【正文】 行測 量的設(shè)備價(jià)格也是相當(dāng)高的，因而現(xiàn)在只是在比較高級的轎車中才有所應(yīng)用。由于任何物體在任何時(shí)候都會發(fā)出紅外線，而且人類肉眼感知不到紅外線，具有極強(qiáng)的隱蔽性，夜間同樣不妨礙測距儀的工作，故該種測距儀廣泛應(yīng)用在軍，用汽車上。 紅外線測距在技術(shù)上難度不大，構(gòu)成的測距系統(tǒng)成本較低，但是在惡劣的天氣和長距離探測方面仍然不能滿足汽車防撞的要求。 方案五 :紅外線測距 紅外線測距和激光、超聲波測距在原理上基本相同，均是根據(jù)發(fā)射波和反射時(shí)間來判斷目標(biāo)的距離，車載儀器通過發(fā)射并接收前方物體反射回的紅外線，依據(jù)信號的強(qiáng)弱及波長的不同，同時(shí)分析時(shí)間差，可分析出前方物體的性質(zhì)及與汽車的距離。毫米波雷達(dá)主要應(yīng)用于防撞，以避免高速公路上發(fā)生追尾碰撞。作為車載雷達(dá)，目前適用的主要有脈沖多普勒雷達(dá)、雙頻 CW 雷達(dá)和 FM 雷達(dá)三種。 (2)良好的環(huán)境適應(yīng)性。毫米波頻率高、波長短，一方面可縮小從天線輻射的電磁波射束角幅度，從而減少由于不需要的反射所引起的誤動(dòng)作和干擾，另一方面由于多普勒頻移大，相對速度的測量精度高 毫米波雷達(dá)的主要特征有 : (l)穩(wěn)定的探測性能。 方案四 :毫米波雷達(dá)測距 毫米波是指波長介于 1 一 1Omm 之間的電磁波 ,雷達(dá)是利用目標(biāo)對電磁波反射來發(fā)現(xiàn)目標(biāo)并測定其位置的。電磁波的傳播速度為 380m/s，超聲波在空氣中的傳播速度約為 340m/s(常溫下 )，其速度與電磁波相差 5 個(gè)等級，其速度相對電磁波是非常慢的，由于超聲波指向性強(qiáng) ,能量消耗緩慢，在介質(zhì)中傳播的距離較遠(yuǎn)，并且利用超聲波檢測往往比較迅速、方便、計(jì)算簡單、易于做到實(shí)時(shí)控制，并且在測量精度方面能達(dá)到工業(yè)實(shí)用的要求，因而超聲波經(jīng)常用于多距離的測量，如測距儀和物位測量儀等都可以通過超聲波來實(shí)現(xiàn)，在移動(dòng)機(jī)器人的研制上也得到了廣泛的應(yīng)用。頻率高于 20xx0Hz 的機(jī)械波稱為超聲波，頻率低于 20Hz 的機(jī)械 波稱為次聲波。在彈性媒質(zhì)中，如果波源所激起的縱波的頻率在 2OHz 到 20xx0Hz 之間，就能引起人的聽覺。但目前價(jià)格較高，同時(shí)由于受軟件和硬件的制約，成象速度較慢，而且探頭容易磨損，使得探測距離精確程度降低，一般減少至原來的 1/2 一 1/3。為獲得目標(biāo)三維信息，模擬人的雙目視覺原理，利用間隔固定的兩臺攝像機(jī)同時(shí)對同一景物成象，通過對這兩幅圖像進(jìn)行計(jì)算機(jī)分析處理，即可確定視野中每個(gè) 物體的三維坐標(biāo) ,這一系統(tǒng)稱為雙目攝像系統(tǒng)。利用面 陣 CCD，可獲得被測視野的二維圖像，但無法確定與被測物體之間的距離。 方案二：攝像系統(tǒng)測距 CCD 攝 像機(jī)是一種用來模擬人眼的光電探測器。但由于激光雷達(dá)測距儀器工作環(huán)境處于高速運(yùn)動(dòng)的車體中，振動(dòng)大，對其穩(wěn)定性、可靠性提出了較高的要求，其體積也受到了一定的限制，同時(shí)激光測距方式受天氣狀態(tài)、汽車的震動(dòng)及反射鏡表面磨損、污染等因素影響較大，測距精度難以保證。 在汽車測距系統(tǒng)中，激光測距的應(yīng)用只有局限性。非掃描成象式激光雷達(dá)將光源發(fā)出的經(jīng)過強(qiáng)度調(diào)制的激光經(jīng)分束器系統(tǒng)分為多束光后沿 不同方向射出，照射待測區(qū)域。 