基于單片機(jī)的汽車防追尾報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

摘要由于中國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，國(guó)人對(duì)于生活水平的追求越來(lái)越高了，為了更好的服務(wù)于生活，私家車也開始普及了起來(lái)。我們?cè)隗w驗(yàn)到他的便利的同時(shí)，由于數(shù)量的增多，安全問題也隨之而來(lái)，從這一角度出發(fā)，為提高人們的安全指數(shù)，我們進(jìn)行了一個(gè)單芯片防止汽車追尾的報(bào)警系統(tǒng)。系統(tǒng)的硬件說白了就是一個(gè)控制器，主要是關(guān)于距離和速度的傳感。此次設(shè)計(jì)過程中為保證功能的齊全和完善，其中的模塊主要涵蓋了顯示、報(bào)警和能源支持等。功能的實(shí)現(xiàn)主要是利用各個(gè)區(qū)塊之間的相互配合、整體操作來(lái)最終控制的。我們所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)最大的優(yōu)勢(shì)就在于操作簡(jiǎn)單可供大部分車輛使用，便于之后的推廣。關(guān)鍵詞超聲波，報(bào)警系統(tǒng)，測(cè)距第一章概述1.1課題研究背景及意義當(dāng)下，由于經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)，人們生活水準(zhǔn)穩(wěn)步提升，我們的需求和追求標(biāo)準(zhǔn)也在不斷提高，直到21世紀(jì)，我們的步行已逐漸被自行車和汽車所取代，為旅行帶來(lái)便利。在日常的生活工作中，它已經(jīng)變成了不可或缺的一部分。研究結(jié)果顯示，目前無(wú)論是從經(jīng)濟(jì)上還是從人口數(shù)量上，我國(guó)都排在全球前幾，人們的收入和機(jī)動(dòng)車數(shù)量成正比，因此在駕駛和物流方面，不管是參與人數(shù)還是基本資源都非常龐大。多年來(lái)，人們的生活水平有了很大提高。因此，汽車數(shù)量也開始逐年增多，新手司機(jī)也在暴增。所以，出行安全已成為我們的問題，因此應(yīng)進(jìn)一步完善道路安全。如若不進(jìn)行改變，受牽連的不僅僅是經(jīng)濟(jì)，對(duì)我國(guó)社會(huì)秩序也將是致命的打擊。在緊急情況下，必須想法設(shè)法尋找出一個(gè)行之有效的辦法。交通事故的發(fā)生有時(shí)候并非意外發(fā)生，而是存在著一定的必然因素。但一般在幸福之余，人們很容易遺漏最重要的東西，不管是安全還是其他一些什么，被遺漏的基本都是最重要的，我們應(yīng)該提高關(guān)注度。身為汽車中不可缺少的一個(gè)組成，可能它所起到的效果和人失去手機(jī)一樣，沒有互聯(lián)網(wǎng)無(wú)法生存。同樣，很少考慮或考慮道路交通安全問題。在我們平時(shí)車輛維護(hù)和使用過程中，不管是關(guān)乎安全，還是關(guān)乎我們的家庭，這都是需要我們進(jìn)行討論的。我們想要同時(shí)照顧到便利和安全問題。但我們?nèi)匀恍枰纳频缆方煌ǖ陌踩?。大量的車輛和復(fù)雜的交通狀況還有人數(shù)的增長(zhǎng)，使得交通事故發(fā)生的可能性又大幅度提高。評(píng)價(jià)我們掌握的相關(guān)數(shù)據(jù)，近十年來(lái)，中國(guó)道路交通違法和死傷均排名在全球來(lái)看是首位，并且最讓人吃驚的是，發(fā)生交通事故的總次數(shù)和總?cè)藬?shù)每年都有所增加。