(shù)據(jù)函數(shù)*/**/**//*液晶屏寫入數(shù)據(jù)函數(shù)*/**//****************************************************************voidLCD_write_Data(unsignedcharData)RS_SET;RW_CLR;EN_SET;P0=Data;delay_us(5);EN_CLR;/******************************************************************//*液晶屏初始化函數(shù)*/**//*液晶屏初始化函數(shù)*//***********