【正文】 角檢測(cè)子程序、車速檢測(cè)子程序及數(shù)碼管顯示報(bào)警子程序等部分組成。 系統(tǒng)主程序主程序開(kāi)始即開(kāi)機(jī)復(fù)位，使CPU找到程序入口，同時(shí)完成必要的集成電路芯片的初始電平設(shè)置。復(fù)位后，系統(tǒng)需要自檢，即對(duì)硬件電路進(jìn)行檢查，若發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤則停止運(yùn)行。自檢無(wú)誤后，便進(jìn)行初始化工作。初始化的作用就是設(shè)定處理器工作中所應(yīng)用的參數(shù)的初值。系統(tǒng)初始化完畢之后，就進(jìn)入數(shù)據(jù)采集與處理階段，本設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)采集包括電位器的電壓采集和編碼器的脈沖計(jì)數(shù)。數(shù)據(jù)處理完之后，要對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的處理。數(shù)據(jù)處理完之后，根據(jù)情況進(jìn)行相關(guān)的顯示和報(bào)警。 系統(tǒng)的主流程圖如圖51所示。圖51 方向盤角度檢測(cè)系統(tǒng)軟件主流程圖 ADC轉(zhuǎn)換子程序數(shù)據(jù)采集是系統(tǒng)構(gòu)成的重要部分。對(duì)設(shè)備的狀態(tài)檢測(cè)、控制都要依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的數(shù)據(jù)來(lái)分析判斷。采集是將被測(cè)對(duì)象的狀態(tài)量通過(guò)檢測(cè)傳給單片機(jī)，數(shù)據(jù)采集軟件部分涉及A/D轉(zhuǎn)換程序。電位器輸出的電壓信號(hào)需要經(jīng)過(guò)A/D轉(zhuǎn)換才能被單片機(jī)識(shí)別。在ATmega16單片機(jī)中，向ADC啟動(dòng)轉(zhuǎn)換位ADSC位寫“1”可以啟動(dòng)單次轉(zhuǎn)換。在轉(zhuǎn)換過(guò)程中此位保持為高，直到轉(zhuǎn)換結(jié)束，然后被硬件清零。如果在轉(zhuǎn)換過(guò)程中選擇了另一個(gè)通道，那么ADC會(huì)在改變通道前完成這一次轉(zhuǎn)換。ADC轉(zhuǎn)換結(jié)果為10位，存放于ADC數(shù)據(jù)寄存器ADCH及ADCL中。轉(zhuǎn)換結(jié)束后，ADC結(jié)果被送入ADC數(shù)據(jù)寄存器，且ADIF標(biāo)志置位。本設(shè)計(jì)ADC工作流程如圖52所示。圖52 ADC工作流程圖 方向盤角度檢測(cè)子程序方向盤轉(zhuǎn)動(dòng)后帶動(dòng)電位器轉(zhuǎn)動(dòng)，電位器的輸出電壓也隨著變化。輸出電壓經(jīng)過(guò)AD轉(zhuǎn)換后，送入單片機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行處理，將檢測(cè)來(lái)的電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為角度數(shù)值存儲(chǔ)，進(jìn)一步顯示。方向盤角度檢測(cè)子程序流程圖如圖53所示。圖53 方向盤角度檢測(cè)模塊子程序流程圖 路面傾角檢測(cè)子程序路面傾角的檢測(cè)原理和方向盤角度檢測(cè)原理完全一樣，因此軟件設(shè)計(jì)也差不多。只是在路面傾角檢測(cè)時(shí)，由于汽車的顫動(dòng)，可能會(huì)導(dǎo)致電位器產(chǎn)生誤測(cè)。為避免此現(xiàn)象發(fā)生，在檢測(cè)的時(shí)候必須有相應(yīng)的程序判斷濾波，以濾掉錯(cuò)誤的檢測(cè)值。程序判斷濾波法是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)判斷確定兩次采樣允許的最大偏差ΔY，若先后兩次采樣值的差大于ΔY，則本次采樣表明輸入信號(hào)是干擾信號(hào)，應(yīng)該去掉；若小于ΔY，則本次采樣值有效。