對(duì)于交通事故來(lái)說，傷亡造成的損失是巨大的，這一損失要比財(cái)產(chǎn)損失打的多，更不用說對(duì)社會(huì)，個(gè)人和其他人造成的損害。道路行駛時(shí)，安全問題的決定權(quán)還是在駕駛員手中，安全駕駛駕駛技巧僅占其中一方面，駕駛員的心理素質(zhì)也起到很大影響。這可以清楚地表明駕駛員是事故的問題，而不是汽車。汽車本身的質(zhì)量與交通事故無(wú)關(guān)。作為一個(gè)人，重要的是保持清醒的頭腦和良好的正常思維能力和反應(yīng)能力，但有時(shí)并不會(huì)是理想狀態(tài)，相遇的兩個(gè)駕駛員水平不同，還有可能其它非人為的原因。我們根據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，很明顯的可以知道，交通事故中，發(fā)生次數(shù)最多的當(dāng)屬追尾了，追尾事故所發(fā)生的次數(shù)占所有交通肇事的一半以上。并且發(fā)生的場(chǎng)所多為事故發(fā)生較多的地方。下表就是各事故所發(fā)生的比例[1]。表1.1各種類型交通事故所占的比例在駕駛時(shí)候駕駛員所起到的作用是十分關(guān)鍵的，假如突發(fā)情況一旦來(lái)臨，一部分駕駛員是很難再像平時(shí)道路家是一樣平穩(wěn)，容易慌亂，便不能準(zhǔn)確預(yù)判，一旦心理素質(zhì)不過關(guān)的話，根本就不可能在第一時(shí)間將問題化解。解決這個(gè)問題的思路也很簡(jiǎn)單，就是將車輛緊急情況下的處理變被動(dòng)為主動(dòng)，以此來(lái)提高駕駛過程中的安全性。所以，不管我們駕駛機(jī)動(dòng)車的哪個(gè)位置，在大多數(shù)情況下對(duì)危機(jī)情況都有良好的應(yīng)急響應(yīng)，對(duì)于包括駕駛員在內(nèi)的乘客來(lái)說，這一點(diǎn)非常重要，我們也可以考慮更多的時(shí)間來(lái)回應(yīng)，事故發(fā)生率肯定會(huì)越低。因此，可以知道及時(shí)響應(yīng)和合理解釋有很大好處?？刂茖?duì)于運(yùn)輸和自身來(lái)說都有非常大的幫助。值得注意的是，對(duì)于汽車來(lái)說，最重要的就是駕駛時(shí)的安全問題。不管在什么時(shí)候，汽車的每個(gè)位置都要十分順暢，這可以確保在發(fā)生事故時(shí)，汽車可以幫助駕駛員進(jìn)行最緊急的處理。這便是我們提到的汽車的主動(dòng)安全性。并且，一旦意外沒有辦法化解，也可以讓汽車最大限度地保障相關(guān)人員的安全。這種安全性并非主動(dòng)。有時(shí)候當(dāng)汽車發(fā)生重大危險(xiǎn)時(shí)，會(huì)有一定安全機(jī)制去保護(hù)駕駛員安全，以防其再次受到傷害，這邊是汽車安全方面的設(shè)計(jì)。在汽車后邊安裝相應(yīng)的報(bào)警系統(tǒng)是一個(gè)很有必要的操作，所以不管在良好的駕駛條件下還是普通駕駛條件下，我們都可以在第一時(shí)間做出處理，對(duì)相應(yīng)操作做出最合理的反映，對(duì)于十分經(jīng)濟(jì)的并且安全的報(bào)警系統(tǒng)是有必要的。1.2國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀在車輛中，防爆防撞報(bào)警系統(tǒng)一般情況下是利用計(jì)算機(jī)完成操作的，一定情況下是需要對(duì)駕駛員進(jìn)行提醒的。1.2.1國(guó)外相關(guān)研究現(xiàn)狀從上世紀(jì)六十年代開始，人們就注意到了這個(gè)問題，并且將這一設(shè)想付諸了實(shí)踐，就是研發(fā)汽車防撞系統(tǒng)。