【正文】 端接收，再經(jīng)接收電路放大、整形，控制單片機(jī)中斷口。我們在設(shè)計(jì)中采用了常用的雙極式 H型變換器，它是由 4 個(gè)三極電力晶體管和 4個(gè)續(xù)流二極管組成的橋式電路 。 脈寬調(diào)速系統(tǒng)的主電路采用脈寬調(diào)制式變換器，簡稱 PWM變換器。 采用晶閘管的直流斬波器基本原理與整流電路不同的是，在這里晶閘管不受相位控制，而是工作在開關(guān)狀態(tài)。 VM系統(tǒng)的缺點(diǎn)是晶閘管的單向?qū)щ娦?，它不允許電流反向，給系統(tǒng)的可逆運(yùn)行造成困難。 方案二：靜止可控整流器。 旋轉(zhuǎn)變流系統(tǒng)由交流發(fā)電機(jī)拖動(dòng)直流電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)變流，由發(fā)電機(jī)給需要調(diào)速的直流電動(dòng)機(jī)供電，調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流即可改變其輸出電壓，從而調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。 方案二：數(shù)碼管顯示 采用數(shù)碼管顯示，需要外加驅(qū)動(dòng)電路，但是簡 單的三極管就可以驅(qū)動(dòng)，所以外加的驅(qū)動(dòng)電路并不復(fù)雜。 與 AT89C51 比AT89S52擁有 3個(gè)定時(shí)計(jì)數(shù)器和支持在線編程 ,ISP在線編程功能優(yōu)勢在于改寫單片機(jī)存儲(chǔ)器內(nèi)的程序不需要把芯片從工作環(huán)境中剝離， 是個(gè)強(qiáng)大易用的功能。 通過以上分析 采 用方案二 實(shí)現(xiàn) 了 高精度、寬范圍的測量 ，比較符合要求 。 轉(zhuǎn)動(dòng)圓盤被安裝在轉(zhuǎn)軸上 ,轉(zhuǎn)動(dòng)圓盤邊緣開有等距離的孔 ,光源發(fā)出的光通過圓盤小孔照射到光敏元件上。 轉(zhuǎn)速檢測電路模塊 方案一 ：霍爾式輪速檢測 霍爾輪速傳感器由磁鋼、霍爾元件及電平轉(zhuǎn)換電路組成 ， 霍爾輪速傳感器核心為霍爾元件 ,霍爾元件通過齒輪的運(yùn)動(dòng)輸出 mV 級的準(zhǔn)正弦波電壓 ,選用UGN3019 開關(guān)型集成霍爾元件 ,可實(shí)現(xiàn)將準(zhǔn)正弦波電壓轉(zhuǎn)為標(biāo)準(zhǔn)脈沖電壓。常用有 CX20206 集成芯片，使用方便簡單，只需在外圍電路加常見的反向驅(qū)動(dòng)集成塊 74LS04，使用起來效果很明顯而且價(jià)格合理。 南通紡織職業(yè)技術(shù)學(xué)院 汽車的測速及倒車提示系統(tǒng)分析 3 表 21 按鍵功能表 按鍵 名稱 K1 倒轉(zhuǎn)鍵 K2 減速鍵 K3 加速鍵 K4 正轉(zhuǎn)鍵 K5 復(fù)位鍵 S S2 進(jìn)入倒車狀態(tài) （ 4）顯示 功能。 （ 2）倒車測距 范圍。 針對我國高速公路交通安全的需要，以及國內(nèi)外汽車電子技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，綜合汽車電子技術(shù)、通訊技術(shù)和控制技術(shù)等多學(xué)科理論，從必要性、可行性、實(shí) 用性和經(jīng)濟(jì)性等角度出發(fā)，提出開發(fā)研制汽車 測速及倒車提示 系統(tǒng)。 為保障汽車駕駛時(shí)的舒適性和安全性世界各國對汽車防撞技術(shù)的研究和發(fā)展投入了大量的人力、物力和財(cái)力，據(jù)統(tǒng)計(jì)，危機(jī)情況時(shí)，如果能給駕駛員半秒鐘的預(yù)處理時(shí)間，則可分別減少追尾事故的 30%，路面相關(guān)事故的 50%，迎面撞車事故的 60%，所以現(xiàn)在汽車安裝各類測距系統(tǒng)以保障行車安全。