路面傾角檢測(cè)模塊的程序?yàn)V波子程序如圖54所示。圖54 程序判斷濾波子程序流程圖路面傾角檢測(cè)模塊的程序流程圖如圖55所示。圖55 路面傾角檢測(cè)模塊子程序流程圖 車速檢測(cè)子程序 采用T/C0的計(jì)數(shù)功能對(duì)光電編碼器的輸出脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)，采用T/。，從而計(jì)算出汽車的車速。車速檢測(cè)流程圖如圖56所示。圖56 車速檢測(cè)子程序流程圖 方向盤角度顯示子程序顯示模塊是將最終要測(cè)量的值直觀地顯示出來(lái)，為使用者提供必要的系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)。本設(shè)計(jì)的采用LED對(duì)方向盤的實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)角進(jìn)行顯示。顯示程序流程圖如圖57所示。圖57 方向盤角度顯示子程序流程圖 報(bào)警子程序車輛轉(zhuǎn)彎時(shí)，由于轉(zhuǎn)彎角度、路面傾角大小不同，轉(zhuǎn)彎時(shí)的最大允許車速也不同。當(dāng)轉(zhuǎn)彎時(shí)，如果車速大于轉(zhuǎn)彎允許的最高車速，就會(huì)出現(xiàn)向心力不足，汽車飛離跑道的現(xiàn)象發(fā)生，為避免事故發(fā)生，系統(tǒng)設(shè)計(jì)了報(bào)警功能。當(dāng)車速接近轉(zhuǎn)彎允許的最高車速時(shí)，需要及時(shí)產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)，提示駕駛員安全駕駛。為安全起見(jiàn)，本設(shè)計(jì)中轉(zhuǎn)彎允許最大車速設(shè)為實(shí)際計(jì)算允許最大車速的90%。本設(shè)計(jì)的報(bào)警系統(tǒng)流程圖如圖58所示。圖58 報(bào)警系統(tǒng)子程序流程圖 軟件抗干擾技術(shù)由于干擾信號(hào)產(chǎn)生的原因錯(cuò)綜復(fù)雜，且具有很大的隨機(jī)性，因此，系統(tǒng)難免會(huì)受到干擾。除了在硬件上實(shí)施抗干擾措施外，軟件抗干擾技術(shù)有時(shí)候也是必要的，作為硬件措施的輔助手段。軟件抗干擾成本低，見(jiàn)效快，有事半功倍的效果。常用的軟件抗干擾技術(shù)有：1. 開(kāi)機(jī)自檢系統(tǒng)開(kāi)始運(yùn)行后，首先對(duì)單片機(jī)系統(tǒng)的硬件及軟件狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)，一旦發(fā)現(xiàn)非正常運(yùn)行，就進(jìn)行相應(yīng)的處理。開(kāi)機(jī)自檢程序通常包括對(duì)RAM、ROM、I/O口的狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)。2. 主動(dòng)初始化程序一經(jīng)運(yùn)行，單片機(jī)系統(tǒng)的各種功能、端口、方式、狀態(tài)都被初始化。主動(dòng)初始化不僅要保證上電復(fù)位后程序能正確地實(shí)現(xiàn)各種初始化，而且在程序中每次檢測(cè)前都進(jìn)行寄存器的刷新。3. 數(shù)字濾波技術(shù)[11]在單片機(jī)系統(tǒng)的模擬輸入信號(hào)中，一般均含有各種各樣的噪聲和干擾，它們來(lái)自被測(cè)信號(hào)源本身、傳感器及外界干擾等。為了進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)量和控制，必須消除被測(cè)信號(hào)中的噪聲和干擾。常見(jiàn)噪聲有兩大類：一類為周期性的，其典型代表為50Hz的工頻干擾，對(duì)于這類干擾信號(hào)，采用積分時(shí)間等于20ms整倍數(shù)的雙積分A/D轉(zhuǎn)換器，可有效地消除其影響；另一類為非周期的不規(guī)則隨機(jī)信號(hào)，對(duì)于隨機(jī)干擾，可以采用數(shù)字濾波方法予以濾除。