從六十年代到七十年代，許多西方國(guó)家紛紛開始了這方面的研究，并且收獲頗豐。并將其付諸實(shí)踐。然而，由于缺乏微波理論和芯片技術(shù)的落后，再加上高昂的開發(fā)成本，很難推動(dòng)雷達(dá)防撞系統(tǒng)的應(yīng)用。1986年，梅賽德斯-奔馳也開始對(duì)這方面展開了研究，并且將這個(gè)研究項(xiàng)目命名為普羅米修斯項(xiàng)目。伴隨著科技的高速發(fā)展，對(duì)于這一項(xiàng)目的研究所能運(yùn)用到的軟件和技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟了，所以已經(jīng)完全有能力和條件研究出適用于平時(shí)駕駛雷達(dá)防撞系統(tǒng)，在汽車領(lǐng)域里邊大量采用。從上世紀(jì)九十年代中期一直到現(xiàn)在，對(duì)于該項(xiàng)目的研究，我們不得不承認(rèn)，德國(guó)處于霸主地位，所有主要汽車制造商都參與了先進(jìn)的安全車ASV（高級(jí)安全車）計(jì)劃。1995年，全球最大的汽車制造商豐田汽車公司成功開發(fā)出積極的預(yù)防性安全系統(tǒng)。與其他西方國(guó)家相比，美國(guó)國(guó)防碰撞技術(shù)研究起步較晚，但現(xiàn)在美國(guó)的汽車防撞技術(shù)已超過其他發(fā)達(dá)國(guó)家。說到該系統(tǒng)，不得不提到福特公司專門為自家汽車研發(fā)的系統(tǒng)了，這款系統(tǒng)最大的優(yōu)勢(shì)就在于它能探測(cè)到一百多米之內(nèi)的東西，并且可以對(duì)周邊的多個(gè)目標(biāo)進(jìn)行同時(shí)檢測(cè)，檢測(cè)數(shù)量高達(dá)二十多。但是，由于誤報(bào)率和價(jià)格等因素，實(shí)際應(yīng)用不是很廣泛。汽車的安全保護(hù)和后端系統(tǒng)的避免起源于國(guó)外并逐漸普及，之后在水平相對(duì)較高的公司和相關(guān)部門的努力研究。而這種方法開發(fā)的軟件和系統(tǒng)在一定程度上獲得了廣泛好評(píng)，并且未來(lái)前景一片大好。1.2.2國(guó)內(nèi)相關(guān)研究現(xiàn)狀對(duì)于我國(guó)來(lái)說，自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)仍然在研究階段，借助相關(guān)部門和高校的成果，獲得了較大的提高，而且有極大的進(jìn)展。所以，離真正的將這項(xiàng)成果為我們的生活進(jìn)行服務(wù)，還有一段距離，而且有許多方面，與國(guó)外研究結(jié)果相比，在使用防后端報(bào)警系統(tǒng)和其他功能方面仍然存在一些差距。令人開心的是，發(fā)展過程中遇到的一些為題正好為我們今后的發(fā)展做出了鋪墊，也許，在我們的不斷摸索中，我們?cè)趯?lái)的某一天，我國(guó)車尾車輛報(bào)警系統(tǒng)也會(huì)更加完備。曾經(jīng)一個(gè)叫馬永翔的進(jìn)行了這樣一項(xiàng)研究，名為汽車碰撞報(bào)警系統(tǒng)，該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原理是基于一種單片機(jī)SB5027。其優(yōu)勢(shì)在于對(duì)于汽車前后的障礙物，它能自動(dòng)化的檢測(cè)出與本車輛的距離。我們會(huì)提前對(duì)車輛設(shè)置一個(gè)危險(xiǎn)數(shù)值，當(dāng)距離達(dá)到這一個(gè)數(shù)值的時(shí)候，車輛的報(bào)警裝置就會(huì)自動(dòng)報(bào)警，駕駛員聽到報(bào)警聲之后就要及時(shí)作出剎車或者減速處理了。