汽車防撞系統(tǒng)畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　摘要</b></p><p>　　自20世紀(jì)60年代以來,汽車技術(shù)已經(jīng)步入了電子技術(shù)時(shí)代。品種繁多的傳感器、電子控制單元、微處理器、存儲(chǔ)器、I/O接口、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、顯示器和設(shè)計(jì)軟件等已廣泛應(yīng)用于汽車設(shè)計(jì)制造領(lǐng)域,實(shí)現(xiàn)了極為復(fù)雜的多元控制功能,從而極大地推進(jìn)了汽車技術(shù)性能的提升。在汽車使用安全方面,應(yīng)用最為廣泛的是汽車防抱死制動(dòng)系統(tǒng)(ABS)。它是汽車上的一種主動(dòng)安

2、全裝置,用于汽車制動(dòng)時(shí)防止車輪抱死拖滑,以及提高汽車制動(dòng)過程中的方向穩(wěn)定性、轉(zhuǎn)向控制能力和縮短制動(dòng)距離,充分發(fā)揮汽車的制動(dòng)效能。以電子防抱死制動(dòng)控制技術(shù)為代表的一大批新興技術(shù)的應(yīng)用,使汽車無論在使用和駕駛的安全性上,還是在日常的技術(shù)維護(hù)上,都得到了很大的改進(jìn)。隨著人們物質(zhì)生活水平的不斷提高,追求更加安全、更加舒適的駕乘已經(jīng)成為一種趨勢(shì)。因此,進(jìn)一步發(fā)展汽車電子技術(shù),尤其是應(yīng)用一些新興的傳感器技術(shù),以達(dá)到汽車性能的最優(yōu)化,最大程度地發(fā)揮汽

3、車駕、乘、載的功能。在整個(gè)道路交通事故中，汽車追尾事故約占70%以上，有些大的群死群傷惡性交通事故，開始都是由于追尾剮蹭引起的。所以，人們?cè)絹碓秸J(rèn)識(shí)到防止追尾事故的重要性。道路交通事故是現(xiàn)代社會(huì)的一大公害，與之相關(guān)的先進(jìn)安全技術(shù)研</p><p>　　關(guān)鍵字：汽車技術(shù) ；汽車防撞系統(tǒng) ；聲光報(bào)警 ；超聲波測(cè)距 ；智能化</p><p><b>　　Abstract</b&g

4、t;</p><p>　　Since the1960s,car technology has entered into electronic technology age. A wide variety of sensors, the electronic control unit, micro processor, memory and I/O interface, actuators, display and

5、 design software have been widely used in car design manufacturing field. It Realized the extremely complex multivariate control function, thus greatly promoted the performance of the car technology promotion. In the sec

6、urity of car using, at present, the most widely used system is Anti-lock Braking Syst</p><p>　　Key Words: Automobile Technology; Automobile Collision Avoidance Systems; Sound and Light alarms; Ultrasonic Ran

7、ging; Intelligence</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　第一章 緒論1</b></p><p>　　1.1設(shè)計(jì)目的和意義1</p><p><b>　　1.2設(shè)計(jì)內(nèi)容1</b></p><p>　

8、　第二章 系統(tǒng)設(shè)計(jì)2</p><p>　　2.1行車安全距離的概念2</p><p>　　2.2系統(tǒng)設(shè)計(jì)的總思想2</p><p>　　2.3 設(shè)計(jì)方框圖4</p><p>　　第三章 STC89C52單片機(jī)硬件電路設(shè)計(jì)6</p><p>　　3.1 單片機(jī)最小系統(tǒng)6</p><p>

9、;　　3.1.1 最小系統(tǒng)原理圖6</p><p>　　3.1.2晶振電路7</p><p>　　3.1.3 復(fù)位電路8</p><p>　　3.2 超聲波測(cè)速測(cè)距電路設(shè)計(jì)9</p><p>　　3.2.1 幾種測(cè)距的介紹9</p><p>　　3.2.2 超聲波發(fā)射電路11</p><

10、p>　　3.2.3超聲波接收13</p><p>　　3.3 聲光報(bào)警電路設(shè)計(jì)15</p><p>　　3.3.1 報(bào)警電路15</p><p>　　3.3.2 光提示電路16</p><p>　　3.4 1602LCD顯示電路設(shè)計(jì)16</p><p>　　3.4.1 字符型液晶顯示器的顯示原理16&

11、lt;/p><p>　　3.4.2 液晶1602LCD簡(jiǎn)介17</p><p>　　3.4.3 1602LCD工作原理18</p><p>　　3.5 DAC0808控制電路設(shè)計(jì)20</p><p>　　3.5.1控制電路的工作原理20</p><p>　　3.5.2 芯片DAC0808工作原理21</p&

12、gt;<p>　　3.6 穩(wěn)壓電源電路設(shè)計(jì)23</p><p>　　3.6.1 穩(wěn)壓電源的技術(shù)指標(biāo)23</p><p>　　3.6.2 器件的選擇25</p><p>　　3.6.3 穩(wěn)壓電源工作原理27</p><p>　　3.7 STC89C52的簡(jiǎn)介28</p><p>　　3.7.1 S

13、TC89C52單片機(jī)的特點(diǎn)28</p><p>　　3.7.2 STC89C52 單片機(jī)的結(jié)構(gòu)28</p><p>　　3.7.3 STC89C52的管腳功能說明30</p><p>　　第四章 STC89C52單片機(jī)的軟件部分33</p><p>　　4.1 總體流程圖33</p><p>　　4.2超聲波

14、控制及計(jì)算車距部分35</p><p>　　4.3 控制車速度部分35</p><p><b>　　第五章 結(jié)論37</b></p><p><b>　　5.1 總結(jié)37</b></p><p><b>　　5.2建議37</b></p><p&g

15、t;<b>　　致謝38</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)39</b></p><p><b>　　附錄40</b></p><p><b>　　1．程序清單40</b></p><p><b>　　2．總體電路48<

16、/b></p><p><b>　　第一章 緒論</b></p><p>　　1.1設(shè)計(jì)目的和意義</p><p>　　隨著現(xiàn)代社會(huì)公路建設(shè)的迅猛發(fā)展和汽車制造水平的不斷提高，汽車的行駛速度在不斷提高。在高速行駛狀態(tài)下，惡劣的天氣條件和來自駕駛員的不確定因素隨時(shí)都可能引發(fā)惡性交通事故。幾乎每一分鐘都有交通事故的發(fā)生，每一分鐘都有人員的傷亡

17、，每一分鐘都有財(cái)產(chǎn)的損失。交通事故已經(jīng)成為了現(xiàn)代社會(huì)生活的重要話題，時(shí)刻威脅著我們的生命財(cái)產(chǎn)安全。預(yù)防交通事故是我們每一個(gè)人的責(zé)任和義務(wù)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，以高速公路為例，追尾事故占交通事故總數(shù)的六成以上。</p><p>　　本系統(tǒng)的目的就是利用現(xiàn)代電子技術(shù)來實(shí)現(xiàn)汽車駕駛的安全化，同時(shí)又盡量不影響公路的通行效率。</p><p><b>　　1.2設(shè)計(jì)內(nèi)容</b></p

18、><p>　　本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)旨在提高汽車在運(yùn)行過程中遇到危險(xiǎn)情況時(shí)的自動(dòng)處理能力，它集汽車測(cè)速，車距測(cè)量，緊急情況報(bào)警與自動(dòng)處理等功能于一體，具有高度智能化、靈敏度高、反應(yīng)速度快，控制距離遠(yuǎn)的特點(diǎn)，特別適合當(dāng)今社會(huì)的需要。</p><p>　　本文在理論方面對(duì)引起超聲測(cè)距誤差的原因進(jìn)行了深入分析，同時(shí)對(duì)超聲測(cè)距實(shí)際方案也做了研究，在此基礎(chǔ)上，開發(fā)出以STC89C52單片機(jī)為核心，采用4OKHZ壓