數(shù)字濾波，就是經(jīng)過(guò)一定的計(jì)算或判斷程序減少干擾信號(hào)在可用信號(hào)中所占的比例，它實(shí)際上是一個(gè)程序?yàn)V波。通常的濾波的方法有：算術(shù)平均值法、中值法、限幅法、一階慣性濾波法、程序判斷濾波法和遞推平均濾波法等。本設(shè)計(jì)路面傾角信號(hào)采集及顯示部分都有需要相應(yīng)的濾波方法。消抖濾波法：設(shè)置一個(gè)濾波計(jì)數(shù)器將每次采樣值與當(dāng)前有效值比較，如果采樣值等于當(dāng)前有效值，則計(jì)數(shù)器清零如果采樣值不等于當(dāng)前有效值，則計(jì)數(shù)器加1，并判斷計(jì)數(shù)器是否大于上限(溢出)，如果計(jì)數(shù)器溢出，則將本次值替換當(dāng)前有效值，并清空計(jì)數(shù)器。這種濾波方法對(duì)于穩(wěn)定顯示是非常需要的。程序判斷濾波法：根據(jù)程序的判斷剔除明顯不合理的數(shù)據(jù)，必須舍棄。4. 軟件陷阱軟件陷阱是在程序存儲(chǔ)器的未使用區(qū)域中，加上若干條空操作和無(wú)條件跳轉(zhuǎn)指令，無(wú)條件跳轉(zhuǎn)指令指向程序“跑飛”處理子程序的入口地址。如果程序跳到這些未用區(qū)域，就會(huì)執(zhí)行無(wú)條件跳轉(zhuǎn)指令，轉(zhuǎn)到相應(yīng)的程序出錯(cuò)“跑飛”處理程序。除程序未用區(qū)域外，還可以在程序段之間（如子程序之間及一段處理程序完成后）及一頁(yè)的末尾處插入軟件陷阱，效果會(huì)更好。 本章小結(jié)本章首先對(duì)本系統(tǒng)的主要設(shè)計(jì)思路進(jìn)行了描述，簡(jiǎn)單地介紹了CVAVR軟件，然后對(duì)系統(tǒng)的主流程圖及各個(gè)子系統(tǒng)的軟件流程圖做了詳細(xì)的介紹，最后介紹了幾種軟件抗干擾的措施。廣西大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第六章 總結(jié)與展望第六章 總結(jié)與展望 總結(jié)本設(shè)計(jì)針對(duì)汽車方向盤的跑偏及安全轉(zhuǎn)彎問(wèn)題，設(shè)計(jì)了一種基于單片機(jī)的方向盤角度檢測(cè)裝置。設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，成本低，實(shí)用性強(qiáng)。本文主要做了以下工作：1. 針對(duì)問(wèn)題所在，提出設(shè)計(jì)方案，選擇最優(yōu)的設(shè)計(jì)方法。2. 介紹了多圈電位器角度測(cè)量的原理和光電編碼器的基本測(cè)速原理。3. 對(duì)汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)的力學(xué)模型做了詳細(xì)的分析，通過(guò)建模，得出了汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)的行駛狀態(tài)，為設(shè)計(jì)的進(jìn)一步進(jìn)行提供理論依據(jù)。4. 應(yīng)用ATmega16單片機(jī)作為裝置控制中心，進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、A/D轉(zhuǎn)換、脈沖檢測(cè)以及數(shù)據(jù)處理等。對(duì)系統(tǒng)硬件重要的幾個(gè)環(huán)節(jié)，包括方向盤角度檢測(cè)環(huán)節(jié)、路面傾角檢測(cè)環(huán)節(jié)、車速檢測(cè)環(huán)節(jié)和顯示報(bào)警環(huán)節(jié)進(jìn)行了詳細(xì)的電路設(shè)計(jì)。5. 根據(jù)系統(tǒng)需要，在軟件部分將采集來(lái)的方向盤角度、路面傾角、車速等信號(hào)進(jìn)行處理，通過(guò)綜合考慮，設(shè)計(jì)了方向盤的轉(zhuǎn)角顯示系統(tǒng)和轉(zhuǎn)彎時(shí)的安全報(bào)警系統(tǒng)。6. 對(duì)系統(tǒng)的軟硬件抗干擾技術(shù)做了簡(jiǎn)單的介紹。