【正文】 為鍵盤、顯示器接口，用硬件完成鍵盤與顯示器掃描。語音報警電路采用ISD公司的ISD1200系列中的20秒單片語音錄放芯片。系統(tǒng)除采用信號調(diào)理電路外，還采用數(shù)字濾波技術(shù)以提高測量精度，硬件看門狗和軟件陷阱技術(shù)來提高工作穩(wěn)定性。因此，控制器電路設(shè)計的關(guān)鍵在于各種接口電路的設(shè)計，包括：電源與接地、存儲器、ADC、PWM輸出/CAP輸入、數(shù)據(jù)通信等?？紤]到智能小車的整體供電（+9V），TMS320F2812控制板使用兩種電源輸入：+5V或+9V。智能小車控制器電路板的上電順序?yàn)椋和ㄟ^跳線，選擇電源輸入（+5V或+9V）；打開智能小車總電源開關(guān)，控制板上電完畢。配置去耦電容可以抑制因負(fù)載變化而產(chǎn)生的噪聲，是印制電路板的可靠性設(shè)計的一種常規(guī)做法，配置原則如下：電源輸入端跨接一個10～100uF的電解電容器，如果印制電路板的位置允許，采用100uF以上的電解電容器的抗干擾效果會更好。接地控制電路板的數(shù)字地與模擬地分開，并且在一點(diǎn)用磁珠相連。 SRAM存儲器擴(kuò)展TMS320F2812通過外部接口（XINTF）來擴(kuò)展SRAM。智能小車靜態(tài)存儲器選用CYPRESS公司的CY7C1021V。具體設(shè)置DSP的存儲器和數(shù)值可以參考TMS320F2812數(shù)據(jù)手冊。根據(jù)實(shí)際需要，可以重新對這些參數(shù)進(jìn)行校正。通常SPI用于DSP處理器和外部外設(shè)以及其他處理器之間的通信。，SPISTEA、SPSOMA、SPSIMA和SPICLKA都是DSP的SPI接口引腳，在這里DSP的SPI模塊用做主方式，也就是由DSP的SPICLKA提供整個連接的時鐘。因此，模擬信號輸入ADC模塊前需要進(jìn)行電壓轉(zhuǎn)換。為了達(dá)到更好的效果，接到ADCIN引腳的線不要靠近數(shù)字信號線，這樣可以降低數(shù)字信號對于ADC輸入的轉(zhuǎn)換噪聲。 CAN接口CAN（Control Area Networker）即控制器區(qū)域網(wǎng)，是主要用于各種設(shè)備檢測及控制的一種網(wǎng)絡(luò)。其在國外工業(yè)控制領(lǐng)域已經(jīng)有了廣泛的應(yīng)用，現(xiàn)國內(nèi)的許多工業(yè)控制領(lǐng)域也開始基于CAN的現(xiàn)場控制總線。TMS320F2812中的CAN控制器集成了CAN總線的物理層和數(shù)據(jù)鏈路層，CAN的可靠性錯誤檢測以及處理功能都由控制器的鏈路層自動完成。電平匹配由六施密特觸發(fā)反相器芯片74LS14通過兩次方向?qū)崿F(xiàn)。程序使用匯編語言，采用模塊化結(jié)構(gòu)，主要包括主控模塊、人機(jī)對話功能模塊、自診斷模塊、通訊模塊、顯示模塊和數(shù)據(jù)采集模塊等。謝 辭本次畢業(yè)設(shè)計我有幸得到了楊修文老師的指導(dǎo)，按照指導(dǎo)老師的安排，我在一個學(xué)期的設(shè)計中，嚴(yán)格按照熟悉論文格式、熟悉課題背景、確定設(shè)計方向、搜集資料、繪制原理圖、上機(jī)運(yùn)行程序、撰寫論文、設(shè)計總結(jié)的步驟順利完成,很好的完成了設(shè)計任務(wù)。楊老師治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)，一絲不茍，他要求我們做任何事都要積極，趕在時間的前面，努力養(yǎng)成勤學(xué)好問、珍惜時間的好習(xí)慣；莊老師平易近人，積極認(rèn)真，在電路原理圖的繪制上給了我比較多的指導(dǎo)。參考文獻(xiàn)[1] [J].傳感器世界,2000，6(7):15 [2] [M].西安:西安交通大學(xué)出版社，1999:2327 [3] 趙永立，楊建成，[J],天津工業(yè)大學(xué)學(xué)報,2006，25(4)：77803（3）：6364. [4] [J].測控技術(shù),2001,20(4):3436[5] [M].北京：電子工業(yè)出版社，2005：27267 [6] [M].北京：中國電力出版社，. [7] [M].哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社,1994:4560. [8] 毛曉波，[J].儀器儀表學(xué)報，2001，22(4)：195197. [9] 段成剛，[J].電網(wǎng)技術(shù)，2003，28(2)：6163.[10] [M].