并且將這套系統(tǒng)的硬件和軟件進(jìn)行了公開，實(shí)踐證明該系統(tǒng)有效，準(zhǔn)確。李磊和李虎紅兩個(gè)人在他之后也研究了一款汽車碰撞報(bào)警系統(tǒng)，他們所運(yùn)用的不再是單片機(jī)，而是超聲波傳感器。實(shí)踐表明，該系統(tǒng)穩(wěn)定，對(duì)于一定精度范圍內(nèi)的距離測(cè)量都可以輕松時(shí)間，并且價(jià)格要記得多，性價(jià)比超級(jí)高。程序以C語(yǔ)言編程，指令執(zhí)行也更簡(jiǎn)單，更快捷。吳梅風(fēng)、邊宗圓兩人也研發(fā)了一套一同，但是這套系統(tǒng)只對(duì)后端車輛進(jìn)行了監(jiān)控，并且它的應(yīng)用范圍也沒之前的廣，僅僅是對(duì)高速行駛過程中有效，并且與GAP的高速公路防后端系統(tǒng)完全不同。汽車制造商也不需要為他們的汽車添加額外的設(shè)備。它是一種高速公路的高速公路防后端系統(tǒng)，它是利用現(xiàn)有的高速公路收費(fèi)系統(tǒng)發(fā)明的。汽車防追尾系統(tǒng)在全世界范圍內(nèi)光放應(yīng)用和發(fā)展其實(shí)對(duì)于我們所有人都是有極大好處的，因?yàn)檫@樣不僅可以保證我國(guó)物流、交通運(yùn)輸?shù)榷喾N行業(yè)高速有效的發(fā)展，而且對(duì)于我們所有人的安全都帶來(lái)了保障，對(duì)于全世界的穩(wěn)定和繁榮有極大的幫助。1.3防追尾普遍使用的報(bào)警方案利用理論與實(shí)踐相結(jié)合的辦法，我們了解到，當(dāng)下我們應(yīng)用的是倒車影像，根據(jù)對(duì)后方障礙物距離的檢測(cè)來(lái)發(fā)出報(bào)警，提醒人們注意后方事物，有相關(guān)軟件進(jìn)行信息的檢測(cè)然后將這一信息傳遞給接收器。接下來(lái)，將信息傳遞到單片機(jī)上，在經(jīng)歷一定的時(shí)間跨度，能夠把它和初始臨界值集進(jìn)行比較，以確定汽車是足夠安全的。對(duì)于是否安全，一般可以利用警報(bào)以及相關(guān)頻率的多少進(jìn)行進(jìn)一步的裁決。之所以運(yùn)用傳感器主要目的是確保外部環(huán)境不會(huì)產(chǎn)生任何影響的狀態(tài)下促進(jìn)信息傳輸，并且因?yàn)樗鼈儾恍枰褂脤?shí)時(shí)和努力來(lái)測(cè)量所需的測(cè)量而沒有任何干擾控制。并將其與幾個(gè)傳感器進(jìn)行了比較：（1）激光傳感器：因?yàn)榇朔N傳感器造價(jià)較高，因此暫不考慮安裝到汽車防后端報(bào)警系統(tǒng)中。（2）距離傳感器：對(duì)于距離的判斷我們主要利用的是紅外數(shù)據(jù)傳輸。由于在日常生活中各種因素都有可能導(dǎo)致數(shù)據(jù)不準(zhǔn)，所以不適合推廣。（3）超聲波傳感器：適用于汽車防后端報(bào)警系統(tǒng)。第二章超聲波測(cè)距的原理和系統(tǒng)組成2.1超聲波的基本原理及特征眾所周知，超聲波所在的聲波頻段和一般聲音的頻段有一定出入，所以在一般情況下，我們是無(wú)法看到和感知到的。對(duì)于超聲波來(lái)說，最明顯特點(diǎn)是它對(duì)自身傳輸過程中的干擾和反射有很好的影響。這就是它在生活中使用的原因，超聲波具有很強(qiáng)的適應(yīng)性。2.2超聲波傳感器及其基本特性根據(jù)我們對(duì)比，我們發(fā)現(xiàn)其中最便宜的還屬超聲傳感器，不僅如此，其效果也是出乎意料的好。