成象式激光雷達(dá)又可分為掃描成象激光雷達(dá)和非掃描成象激光雷達(dá)。它的工作原理是 :從高功率窄脈沖激光器發(fā)出的激光脈沖經(jīng)發(fā)射物鏡聚焦成一定形狀的光束后，用掃描鏡左右掃描，向空間發(fā)射，照射在前方車輛或其他 目標(biāo)上，其反射光經(jīng)掃描鏡、接收物鏡及回輸光纖，被導(dǎo)入到信號處理裝置內(nèi)光電二極管，利用計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)激光二極管啟動(dòng)脈沖與光電二極管的接收脈沖間的時(shí)間差 , 即可求得目標(biāo)距離。目前在汽車上應(yīng)用較廣的激光測距系統(tǒng)可分為非成象式激光雷達(dá)和成象式激光雷達(dá)。 P87C591 組合了 P87C554(微控制器 )和 SJA1000(獨(dú)立的 CAN 控制器 )的功能，并具有下面的增強(qiáng)特性： （ 1） 增強(qiáng)的 CAN 接收中斷 （ 2） 擴(kuò)展的驗(yàn)收濾波器 （ 3） 驗(yàn)收濾波器可 在運(yùn)行 中改變 特性 （ 1） 16K 字節(jié)內(nèi)部程序存儲器， 512 字節(jié)片內(nèi)數(shù)據(jù) RAM； （ 2） 3 個(gè) 16位定時(shí) /計(jì)數(shù)器： T0、 T1 和 T2(捕獲 amp。 微控制器以先進(jìn)的 CMOS 工藝制造，并設(shè)計(jì)用于汽車和通用的工業(yè)應(yīng)用。振蕩器可停止和恢復(fù)而不會丟失數(shù)據(jù)。它采用了強(qiáng)大的 80C51 指令集并成功地包含了 PHILIPS 半導(dǎo)體SJA1000 CAN 控制器強(qiáng)大的 PeliCAN 功能。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。另外， AT89S52 可降至 0Hz 靜態(tài)邏輯操作，支持 2 種軟件可選擇節(jié)電模式。在單芯片上，擁有靈巧的 8 位 CPU 和在系統(tǒng)可編程 Flash，使得 AT89S52 為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。使用 Atmel 公司高密度非易失性存儲器技術(shù)制造，與工業(yè) 80C51 產(chǎn)品指令和 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（ 論文） 10 引腳完全兼容。從速率上說， CAN 總線最高通信速率可達(dá) 1M 每秒， LIN 總線只有 20K 左右 ，所以選擇方案一。 圖 LIN 報(bào)文幀 通過方案一和方案二比較可以得出結(jié)論， LIN 總線有一個(gè)主節(jié)點(diǎn)，其他是從節(jié)點(diǎn)。字節(jié)場由字節(jié)間空間分隔，報(bào)文幀的報(bào)文頭和響應(yīng)是由一個(gè)幀內(nèi)響應(yīng)空間分隔。報(bào)文幀的報(bào)文頭包括一個(gè)同步間隔場（ SYNCH BREAK FIELD）、一個(gè)同步場（ SYNCH FIELD）和一個(gè)標(biāo)識符場。幀由幀間間隔以及接下來的 4到 11 個(gè)字節(jié)域組成。從機(jī)任務(wù)位于所有的（即主機(jī)和從機(jī)）節(jié)點(diǎn)中，其中一個(gè)（主機(jī)節(jié)點(diǎn)或從機(jī)節(jié)點(diǎn)）發(fā)送報(bào)文的響應(yīng)（ RESPONSE）。報(bào)文幀由主機(jī)任務(wù)向從機(jī)任務(wù)傳送同步和標(biāo)識符信息，并將一個(gè)從機(jī)任務(wù)的信息傳送到所有其它從機(jī)任務(wù)。 LIN 信息是以報(bào)文的形式傳送的。在一組 LIN 節(jié)點(diǎn)中只有主節(jié)點(diǎn)任務(wù)才可以啟動(dòng)通訊保證了行為的確定性。 