19、電超聲傳感器的超聲測(cè)距儀。具有電路簡(jiǎn)單，集成度高，體積小，功耗低、測(cè)量精度及靈敏度高、測(cè)量距離廣、價(jià)格低廉、開發(fā)周期短、調(diào)試方便等優(yōu)點(diǎn)，適合非接觸測(cè)距的廣泛應(yīng)用。具體功能表現(xiàn)為，當(dāng)汽車進(jìn)入非安全距離時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)做出相應(yīng)的減速處理并提示駕駛員要小心，而當(dāng)車再次進(jìn)入緊急危險(xiǎn)區(qū)時(shí)，系統(tǒng)則會(huì)自動(dòng)報(bào)警并緊急剎車以免發(fā)生事故。通過設(shè)置合適的參數(shù)值，此系統(tǒng)可以在保證安全的情況下，盡可能的保持道路較高的通行效率，服務(wù)于人們的日常生活。</p&g

20、t;<p><b>　　第二章 系統(tǒng)設(shè)計(jì)</b></p><p>　　2.1行車安全距離的概念</p><p>　　在高速公路上行車的理想交通條件是在同一車道上，同向行駛的車輛，均是單一的小客車，以相同的速度、連續(xù)不斷的行駛，各車輛之間保持著一定的車頭間距，構(gòu)成了一種穩(wěn)定的交通流。如果跟隨車輛的車頭間距過小，則容易發(fā)生汽車追尾碰撞事故;如果車頭間距過大，

21、又會(huì)影響道路的通行能力。所謂行車安全距離就是指在同一車道上，同向行駛前后兩車間的距離(后車車頭與前車車尾之間的距離)，保持既不發(fā)生汽車追尾事故，又不降低通行能力的適當(dāng)距離。</p><p>　　2.2系統(tǒng)設(shè)計(jì)的總思想</p><p>　　我們?cè)O(shè)計(jì)的這套系統(tǒng)正是利用電子電路的快速、高靈敏性直接控制汽車以盡量排除人為的反應(yīng)速度及應(yīng)急處理慢等一些不確定因素給行車駕駛帶來的安全隱患。本系統(tǒng)利用現(xiàn)在

22、廣泛應(yīng)用的具有測(cè)量范圍廣、距離大等特點(diǎn)的超聲波收發(fā)裝置來實(shí)現(xiàn)距離的測(cè)量，這特別有助于處理交通比較繁忙的情況。</p><p>　　運(yùn)動(dòng)模型如圖2-1所示：</p><p><b>　　圖2-1運(yùn)動(dòng)模型</b></p><p><b>　　1）超聲波的產(chǎn)生</b></p><p>　　本設(shè)計(jì)由555定

23、時(shí)器組成多諧振蕩器，產(chǎn)生40KHZ頻率的方波，由3腳輸出，單片機(jī)控制脈沖的發(fā)生，當(dāng)P2.3輸出低電平時(shí)，Q1截止則超聲波發(fā)射；當(dāng)P2.3輸出高電平時(shí)，Q2導(dǎo)通超聲波不發(fā)射。</p><p><b>　　2）超聲波測(cè)距測(cè)速</b></p><p><b>　　第一次超聲波發(fā)射：</b></p><p><b>　　

24、第二次超聲波發(fā)射：</b></p><p>　　設(shè)第一次發(fā)射與第二次發(fā)射的時(shí)間間隔為ta=1s，則</p><p>　　（S1-S2）/ta=V相對(duì) (2-1)</p><p><b>　　3）控制與報(bào)警</b></p><p>　?。?）當(dāng)S1-S2<

25、;0時(shí)，絕對(duì)安全，指示燈綠燈亮</p><p>　?。?）當(dāng)S1-S2>0時(shí)，引入安全系數(shù)這個(gè)參數(shù)，令安全系數(shù)為W=S2/V相對(duì)，通過汽車行駛時(shí)安全距離與安全速度的查詢，得到如下參考數(shù)據(jù)如表2-1所示：</p><p><b>　　表2-1參考數(shù)據(jù)</b></p><p>　　高速路上安全系數(shù)為：W1=S/V=150m/120km/h=4

26、.5</p><p>　　普通路上安全系數(shù)為：W2=S/V=20m/30km/h≈1.7</p><p><b>　　則</b></p><p>　　當(dāng)W>4.5時(shí)，無危險(xiǎn)，綠燈亮</p><p>　　當(dāng)1.5<W<4.5時(shí)，危險(xiǎn)提示，黃燈亮</p><p>　　當(dāng)W<1.

27、5時(shí)，緊急剎車，紅燈亮</p><p><b>　　4）軟件功能</b></p><p>　　C語言編寫程序，實(shí)現(xiàn)超聲波控制、車距的計(jì)算以及車速的控制等功能，例如當(dāng)計(jì)算的安全系數(shù)在相應(yīng)的范圍內(nèi)，通過程序分析由單片機(jī)輸出相應(yīng)的數(shù)字信號(hào)，再由DAC0808數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)，經(jīng)過放大達(dá)到相應(yīng)的壓值來控制車是減速還是剎車。</p><p

28、><b>　　2.3 設(shè)計(jì)方框圖</b></p><p>　　模擬系統(tǒng)控制核心由兩塊單片機(jī)組成，其中一塊用于不斷采樣從超聲波模塊所獲取的周邊交通狀況的信息并迅速計(jì)算距離以得出自己所處的狀態(tài)，同時(shí)顯示距離和速度及發(fā)出提示報(bào)警信息；另一塊單片機(jī)則通過串口通信獲取上一個(gè)系統(tǒng)的所計(jì)算出的狀態(tài)來控制發(fā)動(dòng)機(jī)的速度從而達(dá)到控制車速、有效地防止汽車追尾的目的。</p><p>

29、<b>　　系統(tǒng)一</b></p><p>　　圖2-2 信息采樣系統(tǒng)</p><p><b>　　系統(tǒng)二</b></p><p>　　圖2-3車速控制系統(tǒng)</p><p>　　第三章 STC89C52單片機(jī)硬件電路設(shè)計(jì)</p><p>　　3.1 單片機(jī)最小系統(tǒng)</p

30、><p>　　3.1.1 最小系統(tǒng)原理圖</p><p>　　單片機(jī)基本工作電路（最小系統(tǒng)）包括四個(gè)部分：電源，時(shí)鐘脈沖，復(fù)位電路，存儲(chǔ)器設(shè)置電路。根據(jù)上面介紹的芯片引腳功能，可以畫出單片機(jī)最小系統(tǒng)電路原理圖，如圖3-1所示：</p><p>　　先接電源，STC89C52系列單片機(jī)采用單一+5V（VCC）電源供電。再接時(shí)鐘脈沖，由于STC89C52內(nèi)部已具備振蕩電路，

31、只要18，19引腳連接簡(jiǎn)單的石英振蕩晶體即可，此設(shè)計(jì)選用的工作頻率為12M，相當(dāng)于一個(gè)機(jī)器周期為1us。此處也可以使用外部時(shí)鐘脈沖產(chǎn)生電路，此時(shí)18腳懸空，19腳接時(shí)鐘脈沖產(chǎn)生電路。復(fù)位電路有兩種方法，一是上電復(fù)位，而是手動(dòng)復(fù)位，此處采用手動(dòng)復(fù)位，如圖，按鍵S1，電容C19，電阻R2組成復(fù)位電路，其中C19為0.1uf,R2為100K，時(shí)間常數(shù)大于2us,足以使系統(tǒng)復(fù)位。存儲(chǔ)器設(shè)置電路，此處將31腳接到了高電平，說明CPU訪問內(nèi)部存儲(chǔ)器