圖2.1顯示了相關(guān)傳感器的內(nèi)部構(gòu)造及工作原理。圖2.1超聲波傳感器結(jié)構(gòu)圖接下來(lái)，我們將對(duì)其涵蓋的部件進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹：（1）電源：在相應(yīng)的工作范圍由外部穩(wěn)壓電路決定；（2）控制部分：該部分的主要用處是進(jìn)行信號(hào)的識(shí)別，并且完成相應(yīng)的發(fā)送和接收；（3）超聲波收發(fā)器部分：由相互靠近的兩個(gè)探頭構(gòu)成，且處于同一平面。信號(hào)發(fā)射方式是超聲波，原理是通過震動(dòng)來(lái)轉(zhuǎn)換，信號(hào)傳遞過程，介質(zhì)將聲波和電信號(hào)變化，讓接收端接受到。完成整個(gè)收發(fā)器流程。下圖2.2以T/R40為典型對(duì)聲波的頻率和方向進(jìn)行展示。圖2.2T/R40頻率特性曲線通過上述表格我們可以很清楚的知道，對(duì)于傳感器來(lái)說可以很容易的保持頻率在40kHz。因此，所運(yùn)用的峰值強(qiáng)度其頻率約40kHz，這增強(qiáng)了聲波抵抗外部影響的水平。就類似與發(fā)射端口，接收端有著近乎一致的結(jié)構(gòu)，而且特性也異常接近，當(dāng)聲音越靠近接收器，靈敏程度越高。在這里要強(qiáng)點(diǎn)的一點(diǎn)，對(duì)于能量的強(qiáng)度來(lái)說，輻射角度也會(huì)制約它的關(guān)鍵因素。二者關(guān)系呈負(fù)相關(guān)。2.3超聲波測(cè)距原理及影響因素2.3.1測(cè)距原理圖2.3超聲波測(cè)距原理框圖可以利用計(jì)算來(lái)輕松將兩地距離測(cè)的。其公式如下，我們將所需時(shí)間設(shè)置為T，超聲波速度固定，便定位V，距離設(shè)定為S.公式S=vt/2用于計(jì)算要求的距離。整個(gè)測(cè)距方法和上圖基本一致。2.3.2影響因素我們?cè)谶M(jìn)行超聲波測(cè)距的過程中，可能外部因素會(huì)對(duì)結(jié)果產(chǎn)生影響，最后的測(cè)量結(jié)果，精度還受自身頻率的變化影響。這些干擾和超聲頻率、因?yàn)榄h(huán)境不同而引發(fā)的不同傳輸速度以及測(cè)量過程中盲點(diǎn)的存在。頻率主要是下邊這兩點(diǎn)：（1）和自身有關(guān)，超聲波傳播途中自身頻率會(huì)對(duì)其產(chǎn)生一定的影響，所以我們要盡量選擇較低頻段的。（2）假如傳感器規(guī)模確定，其工作時(shí)傳播方向還受自身頻率控制。所以，我們想要完成最大距離測(cè)量時(shí)，我們應(yīng)當(dāng)挑選的頻率為40kHz，可以完成最大測(cè)量。2.4系統(tǒng)組成汽車正常駕駛的過程中，防后端預(yù)警系統(tǒng)其實(shí)并沒有真正開啟，只是在此時(shí)該系統(tǒng)的某一部分會(huì)實(shí)時(shí)發(fā)出雷達(dá)信號(hào)，雷達(dá)信號(hào)的目的是檢測(cè)與周圍車輛的距離，距離一旦超過警戒距離，特別是當(dāng)車輛靠近前方車輛的后部時(shí)，或者是其他車輛突然間采取剎車或者轉(zhuǎn)彎等動(dòng)作時(shí)，系統(tǒng)就會(huì)發(fā)出警報(bào)來(lái)供司機(jī)進(jìn)行參考。由于人們需要一定的時(shí)間來(lái)作出反應(yīng)，因此必須防止接近控制系統(tǒng)在警報(bào)發(fā)出后立刻采取剎車操作。自動(dòng)防后端預(yù)警系統(tǒng)相對(duì)來(lái)說科技含量是相當(dāng)高的，主要組成如下。