南通紡織職業(yè)技術(shù)學(xué)院 汽車的測速及倒車提示系統(tǒng)分析 1 汽車測速及倒車提示系統(tǒng)的分析 摘要： 本文主要介紹了汽車的測速及倒車系統(tǒng) 電路原理分析 。 關(guān)鍵字： AT89S52 CX20206A 光 電耦合 器 南通紡織職業(yè)技術(shù)學(xué)院 汽車的測速及倒車提示系統(tǒng)分析 2 1 緒論 隨著人們 生活水平的不斷提高，汽車已經(jīng)成為生活中主導(dǎo)的交通工具，汽車產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展。 超聲波測速 雷達(dá)用于測距上，在某一時(shí)刻發(fā)出超聲波信號，在遇到被測物體后的射回信號波，被倒車?yán)走_(dá)接收到，得用在超聲波信號從發(fā)射到接收回波信號這一個(gè)時(shí)間而計(jì)算出在介質(zhì)中的傳播速度，這就可以計(jì)算出探頭與被探測到的物體的距離。 測速范圍分為四檔：第一檔速 0— 130cm/s，第二 檔速 130— 200cm/s，第三檔速 200— 260cm/s，第四 檔速 260— 300cm/s。 （ 3）按鍵功能如表 21 所示。 方案二：采用超聲波倒車 超聲測距一般采用 40KHz 的脈沖信號。在此設(shè)計(jì)屬于模擬系統(tǒng)， 所以采用方案二比較經(jīng)濟(jì)合理 。 方案二：光電式輪速檢測 南通紡織職業(yè)技術(shù)學(xué)院 汽車的測速及倒車提示系統(tǒng)分析 4 光電式輪速傳感器由光源、轉(zhuǎn)動(dòng)圓盤、光敏元件及有關(guān)電路組成 。若取 p=60,則 f=n,即輪速傳感器輸出信號頻率便是車輪每分 (鐘 )轉(zhuǎn)數(shù)。 AT89S52 是一種低功耗、高性能 CMOS8 位微控制器，具有 8K 在系統(tǒng)可編程 Flash 存儲(chǔ)器。 顯示模塊 方案一：采用 LCD液晶顯示 該模擬系統(tǒng)只需要對車速或倒車時(shí)的距離進(jìn)行顯示，若采用液晶顯示，雖然不需要外接驅(qū)動(dòng)電路，也不會(huì)占用單片機(jī)的 I/O口，而且軟件編寫簡單，節(jié)約了CPU資源，但是液晶顯示增加了成本，對四位數(shù)據(jù)的顯示根不需要這么浪費(fèi)，所以這部分的顯示，根據(jù)實(shí)際情況的需要用 LCD液晶顯示不合理。 直流電機(jī)控制電路模塊 方案一：串電阻調(diào)速系統(tǒng)。且技術(shù)落后，因此擱置不用。它可以是單相、三相或更多相數(shù)，半波、全波、半控、全控等類型，可實(shí)現(xiàn)平滑調(diào)速。 方案三 ：脈寬調(diào)速系統(tǒng)。脈沖周期不變，只改變晶閘管的導(dǎo)通時(shí)間，即通過改變脈沖寬度來進(jìn)行直流調(diào)速?？赡?PWM 變換器主電路的結(jié)構(gòu)式有 H型、 T型等類型。 基于單片機(jī)的超聲波測距設(shè)計(jì)，是利用單片機(jī)編程產(chǎn)生頻率為 40kHz 的方波，經(jīng)過發(fā)射驅(qū)動(dòng)電路放大，使超聲波傳感器發(fā)射端震蕩，發(fā)射超聲波。 集成電路 CX20206A 是一款紅外線檢波接收專用芯片，考慮到紅外遙控常用的載波頻率 38KHz 與測距的超聲波頻率 40KHz 較為接近，用其制作超聲波檢測接收電路。 由于未使用電感，不受磁場干擾，所以抗干擾能力強(qiáng)。集電極開路輸出，能直接驅(qū)動(dòng) TTL 或 COMS 電路。用 CX20206A 接收超聲波（無信號時(shí)輸出高電平）具有很高的靈敏度和較強(qiáng)的抗干 擾能力。如圖 ： 圖 超聲波探頭主要由壓電晶片組成，既可以發(fā)射超聲波，也可以接收超聲波。 超聲探頭的核心是其塑料外套或者金屬外套中的一塊壓電晶片，構(gòu)成晶片的材料、晶片大小不同則探頭的性能也不同。它們適用于以空氣作為傳播媒介的遙感發(fā)射、接收電路中使用。又因?yàn)?)(212 tcsd ????，所以障礙物與車體的距離為 1cm 時(shí)，超聲波要傳播 2cm，即定時(shí)時(shí)間為 60us。