本設(shè)計(jì)提出了一種汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)的安全電子輔助設(shè)備設(shè)計(jì)方法，為汽車安全系統(tǒng)的研究和發(fā)展提供了一種新的思路，并且在研究中收集分析了大量的資料，本設(shè)計(jì)中許多獨(dú)特的設(shè)計(jì)思想可為其他的電子設(shè)計(jì)和研究提供參考。 研究展望汽車的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是汽車必不可少的最基本的系統(tǒng)之一，它也是決定汽車主動(dòng)安全性的關(guān)鍵總成。特別是在車輛高速化的、駕駛?cè)藛T非職業(yè)化、車輛密集化的今天，針對(duì)不同的駕駛?cè)巳?，汽車的轉(zhuǎn)向安全顯得尤為重要。本設(shè)計(jì)為一種汽車電子安全輔助裝置?？梢钥隙?，隨著人們對(duì)汽車安全性能要求的不斷提高，汽車電子安全輔助裝置將成為汽車系統(tǒng)必不可少的一部分。因此，方向盤角度檢測(cè)系統(tǒng)有非常廣闊的發(fā)展前景。由于設(shè)計(jì)者的知識(shí)水平有限，設(shè)計(jì)中難免有疏忽和考慮不周的地方，還需進(jìn)一步優(yōu)化：1. 方向盤角度檢測(cè)系統(tǒng)的硬件、設(shè)計(jì)中的一些數(shù)據(jù)，如：汽車前后輪的軸距、路面的摩擦系數(shù)等還需要大量的試驗(yàn)進(jìn)一步確定和改進(jìn)。2. 方向盤角度檢測(cè)系統(tǒng)的可靠性問(wèn)題有待于進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)和研究。3. 隨著電子技術(shù)的不斷發(fā)展和成熟，方向盤角度檢測(cè)系統(tǒng)的一些硬件可以做進(jìn)一步的優(yōu)化和改進(jìn)。廣西大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn)[1] ，[2] 趙和平，[3] ,2005[4] 田娟，2001[5] 王俊杰. ，[6] 楊財(cái)，,2007[7] —，2008[8] ，2005[9] ，[10] ，2009[11] 王幸之，王雷，廣西大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 致 謝致 謝在進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)的三個(gè)多月中，我學(xué)到很多有關(guān)單片機(jī)電路設(shè)計(jì)的理論知識(shí)。在論文的最后我要向那些給予我指導(dǎo)和幫助的人致以衷心謝意。首先，我要向辛勤培養(yǎng)我的指導(dǎo)老師海濤老師致以誠(chéng)摯的感謝和崇高的敬意。在本課題的設(shè)計(jì)過(guò)程中，海老師給了我非常巨大的幫助。海老師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、淵博的學(xué)識(shí)、開(kāi)明的思想、開(kāi)拓進(jìn)取的精神、認(rèn)真求實(shí)的工作作風(fēng)無(wú)一不是我們學(xué)習(xí)的榜樣。他為我創(chuàng)造了良好的學(xué)習(xí)環(huán)境及實(shí)驗(yàn)條件，并給予我精心的指導(dǎo)和耐心的教誨。除了在學(xué)院實(shí)驗(yàn)室指導(dǎo)外，海老師還帶領(lǐng)我們?cè)O(shè)計(jì)小組到南寧微控設(shè)備廠進(jìn)行實(shí)地參觀，讓我們受益匪淺。海老師不僅在學(xué)習(xí)上幫助我們，指導(dǎo)我們，更教會(huì)了我們很多做人做事的道理，對(duì)我們以后的生活和工作有很好的指導(dǎo)作用。在此，我要向海老師表示深切的致謝！此外，我還感謝廣西大學(xué)電氣工程學(xué)院的各位老師，是他們培育了我，讓我得到了良好的教育；感謝同一畢業(yè)設(shè)計(jì)小組的同學(xué)們和王軍學(xué)長(zhǎng)，感謝他們?cè)谶@篇論文中給予我的寶貴意見(jiàn)；更要感謝我的父母，感謝他們?cè)谖业那髮W(xué)道路上的支持和無(wú)私的關(guān)懷！