【正文】 能；當后端模擬光電傳感器檢測到停車標志時，小車停止，尾燈電亮，電機關(guān)閉，以示倒車完成。智能小車通過模擬光電傳感器采集路徑信息，并將所檢測到信號送至控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)經(jīng)判斷后選擇相應(yīng)的執(zhí)行程序，控制智能小車將要執(zhí)行的狀態(tài)。因為在沿途中還放置有固定障礙物，模擬車壞在路上或前方道路維修等情況，所以車 2 也追加了避障功能，這樣使整個模型顯得更具有說服力。 除了車 1 速度上的優(yōu)勢和車 2 的倒車功能外，兩車幾乎具有完成相同的功能。 前瞻 能 檢測車前方一定距離的賽道，在一定的前瞻范圍內(nèi)，前瞻越 遠 的傳感器方案，其極限速度就會越高，其高速行駛過程中對引導(dǎo)線的跟隨精度也相對較高，系統(tǒng)的整體響應(yīng)性能較好。 由于轉(zhuǎn)向 電機 、 驅(qū)動 電機和車 身 都是高階慣性延遲環(huán)節(jié)，從輸入到輸出需要一定的時間，越早知道前方道路的信息，就越能減小從輸入到輸出的滯后。根據(jù)動量守恒原理，速度越快慣性越大，所以在應(yīng)用中，調(diào)車 2 的檢測距離為20cm，調(diào)車 1（速度較快的智能小車，以下簡 稱車 1）的檢測距離為 50cm?？紤]到實際道路中不同的情況，系統(tǒng)在設(shè)計中放置了固定障礙物和移動中的障礙物（車速較慢的智能小車 2，以下 簡稱車 2），為了能夠更好的體現(xiàn)路況，著重對直道、普通彎道和 S 形彎道等 3 種走向的黑色路徑做了設(shè)計。系統(tǒng)中設(shè)計了兩條黑色路徑，一條為慢車道，另一條為快速車道，也就是超車道。智能小車有兩個電機，后輪為驅(qū)動電機，前輪為轉(zhuǎn)向電機，可通過 PWM 控制電機的轉(zhuǎn)向和轉(zhuǎn)速。隨著時間和技術(shù)的推移，市場中將會出現(xiàn)更多汽車安全類的產(chǎn)品，但由于市場接受需要一個過程，截止目前，還沒有一個類似的安全產(chǎn)品 在成品汽車上應(yīng)用。本課題將以人為本作為核心出發(fā)點，彌補駕駛者因主觀失誤造成事故而設(shè)計。國內(nèi)近年來也出現(xiàn)了輪胎氣壓檢測、 汽車防追尾儀 和防追尾指示燈等汽車防追尾裝置的研發(fā)與投產(chǎn)，但這類裝置有些只為解決由于汽車硬件故障造成防追尾事故而設(shè)計，有些裝置雖然以發(fā)出警示信息等方式，為駕駛者在 突發(fā)狀況下采取應(yīng)急措施提供條件，但都在很大程度上忽略了人為因素對追尾事故的影響，此外這類裝置較高的成本也阻礙其投產(chǎn)與推廣。這一系統(tǒng)研究的成功將為汽車安全駕駛提供一個具有價值的參考，在一定程度上可減少或消除追尾事故的發(fā)生，防止行車過程中對行人造成安全隱患，從而達到安全行駛的目的。detection 基于單片機的汽車防追尾碰撞報警系統(tǒng)設(shè)計 V 基于單片機的汽車防追尾碰撞報警系統(tǒng)設(shè)計 1 一 引 言 （一） 社會背景及意義 為有效降低小汽車碰撞事故的高發(fā)率，近年來廣大電子愛好者始終都在試圖通過制作模型的方式，努力探尋解決該問題的可行方案，而模型制作所需的硬件基礎(chǔ)尤其成為解決問題的關(guān)鍵。 collision。該 系統(tǒng) 裝置將單片機的實時控制及數(shù)據(jù)處理功能，與 毫米波雷達 的測距技術(shù)、傳感器技術(shù)相結(jié)合，可檢測汽車運行中 前方、 后方障礙物與汽車的距離及汽車車速，通過數(shù)顯裝置顯示距離，并由發(fā)聲電路根據(jù)距離遠近情況發(fā)出警告聲。給出該報警系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計，實踐證明該系統(tǒng)有效且準確?；趩纹瑱C的汽車防追尾碰撞報警系統(tǒng)設(shè)計 I 目 錄 摘要 ..............................................................................................I 一． 引 言 .................................... 1 （一） 社會背景及意義 ......................... 1 （二） 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 ......................... 1 （三） 設(shè)計思路 ............................... 2 （四） 論文組織結(jié)構(gòu) ........................... 3 二． 系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)分析 .......................... 4 （一） 模數(shù)轉(zhuǎn)換技術(shù) ........................... 4 1. 