32、，只有當(dāng)訪問地址大于單片機(jī)內(nèi)部有效存儲(chǔ)空間時(shí)則訪問外部擴(kuò)展的存儲(chǔ)器。</p><p>　　由圖中可以看到，除了單片機(jī)最小系統(tǒng)的四個(gè)組成部分以外，發(fā)光二極管D1作為電源VCC的指示燈，R1起限流作用，C18電源濾波作用。在P0口外部接了R3-R10的上拉電阻，因?yàn)樵赑0內(nèi)部無上拉電阻，執(zhí)行輸出功能時(shí)必須接上拉電阻（10K即可），而系統(tǒng)又外接了程序存儲(chǔ)器，P0口作為地址總線（A0-A7）及數(shù)據(jù)總線（D0-D7）的復(fù)用

33、引腳，此時(shí)可以不用接上拉電阻，總的來說，接了上拉電阻對(duì)輸入輸出功能沒有影響。</p><p>　　圖3-1單片機(jī)最小系統(tǒng)</p><p><b>　　3.1.2晶振電路</b></p><p>　　STC89C52中有一個(gè)用于構(gòu)成內(nèi)部振蕩器的高增益反相放大器，引腳XTAL1和XTAL2分別是該放大器的輸入端和輸出端。這個(gè)放大器與作為回饋組件的片

34、外石英晶體或陶瓷諧振器一起構(gòu)成自激振蕩器。</p><p>　　外接石英晶體（或陶瓷諧振器）及電容C1、C2接在放大器的反饋回路中構(gòu)成并聯(lián)振蕩電路。對(duì)外接電容C1、C2雖然沒有十分嚴(yán)格的要求，但是電容容量的大小會(huì)輕微影響振蕩頻率的高低、振蕩器工作的穩(wěn)定性、起振的難易程度及溫度穩(wěn)定性，如果使用石英晶體，推薦電容使用30pF±10pF，而如果使用陶瓷諧振器建議選用40pF±10pF。</p&

35、gt;<p>　　使用外部振蕩器時(shí)，外部振蕩信號(hào)應(yīng)直接加到XTAL1，而XTAL2懸空。內(nèi)部方式時(shí)，時(shí)鐘發(fā)生器對(duì)振蕩脈沖二分頻，如晶振為12MHz，時(shí)鐘頻率就為6MHz。晶振的頻率可以在1MHz-24MHz內(nèi)選擇。本系統(tǒng)采用內(nèi)部方式，晶振選用12MHz，電容取30PF。</p><p>　　制作PCB或?qū)嵨飼r(shí)，要考慮晶振與單片機(jī)引腳的距離，由于高頻容易受到干擾，所以該距離越近，頻率越穩(wěn)定。</

36、p><p><b>　　圖3-2晶振電路</b></p><p>　　3.1.3 復(fù)位電路</p><p>　　STC89C52的復(fù)位引腳（rest）是第9腳，當(dāng)此引腳連接高電平超過2個(gè)機(jī)器周期（1個(gè)機(jī)器周期包含12個(gè)時(shí)鐘脈沖，）即可產(chǎn)生復(fù)位的動(dòng)作。本系統(tǒng)采用12MHZ，2個(gè)機(jī)器周期為2µS。因此，在第9腳上連接一個(gè)可讓該引腳上產(chǎn)生一個(gè)2

37、µS以上的高電平脈沖，即可產(chǎn)生復(fù)位動(dòng)作。</p><p>　　如圖3-1所示；電源接上電瞬間，電容器C上沒有電荷，相當(dāng)于短路，所以第9腳直接連在VCC，即單片機(jī)執(zhí)行復(fù)位動(dòng)作。隨著時(shí)間的增加，電容器上的電壓逐漸增加，而第9腳上的電壓逐漸下降，當(dāng)?shù)?腳上的電壓降至低電平時(shí)，單片機(jī)恢復(fù)正常狀態(tài)。在此使用100K歐電阻、10µF電容，其時(shí)間常數(shù)遠(yuǎn)大于2µS，足以使系統(tǒng)復(fù)位。</p>

38、;<p>　　在電容兩端并聯(lián)一按鈕開關(guān)，進(jìn)行強(qiáng)制復(fù)位（手動(dòng)復(fù)位），按鈕按下時(shí)，第9腳直接接高電平，人的反應(yīng)時(shí)間遠(yuǎn)大于2µS，足以使系統(tǒng)強(qiáng)制復(fù)位。</p><p>　　圖3-3手動(dòng)復(fù)位電路</p><p>　　3.2 超聲波測(cè)速測(cè)距電路設(shè)計(jì)</p><p>　　3.2.1 幾種測(cè)距的介紹</p><p>　　汽車避撞技術(shù)

39、首先解決的問題是汽車之間的安全距離。汽車與汽車之間超過了這個(gè)安全距離，就應(yīng)該能自動(dòng)報(bào)警，并采取制動(dòng)措施。目前測(cè)定汽車之間安全距離的方法有以下幾種，下面分別就其各自測(cè)距的原理和優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了介紹。</p><p><b>　　1、超聲波測(cè)距</b></p><p>　　超聲波一般指頻率在20KH及以上的機(jī)械波，具有穿透性較強(qiáng)、衰減小、反射能力強(qiáng)等特點(diǎn)，超聲波測(cè)距儀器一般由

40、發(fā)射器、接收器和信號(hào)處理裝置三部分組成。工作時(shí)，超聲波發(fā)射器不斷發(fā)出一系列連續(xù)的脈沖，并給測(cè)量邏輯電路提供一個(gè)短脈沖。超聲波接收器則在接收到遇障礙物反射回來的反射波后，也向測(cè)量邏輯電路提供一個(gè)短脈沖。最后由信號(hào)處理裝置對(duì)接收的信號(hào)依據(jù)時(shí)間差進(jìn)行處理，自動(dòng)計(jì)算出車與障礙物之間的距離。超聲波測(cè)距原理簡(jiǎn)單，成本低、制作方便，但其在高速行駛的汽車上的應(yīng)用有一定局限性，這是因?yàn)槌暡ǖ膫鬏斔俣仁芴鞖庥绊戄^大，不同的天氣條件下傳播速度不一樣;另一方

41、面是對(duì)于遠(yuǎn)距離的障礙物，由于反射波過于微弱，使得靈敏度下降。故超聲波測(cè)距常用于在短距離測(cè)距，最佳距離為4~5米，一般應(yīng)用在汽車倒車防撞系統(tǒng)上。</p><p><b>　　2、激光測(cè)距</b></p><p>　　激光測(cè)距裝置是一種光子雷達(dá)系統(tǒng)，它具有測(cè)量時(shí)間短、量程大、精度高等優(yōu)點(diǎn)，在許多領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。目前在汽車上應(yīng)用較廣的激光測(cè)距系統(tǒng)可分為非成像式激光雷達(dá)和

42、成像式激光雷達(dá)。非成像式激光雷達(dá)根據(jù)激光束傳播時(shí)間確定距離。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(hào)處理裝置內(nèi)的光電二極管，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。利用掃描鏡系統(tǒng)中的位置探測(cè)器測(cè)定反射鏡的角度即可測(cè)出目標(biāo)的方位。成像式激光雷達(dá)又

43、可分為掃描成像激光雷達(dá)和非掃描成像激光雷達(dá)。掃描成像激光雷達(dá)把激光雷達(dá)同二維光學(xué)掃描鏡結(jié)合起來，利用掃描器控制激光的射出方向，通過對(duì)整個(gè)視場(chǎng)進(jìn)行逐點(diǎn)掃描測(cè)量，即可獲得視場(chǎng)內(nèi)目標(biāo)的三維信息。非掃描成像式激光雷達(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(cè)區(qū)域。由于非掃描成像激光雷達(dá)測(cè)點(diǎn)數(shù)目大大減少，從而提高了系統(tǒng)三維成像速度。在汽車測(cè)距系統(tǒng)中，非成像式激光雷達(dá)更具有實(shí)用</p><p&