提示音發(fā)生電路的工作是這樣的，當(dāng) MOSI 端接高電平時(shí)，繼電器 JK1得電相應(yīng)觸點(diǎn)閉合，整個(gè)電路開始工作，由555集成芯片組成的施密特觸發(fā)器產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)波形驅(qū)動(dòng) LS3工作，即發(fā)出警報(bào)。上拉電阻 R R2一方面可以提高 74LS04輸出高電平的驅(qū)動(dòng)能力；另一方面可以增加超聲換能器的阻尼效果，以縮短其自由震蕩時(shí)間。 轉(zhuǎn)速檢測 原理介紹 圖 轉(zhuǎn)速檢 測的實(shí)物圖 如圖 ： 遮光盤有 四個(gè) 缺口，盤下方的凹形物為槽型光電耦合器，其兩端高出部分的里面分別裝有紅外發(fā)射管和紅外接收管。當(dāng)輸入電信號加到輸入端發(fā)光器件 LED 上 ,LED 發(fā)光，光接受器件接收光信號并轉(zhuǎn)換成電信號然后 將電信號直接輸出，或者將電信號放大處理成標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字電平輸出，這樣就實(shí)現(xiàn)了“電 光 電”的轉(zhuǎn)換及傳輸，光是傳輸?shù)拿浇?，因而輸入端與輸出端在電氣上是絕緣的，也稱為電隔離 。其基本特性有： （ 1） 共模抑制比高 在光電耦合器內(nèi)部由于發(fā)光管和受光器之間的耦合電容很?。?2pF 以內(nèi)）所以共模輸入電壓通過極間耦合電容對輸出電流的影響很小，因而共模抑制比高。 d)反向電壓 Vr：是指 LED 所能承受的最大反向壓降。 b)集電極 發(fā)射極電壓 Vceo：集電極發(fā)射極所能承受的電壓。 電路 原理分析 南通紡織職業(yè)技術(shù)學(xué)院 汽車的測速及倒車提示系統(tǒng)分析 12 U7340R4010KR4110KR341KR45Q118050GNDINT1VCC 圖 轉(zhuǎn)速檢測電路 檢測電路如圖 所示，電機(jī) DJ1 帶動(dòng)安裝在電機(jī)上的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)，由于轉(zhuǎn)盤裝在光電開關(guān)器 U7槽中，且轉(zhuǎn)盤中帶有孔，轉(zhuǎn)盤在轉(zhuǎn)動(dòng)過程中， U7一端發(fā)出的光線穿過孔，光線間歇通過并送到 U7 的另一端，使光電開 關(guān)器 U7 輸出一串脈沖并送回單片機(jī) U2 的“ 13” （ /INT0） 腳，由單片機(jī) U2 進(jìn)行計(jì)數(shù)，并由數(shù)碼顯 示管 DS1 直接顯示數(shù)字為電機(jī) DJ1 的轉(zhuǎn)速。），然后定時(shí) 100ms， 100ms 之后對速度進(jìn)行顯示，即數(shù)碼管的顯示刷新時(shí)間為 100ms。片上 Flash 允許程序存儲(chǔ)器在系統(tǒng)可編程， 也 適于常規(guī)編程器。掉電保護(hù)方式下， RAM內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機(jī)一切工作停止，直到下一個(gè)中斷或硬件復(fù)位為止。對 P1 端口寫“ 1”時(shí)，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時(shí)可以作為輸入口使用； P2 口是一個(gè)具有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P2 輸出緩沖器能驅(qū)動(dòng)4 個(gè) TTL 邏輯電平。 GATE：門控位。 C//T=0 為定時(shí)模式； C//T=1 為計(jì)數(shù)模式。用 89S52 單片機(jī)構(gòu)成最小應(yīng)用系統(tǒng)時(shí)，只要將單片機(jī)接上時(shí)鐘電路和復(fù)位電路即可，如圖 89S52 單片機(jī)最小系統(tǒng)所示。 ○3應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)具有特殊性。 