模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊（ ADC） ...................... 4 2. ADC 工作原理 ............................. 5 3. ADC 采樣時間和轉(zhuǎn)換時間 ................... 6 （二） 尋跡導(dǎo)航技術(shù) ........................... 9 （三） 紅外檢測技術(shù) .......................... 11 （四） 脈寬調(diào)制技術(shù) .......................... 12 三． 系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計 ............................. 13 （一） 系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)設(shè)計 ....................... 13 （二） 各模塊功能分析 ........................ 14 四． 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計 ......................... 16 （一）穩(wěn)壓電源電路設(shè)計 ....................... 16 （二） 模擬光電傳感器電路設(shè)計 ................. 17 （三） 紅外避障傳感器控制電路設(shè)計 ............. 20 （四） 聲光指示電路設(shè)計 ....................... 21 （五） 電機驅(qū)動電路設(shè)計 ....................... 22 五． 系統(tǒng)測試 ................................ 24 （一）系統(tǒng)測試工具 ........................... 24 （二） 測 試結(jié)果與分析 ........................ 23 結(jié)束語 ....................................... 25 參考文獻 ..................................... 27 致謝 ......................................... 29 基于單片機的汽車防追尾碰撞報警系統(tǒng)設(shè)計 III 摘要 隨著人們生活水平的日益提高，汽車數(shù)量也與日俱增，因此汽車的行駛安全就顯得尤為重要。介紹一種基于單片機Fusion FPGA AFS600 芯片 的汽車防追尾碰撞報警系統(tǒng)，他是自動檢測行進中汽車前后方障礙物的距離，當達到安全極限距離時，會發(fā) 出聲光報警，提示駕駛員進行相應(yīng)的操作。 為提高汽車運行的安全性 和降低碰撞發(fā)生的可能 ,本文講述一種主動型 汽車防 追尾碰 撞報警系統(tǒng)。 關(guān)鍵詞： 單片機；碰撞；報警；檢測 基于單片機的汽車防追尾碰撞報警系統(tǒng)設(shè)計 IV Abstract With rising of living stangard,the number of cars increased every day,so cars driving safety is particularly important. The system of automobile anticollision alarming system based on single Fusion FPGA AFS600chip is introduced,it can auto detect distance frontage an rear fraise,when reach critical security distance,alarming of sound an light are given,the system hardware position anf software project are showed,Experiment results prove validity and veracity. In order to enhance the safety of cars and reduce the possibility of a collision, the paper about a proactive antivehicle collision warning system. The system will be installed realtime control of the microcontroller and data processing functions, and millimeterwave radar ranging technology, sensor technology, could be detected in the vehicle running in front, the rear vehicle barriers and the distance and vehicle speed, through the significant number of Device shows that distance by distance voice circuits based on the situation issued a warning sound. Keywords:single chip puter。 