LIN 協(xié)議的核心特性是使用進(jìn)度表 (schedule table)。 傳輸一幀所花費(fèi)的總的時(shí)間是發(fā)送每個(gè)字節(jié)所用的時(shí)間，加上從節(jié)點(diǎn)的回應(yīng)間隙，再加上傳輸每個(gè)字節(jié)的間隙時(shí)間 (interbyte space)。一個(gè)從節(jié)點(diǎn)的任務(wù)通過接收并過濾標(biāo)志符被激活，并啟動(dòng)回應(yīng)報(bào)文的傳送。一個(gè)報(bào)文幀由幀頭以及回應(yīng)（數(shù)據(jù)）部分組成。最小的傳輸波特率為 1kbit/s這有助于避免在實(shí)際中產(chǎn)生超時(shí)沖突。 由于采用單 線媒質(zhì)傳輸，最大的傳輸波特率被限定在 20kbit/s 以內(nèi)。電阻需串聯(lián)一個(gè)二極管以防止由于本地電源泄漏對總線產(chǎn)生的干擾?？偩€可以取兩個(gè)互補(bǔ)的邏輯值：主控值其電壓接近于接地端，代表邏輯值 0，退讓值其電壓與電池電壓接近，代表邏輯值 1。 總線為單線傳輸， 與 總線通過終端電阻由電池正極節(jié)點(diǎn) (VBAT)提供。 LIN 相對于 CAN 的成本節(jié)省主要是由于采用單線傳輸、硅片中硬件或軟件的低實(shí)現(xiàn)成本和無需在從節(jié)點(diǎn)中使用石英或陶瓷諧振器。 （ 7） 速度高達(dá) 20kbit/s； LIN 網(wǎng)絡(luò)由一個(gè)主節(jié)點(diǎn)以及一個(gè)或多個(gè)從節(jié)點(diǎn)組成，媒體訪問由主節(jié)點(diǎn)控制 從節(jié)點(diǎn)中不必有仲裁或沖突管理。 LIN 總線方案二： 1. LIN Bus 系統(tǒng)主要特性有： (1)單主機(jī)多從機(jī)組織（即沒有總線仲裁），配置靈活； (2)于普通 UART/SCI 接口的低成本硬件實(shí)現(xiàn)低成本軟件協(xié)議； (3)帶時(shí)間同步的多點(diǎn)廣播接收，從機(jī)節(jié)點(diǎn)無需石英或陶瓷諧振器，可以實(shí)現(xiàn)自同步； (4)保證信號傳輸?shù)难舆t時(shí)間。 (5) 幀間空隙 幀間空隙由三個(gè)隱性組成，在此期間， CAN 節(jié)點(diǎn)不進(jìn) 行幀發(fā)送。此時(shí)，所有的節(jié)點(diǎn)均已完成超載標(biāo)志的發(fā)送，并開始發(fā) 8 個(gè)隱性串。 ③ 超載分界符 超載分界符由 8 個(gè)隱性組成：其格式與錯(cuò)誤分界符相同。 ① 超載幀發(fā)送條件 條件有兩個(gè)：在幀間空 隙域的第一個(gè)位周期 :在幀間空隙域中檢測到顯性信號一個(gè)位周期后，方可啟動(dòng)超載幀的發(fā)送。 (4) 超載幀 超載幀由兩個(gè)區(qū)域組成：超載標(biāo)志及超載分界符。當(dāng)連續(xù)出現(xiàn)錯(cuò)誤指示幀錯(cuò)誤時(shí)，則相應(yīng)的節(jié)點(diǎn)將變?yōu)楸粍?dòng)錯(cuò)誤節(jié)點(diǎn)。 如果在數(shù)據(jù)幀 或遠(yuǎn)地幀的發(fā)送過程中，出現(xiàn)錯(cuò)誤，則當(dāng)前的信息作廢，并重新啟動(dòng)數(shù)據(jù)發(fā)送。此時(shí)表示所有的 CAN 節(jié)點(diǎn)已經(jīng)完成了錯(cuò)誤標(biāo)志的發(fā)送，并開始發(fā)送 8 個(gè)隱性的分界符。 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（ 論文） 7 ② 錯(cuò)誤分界 錯(cuò)誤分界符由 8 個(gè)隱性組成它與過載分界有相同的格式。