本設(shè)計(jì)采用內(nèi)部時(shí)鐘方式，利用芯片內(nèi)部的振蕩電路，在 XTAL XTAL2 引腳上外接定時(shí)元件，內(nèi)部的振蕩電路便產(chǎn)生自激振蕩。 在設(shè)計(jì)印刷電路板時(shí)，晶體和電容應(yīng)盡可能靠近單片機(jī)芯片安裝，以減少寄生電容，更好的保證振蕩器穩(wěn)定和可靠地工作。復(fù)位電路通常采用上電自動(dòng)復(fù)位和按鈕復(fù)位兩種方式。 除了上電復(fù)位外，有時(shí)還需要按鍵手動(dòng)復(fù)位。按鍵手動(dòng)復(fù)位電路見 圖 。 (3)按鍵電路 10KR2910KR3210KR3310KR37K1K2K3K4VCCGNDEA/VP31X119X218RESET9RD17WR16INT012INT113T014T115P10/T1P11/T2P123P134P145P156P167P178P0039P0138P0237P0336P0435P0534P0633P0732P2021P2122P2223P2324P2425P2526P2627P2728PSEN29ALE/P30TXD11RXD10U289S52231S1231S2發(fā)射電路接收電路 圖 按鍵掃描 如圖 和圖 所示： ○ 1 按一下微動(dòng)按鈕 K5，數(shù)碼顯示管 DS1 顯示 0000。 ○ 4 在按一下微動(dòng)按鈕 K4 后，按一下微動(dòng)按鈕 K2，電機(jī) DJ1 轉(zhuǎn)速減慢并帶動(dòng)轉(zhuǎn)盤 (遮斷器 )轉(zhuǎn)動(dòng)減慢，數(shù)碼顯示管 DS1 示數(shù)字減少。當(dāng)距離等于 20 厘米時(shí)，電機(jī) DJ1，自動(dòng)停轉(zhuǎn)。 如圖 ： 圖 原理框圖 P0 口用作數(shù)碼管顯示的數(shù)據(jù)口， — 作為數(shù)碼管顯示的位碼控制端；P1 .6 用作 直流電機(jī)的控制端 。 數(shù)碼管顯示電路 數(shù)碼管的介紹 四位八段數(shù)碼管 HS41036中的 a﹑ b﹑ c﹑ d﹑ e﹑ f﹑ g﹑ dp相連分別控制各段碼和小數(shù)點(diǎn)，通過 510Ω的限流電阻 R7R16 直接接到單片機(jī)的 P0口，數(shù)碼管 的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖 所示，如果是共陰數(shù)碼管公共端加上低電平，當(dāng)段碼 a﹑ b﹑c﹑ d﹑ e﹑ f﹑ g 端加高電平時(shí)，其相應(yīng)的段碼被點(diǎn)亮；如果是共陽數(shù)碼管公共端 AT89S52 提示音發(fā)生電路 直流電機(jī)控制電路 數(shù)碼管顯示模塊 超聲波發(fā)射與接收電路 復(fù)位電路 按鍵 轉(zhuǎn)速檢測電路 P0、 RST 南通紡織職業(yè)技術(shù)學(xué)院 汽車的測速及倒車提示系統(tǒng)分析 18 加上高電平，當(dāng)段碼 a﹑ b﹑ c﹑ d﹑ e﹑ f﹑ g端加低電平時(shí)，其相應(yīng)的段碼被點(diǎn)亮。數(shù)碼管的驅(qū)動(dòng)電路是采用簡單的三極管驅(qū) 動(dòng)， 9012 是一種最普通的三極管，它是一種低電壓、大電流、小信號的 PNP 型硅三極管。因?yàn)椴捎玫氖莿?dòng)態(tài)顯示，所以 DS1 腳、 DS2 腳、 DS3 腳、 DS4 腳在同一時(shí)間只有一個(gè)可以為低電平。 直流電機(jī)控制電路分析 U5P521U6P521100R30100R3110KR3510KR36510R3810KR39510R4310KR4210KR4410KR46360R47360R48R49R5010KR51360R52360R5310KR54Q88050Q98050Q108050Q128050Q138050Q178050Q168050Q158050Q148050104C12D6D7D8D912DJ1GNDGNDSCKVCCGNDMISO10KR55VCCVDDGN