44、gt;　　3、CCO攝像系統(tǒng)測(cè)距</p><p>　　攝像機(jī)是一種用來模擬人眼的光電探測(cè)器。它具有尺寸小、質(zhì)量輕、功耗小、噪聲低、動(dòng)態(tài)范圍大、光計(jì)量準(zhǔn)確等優(yōu)良特性，在汽車行業(yè)也得到了廣泛的應(yīng)用。利用面陣CCD，可獲得被測(cè)視野的二維圖像，但無法確定與被測(cè)物體之間的距離。只使用一個(gè)CCD攝像機(jī)的系統(tǒng)稱為單目攝像系統(tǒng)，在汽車上常用于倒車后視系統(tǒng)，輔助駕駛員獲得后視死角信息，以避免倒車撞物。為獲得目標(biāo)三維信息，模擬人的雙

45、目視覺原理，利用間隔固定的兩臺(tái)攝像機(jī)同時(shí)對(duì)同一景物成像，通過對(duì)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)。雙目攝像系統(tǒng)模仿人體視覺原理，測(cè)量精度高。但目前價(jià)格較高，同時(shí)由于受軟件和硬件的制約，成像速度較慢。隨著計(jì)算機(jī)軟硬件性能的提高，最終將得到廣泛應(yīng)用。</p><p><b>　　4、紅外線測(cè)距</b></p><p>

46、　　紅外線的波長比可見光線長，是肉眼看不見的光，有顯著的熱效應(yīng)和較強(qiáng)的穿透云霧的能力。同時(shí)，任何物體在任何時(shí)候都會(huì)發(fā)出紅外線。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(hào)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。由于紅外線人類肉眼感知不到，具有極強(qiáng)的隱蔽性，夜間同樣不妨礙測(cè)距儀的工作，故該種測(cè)距儀廣泛應(yīng)用在軍用汽車上。</p><p><b>　　5、雷達(dá)測(cè)距&

47、lt;/b></p><p>　　雷達(dá)的名稱來自“無線電探測(cè)和測(cè)距”(Radio Detection And Ranging)，顧名思義，它向目標(biāo)發(fā)射一定的無線電波，通過其反射回來的電波信號(hào)檢測(cè)目標(biāo)，并利用收發(fā)信號(hào)的時(shí)延測(cè)量目標(biāo)的距離。雷達(dá)誕生于上世紀(jì)三十年代的第二次世界大戰(zhàn)期間，當(dāng)時(shí)由于軍事上的迫切要求，雷達(dá)獲得了廣泛的應(yīng)用和發(fā)展。之后，隨著科技的發(fā)展，雷達(dá)技術(shù)日臻完善，現(xiàn)代雷達(dá)不僅能完成對(duì)目標(biāo)的探測(cè)和測(cè)

48、距，還能完成測(cè)角、測(cè)速、跟蹤和成像等功能。雖然雷達(dá)技術(shù)主要用于軍事方面，但其在民用領(lǐng)域也發(fā)揮著越來越大的作用。雷達(dá)在民用服務(wù)的主要應(yīng)用包括有氣象雷達(dá)，探地雷達(dá)和應(yīng)用于機(jī)場(chǎng)、港口、和公路的交通管制雷達(dá)。從上世紀(jì)七十年代起，人們開始將雷達(dá)技術(shù)用于汽車自動(dòng)防撞器中，稱之為“汽車防撞預(yù)警雷達(dá)”簡(jiǎn)稱“汽車防撞雷達(dá)”。由于雷達(dá)能在雨、雪、霧等惡劣天氣環(huán)境下工作，作用距離較遠(yuǎn)，比上述幾種技術(shù)具有優(yōu)越性，汽車防撞雷達(dá)逐漸成為汽車自動(dòng)防撞器的主流技術(shù)。&

49、lt;/p><p>　　3.2.2 超聲波發(fā)射電路</p><p>　　1、超聲波發(fā)射電路的工作原理，如圖3-4所示：</p><p>　　圖3-4 超聲波發(fā)射電路</p><p>　　40kHZ超聲波發(fā)射電路，由LM555時(shí)基電路及外圍元件構(gòu)成40kHZ多諧振蕩器電路，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的阻值，可以改變振蕩頻率。由LM555第3腳輸出端驅(qū)動(dòng)超聲波換

50、能器T40-16，使之發(fā)射出超聲波信號(hào)。電路簡(jiǎn)單易制。發(fā)射超聲波信號(hào)大于8m。</p><p>　　2、555多諧振蕩電路工作原理</p><p>　　由555定時(shí)器和外接元件R1、R2、C構(gòu)成多諧振蕩器，腳2與腳6直接相連。電路沒有穩(wěn)態(tài)，僅存在兩個(gè)暫穩(wěn)態(tài)，電路亦不需要外接觸發(fā)信號(hào)，利用電源通過R1、R2向C充電，以及C通過R2向放電端Dc放電，使電路產(chǎn)生振蕩。電容C在2/3Vcc和1/3

51、Vcc之間充電和放電，從而在輸出端得到一系列的矩形波，對(duì)應(yīng)的波形如圖所示。</p><p>　　圖3-5 555構(gòu)成多諧振蕩器 圖3-6 多諧振蕩器的波形圖</p><p>　　輸出信號(hào)的時(shí)間參數(shù)是：</p><p>　　=（R1+R2）Cln(VCC-VT+)/ (VCC-VT-) </p><

52、p>　　=（R1+R2）Cln2 (3-1)</p><p>　　= R2Cln(0- VT+)/(0- VT-) </p><p>　　= R2 Cln2 (3-2)</p><p>　　T=

53、( R1+2R2) Cln2 (3-3)</p><p>　　f=1/T=1/( R1+2R2) Cln2 (3-4)</p><p>　　其中，為VC由1/3Vcc上升到2/3Vcc所需的時(shí)間，為電容C放電所需的時(shí)間。555電路要求R1與R2均應(yīng)不小于1KΩ，但兩者之和應(yīng)不大于3.3MΩ。外

54、部元件的穩(wěn)定性決定了多諧振蕩器的穩(wěn)定性，555定時(shí)器配以少量的元件即可獲得較高精度的振蕩頻率和具有較強(qiáng)的功率輸出能力。因此，這種形式的多諧振蕩器應(yīng)用很廣。</p><p>　　工作過程可分為以下四個(gè)階段:(1)暫穩(wěn)態(tài)I(0~tl)電容C充電,充電回路為VDD→R1→R2→C→地,充電時(shí)間常數(shù)為τ1=(R1+R2)C,電容C上的電壓Uc隨時(shí)間t按指數(shù)規(guī)律上升,此階段內(nèi)輸出電壓U0穩(wěn)定在高電平. (2)自動(dòng)翻轉(zhuǎn)I

55、(t=tl)當(dāng)電容上的電壓Uc上升到了VDD時(shí),由于555定時(shí)器內(nèi)S=0,R=1,使觸發(fā)器狀態(tài)Q由1變?yōu)?,由0變成1,輸出電壓U0由高電平跳變?yōu)榈碗娖?電容C中止充電.(3)暫穩(wěn)態(tài)Ⅱ(t1~t2)由于此刻==1,因此放電管V飽和導(dǎo)通,電容C放電,放電回路為C→R2→放電管V→地,放電時(shí)間常數(shù)τ2=R2C(忽略V管的飽和電阻),電容電壓Uc按指數(shù)規(guī)律下降,同時(shí)使輸出維持在低電平上。(4)自動(dòng)翻轉(zhuǎn)Ⅱ(t=t2)當(dāng)電容上的電壓Uc下降到

56、了VDD時(shí),由于555定時(shí)器內(nèi)S=1,R=0,使觸發(fā)器狀態(tài)Q由0變?yōu)?,由1變成0,輸出電壓U0由低電平跳變到高電平,電容C中止放電.由于=0,放電管截止,電容C又開始充電,進(jìn)入暫穩(wěn)態(tài)I.以后,電路重復(fù)上述過程,電路沒有穩(wěn)態(tài),只有兩個(gè)暫穩(wěn)態(tài),它們交替變化,輸出連續(xù)的矩形波脈沖信號(hào)。</p><p>　　3.2.3超聲波接收</p><p>　　1、超聲波接收電路的工作原理，如圖3-7所