北京:北京航空航天大學(xué)出版社,2005. [11] 黃純，[J].電測與儀表學(xué)報，1997，34(10)：45. [12] [J].儀器儀表學(xué)報，1984，5(4)：390396.[13] 馮志賢，[J].電測與儀表，1989，26(4)：36. [14] 戴先中，[J].電測與儀表，1988，25(2)：27. [15] [M].北京:人民郵電出版社,[16] 張建秋，陶然，[J].儀器儀表學(xué)報，1995，16(5)：17.[17] [J].山東煤炭科技，2005，5：2829.[18] HUANG SHYHJIER，HSIEH CHENGTAO. Feasibility of fractalBased methods for visualizationof power system disturbances[J].Electrical Power Enerty Systems，2001,23(1):3136. [19] G. Aubert and P. Kornprobst , Mathematical Problems in Image Processing, Springer,2002[20] HUSSAIN A,SUKAIRIM H, Mohamed A .Automatic Detection of Power Quality Disturbances and Identification of Transient Signals[J].Signal Processing and its Applications, Sixth International , Symposium on，2001，On page(s):。我要衷心地向楊老師表達(dá)我的謝意。我最要感謝的是我得父母，使他們給予了我求學(xué)的機(jī)會，并且一直鼓勵我，做我的堅強(qiáng)后盾。限于篇幅，這里只給出主程序流程圖，如圖4所示。（Ⅴ）所選用飛思卡爾的芯片型號、相應(yīng)開發(fā)工具及數(shù)量。智能小車選用PHILIPS公司的CAN控制器接口芯片PCA82CTMS320F2812處理器集成了一個CAN控制器，該控制器是一個16位的外設(shè)模塊，具有以下特性：；對象有6個郵箱，器數(shù)據(jù)長度為0～8個字節(jié)；可編程的位定時器；可編程的CAN總線喚醒功能；自動回復(fù)遠(yuǎn)程請求；總線錯誤診斷功能；自測試模式。由于CAN具有獨(dú)特的設(shè)計思想，良好的功能特性和極高的可靠性，現(xiàn)場抗干擾能力強(qiáng)。 ADC接口電路智能小車控制器的ADC的接口電路。為了降低模擬量的輸入阻抗，同時提高ADC的轉(zhuǎn)換精度，智能小車控制器首先將模擬輸入通過運(yùn)放進(jìn)行電壓跟隨，以降低輸入阻抗，然后將輸入經(jīng)電阻分壓后輸入到ADC模塊。 模數(shù)轉(zhuǎn)換TMS320F2812芯片集成了模數(shù)轉(zhuǎn)換（ADC）模塊。SPI的主/從操作支持多處理器通信。（SPI）TMS320F2812器件包括帶4個引腳的串行外設(shè)接口（SPI）模塊。 EEPROM智能小車系統(tǒng)需要保存一些參數(shù)或狀態(tài)數(shù)據(jù)，例如：控制小車速度大小的PWM的占空比與具體速度值的比例參數(shù)，控制小車方向的PWM的占空比與小車轉(zhuǎn)向值的比例關(guān)系，表示小車前后或左右方向上加速度大小的加速度傳感器輸出的PWM占空比與加速度值之間的比例參數(shù)等。外擴(kuò)的存儲器可以實(shí)現(xiàn)隨機(jī)訪問，這部分映射空間可以在DSP上電復(fù)位后的任何時候訪問，此時不需要對DSP做任何初始化。這里有一個聲明，如果控制器電路板板上所連接的存儲器為64K的存儲器，則這部分的實(shí)際有效內(nèi)存是0x10 0000～0x10FFFF；為了特殊的需求，這里最多可以擴(kuò)展到256K的實(shí)際存儲器，這時實(shí)際有效地址為0x10 0000～0x13 FFFF。 存儲器智能小車控制器的存儲器分為靜態(tài)隨機(jī)存儲器（SRAM）和非易失性存儲器（EEPROM）。對于噪聲能力弱、關(guān)斷時電流變化大的器件和ROM、RAM等存儲型器件，應(yīng)在芯片的電源線（Vcc）和地線（GND）間直接接入去耦電容。電源去耦在直流電源回路中，負(fù)載的變化會引起電源噪聲。由于控制板的電流較小，且與TMS320F2812沒有電氣上的直接相連，為了盡量減小控制板的尺寸，電源輸入選擇通過跳線來設(shè)置。其中I/O采用+，芯片的核電壓采用+，而實(shí)際常用的是+5V電源，所以必須采用電源轉(zhuǎn)換芯片。