2.4.1信息收集信息收集是利用傳感器來(lái)收集駕駛中車輛以及周邊環(huán)境的各種信息，它由多種智能系統(tǒng)組成，我們?yōu)榱俗屗臄?shù)據(jù)用起來(lái)更加穩(wěn)定和可靠，我們加入了多種測(cè)距方法和傳感器來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)的收集和整合。同時(shí)，在駕駛狀態(tài)監(jiān)測(cè)中需要注意傳感器的布局和選擇，并確保每個(gè)傳感器的數(shù)據(jù)能夠準(zhǔn)確反映汽車的實(shí)時(shí)駕駛狀況。2.4.2控制單元分析和判斷信息收集系統(tǒng)的各種數(shù)據(jù)并確定危險(xiǎn)程度。它由安全車輛距離計(jì)算和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估系統(tǒng)組成。在控制單元設(shè)計(jì)中，“關(guān)鍵安全車輛距離”的確定將是至關(guān)重要的。在確定該距離時(shí)，因?yàn)槊總€(gè)人之間是有差距的，并且駕駛環(huán)境也不盡相同，所以要根據(jù)不同駕駛員之間的差距進(jìn)行適時(shí)地調(diào)整，讓危險(xiǎn)警報(bào)和制動(dòng)控制變得更加智能。2.4.3人機(jī)界面人機(jī)界面包括多種信息處理措施和系統(tǒng)，尤其是警告和報(bào)警等。系統(tǒng)相對(duì)人工、智能、可操作性強(qiáng)。第三章防追尾報(bào)警系統(tǒng)硬件選擇與電路設(shè)計(jì)3.1單片機(jī)控制模塊系統(tǒng)設(shè)計(jì)對(duì)于系統(tǒng)來(lái)說，其實(shí)最終的結(jié)果很大程度上取決于芯片質(zhì)量，但是我們?cè)谶M(jìn)行挑選的時(shí)候，也要權(quán)衡性能和花費(fèi)，要選擇最適宜的。3.1.1單片機(jī)的選擇因?yàn)槲覀冞@次相關(guān)操作主要是為了進(jìn)行防后端報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，涵蓋的功能較少，下圖中的單片機(jī)就可以充分滿足我們的大多數(shù)設(shè)想。圖3.1STC89C52單片機(jī)引腳圖3.1.2單片機(jī)引腳功能此次設(shè)計(jì)我們利用了STC98C52的一個(gè)特征，即單層上各端口功能不一致。我們利用兩個(gè)其中兩個(gè)端口，分別為P0和P2端口，同時(shí)我們所使用的引腳也是四個(gè)各不相同的。我們分別用P1.0、P3.0、RS和XTAL四個(gè)符號(hào)在圖中標(biāo)記，電壓和對(duì)應(yīng)報(bào)警器等的響應(yīng)都是利用單片機(jī)引腳完成的。3.2超聲波發(fā)射和接收電路設(shè)計(jì)這篇論文所研究的系統(tǒng)最重要的元件是超聲波收發(fā)器，所以我們一定要保證它的足夠靈敏和精確。3.2.1超聲波發(fā)射電路設(shè)計(jì)下圖是我們此次相關(guān)的電路圖。它的優(yōu)勢(shì)很明顯，從圖中就可以看出，有十分精煉的結(jié)構(gòu)，因此可以很大程度上減小共振時(shí)間，進(jìn)而完成改進(jìn)和優(yōu)化。圖3.2超聲波發(fā)射電路3.2.2超聲波接收電路設(shè)計(jì)超聲波電路最關(guān)鍵的內(nèi)容是發(fā)送和接收超聲波。經(jīng)過我們多次嘗試，認(rèn)為該芯片最為適合，即CX20106A芯片。因?yàn)檫@款芯片與本實(shí)驗(yàn)較匹配，該芯片本身所具有的頻率和和我們?cè)囼?yàn)所預(yù)想的頻率近乎相同。