57、示：</p><p>　　圖3-7 超聲波接收電路</p><p>　　上述超聲波發(fā)射換能器發(fā)射的超聲波在空氣中傳播，遇到障礙物就會(huì)返回，超聲波接收部分是為了將反射波(回波)順利接收到超聲波接收換能器進(jìn)行轉(zhuǎn)換變成電信號(hào)，并對(duì)此電信號(hào)進(jìn)行放大、濾波、整形等處理后，本設(shè)計(jì)采用索尼公司生產(chǎn)的集成芯片CX20105，得到一個(gè)負(fù)脈沖送給單片機(jī)的P3.2(INT0)引腳，以產(chǎn)生一個(gè)中斷。接收部分的電路

58、如圖3-7所示?？梢钥吹?，集成芯片CX20105在接收部分電路中起了很大的作用。CX20105是一款應(yīng)用廣泛的紅外線檢波接收的專用芯片，其具有功能強(qiáng)、性能優(yōu)越、外圍接口簡(jiǎn)單、成本低等優(yōu)點(diǎn)，由于紅外遙控常用的載波頻率38kHz與測(cè)距的超聲波頻率40kHz比較接近，而且CX20105內(nèi)部設(shè)置的濾波器中心頻率F0可由其5腳外接電阻調(diào)節(jié)，阻值越大中心頻率越低，范圍為30～60kHz。本次設(shè)計(jì)用它來做接收電路。</p><p&

59、gt;　　CX20105內(nèi)部由前置放大器、限幅放大器、帶通濾波器、檢波器、積分器及整形電路構(gòu)成。工作過程如下：接收的回波信號(hào)先經(jīng)過前置放大器和限幅放大器，將信號(hào)調(diào)整到合適幅值的矩形脈沖，由濾波器進(jìn)行頻率選擇，濾除干擾信號(hào)，再經(jīng)整形，送給輸出端7腳。當(dāng)接收到與CX20105濾波器中心頻率相符的回波信號(hào)時(shí)，其輸出端7腳就輸出低電平，而輸出端7腳直接接到STC89C52的INT0引腳上，以觸發(fā)中斷。本設(shè)計(jì)使用的CX20105A集成電路對(duì)接收探

60、頭受到的信號(hào)進(jìn)行放大、濾波，其總放大增益80db。</p><p><b>　　2、集成電路</b></p><p><b>　　(1)特性</b></p><p>　　CX20105是雙極型集成電路，用于對(duì)亮度信號(hào)進(jìn)行黑電平擴(kuò)展，直流傳送率效正等處理。他檢測(cè)信號(hào)的最黑電平，自動(dòng)控制黑電平，自動(dòng)控制黑電平的增益，使得最黑電

61、平向消隱電平擴(kuò)展。</p><p>　　輸入亮度信號(hào)約1Vp-p，其中白-黑間電平約0.7Vp-p。經(jīng)過鉗位的亮度信號(hào)在其一半處，即在距黑電平0.35V處被切割，以獲得黑峰值信號(hào)。該黑峰值信號(hào)經(jīng)增益可控放大器放大，然后疊加到亮度信號(hào)上，從而使亮度信號(hào)的黑電平得到擴(kuò)展。</p><p>　　輸入亮度信號(hào)約1Vp-p，其中白-黑間電平約0.7Vp-po 經(jīng)過鉗位的亮度信號(hào)在其一半處，即在距黑電

62、平0.35V處被切割，以獲得黑峰值信號(hào)。該黑峰值信號(hào)經(jīng)增益可控放大器放大，然后疊加到原亮度信號(hào)上，從而使亮度信號(hào)的黑電平得到控制。</p><p>　　經(jīng)黑電平擴(kuò)展得亮度信號(hào)送到去消隱電路，由2腳輸入得行逆程脈沖也送到去消隱電路，在2腳行逆程脈沖作用下，去消隱電路將亮度信號(hào)的消隱黑電平去除。余下的純圖像內(nèi)容送到黑峰值保持電路，以得到亮度信號(hào)的最黑電平。亮度信號(hào)的最黑電平的擴(kuò)展程度。</p><

63、p>　　APL（平均圖像電平）檢測(cè)電路對(duì)黑電平擴(kuò)展的亮度信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)，并控制直流傳送率校正電路，使其輸出與圖像電平成正比的直流恢復(fù)校正脈沖，疊加在亮度信號(hào)的消隱電平上輸出。</p><p>　　引腳功能如表3-1所示</p><p>　　表3-1 CX20105引腳功能</p><p>　　3.3 聲光報(bào)警電路設(shè)計(jì)</p><p>

64、　　3.3.1 報(bào)警電路</p><p><b>　　1、工作原理</b></p><p>　　使用最簡(jiǎn)單的蜂鳴器來作為提示音部分，通過改變端口高電平來進(jìn)行發(fā)聲，對(duì)延時(shí)進(jìn)行修改來調(diào)試發(fā)聲頻率，從而修改發(fā)出的聲音的好壞。由于P3.7輸出電流微弱（最大20mA），所以直接連接不能驅(qū)動(dòng)蜂鳴器，電路使用9013三極管，當(dāng)P3.7為高電平時(shí)，三極管導(dǎo)通，蜂鳴器兩端電壓約為5V，

65、當(dāng)P3.7為低電平時(shí)，三極管關(guān)閉，蜂鳴器兩端電壓為0V，蜂鳴器根據(jù)輸入頻率發(fā)出聲音。</p><p>　　三極管作為開關(guān)，受P3.7控制，蜂鳴器電源來自三極管的C極，解決了單片機(jī)電流不足的問題。</p><p><b>　　2、電路原理圖</b></p><p>　　圖3-8 蜂鳴報(bào)警電路</p><p>　　3.3.2

66、 光提示電路</p><p>　　圖3-9 光提示電路圖</p><p>　　3.4 1602LCD顯示電路設(shè)計(jì)</p><p>　　3.4.1 字符型液晶顯示器的顯示原理</p><p>　　用LCD顯示一個(gè)字符時(shí)比較復(fù)雜，因?yàn)橐粋€(gè)字符由6x8或8x8點(diǎn)陣組成，既要找到和顯示屏幕上某幾個(gè)位置對(duì)應(yīng)的顯示RAM區(qū)的8個(gè)字節(jié)，還要使每字節(jié)的不同位

67、為“1”，其它的為“0”，為“1”的點(diǎn)亮，為“0”的不亮。這樣一來就組成某個(gè)字符。但對(duì)于內(nèi)帶字符發(fā)生器的控制器來說，顯示字符就比較簡(jiǎn)單了，可以讓控制器工作在文本方式，根據(jù)在LCD上開始顯示的行列號(hào)及每行的列數(shù)找出顯示RAM對(duì)應(yīng)的地址，設(shè)立游標(biāo)，在此送上該字符對(duì)應(yīng)的代碼即可。</p><p>　　3.4.2 液晶1602LCD簡(jiǎn)介</p><p>　　主要技術(shù)參數(shù)如表3-2所示：</p

68、><p>　　表3-2 1602技術(shù)參數(shù)</p><p>　　2、1602各個(gè)接口說明如表3-3所示：</p><p>　　表3.-3 1602接口說明</p><p>　　外形尺寸如圖3-10所示：</p><p>　　圖3-10 LCD1602外形尺寸圖</p><p><b&

69、gt;　　控制器接口時(shí)序說明</b></p><p><b>　?。?）讀操作時(shí)序：</b></p><p>　　圖3-11 1602讀操作時(shí)序圖</p><p><b>　?。?）寫操作時(shí)序：</b></p><p>　　圖3-12 1602寫操作時(shí)序圖</p>