被動(dòng)錯(cuò)誤狀態(tài)的 CAN 控制器檢測到錯(cuò)誤后發(fā)出被動(dòng)錯(cuò)誤標(biāo)志，并等待從被動(dòng)錯(cuò)誤標(biāo)志開始的相同極性的 6 個(gè)連續(xù)位。所有其它節(jié)點(diǎn)都將檢測到錯(cuò)誤狀態(tài)，并發(fā)出該錯(cuò)誤標(biāo)志。 ① 錯(cuò)誤標(biāo)志 有兩種形式的錯(cuò)誤標(biāo)志：主動(dòng)錯(cuò)誤標(biāo)志，它由 6 個(gè)連續(xù)顯性組成 :被動(dòng)錯(cuò)誤標(biāo)志，它由 6 個(gè)連續(xù)隱性組成，它可由其它 CAN 控制器的顯性改寫。遠(yuǎn)程幀由 6 個(gè)域組成：幀起始域、仲裁域、控制域、 CRC 域、應(yīng)答域、幀結(jié)束域 。 (2) 遠(yuǎn)程幀 CAN 上的一個(gè)接收節(jié)點(diǎn)可以啟動(dòng)數(shù)據(jù)傳輸，方法是向網(wǎng)絡(luò)上發(fā)一個(gè)遠(yuǎn)程幀，用標(biāo)識符尋址數(shù)據(jù)發(fā)送源節(jié)點(diǎn)，且置相應(yīng)幀的 RTR 位為高。 幀結(jié)束域：每一個(gè)數(shù)據(jù)幀或遠(yuǎn)程幀均由一串 7 個(gè)隱性的幀結(jié)束域結(jié)尾。應(yīng)答分界位是應(yīng)答域中第二個(gè)隱性。應(yīng)答域： 應(yīng)答域由發(fā)送方發(fā)出的兩位 (應(yīng)答空隙及應(yīng)答分界 )隱性組成，所有接收到正確的 CRC 序列的節(jié)點(diǎn)將在發(fā)送節(jié)點(diǎn)的應(yīng)答空隙上將發(fā)送方的這一隱性改寫為顯性。 CRC 范圍包括幀的起始域、仲裁域、控制域、數(shù)據(jù)域及 CRC 序列。對于接收的數(shù)據(jù)同樣如此，第一個(gè)數(shù)據(jù)字節(jié)的最高有效位第一個(gè)被發(fā)送 /接收。 控制域：此域由 6 個(gè)位組成，包括 2 個(gè)保留位 (ID ，用于 CAN 協(xié)議擴(kuò)展 )及 4 位數(shù)據(jù)長度碼，允許的數(shù)據(jù)長度值 0~8。程幀發(fā)送請求位 (RTR)： CAN 總線上的接收節(jié)點(diǎn)可以 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（ 論文） 6 請求總線上另一個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)送信息，方法是向網(wǎng)絡(luò)上發(fā)出遠(yuǎn)程幀用標(biāo)識符指出節(jié)點(diǎn)地址，并置 RTR 位為高。需要注意的是，優(yōu)先級別取決于發(fā)送消息中的標(biāo)識符，而不是節(jié)點(diǎn)。而 CAN 總線這種按優(yōu)先級判別的方法，可以使優(yōu)先級高的消息先發(fā)送。 CAN 總線優(yōu)先級的仲裁與 Ether 有很大的不同。當(dāng)總線上有幾個(gè)節(jié)點(diǎn)同時(shí)需要發(fā)送數(shù)據(jù)，其 ID 標(biāo)識符分別為01001011111； 01001111111 和 01111111111，當(dāng)發(fā)送 和 ID. 9 時(shí)，三個(gè)節(jié)點(diǎn)都沒有發(fā)現(xiàn)沖突，于是繼續(xù)發(fā)送 ，這時(shí)由于 C 節(jié)點(diǎn)發(fā)送的是隱性 (邏輯 1)，而 A 和 B 節(jié)點(diǎn)都發(fā)送的是顯性 (邏輯 0)，各節(jié)點(diǎn)上是集電極開路，“線與”的關(guān)系，所以 C 節(jié)點(diǎn)發(fā)現(xiàn)有沖突，而且自己標(biāo)識符的優(yōu)先級低，于是 C 節(jié)點(diǎn)退出仲裁。 