【導讀】人，造成了巨大的經濟損失。據統計，造成各種交通事故的主要原因是車輛的超載和超。允許的最高速度不同，現有的限速裝置難以適應這種情況。針對這種情形，開發(fā)具有智。能超速報警功能的車載系統具有重要意義。本文從駕駛員自身安全角度出發(fā)，設計了一種可設定閾值的汽車超速報警系統?？赡艿耐话l(fā)事件做到防患于未然。代碼實現了系統的具體功能，該系統能夠長時間穩(wěn)定的運行，達到了設計要求。輛，為人們的安全出行提供有力保障。

　　

【正文】 如圖 所示。 圖 接收數據格式 根據相應的格式，編寫 IIC 總線的驅動程序，包括 start_I2C()、 stop_I2C()、send_byte(unsigned char c)、 receive_byte()、 Ack_I2C(unsigned char a)函數，實現單片機與轉換器 PCF8591T 的雙向通信，將數字量信息讀入單片機并算出當前汽車行進中的實際速度 [14]。 23 語音芯片的驅動 為了實現語 音播放功能，首先需要做的是獲取一段音頻播放文件，一種方式是通過個人電腦的錄音孔錄取一段音頻數據，但實際制作的過程中選擇了利用語音合成軟件，這樣不僅可以調節(jié)語速、語調，還可以選擇標準的男音、女音，從而獲得更佳的播放效果。所采用的語音合成軟件如圖 所示。 圖 語音合成軟件 通過這個軟件生成采樣率為 12020， WAV 或者 MP3 格式的音頻文件，再轉化為 AD4格式并存儲在 SD 卡中。 TF 卡中可放置 512 段語音，語音文件名為 10 進制放置如 0000、0001??等。語音播放模塊音頻解碼芯片的驅動控制時序如 圖 所示。 圖 控制時序 24 控制時序的延時很長，要執(zhí)行完這段程序需要大約 330ms 的時間，顯然若要在中斷函數中安排這段程序的執(zhí)行是不可能的，因此放在了 for 循環(huán)中，通過若干個中斷周期的計數來進行延時，這樣做既能做到延時又不會干擾到中斷里面函數的執(zhí)行，是一個很明智的安排。接下來需要做的工作是按照這段控制時序來編寫程序使音頻解碼芯片響應單片機的指令解碼音頻文件并且播放語音。 25 5 系統開發(fā)平臺與輔助調試工具 系統硬件開發(fā)平臺 在制作超速報警器系統的硬件電路時，為了讓其性能更加穩(wěn)定，可以定做印刷電路板（鑒于是一次畢業(yè)設計，用萬用板搭做了實物而沒畫 PCB 板）。在畫電路原理圖時，用到了 Altium 公司推出的 Altium Designer 09 專業(yè)制圖軟件， 它是業(yè)界首例將設計流程、集成化 PCB 設計、可編程器件（如 FPGA）設計和基于處理器設計的嵌入式軟件開發(fā)功能整合在一起的產品，具有將設計方案從概念轉變?yōu)樽罱K成品所需的全部功能。相比其早期產品 Protel，它在性能和功能上都有很大提升，完全可以勝任諸如超速報警器之類的硬件電路的設 計工作。 在使用上，其界面美觀，功能完善，使用起來十分方便，此外系統元件庫集成了目前世界上絕大部分芯片廠商的大多數芯片的原理圖和封裝，系統所用的元件基本都能在這里找到，這為我節(jié)約了不少時間和精力。 畫圖時，首先新建一個工程項目，為該工程添加一個原理圖文件，然后從畫圖框右邊的 library 庫中找到需要的元件，將其拖到畫圖框，選擇正確的封裝。元件添加完畢后，再選擇連線工具，將元件對應引腳連接起來即可，當在庫中無法找到對應元件時，也可自己新建一個原理圖庫，在實施起來也很方便，其部分界面如圖 所示。 圖 DXP 界面 26 畫完了原理圖，若要繼續(xù)為工程添加一個 PCB 文件，在將原理圖導入 PCB 之前，設定好對應的布線規(guī)則，這樣就能為以后的布線帶來很多方便，并能自動檢查出布線時的錯誤。做好這一切之后，其強大的布線能力就得以顯現了，我們可以根據需要任意調整元件布局、修改走線寬度及焊盤與過孔尺寸等等。在畫完圖后，我們還可以通過規(guī)則檢查發(fā)現一些圖中隱藏的錯誤，使做出來的 PCB 板更加完美 [15]。 系統軟件開發(fā)平臺及調試工具 作為系統靈魂的發(fā)源地，好的軟件開發(fā)平臺也很重要。我們使用的軟件開發(fā)平臺為Code Warrior 。