70、<p>　　3.4.3 1602LCD工作原理</p><p>　　采用1602LCD模塊組成顯示電路。LCD為液晶顯示面板，由于LCD的控制需要專用的驅(qū)動(dòng)電路，且LCD面板的接線需要特殊技巧，加上LCD面板結(jié)構(gòu)比較脆弱，通常不會(huì)單獨(dú)使用。而是將LCD面板、驅(qū)動(dòng)電路與控制電路組合而成一個(gè)LCD模塊。</p><p>　　按1602LCD模塊引腳的定義，接線如圖3-13所示：<

71、;/p><p>　　VSS接電源地，VDD接電源，0~D7接單片機(jī)I/O口，作為顯示數(shù)據(jù)的輸入；BLA、BLK作為背光電源接口，接入相應(yīng)的電源端口。</p><p>　　RS、R/W、E接單片機(jī)I/O口，當(dāng)RS=0，總線將連接到LCM內(nèi)部寄存器的指令寄存器IR；S=1時(shí)，總線將連接到LCM內(nèi)部寄存器的數(shù)據(jù)寄存器DR。當(dāng)R/W=0時(shí)總線將由微處理器輸入到LCM內(nèi)部，以進(jìn)行數(shù)據(jù)/指令寫入LCM；當(dāng)

72、R/W=1時(shí)，總線將由LCM內(nèi)部讀數(shù)據(jù)。E為LCM的使能端，此為負(fù)邊沿觸發(fā)方式引腳。</p><p>　　V0接上10K電阻，作為屏幕亮度的調(diào)節(jié)，該引腳電壓越低，屏幕越亮。</p><p>　　由于單片機(jī)拉電流最大只有20mA，所以在D0~D7輸入電路上，連接10K的上拉電阻。單片機(jī)引腳灌電流大于拉電流，單片機(jī)引腳做灌電流使用。</p><p>　　當(dāng)單片機(jī)引腳為高

73、電平時(shí)，對(duì)應(yīng)的1602引腳也是高電平，電流為單片機(jī)電流和上拉電阻電流的和。當(dāng)單片機(jī)引腳為低電平時(shí)，上拉電阻相當(dāng)于接地，電流經(jīng)上拉電阻留到單片機(jī)里，所以對(duì)應(yīng)引腳為低電平。</p><p>　　圖3-13 顯示電路</p><p>　　3.5 DAC0808控制電路設(shè)計(jì)</p><p>　　3.5.1控制電路的工作原理</p><p>　　1

74、、DAC0808控制電路原理圖</p><p>　　圖3-14 控制電路</p><p>　　2、DAC0808控制電路的工作原理</p><p>　　通過汽車的速度以及與障礙物之間的距離所得的安全系數(shù)比較，由單片機(jī)輸出高低電平經(jīng)過DAC0808的A1~A8輸入，4腳輸出的模擬信號(hào)再由運(yùn)算放大器放大，當(dāng)剎車系數(shù)越大制動(dòng)的強(qiáng)度就越大，從而達(dá)到剎車的目的，即避免了汽

75、車追尾事故的發(fā)生。</p><p>　　所相應(yīng)的數(shù)據(jù)如下表所示：</p><p><b>　　表3-4數(shù)模轉(zhuǎn)換</b></p><p>　　3.5.2 芯片DAC0808工作原理</p><p>　?。?）DAC0808的工作方式：</p><p>　　根據(jù)對(duì)DAC0808的數(shù)據(jù)鎖存器和DAC寄存

76、器的不同的控制方式，DAC0808有三種工作方式：直通方式、單緩沖方式和雙緩沖方式。</p><p>　?。?）DAC0808芯片：</p><p>　　DAC0808是8分辨率的D/A轉(zhuǎn)換集成芯片。與微處理器完全兼容。這個(gè)DA芯片以其價(jià)格低廉、接口簡(jiǎn)單、轉(zhuǎn)換控制容易等優(yōu)點(diǎn)，在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中得到廣泛的應(yīng)用。D/A轉(zhuǎn)換器由8位輸入鎖存器、8位DAC寄存器、8位D/A轉(zhuǎn)換電路及轉(zhuǎn)換控制電路構(gòu)

77、成。</p><p>　　DAC0808的主要特性參數(shù)如下：分辨率為8位；電流穩(wěn)定時(shí)間1us；可單緩沖、雙緩沖或直接數(shù)字輸入；只需在滿量程下調(diào)整其線性度；單一電源供電（+5V～+15V）；低功耗，0.2W。DAC0808結(jié)構(gòu)：  </p><p>　　圖3-15 DAC0808結(jié)構(gòu)</p><p>　　D0～D7：8位數(shù)據(jù)輸入線

78、，TTL電平，有效時(shí)間應(yīng)大于90ns(否則鎖存器的數(shù)據(jù)會(huì)出錯(cuò))；ILE：數(shù)據(jù)鎖存允許控制信號(hào)輸入線，高電平有效；CS：片選信號(hào)輸入線（選通數(shù)據(jù)鎖存器），低電平有效；WR1：數(shù)據(jù)鎖存器寫選通輸入線，負(fù)脈沖（脈寬應(yīng)大于500ns）有效。由ILE、CS、WR1的邏輯組合產(chǎn)生LE1，當(dāng)LE1為高電平時(shí)，數(shù)據(jù)鎖存器狀態(tài)隨輸入數(shù)據(jù)線變換，LE1的負(fù)跳變時(shí)將輸入數(shù)據(jù)鎖存；XFER：數(shù)據(jù)傳輸控制信號(hào)輸入線，低電平有效，負(fù)脈沖（脈寬應(yīng)大于500n

79、s）有效；WR2：DAC寄存器選通輸入線，負(fù)脈沖（脈寬應(yīng)大于500ns）有效。由WR1、XFER的邏輯組合產(chǎn)生LE2，當(dāng)LE2為高電平時(shí)，DAC寄存器的輸出隨寄存器的輸入而變化，LE2的負(fù)跳變時(shí)將數(shù)據(jù)鎖存器的內(nèi)容打入DAC寄存器并開始D/A轉(zhuǎn)換。IOUT1：電流輸出端1，其值隨DAC寄存器的內(nèi)容線性變化；IOUT2：電流輸出端2，其值與IOUT1值之和為一常數(shù)； </p><p>　　RFB：反饋信號(hào)輸入線

80、，改變RFB端外接電阻值可調(diào)整轉(zhuǎn)換滿量程精度；VCC：電源輸入端，VCC的范圍為+5V～+15V；VREF：基準(zhǔn)電壓輸入線，VREF的范圍為-10V～+10V；AGND：模擬信號(hào)地DGND：數(shù)字信號(hào)地 </p><p>　　3.6 穩(wěn)壓電源電路設(shè)計(jì)</p><p>　　3.6.1 穩(wěn)壓電源的技術(shù)指標(biāo)</p><p>　　穩(wěn)壓電源的技術(shù)指標(biāo)可以分為兩大類：一類

81、是特性指標(biāo)，如輸出電壓、輸出電濾及電壓調(diào)節(jié)范圍；另一類是質(zhì)量指標(biāo)，反映一個(gè)穩(wěn)壓電源的優(yōu)劣，包括穩(wěn)定度、等效內(nèi)阻（輸出電阻）、紋波電壓及溫度系數(shù)等。對(duì)穩(wěn)壓電源的性能，主要有以下四個(gè)萬面的要求：</p><p><b>　　1．穩(wěn)定性好</b></p><p>　　當(dāng)輸入電壓（整流、濾波的輸出電壓）在規(guī)定范圍內(nèi)變動(dòng)時(shí)，輸出電壓的變化范圍應(yīng)該很小。</p>&

82、lt;p><b>　?。?-5）</b></p><p>　　由于輸入電壓變化而引起輸出電壓變化的程度，稱為穩(wěn)定度指標(biāo)，常用穩(wěn)壓系數(shù)來表示：</p><p><b>　?。?-6）</b></p><p>　　的大小，反映一個(gè)穩(wěn)壓電源克服輸入電壓變化的能力。在同樣的輸入電壓變化條件下，越小，輸出電壓的變化越小，電源的