這一原因，幫助我們盡快做出了決定。圖3.3顯示了相關(guān)的電路構(gòu)造。圖3.3超聲波接收電路圖3.3顯示報(bào)警模塊設(shè)計(jì)就顯示報(bào)警模塊來(lái)說，我們運(yùn)用的硬件主要是數(shù)碼管，并且提前變成了大量危險(xiǎn)情況，確保發(fā)生危險(xiǎn)時(shí)，可以讓駕駛員第一時(shí)間掌握情況。3.3.1數(shù)碼管顯示模塊設(shè)計(jì)這次我們采用的發(fā)光二極管是平時(shí)最常見的LED。并且我們此次設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中關(guān)于移動(dòng)方式我們進(jìn)行了兩種操作，令改程序更加清楚。和靜態(tài)電路不同的是，這個(gè)相對(duì)來(lái)說實(shí)用性更強(qiáng)一些。并且在電路的搭建過程更加簡(jiǎn)單。詳情見下圖。圖3.4顯示模塊電路連接圖3.3.2報(bào)警模塊設(shè)計(jì)關(guān)于本次設(shè)計(jì)中所提到的報(bào)警模塊，相關(guān)元件供電我們采用的是大電流，導(dǎo)致報(bào)警不能直接響應(yīng)，即自動(dòng)驅(qū)動(dòng)蜂鳴器不能受電信號(hào)的直接控制。只有將電信號(hào)進(jìn)行處理，多極放大之后，才可以被系統(tǒng)識(shí)別，發(fā)出報(bào)警信號(hào)。通過電路圖可知，電信號(hào)的發(fā)出受微控制器作用，由3.5端口傳遞，等到三極管被擴(kuò)大變強(qiáng)后將信息傳遞給蜂鳴器才可完成聲音預(yù)警。 圖3.5報(bào)警模塊電路圖下圖中將系統(tǒng)電路的整體情況進(jìn)行了清晰的展現(xiàn)。圖3.6系統(tǒng)整體電路3.4信號(hào)采集3.4.1油門、制動(dòng)、超車和轉(zhuǎn)彎信號(hào)的采集該報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是后端防撞報(bào)警系統(tǒng)經(jīng)常打開，超車側(cè)防撞報(bào)警系統(tǒng)經(jīng)常關(guān)閉。根據(jù)我們平時(shí)的駕駛經(jīng)驗(yàn)和駕駛習(xí)慣我們可以很清楚的知道，當(dāng)我們進(jìn)行超車操作時(shí)，其實(shí)我們最應(yīng)該注意的就是側(cè)方車輛，這就是報(bào)警系統(tǒng)的智能之處了，他會(huì)在你進(jìn)行此操作時(shí)自動(dòng)打開側(cè)防撞系統(tǒng)，關(guān)閉后端防撞系統(tǒng)。為了提高報(bào)警系統(tǒng)的準(zhǔn)確性，保證我們的生命財(cái)產(chǎn)安全，在高速行駛時(shí)，為了將錯(cuò)誤率降到最低，轉(zhuǎn)彎過程中應(yīng)該開啟所有的報(bào)警系統(tǒng)。因?yàn)橄到y(tǒng)在轉(zhuǎn)彎過程中和超車過程中都是需要對(duì)轉(zhuǎn)向燈進(jìn)行開啟的，所以系統(tǒng)是無(wú)法判斷車輛時(shí)進(jìn)行哪項(xiàng)操作的，所以在此時(shí)我們需要手動(dòng)進(jìn)行設(shè)置，來(lái)區(qū)分這兩種操作。超車時(shí)，就應(yīng)該將相應(yīng)的超車信號(hào)告知該系統(tǒng)，一旦超車任務(wù)完成，也要及時(shí)關(guān)閉這一按鈕高速系統(tǒng)該操作已完成。后端防撞系統(tǒng)適合油門和剎車緊密相連的。CUP判斷這兩種狀態(tài)并決定是否執(zhí)行后端警報(bào)抑制。