alarming。第二屆“ Actel”杯中國大學(xué)生電子競賽的舉辦，為 這 一 問 題 的 解 決 提 供 了 契 機 ， 主 辦 方 提 供 的 Fusion StartKit FPGA 開發(fā)板上 AFS600 芯片獨特的資源設(shè)計和強大的執(zhí)行能力 ， 為 高速公路汽車防追尾系統(tǒng)模型 的研究與實現(xiàn)奠定了堅實的硬件基礎(chǔ)。 （二） 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 通過資料的收集和網(wǎng)上相關(guān)的查閱，得知汽車防追尾的話題在國內(nèi)外一直很受關(guān)注。 基于 Fusion StartKit FPGA 的高速公路汽車防追尾系統(tǒng)模型 的研究將對以后這類產(chǎn)品的研究提供一個更好的構(gòu)想。通過進一步改進可附加在成品汽車上，在整車設(shè)計中可把其作為一個標準的汽車電子配件。 基于單片機的汽車防追尾碰撞報警系統(tǒng)設(shè)計 2 （三） 設(shè)計思路 本系統(tǒng)模型采用兩輛智能小車進行汽車防追尾的設(shè)計與實現(xiàn) [3]。黑色路徑為智能小車的識別標志，模擬高速公路中的實際道路。設(shè)計的重點在路徑識別和智能避障上，首先要實現(xiàn)智能小車在指定的路線上行駛，之后實現(xiàn)智能小車的避障功能。黑色路徑識別是通過模擬光電傳感器來實現(xiàn)的，根據(jù)光敏電阻的阻值隨光強度變化而變化的原理，在檢測中取其一端電壓為輸出信號，當模擬光電傳感器在跑道上不同位置時，通過輸出信號電壓的變化來判斷和識別智能小車的位置；障礙物檢測是通過紅外避障傳感器來實現(xiàn)的，在 380cm 范圍內(nèi)可調(diào)，可根據(jù)不同的情況調(diào)整其檢測的距離。 系統(tǒng)開發(fā)了智能小車高性能的仿真平臺，對模擬光電傳感器的前瞻性能進行了深入研究。 為了使智能小車達到一定速度，模擬光電傳感器在安裝時，采用了一定的前瞻性。因此路徑識別模塊 將模擬光電 傳感器 置 于車身的前方 ，以利于更好地調(diào)整車輛的姿態(tài)。在行駛中，將兩車同時放在慢車道上，基于單片機的汽車防追尾碰撞報警系統(tǒng)設(shè)計 3 車 1 在前車 2 在后，因為車 1 的速度較快，所以在行駛過程中車 1 必然會追上車 2，這樣就模擬了高速公路上防追尾和超車的功能，有效的解決了在同一車道上，因為兩車速度的不同而發(fā)生的追尾事故。 硬件設(shè)計以 Fusion StartKit FPGA 開發(fā)板為 核心，結(jié)合自制的電源電路、數(shù)據(jù)采集電路、電機驅(qū)動電路、聲光指示電路和車距檢測電路共同實現(xiàn)要求的功能。利用紅外避障傳感器檢測前方路面的情況，當檢測到前方有障礙物時，小車將減速或駛向快速車道，在快速車道上能自動實現(xiàn)加速超車功能，并返回慢速車道。 智能小車車速與轉(zhuǎn)向功能是通過 PWM 調(diào)節(jié)來控制的，控制中心根據(jù)外界路況信息調(diào)節(jié) PWM 占空比，實現(xiàn)小車的智能控制。 第二部分對 系統(tǒng)中應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)做了分析，主要包括模數(shù)轉(zhuǎn)換技術(shù)、尋跡導(dǎo)航技術(shù)、紅外檢測技術(shù)和脈 寬調(diào)制技術(shù)。 第四部分介紹了系統(tǒng)硬件電路設(shè)計，對系統(tǒng)中各模塊的應(yīng)用電路做了較為詳細的分析。 二 系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)分析 （一） 模數(shù)轉(zhuǎn)換技術(shù) Fusion StartKit 是基于 Actel 公司的 Fusion 混合信號FPGA 而設(shè)計的開發(fā)平臺，核心芯片采用 Actel 公司 Fusion 系列 60 萬門的 AFS600，該系列是世界上首個混合信號 FPGA，將模擬的 AD、 RC 振蕩器、模擬 I/O、 RTC等融入到數(shù)字的 FPGA 中，為實現(xiàn)真正的 SOC 提供特有的解決方案 [1]。 Fusion模擬系統(tǒng)的核心是一個可編程的逐次逼近型（ SAR）模數(shù)轉(zhuǎn)換器 ADC。在 8位操作模式下， ADC單個通道的采 樣率最高可達 600ksps，多個通道同時使用時，則所有通道分時采樣，平分采樣速率。圖中顯示了模擬 Quad、模擬輸入多路選擇器 MUX 和 ADC 的系統(tǒng)框圖， ADC 提供多個自監(jiān)測的模式（例如：監(jiān)測內(nèi)核電壓、