83、穩(wěn)定度越高。通常約為。</p><p><b>　　2.輸出電阻小</b></p><p>　　負(fù)載變化時(shí)（從空載到滿載），輸出電壓，應(yīng)基本保持不變。穩(wěn)壓電源這方面的性能可用輸出電阻表征。</p><p>　　輸出電阻（又叫等效內(nèi)阻）用表示，它等于輸出電壓變化量和負(fù)載電流變化量之比。</p><p><b>　

84、?。?-7）</b></p><p>　　反映負(fù)載變動(dòng)時(shí)，輸出電壓維持恒定的能力，越小，則變化時(shí)輸出電壓的變化也越小。性能優(yōu)良的穩(wěn)壓電源，輸出電阻可小到1歐，甚至0．01歐。</p><p><b>　　3.電壓溫度系數(shù)小</b></p><p>　　當(dāng)環(huán)境溫度變化時(shí)，會(huì)引起輸出電壓的漂移。良好的穩(wěn)壓電源，應(yīng)在環(huán)境溫度變化時(shí)，有效地

85、抑制輸出電壓的漂移，保持輸出電壓穩(wěn)定，輸出電壓的漂移用溫度系數(shù)KT來表示：</p><p><b>　?。?-8）</b></p><p><b>　　4.輸出電壓紋波小</b></p><p>　　所謂紋波電壓，是指輸出電壓中50赫或100赫的交流分量，通常用有效值或峰值表示。經(jīng)過穩(wěn)壓作用，可以使整流濾波后的紋波電壓大大

86、降低，降低的倍數(shù)反比于穩(wěn)壓系數(shù)。</p><p>　　串聯(lián)型穩(wěn)壓電路，用做一種簡(jiǎn)單的穩(wěn)壓電源，可以滿足一般無線電愛好者的需要。但是，這種電源還有許多“天生的”缺陷，要提高對(duì)性能的要求，就必須再做一些改進(jìn)。從以下四個(gè)右面對(duì)它的性能加以改善，便可做成一臺(tái)有實(shí)用價(jià)值的穩(wěn)壓電源了。這就是：增加放大環(huán)節(jié)，提高穩(wěn)定性，使輸出電壓可調(diào)；用復(fù)合管做調(diào)整管，使輸出電流增大；增加保護(hù)電路，使電源工作安全可靠。</p>

87、<p>　　穩(wěn)壓電源線路如圖3-16所示</p><p>　　圖3-16 5V穩(wěn)壓電源電路</p><p>　　3.6.2 器件的選擇 </p><p>　　1．穩(wěn)壓三極管選擇：</p><p><b>　　主要特點(diǎn)：</b></p><p>　　LM7805集成穩(wěn)壓三極管輸出電流可

88、達(dá)1A,輸出電壓5V,過熱保護(hù)，過流保護(hù)，輸出晶體管SOL保護(hù)。</p><p>　　VI——輸入電壓(VO=5~18V)??????????? 35V</p><p>　　RθJC——熱阻（結(jié)到殼）???????????? 5℃/W </p><p>　　RθJA——熱阻（結(jié)到空氣）?????????? 65℃/W </p><p>　　T

89、OPR——工作結(jié)溫范圍??????????? 0~125℃ </p><p>　　TSTG——貯存溫度范圍?????????? -65~150℃</p><p>　　表3-5 LM7805的主要參數(shù)表</p><p>　　LM7905集成穩(wěn)壓三極管輸出電壓-5V.</p><p>　　表3-6 LM7905的主要參數(shù)表</p&g

90、t;<p><b>　　2．整流橋堆：</b></p><p>　　整流橋堆產(chǎn)品是由四只整流硅芯片作橋式連接，外用絕緣朔料封裝而成，大功率整流橋在絕緣層外添加鋅金屬殼包封，增強(qiáng)散熱。整流橋品種多：有扁形、圓形、方形、板凳形（分直插與貼片）等，有GPP與O/J結(jié)構(gòu)之分。最大整流電流從0.5A到100A，最高反向峰值電壓從50V到1600V。</p><p>

91、;　　半橋是將兩個(gè)二極管橋式整流的一半封在一起,用兩個(gè)半橋可組成一個(gè)橋式整流電路,一個(gè)半橋也可以組成變壓器帶中心抽頭的全波整流電路, </p><p>　　選擇整流橋要考慮整流電路和工作電壓.優(yōu)質(zhì)的廠家有廣州國信電子科技有限公司（文斯特電子）的G系列整流橋堆,進(jìn)口品牌有ST、IR,臺(tái)系的SEP、GD等。整流橋堆一般用在全波整流電路中，它又分為全橋與半橋。 </p><p>　　全橋是由4只

92、整流二極管按橋式全波整流電路的形式連接并封裝為一體構(gòu)成的，圖是其外形。 </p><p>　　全橋的正向電流有0.5A、1A、1.5A、2A、2.5A、3A、5A、10A、20A、35A、50A等多種規(guī)格，耐壓值（最高反向電壓）有25V、50V、100V、200V、300V、400V、500V、600V、800V、1000V等多種規(guī)格。</p><p><b>　　4.電容的選擇

93、：</b></p><p>　　經(jīng)過整流橋以后的是脈動(dòng)直流，波動(dòng)范圍很大。后面一般用大小兩個(gè)電容大電容用來穩(wěn)定輸出，眾所周知電容兩端電壓不能突變，因此可以使輸出平滑小電容是用來濾除高頻干擾的，使輸出電壓純凈電容越小，諧振頻率越高，可濾除的干擾頻率越高大體的原則：</p><p>　?。?）大電容,負(fù)載越重，吸收電流的能力越強(qiáng)，這個(gè)大電容的容量就要越大；</p>&

94、lt;p>　?。?）小電容，憑經(jīng)驗(yàn)，一般選擇104即可。</p><p>　　表3-7 電容參數(shù)</p><p>　　要確定電容的耐壓值，耐壓值選小了，會(huì)因過壓而擊穿，選大了會(huì)增加體積和成本，可按下式確定電容C的耐壓值Uc：</p><p>　　3.6.3 穩(wěn)壓電源工作原理</p><p>　　穩(wěn)壓電源一般由變壓器、整流器和穩(wěn)壓器三

95、大部分組成，如圖3-18所示。</p><p>　　圖3-17 直流電源系統(tǒng)方框圖</p><p>　　電源變壓器：將電網(wǎng)提供的220V交流電壓轉(zhuǎn)換為各種電路設(shè)備所需的交流電壓。</p><p>　　整流電路：利用單向?qū)щ娖骷⒔涣麟娹D(zhuǎn)換成脈動(dòng)直流電路。</p><p>　　濾波電路：利用儲(chǔ)能元件（電感或電容）把脈動(dòng)直流電轉(zhuǎn)換成比較平坦的

96、直流電。</p><p>　　穩(wěn)壓電路：利用電路的調(diào)整作用使輸出電壓穩(wěn)定的過程稱為穩(wěn)壓。</p><p>　　圖中電容C12用于抵消輸入線較長時(shí)的電感效應(yīng)，以防止電路產(chǎn)生自己振蕩，其容量較小，一般小于1uF。電容C13用于消除輸出電壓中的高頻噪聲，可取小于1uF的電容，也可取幾微法甚至幾十微法的電容，以便輸出較大的脈沖電流，易使穩(wěn)壓器損壞。因此，可在穩(wěn)壓器的輸入端和輸出端之間跨接一個(gè)二極管

97、，起保護(hù)作用。220V的市電通過交流橋整流為直流電壓，再通過必要的濾波旁路電容平滑電壓波形，再用5V輸出的三端穩(wěn)壓器穩(wěn)壓輸出5V供電電路的供電電壓，最后還可以再接上合適的濾波電容進(jìn)行電壓波形的平滑，以使系統(tǒng)達(dá)到最佳性能，因?yàn)樵诟哳l電子電路以及低電壓電子電路中，電源電壓的紋波幅度對(duì)功能電路的功能實(shí)現(xiàn)有相當(dāng)大的影響。如果電源電壓的直流程度達(dá)不到要求，那么電路自身的電磁兼容性將很難實(shí)現(xiàn)。</p><p>　　圖3-18

