【導(dǎo)讀】人，造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失。據(jù)統(tǒng)計(jì)，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(xiàn)有的限速裝置難以適應(yīng)這種情況。針對這種情形，開發(fā)具有智。能超速報(bào)警功能的車載系統(tǒng)具有重要意義。本文從駕駛員自身安全角度出發(fā)，設(shè)計(jì)了一種可設(shè)定閾值的汽車超速報(bào)警系統(tǒng)?？赡艿耐话l(fā)事件做到防患于未然。代碼實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的具體功能，該系統(tǒng)能夠長時(shí)間穩(wěn)定的運(yùn)行，達(dá)到了設(shè)計(jì)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(shù)據(jù)格式 根據(jù)相應(yīng)的格式，編寫 IIC 總線的驅(qū)動程序，包括 start_I2C()、 stop_I2C()、send_byte(unsigned char c)、 receive_byte()、 Ack_I2C(unsigned char a)函數(shù)，實(shí)現(xiàn)單片機(jī)與轉(zhuǎn)換器 PCF8591T 的雙向通信，將數(shù)字量信息讀入單片機(jī)并算出當(dāng)前汽車行進(jìn)中的實(shí)際速度 [14]。 23 語音芯片的驅(qū)動 為了實(shí)現(xiàn)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(gè)人電腦的錄音孔錄取一段音頻數(shù)據(jù)，但實(shí)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(diào)節(jié)語速、語調(diào)，還可以選擇標(biāo)準(zhǔn)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(gè)軟件生成采樣率為 12020， WAV 或者 MP3 格式的音頻文件，再轉(zhuǎn)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(jìn)制放置如 0000、0001??等。語音播放模塊音頻解碼芯片的驅(qū)動控制時(shí)序如 圖 所示。 圖 控制時(shí)序 24 控制時(shí)序的延時(shí)很長，要執(zhí)行完這段程序需要大約 330ms 的時(shí)間，顯然若要在中斷函數(shù)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(gè)中斷周期的計(jì)數(shù)來進(jìn)行延時(shí)，這樣做既能做到延時(shí)又不會干擾到中斷里面函數(shù)的執(zhí)行，是一個(gè)很明智的安排。接下來需要做的工作是按照這段控制時(shí)序來編寫程序使音頻解碼芯片響應(yīng)單片機(jī)的指令解碼音頻文件并且播放語音。 25 5 系統(tǒng)開發(fā)平臺與輔助調(diào)試工具 系統(tǒng)硬件開發(fā)平臺 在制作超速報(bào)警器系統(tǒng)的硬件電路時(shí)，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(shè)計(jì)，用萬用板搭做了實(shí)物而沒畫 PCB 板）。在畫電路原理圖時(shí)，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(shè)計(jì)流程、集成化 PCB 設(shè)計(jì)、可編程器件（如 FPGA）設(shè)計(jì)和基于處理器設(shè)計(jì)的嵌入式軟件開發(fā)功能整合在一起的產(chǎn)品，具有將設(shè)計(jì)方案從概念轉(zhuǎn)變?yōu)樽罱K成品所需的全部功能。相比其早期產(chǎn)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(bào)警器之類的硬件電路的設(shè) 計(jì)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(tǒng)元件庫集成了目前世界上絕大部分芯片廠商的大多數(shù)芯片的原理圖和封裝，系統(tǒng)所用的元件基本都能在這里找到，這為我節(jié)約了不少時(shí)間和精力。 畫圖時(shí)，首先新建一個(gè)工程項(xiàng)目，為該工程添加一個(gè)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(yīng)引腳連接起來即可，當(dāng)在庫中無法找到對應(yīng)元件時(shí)，也可自己新建一個(gè)原理圖庫，在實(shí)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(gè) PCB 文件，在將原理圖導(dǎo)入 PCB 之前，設(shè)定好對應(yīng)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(shí)的錯誤。做好這一切之后，其強(qiáng)大的布線能力就得以顯現(xiàn)了，我們可以根據(jù)需要任意調(diào)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(xiàn)一些圖中隱藏的錯誤，使做出來的 PCB 板更加完美 [15]。 