ID 決定了報(bào)文的優(yōu)先權(quán)， ID 的數(shù)值 越小，優(yōu)先級越高。其發(fā)送順序?yàn)? 至 ID. 0(LSB)。 仲裁域：由信息標(biāo)識符及 RTR 位組成，當(dāng)有多個(gè) CAN 控制器同時(shí)發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，在仲裁域要進(jìn)行面向位的沖突裁決。 2. CAN 總線的四種幀 (1) 數(shù)據(jù)幀 數(shù)據(jù)幀自一個(gè)發(fā)送節(jié)點(diǎn)攜帶數(shù)據(jù)至一個(gè)或多個(gè)接收節(jié)點(diǎn)，數(shù)據(jù)幀由七種不同的位域組成：幀的起始域；仲 裁域；控制域；數(shù)據(jù)域； CRC 域；應(yīng)答域；幀的結(jié)束域。 為了區(qū)分標(biāo)準(zhǔn)格式和擴(kuò)展格式， CAN 報(bào)文格式中第一個(gè)保留位像它在 CAN 技術(shù)規(guī)范版本 中定義的一樣被使用。需要借助擴(kuò)展格式提供標(biāo)識符范圍的 CAN 用戶可以繼續(xù)使用方便的 11 位標(biāo)識符 （標(biāo)準(zhǔn)格式）。為了同 CAN 技術(shù)規(guī)范 兼容，要求 CAN 執(zhí)行既同版本 ,也同版本 兼容。然而，兼容性具有眾多的不同方面，例如：電氣特性和被傳送數(shù)據(jù)的表示方法。同時(shí)，它可以廉價(jià)地用于交通運(yùn)載工具電器系統(tǒng)中，例如：燈光聚束、電氣窗口等等以代替所需要的硬件連接。 CAN 應(yīng)用范圍遍 及從高速網(wǎng)絡(luò)到低成本的多線路網(wǎng)絡(luò)。 CAN 技術(shù)規(guī)范 和 以及 CAN 國際標(biāo)準(zhǔn) ISO11898 是設(shè)計(jì) CAN 應(yīng)用系統(tǒng)的基本依據(jù)，也是應(yīng)用設(shè)計(jì)工作的基本規(guī)范。 給出了曾在 CAN 技術(shù)規(guī)范版本 中 定義的 CAN 報(bào)文格式，而 給出了標(biāo)準(zhǔn)的和擴(kuò)展的兩種報(bào)文格式。為此， 1991 年 9 月 Philips Semiconductors 制訂并發(fā)布了 CAN 技術(shù)規(guī)范（ Version ）。所以選擇方案二。 顯示方案二：采用 LCD1602 液晶顯示屏。 顯示方案一：采用數(shù)碼管作為顯示。 第五章 設(shè)計(jì)總結(jié)：總結(jié)了本次畢業(yè)設(shè)計(jì)學(xué)到知識點(diǎn)和本次設(shè)計(jì)遇到的難題和解決這些難題的方法，受益良多。 第三章 硬件設(shè)計(jì)：硬件設(shè)計(jì)主要包括穩(wěn)壓電路、燈光控制節(jié)點(diǎn) MCU、超聲發(fā)射電路、超聲波接收電路、燈光驅(qū)動(dòng)電路、單片機(jī)的外圍系統(tǒng)、顯示電路、報(bào)警電路、單片機(jī)的拓展電路和 A/D 采樣電路。 畢業(yè)設(shè)計(jì)總體內(nèi)容 本次本業(yè) 設(shè)計(jì)主要由以下幾個(gè)章節(jié)構(gòu)成： 第一章 緒論：緒論主要包括 CAN 總線國內(nèi)外發(fā)展的概況、次設(shè)計(jì)研究的背景、車車身的電子技術(shù)及車燈控制系統(tǒng)及雷達(dá)控制系統(tǒng)利用 CAN 總線的意義。但人們已在設(shè)計(jì)“網(wǎng)關(guān)”，以實(shí)現(xiàn)在各個(gè) CAN 之間的資源共享，并將各個(gè)數(shù)據(jù)總線的信息反饋到儀表板上。車身系統(tǒng) CAN 主要連接對象是 4 門