98、 LM7805的基本應(yīng)用電路</p><p>　　3.7 STC89C52的簡(jiǎn)介</p><p>　　3.7.1 STC89C52單片機(jī)的特點(diǎn)</p><p>　　小巧靈活、成本低、易于產(chǎn)品化。能進(jìn)行各種組裝。</p><p>　　穩(wěn)定性好，應(yīng)用范圍廣。單片機(jī)芯片本身是按工業(yè)測(cè)控環(huán)境要求設(shè)計(jì)的，抗干擾性強(qiáng)，能適應(yīng)各種惡劣的環(huán)境，這是其它機(jī)

99、種無法比擬的。</p><p>　　易擴(kuò)展，很容易構(gòu)成各種規(guī)模的應(yīng)用系統(tǒng)，控制功能強(qiáng)。單片機(jī)的邏輯控制功能很強(qiáng)，指令系統(tǒng)有各種控制功能指令，可以對(duì)邏輯功能比較復(fù)雜的系統(tǒng)進(jìn)行控制。</p><p>　　具有通訊功能，可以很方便地實(shí)現(xiàn)多機(jī)和分布式控制，形成控制網(wǎng)絡(luò)和遠(yuǎn)程控制。</p><p>　　成本低，一片STC89C52單片機(jī)只需幾元錢，性價(jià)比高。</p>

100、;<p>　　3.7.2 STC89C52 單片機(jī)的結(jié)構(gòu)</p><p><b>　　1、概述</b></p><p>　　STC89C52系列單片機(jī)是采用高性能的靜態(tài)80C52 設(shè)計(jì)，由先進(jìn)CMOS 工藝制造并帶有非易失性Flash 程序存,儲(chǔ)器全部支持12 時(shí)鐘和6 時(shí)鐘操作。STC89C52包含256 字節(jié)RAM 、32 條I/O 口線、3 個(gè)16

101、 位定時(shí)/計(jì)數(shù)器、6 輸入4 優(yōu)先級(jí)嵌套中斷結(jié)構(gòu)、1 個(gè)串行I/O 口、可用于多機(jī)通信I/O 擴(kuò)展或全雙工UART以及片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘電路。此外由于器件采用了靜態(tài)設(shè)計(jì)可提供很寬的操作頻率范圍頻率可降至0， 可實(shí)現(xiàn)兩個(gè)由軟件選擇的節(jié)電模式空閑模式和掉電模式，空閑模式凍結(jié)CPU 但RAM 、定時(shí)器、串口和中斷系統(tǒng)仍然工作，掉電模式保存RAM 的內(nèi)容但是凍結(jié)振蕩器，導(dǎo)致所有其它的片內(nèi)功能停止工作。由于設(shè)計(jì)是靜態(tài)的，時(shí)鐘可停止而不會(huì)丟失用戶數(shù)據(jù)

102、運(yùn)行可從時(shí)鐘停止處恢復(fù)。單片機(jī)就是一種微型計(jì)算機(jī)，是一種“程序存儲(chǔ)式”計(jì)算機(jī)。它是在一塊硅片上集成了中央處理器（CPU）、隨機(jī)內(nèi)存（RAM）、程序內(nèi)存（ROM或EPROM）、定時(shí)/計(jì)數(shù)器以及各種I/O接口，也就是集成在一塊芯片上的計(jì)算機(jī)。</p><p>　　圖3-19 STC89C52單片機(jī)的結(jié)構(gòu)</p><p><b>　　2、主要特性：</b></p&

103、gt;<p>　　與MCS-51 兼容 ；</p><p>　　8K字節(jié)可編程閃爍存儲(chǔ)器 ；</p><p>　　壽命：1000寫/擦循環(huán) ；</p><p>　　數(shù)據(jù)保留時(shí)間長達(dá)10年 ；</p><p>　　全靜態(tài)工作0Hz-24MHz ；</p><p>　　三級(jí)程序存儲(chǔ)器鎖定； </p>

104、;<p>　　256*8位內(nèi)部RAM ；</p><p>　　32可編程I/O線 ；</p><p>　　三個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器 ；</p><p><b>　　6個(gè)中斷源 ；</b></p><p><b>　　可編程串行通道 ；</b></p><p>　

105、　低功耗的閑置和掉電模式 ；</p><p>　　片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘電路 。</p><p>　　3.7.3 STC89C52的管腳功能說明</p><p>　　STC89C52的管腳圖如圖3-20所示：</p><p>　　圖3-20 STC89C52的管腳圖</p><p><b>　　VCC：電源。

106、</b></p><p><b>　　GND：接地。 </b></p><p>　　P0口：P0口為一個(gè)8位漏級(jí)開路雙向I/O口，每腳可吸收8TTL門電流。當(dāng)P1口的管腳第一次寫1時(shí)，被定義為高阻輸入。P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/ 地址的低八位。在FIASH編程時(shí)，P0 口作為原碼輸入口，當(dāng)FIASH進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)，P0輸出原碼，此時(shí)P

107、0外部必須被拉高。 </p><p>　　P1口：P1口是一個(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向I/O口，P1口緩沖器能接收輸出4TTL門電流。P1口管腳寫入1后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入，P1口被外部下拉為低電平時(shí)，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)，P1口作為第八位地址接收。 </p><p>　　P2口：P2口為一個(gè)內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2口緩沖器可接

108、收，輸出4個(gè)TTL門電流，當(dāng)P2口被寫“1”時(shí)，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時(shí)，P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。P2口當(dāng)用于外部程序存儲(chǔ)器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行存取時(shí)，P2口輸出地址的高八位。在給出地址“1”時(shí)，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢(shì)，當(dāng)對(duì)外部八位地址數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫時(shí)，P2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。P2口在FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)接收高八位地址信號(hào)和控制信號(hào)。 </p&

109、gt;<p>　　P3口：P3口管腳是8個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的雙向I/O口，可接收輸出4個(gè)TTL門電流。當(dāng)P3口寫入“1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平，P3口將輸出電流（ILL）這是由于上拉的緣故。 </p><p>　　P3口也可作為AT89C51的一些特殊功能口，如下表所示： </p><p>　　P3.0 RXD（串行輸入口） &

110、lt;/p><p>　　P3.1 TXD（串行輸出口） </p><p>　　P3.2 /INT0（外部中斷0） </p><p>　　P3.3 /INT1（外部中斷1） </p><p>　　P3.4 T0（記時(shí)器0外部輸入） </p><p>　　P3.5 T1（記時(shí)器1外部輸入） </p><p&

111、gt;　　P3.6 /WR（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通） </p><p>　　P3.7 /RD（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通） </p><p>　　P3口同時(shí)為閃爍編程和編程校驗(yàn)接收一些控制信號(hào)。 </p><p>　　RST：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要保持RST腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)間。 </p><p>　　ALE/PROG：當(dāng)訪問外部存儲(chǔ)

112、器時(shí)，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。在FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時(shí)，ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號(hào)，此頻率為振蕩器頻率的1/6。因此它可用作對(duì)外部輸出的脈沖或用于定時(shí)目的。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，將跳過一個(gè)ALE脈沖。如想禁止ALE的輸出可在SFR8EH地址上置0。此時(shí)， ALE只有在執(zhí)行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執(zhí)行

113、狀態(tài)ALE禁止，置位無效。 </p><p>　　/PSEN：外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。在由外部程序存儲(chǔ)器取指期間，每個(gè)機(jī)器周期兩次/PSEN有效。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，這兩次有效的/PSEN信號(hào)將不出現(xiàn)。 </p><p>　　/EA/VPP：當(dāng)/EA保持低電平時(shí)，則在此期間外部程序存儲(chǔ)器（0000H-FFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。注意加密方式1時(shí)，/EA將內(nèi)部鎖定為RES