系統(tǒng)軟件開發(fā)平臺及調(diào)試工具 作為系統(tǒng)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(yīng)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?shù)顯示工具、項(xiàng)目工程管理器、 C 交叉編譯器、匯編器、鏈接器以及調(diào)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(shí)，首先打開 IDE，從彈出的 startup 框中選擇“ Create New Project” ,新建一個(gè)工程文件，然后選擇對應(yīng)的芯片型號，在依次向下選擇編程語言 ，數(shù)據(jù)類型等，作完這些工作以后，一個(gè)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(xué)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(diǎn)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(jī)中了，這時(shí)，如不拔去 BDM下載器，還可利用系統(tǒng)自帶軟件 進(jìn)行在線調(diào)試，如監(jiān)視寄存器狀態(tài)、各變量變化情況，修改 PC 指針、設(shè)置斷點(diǎn)等，這會給調(diào)試帶來很多方便 ，如圖 所示。 圖 BDM 在線調(diào)試界面 28 6 總結(jié) 從陽春三月到而立之夏，從學(xué)期開始到鄰近畢業(yè)，從選定我的畢業(yè)設(shè)計(jì)起，根據(jù)目的和要求構(gòu)思系統(tǒng)框架、畫系統(tǒng)電路原理圖、搭建系統(tǒng)硬件電路、編寫系統(tǒng)運(yùn)行程序，再到后期不斷的調(diào)試和完善，畢業(yè)設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)是一次基于單片機(jī)的應(yīng)用開發(fā)，因?yàn)橛羞^學(xué)習(xí)飛思卡爾 16 位單片機(jī)的經(jīng)歷，所以我選擇了自己較 為熟悉的 XS 系列 MC9S12XS128 單片機(jī)。但這并不意味著設(shè)計(jì)過程的一帆風(fēng)順，相反，為了盡可能的讓系統(tǒng)具備一定實(shí)用價(jià)值同時(shí)也是基于一個(gè)學(xué)習(xí)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(shè)計(jì)過程中也遇到了很多問題，如利用 OLED 屏顯示漢字時(shí)，通過字模處理軟件獲取的字模數(shù)據(jù)格式不對，為此還專門寫了一個(gè)坐標(biāo)變換函數(shù)；編寫語音模塊的驅(qū)動程序時(shí)，揚(yáng)聲器并沒有按照預(yù)期發(fā)聲，然后逐步排查，解決了問題；程序在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)執(zhí)行不完， bug等等。實(shí)現(xiàn)過程可謂是困難重重，我覺得這就是實(shí)踐所必須要經(jīng)歷的坎坷，通過 畢業(yè)設(shè)計(jì)提高自己的意義要大于畢業(yè)設(shè)計(jì)本身的意義。出現(xiàn)問題是好事，冷靜下來，分析問題產(chǎn)生的原因，逐一排查，最后找到癥結(jié)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(jié)論的話，至此，畢業(yè)設(shè)計(jì)基本做完了。值得高興嗎？可內(nèi)心又并不想這么早結(jié)束，畢竟這意味著要給本科四年的學(xué)習(xí)畫上了一個(gè)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(xué)四年來最可愛的同學(xué)們你們的陪伴，未來會很美好，我們?nèi)ス餐瑒?chuàng)造吧。 29 參考文獻(xiàn) [1] 蔣維 .車輛超載、限速報(bào)警系統(tǒng)的研制 [J].電子工程師， 2020,30(12) [2] 王宜懷主編 .嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí) 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(xué)出版社， 2020 [3] 彭宣戈，肖斌 .一種基于 89C51 對機(jī)動車輛超速的監(jiān)測報(bào)警系統(tǒng) [J].微計(jì)算機(jī)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(bào)警器設(shè)計(jì) [J].公路與汽運(yùn)， 2020，(2) [5] 楊輝，龔偉，劉烈等 .汽車超速報(bào)警器設(shè)計(jì) [J].科協(xié)論壇：下半月， 2020(7) [6] 康 華光，陳大欽，張林主編 .電子技術(shù)基礎(chǔ) [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(jī)原理及嵌入式系統(tǒng)開發(fā) [M].(第一版 ).北京：電子工業(yè)出版社， 2020 [8] 嚴(yán)世勝，周萍 .一種高性能價(jià)格比的汽車超速報(bào)警系統(tǒng) [J].廣西大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版）， 2020， 34(6) [9] AnPing Wang. 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