因此，ADXL202引腳1（0XOUT）輸出小車前后方向上的加速度脈寬信號，引腳9（YOUT）輸出小車左右側(cè)向加速度脈寬信號。智能加速度傳感器與其它類型的計算機(jī)系統(tǒng)相比，工作環(huán)境更為惡劣，往往噪聲較大，振動劇烈。其中采樣頻率系統(tǒng)默認(rèn)值設(shè)定為150Hz。在芯片閑置時，V＋通過內(nèi)部1kΩ下拉電阻連接到Vcc上，V－通過上拉電阻鏈接到GND上。MAX202E為RS232兩路發(fā)送，兩路接收，單一的＋5V供電，傳輸率高達(dá)120kb/s，并且具有較強(qiáng)的抗干擾性。 　　鑒于上述考慮，系統(tǒng)選用集成智能傳感器信號調(diào)理模塊MAXl452和外接的電阻、電容組成智能傳感器信號調(diào)理電路。因此降低噪聲、改善信噪比就顯得尤為重要。同時，考慮到智能加速度傳感器在測試過程中需要記錄大量數(shù)據(jù)，單片機(jī)系統(tǒng)專門配置了全集成化并且不需設(shè)計刷新控制接口的8kB動態(tài)RAM2186，作為數(shù)據(jù)存儲器。 單片機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計作為智能傳感器的核心，單片機(jī)的選用主要是考慮到智能傳感器的測量速度、精度、分辨率和其本身的數(shù)據(jù)處理能力，并且還要考慮到其與計算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)通訊功能。智能加速度傳感器的工作原理是 ：敏感元件將測點(diǎn)的加速度信號轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的電信號，進(jìn)入前置放大電路，經(jīng)過信號調(diào)理電路改善信號的信噪比，再進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換得到數(shù)字信號，最后送入計算機(jī)，計算機(jī)再進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲和顯示。在將來具體實(shí)現(xiàn)中，各部分的連接還可能發(fā)生變化。該系統(tǒng)主要采用模糊控制算法來實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的輸入狀態(tài)與輸出狀態(tài)之間的關(guān)系變換，使系統(tǒng)具有較高的智能性。從CPU（80c51）主要采用兩個加速度傳感器芯片MMA7260，用來測量系統(tǒng)的傾角、坡度、角速度、加速度等狀態(tài)信息。中央單片機(jī)（80c51）處理系統(tǒng)電機(jī)驅(qū)動模塊顯示模塊控制器模塊路程測量模塊速度探測模塊加速度探測模塊傾角探測模塊防盜報警模塊 小車的基本模塊開關(guān)狀態(tài)/RST L0/INT … L4MC33989/33742TX/RX TX/RX（Ⅵ） 系統(tǒng)框圖TxDRxDLIN Bus/RST80c51(主CPU)MC9S08QG8(主CPU)MC33661CAN BusSPI測速電路其他外圍輔助電路 RX/TXCAN控制器電源DC變換芯片其他電源芯片I2CMMA7260(1)80c51(從CPU)MMA7260(2)SPI其他外圍輔助電路顯示電路串行EEPROM按鍵圖1 系統(tǒng)框圖 該系統(tǒng)硬件上以80c51為核心，采用雙CPU即兩個80c51芯片為主；傳感器主要采用兩個加速度傳感器芯片MMA7260，用來測量系統(tǒng)的傾角、加速度等狀態(tài)信息。因?yàn)橄到y(tǒng)在安裝的過程中不能保證Z軸與地球的重力加速度的方向一致，采用兩個3軸加速傳感器MMA7260對安裝方向進(jìn)行校正；并且兩個3軸加速傳感器MMA7260可以工作在不同的量程可以減少不必要的量程切換帶來附加處理。即通過安裝在兩個后車輪上的磁鋼的旋轉(zhuǎn)從而和霍爾元件產(chǎn)生霍爾效應(yīng)，通過對產(chǎn)生的脈沖計數(shù)進(jìn)行車速的測量。霍爾開關(guān)電路測量速度的公式為：v＝NπD/12T。為加速度傳感器的輸出 ； 為加速度傳感器在0g時的輸出 為傳感器的靈敏度；為傾角；1g為自由落體重力加速度傾角為 。MMA7260自帶了溫度補(bǔ)償和濾波，只需簡單處理即可將其輸出的三路（XYZ軸）加速度模擬量接入到80c51微處理器的片上A/D轉(zhuǎn)換模塊中。該系統(tǒng)在汽車停放時可以作為防盜系統(tǒng)進(jìn)行使用。為了讓該系統(tǒng)能夠真正的實(shí)用