3.4.2地面附著系數(shù)的信息采集由于測(cè)量?jī)x器的地面附著系數(shù)誤差很大，可以精確測(cè)量車輪和路面的附著系數(shù)。設(shè)置不同開關(guān)來(lái)對(duì)周邊環(huán)境進(jìn)行轉(zhuǎn)換，不同環(huán)境下的附著系數(shù)設(shè)置不同，關(guān)閉開關(guān)時(shí)，選擇相應(yīng)的路面。為了確保CUP僅處理密鑰的關(guān)閉，系統(tǒng)采用5到10m的軟件延遲來(lái)消除擊鍵。第四章防撞預(yù)警系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)（1）語(yǔ)言的選擇。因?yàn)槲覀儗?duì)于語(yǔ)言的選擇，出發(fā)點(diǎn)就是為了提高效率。我們進(jìn)行了多種程序的編寫和調(diào)試，我們發(fā)現(xiàn)，C51語(yǔ)言濕氣重效率相對(duì)來(lái)說是最高的，運(yùn)算速度同樣也是最快的，所以我們進(jìn)行了選擇。（2）C51語(yǔ)言的特點(diǎn)：第一，C51的特點(diǎn)特別普遍，就是說程序?qū)懫饋?lái)比較簡(jiǎn)單，而且易于后期閱讀和維護(hù)；并且可以完成一些模塊化或者結(jié)構(gòu)這些固定的東西；表達(dá)能力也是大多數(shù)東西所不能比你的。源程序最大的優(yōu)勢(shì)就在于他可以任意的進(jìn)行移動(dòng)，就是可以將里邊的很多東西任意的移進(jìn)C系統(tǒng)中，簡(jiǎn)單方便。第二點(diǎn)就是說它的設(shè)計(jì)是全內(nèi)存設(shè)計(jì)，該程序運(yùn)行起來(lái)那是相當(dāng)快的，并且可以直接加載調(diào)試，如果正確，可以在目標(biāo)機(jī)器上的EPROM中固化。4.1主程序設(shè)計(jì)該程序開始初始化系統(tǒng)。初始狀態(tài)將在程序中預(yù)設(shè)。整個(gè)系統(tǒng)的流程如圖4.1所示。圖4.1系統(tǒng)主程序流程圖該圖中我們可以明顯看出系統(tǒng)的幾個(gè)主要功能。判斷K1的傳球。如果狀態(tài)斷開，上一步操作將會(huì)被重新進(jìn)行。要么，超聲波將被程序控制來(lái)進(jìn)行傳輸和計(jì)時(shí)。芯片的接收與傳輸波接收緊密相關(guān)。如果未感應(yīng)到超聲波，那么仍然要重復(fù)上面操作并對(duì)相關(guān)信號(hào)繼續(xù)判斷。一旦感應(yīng)并接收到相關(guān)信號(hào)，定時(shí)結(jié)束，將該數(shù)值記錄下來(lái)，利用已知的速度，來(lái)測(cè)算出相關(guān)距離，并顯示在裝置中。繼續(xù)判斷，接收和計(jì)算超聲波，重復(fù)上述操作。4.2超聲波發(fā)射和接收中斷程序以下兩張圖是相關(guān)子程序的操作流程圖。圖4.2超聲波發(fā)射子程序流程圖圖4.3超聲波接收子程序流程圖系統(tǒng)進(jìn)行初始化所造成的影響就是，會(huì)自動(dòng)開啟定時(shí)器和終端，此時(shí)便會(huì)進(jìn)行超聲波的發(fā)送。接收器判斷接受，如果接受，定時(shí)器將被中斷，并且在開始前不會(huì)進(jìn)行操作。4.3顯示模塊設(shè)計(jì)超聲波在完成測(cè)距后，數(shù)碼上將會(huì)呈現(xiàn)出數(shù)據(jù)，單位為厘米。下圖便為相關(guān)操作流程圖。圖4.4顯示子程序流程圖4.4報(bào)警模塊設(shè)計(jì)當(dāng)距離計(jì)算完畢后，初次會(huì)在相關(guān)模塊上顯示，第二