【正文】 但是該系統(tǒng)選用的 A/D 轉(zhuǎn)換器的輸入模擬信號(hào)的范圍為 0～，所以為使得輸入信號(hào)與 A/D匹配，必須把傳感器采集的信號(hào)進(jìn)行放大。然后送入 A/D 轉(zhuǎn)換電路。其接口電路如圖 56 所示。圖 56 制動(dòng)力傳感器接口電路在此電路中，RW1＝RW2，RW3＝Rf。U1 和 U2 為制動(dòng)力傳感器輸出的差動(dòng)信號(hào)。經(jīng)過調(diào)理電路之后，進(jìn)入 A/D 轉(zhuǎn)換器的電壓與傳感器的輸出壓力信號(hào)關(guān)系如式： 微控制器的 P23 端口直接與其內(nèi)部 A/D 轉(zhuǎn)換器的 3 通道相連，此時(shí)制動(dòng)力傳感器信號(hào)送入 A/D 轉(zhuǎn)換器進(jìn)行 A/D 轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)了微控制器對(duì)制動(dòng)力傳感器信號(hào)的采集。 顯示器接口電路與按鍵電路設(shè)計(jì)顯示和鍵盤的掃描采用了數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)及鍵盤控制芯片CH451 ,用CH451 擴(kuò)展鍵盤顯示接口,具有接口簡(jiǎn)單、占用CPU 資源少、外圍器件簡(jiǎn)單、性能價(jià)格比高等優(yōu)點(diǎn),可在各種單片機(jī)系統(tǒng)中得到廣泛的應(yīng)用。CH451 的特點(diǎn):CH451 是一個(gè)整合了數(shù)碼管顯示驅(qū)動(dòng)和鍵盤掃描控制以及μP 監(jiān)控的多功能外圍芯片。CH451 內(nèi)置RC 振蕩電路,可以直接動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)8 位數(shù)碼管或者64 位LED ,具有BCD 譯碼或不譯碼功能,可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的左移、右移、左循環(huán)、右循環(huán)、各數(shù)字獨(dú)立閃爍等控制功能。CH451 內(nèi)置大電流驅(qū)動(dòng)級(jí),段電流不小于30mA ,字電流不小于160mA ,并有16 級(jí)亮度控制功能。在鍵盤控制方面,該器件內(nèi)置64 鍵鍵盤控制器,可實(shí)現(xiàn)8X8 矩陣鍵盤掃描,并內(nèi)置去抖動(dòng)電路,可提供按鍵中斷與按鍵釋放標(biāo)志位等功能。在外部接口方面,CH451 可選擇簡(jiǎn)潔的1 線串行接口或高速4 線串行接口,且內(nèi)置上電復(fù)位,可提供高電平有效復(fù)位和低電平有效復(fù)位兩種輸出,同時(shí)內(nèi)置看門狗電路Watch2Dog。電路連接如圖57圖 57 顯示與鍵盤接口電路 主電路設(shè)計(jì)系統(tǒng)主題電路設(shè)計(jì)如圖 58所示圖58 系統(tǒng)主題電路第六章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)軟件設(shè)計(jì)思想采用模塊化編程思想,有主程序模塊和各子程序模塊構(gòu)成。子程序包括:信號(hào)采集子程序,轉(zhuǎn)換標(biāo)定子程序,濾波子程序,計(jì)算制動(dòng)距離和制動(dòng)時(shí)間子程序,顯示子程序等。 主程序模塊主程序主要完成初始化、計(jì)算方波的周期T2 、中斷的開啟和關(guān)閉、測(cè)試開始和結(jié)束的判斷并調(diào)用各個(gè)子程序功能。主程序流程圖如圖61 所示。圖61 主程序流程圖 系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集模塊數(shù)據(jù)采集是整個(gè)測(cè)試儀的主要功能，它提供了整個(gè)測(cè)試系統(tǒng)的數(shù)據(jù)來(lái)源，是本系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重要組成部分。