作為由 Metrowerks 公司提供的專門面向 Freescale 所有 MCU與 DSP嵌入式應用開發(fā)的軟件工具，主要包括了集成開發(fā)環(huán)境 IDE、處理器專家?guī)?、全芯片仿真、可視化參數顯示工具、項目工程管理器、 C 交叉編譯器、匯編器、鏈接器以及調試器等，在 Code Warrior 軟件中可以使用匯編語言或 C 語言，以及兩種語言的混合編程。 在使用時，首先打開 IDE，從彈出的 startup 框中選擇“ Create New Project” ,新建一個工程文件，然后選擇對應的芯片型號，在依次向下選擇編程語言 ，數據類型等，作完這些工作以后，一個工程就建好了，打開 就可以開始編寫程序了，如圖 所示。 圖 code warrior 界面 在編程過程中，由于涉及到的硬件初始化較多，對初學者還可以使用 PE 模式，這 27 樣能省去很多繁瑣的操作。 編寫好程序，點擊“編譯”、“鏈接”，無誤后就可以使用 BDM 下載器將程序下載到單片機中了，這時，如不拔去 BDM下載器，還可利用系統自帶軟件 進行在線調試，如監(jiān)視寄存器狀態(tài)、各變量變化情況，修改 PC 指針、設置斷點等，這會給調試帶來很多方便 ，如圖 所示。 圖 BDM 在線調試界面 28 6 總結 從陽春三月到而立之夏，從學期開始到鄰近畢業(yè)，從選定我的畢業(yè)設計起，根據目的和要求構思系統框架、畫系統電路原理圖、搭建系統硬件電路、編寫系統運行程序，再到后期不斷的調試和完善，畢業(yè)設計就像一粒種子一樣破土而出，生根發(fā)芽，沐浴在陽光下，茁壯成長。這是一顆健康的小樹苗，希望你能蔭出一片屬于你自己的身影，造福人類。 本次畢業(yè)設計是一次基于單片機的應用開發(fā)，因為有過學習飛思卡爾 16 位單片機的經歷，所以我選擇了自己較 為熟悉的 XS 系列 MC9S12XS128 單片機。但這并不意味著設計過程的一帆風順，相反，為了盡可能的讓系統具備一定實用價值同時也是基于一個學習的心態(tài)，接觸到了很多之前不會的東西，如 IIC 總線及語音播放等。設計過程中也遇到了很多問題，如利用 OLED 屏顯示漢字時，通過字模處理軟件獲取的字模數據格式不對，為此還專門寫了一個坐標變換函數；編寫語音模塊的驅動程序時，揚聲器并沒有按照預期發(fā)聲，然后逐步排查，解決了問題；程序在規(guī)定的時間內執(zhí)行不完， bug等等。實現過程可謂是困難重重，我覺得這就是實踐所必須要經歷的坎坷，通過 畢業(yè)設計提高自己的意義要大于畢業(yè)設計本身的意義。出現問題是好事，冷靜下來，分析問題產生的原因，逐一排查，最后找到癥結所在并解決問題，從而不斷提高自身解決問題的能力。這樣就能從中有所收獲，是很有意義的。 想來想去，這該是一段下結論的話，至此，畢業(yè)設計基本做完了。值得高興嗎？可內心又并不想這么早結束，畢竟這意味著要給本科四年的學習畫上了一個句號。人終究是有感情動物，對熟悉的人、事、物會去珍惜、眷念，感謝大學四年來最可愛的同學們你們的陪伴，未來會很美好，我們去共同創(chuàng)造吧。 29 參考文獻 [1] 蔣維 .車輛超載、限速報警系統的研制 [J].電子工程師， 2020,30(12) [2] 王宜懷主編 .嵌入式系統設計實 戰(zhàn) :基于飛思卡爾 S12X 微控制器 [M].(第一版 ).北京：北京航空航天大學出版社， 2020 [3] 彭宣戈，肖斌 .一種基于 89C51 對機動車輛超速的監(jiān)測報警系統 [J].微計算機信息，2020,22(22) [4] 唐凱，江開發(fā)，張弛 .基于光電耦合器的汽車超速報警器設計 [J].公路與汽運， 2020，(2) [5] 楊輝，龔偉，劉烈等 .汽車超速報警器設計 [J].科協論壇：下半月， 2020(7) [6] 康 華光，陳大欽，張林主編 .電子技術基礎 [M].(第五版 ).北京：高等教育出版社， 2020 [7] 張陽，吳曄，滕勤主編 .MC9S12XS 單片機原理及嵌入式系統開發(fā) [M].(第一版 ).北京：電子工業(yè)出版社， 2020 [8] 嚴世勝，周萍 .一種高性能價格比的汽車超速報警系統 [J].廣西大學學報（自然科學版）， 2020， 34(6) [9] AnPing Wang. 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