本課題設(shè)計(jì)中采集的信號(hào)主要有：踏板動(dòng)作傳感器信號(hào)、制動(dòng)力傳感器信號(hào)、加速度傳感器信號(hào)等。本系統(tǒng)選用的 AT89C52單片機(jī)，其豐富的外部中斷源以及內(nèi)部集成的大量的 CPU 外圍模塊，如：定時(shí)器、A/D 轉(zhuǎn)換器等，和系統(tǒng)簡(jiǎn)潔的指令系統(tǒng)，使得數(shù)據(jù)的采集模塊的軟件設(shè)計(jì)變得非常簡(jiǎn)單。踏板動(dòng)作傳感器信號(hào)屬開關(guān)信號(hào)，由于踏板動(dòng)作傳感器與單片機(jī)的 P24 口相連而 P24 口具有中斷能力，所以對(duì)于該信號(hào)的采集方式選用中斷方式，即當(dāng)踏板動(dòng)作傳感器信號(hào)狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)向 CPU 申請(qǐng)中斷，在 CPU 響應(yīng)中斷時(shí)讀入相應(yīng)的信號(hào)狀態(tài)。中斷方式能夠及時(shí)反映開關(guān)量狀態(tài)的變化，使控制系統(tǒng)及時(shí)地對(duì)其狀態(tài)進(jìn)行處理。制動(dòng)踏板動(dòng)作中斷服務(wù)程序流程圖如圖 62 所示圖 62制動(dòng)踏板動(dòng)作中斷服務(wù)程序流程圖制動(dòng)力傳感器信號(hào)、3維加速度傳感器信號(hào)、溫度信號(hào)和供電電池電壓信號(hào)均屬模擬信號(hào)，經(jīng)信號(hào)處理電路后進(jìn)入A/D轉(zhuǎn)換器進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。為了增加制動(dòng)過程中系統(tǒng)的響應(yīng)速度，A/D轉(zhuǎn)換分為兩部分：制動(dòng)過程中的信號(hào)采集和非制動(dòng)過程中的信號(hào)采集。其A/D轉(zhuǎn)換中斷服務(wù)程序流程圖如圖63所示。圖63 A/D轉(zhuǎn)換中斷服務(wù)程序流程圖 計(jì)算制動(dòng)距離和制動(dòng)時(shí)間子程序利用時(shí)間T2 加速度的積分得到各個(gè)時(shí)刻的瞬時(shí)速度,所以制動(dòng)距離是瞬時(shí)速度的積分。即加速度的二重積分就是制動(dòng)距離。制動(dòng)時(shí)間可以利用定時(shí)器定時(shí)得到。即: 顯示子程序由CH451 初始化子程序、輸出命令子程序、鍵盤中斷子程序構(gòu)成。第七章 總結(jié)本文針對(duì)目前車輛制動(dòng)性能檢測(cè)儀器中所存在的問題和不足進(jìn)行了分析和研究，并制定出相應(yīng)的解決方案和措施。利用多維加速度傳感器對(duì)車輛制動(dòng)的動(dòng)態(tài)過程的信號(hào)進(jìn)行采樣和處理，研究了適合于在 MCU 中實(shí)現(xiàn)制動(dòng)距離和制動(dòng)初速度的測(cè)試算法。在進(jìn)行充分的測(cè)試算法論證、對(duì)比和實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上采用上位機(jī)加下位機(jī)的模式進(jìn)行了樣機(jī)的設(shè)計(jì)制作，實(shí)現(xiàn)了國(guó)標(biāo) GB72582004《機(jī)動(dòng)車運(yùn)行安全技術(shù)條件》中路試檢驗(yàn)制動(dòng)性能所規(guī)定的測(cè)試功能。即：充分發(fā)出的平均減速度(MFDD)、制動(dòng)協(xié)調(diào)時(shí)間、制動(dòng)初速度、制動(dòng)距離等測(cè)試參數(shù)或項(xiàng)目。本論文對(duì)美國(guó) ADI 公司生產(chǎn)的微硅加速度傳感器 ADXL202 的工作原理、一般特性、應(yīng)用電路設(shè)計(jì)和校準(zhǔn)等進(jìn)行了較為詳細(xì)地論述，并對(duì) ADXL202 的靜態(tài)特性和動(dòng)態(tài)特性進(jìn)行了分析和研究。本文詳細(xì)論述了本系統(tǒng)的軟、硬件設(shè)計(jì)，最后對(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析。但由于時(shí)間及試驗(yàn)條件的限制，未能進(jìn)行更多更全面的試驗(yàn)，只是在車輛晃動(dòng)及顛簸程度對(duì)制動(dòng)測(cè)試過程影響不大的情況下進(jìn)行的，因此該課題還要進(jìn)行大量的試驗(yàn)以驗(yàn)證車輛的非規(guī)則運(yùn)動(dòng)對(duì)車輛制動(dòng)性能檢測(cè)的影響。與本課題有關(guān)的研究工作還存在很多需要改進(jìn)和深入研究的地方。1. 還需進(jìn)行大量的試驗(yàn)以便對(duì)算法進(jìn)行更多的考核和驗(yàn)證。2．進(jìn)行一些其它的相關(guān)實(shí)驗(yàn)以進(jìn)一步測(cè)試 ADXL202 的特性，如分辨率測(cè)試實(shí)驗(yàn)等。3．上位機(jī)軟件的功能仍需進(jìn)一步完善。4．在調(diào)試程序的過程中發(fā)現(xiàn)，本文選用的外存儲(chǔ)器24C256，在存取數(shù)據(jù)時(shí)，為了保證存取數(shù)據(jù)準(zhǔn)確需加一定的延時(shí)，這樣就降低了系統(tǒng)的響應(yīng)速度。下一步的改進(jìn)中應(yīng)選用存取速度快的鐵電存儲(chǔ)器。同時(shí)，隨著汽車工業(yè)和交通事業(yè)的發(fā)展，必將對(duì)車輛制動(dòng)性能檢測(cè)儀器提出更高的指標(biāo)和要求，還將會(huì)有大量的后續(xù)研究工作要做。總之，本課題設(shè)計(jì)的車輛制動(dòng)性能檢測(cè)儀器能達(dá)到預(yù)定的測(cè)試指標(biāo)，在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)能力、測(cè)試數(shù)據(jù)的管理等方面有了較大的提高。同時(shí)，由于目前對(duì)該類測(cè)試儀器的需求量較大、應(yīng)用面較廣，且開發(fā)成本低，因此該項(xiàng)目的開發(fā)和應(yīng)用將具有廣闊的市場(chǎng)前景和良好的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益。致謝值此論文完成之際，首先我要感謝劉老師在學(xué)習(xí)、科研方面對(duì)我的悉心指導(dǎo)和在生活上對(duì)我的熱情幫助。劉老師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，敏捷的學(xué)術(shù)思維和豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，腳踏實(shí)地的工作作風(fēng)，孜孜不倦的進(jìn)取精神和開朗豁達(dá)的人生態(tài)度，一直感染并激勵(lì)著我，給我留下了深刻印象，并將使我受益終身，在此致以衷心的感謝！還要感謝三年來(lái)，給予我知識(shí)的所有的老師，給我無(wú)私幫助的所有同學(xué)，為我學(xué)習(xí)提供良好條件的研究生處和計(jì)算機(jī)系的領(lǐng)導(dǎo)，沒有你們我無(wú)法取得今天的成績(jī)，謝謝！特別要感謝我的父母和親人多年來(lái)對(duì)我學(xué)習(xí)一貫的鼓勵(lì)和支持。你們含辛茹苦，勤儉操勞，為我創(chuàng)造了良好的學(xué)習(xí)環(huán)境。你們無(wú)私的奉獻(xiàn)和殷切的期望是我不斷鉆研開拓的動(dòng)力。再次感謝幫助我的老師，同學(xué)，希望將來(lái)我們有更愉快地合作和相處！參考文獻(xiàn)[1] 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