汽車防碰撞預(yù)警執(zhí)行系統(tǒng)的設(shè)計(jì),汽車,碰撞,預(yù)警,執(zhí)行,系統(tǒng),設(shè)計(jì) 北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告(論文) 報(bào)告(論文)題目： 汽車防碰撞預(yù)警執(zhí)行系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 摘 要 為減少汽車的交通事故特別是最易發(fā)生的追尾事故，設(shè)計(jì)出一種基于超聲波測距，以單片機(jī)為 CPU 的汽車防碰撞預(yù)警執(zhí)行系統(tǒng)，本系統(tǒng)包括傳感器測距發(fā)散接受裝置，CPU 中央處理裝置，執(zhí)行制動(dòng)裝置，通過傳感器的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳送 CPU 作出相應(yīng)的預(yù)警或制動(dòng)。本產(chǎn)品設(shè)計(jì)理念：簡單、方便、易通用化。 關(guān)鍵詞 汽車碰撞 防撞預(yù)警 超聲波 微處理器 行車安全 Abstract To reduce car traffic accidents, especially the most frequent rear-end accident, an anti-collision early warning execution system based on ultrasonic ranging and single-chip CPU is designed. The system includes sensor ranging divergence receiving device, CPU central processing unit , The implementation of the brake device, through the sensor's real-time data transfer CPU to make the appropriate warning or braking. The product design concept: simple, convenient, beautiful, easy to use. Key works： Car crash Anti-collision warning Ultrasonic microprocessor Driving safety 目 錄 摘 要.............................................................................................................................................. Abstract.......................................................................................................................................... 目 錄.............................................................................................................................................. 第一章 緒論 1 1.1 課題背景 1 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 1 1.3 汽車防碰撞預(yù)警執(zhí)行系統(tǒng)的發(fā)展趨勢 2 第二章 超聲波測距原理 3 2.1 超聲波介紹 3 2.2 超聲波的測距原理 3 2.3 超聲波傳感器 4 2.3.1 超聲波傳感器結(jié)構(gòu) 4 2.3.2 超聲波傳感器參數(shù)選擇 6 第三章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 7 3.1 總系統(tǒng) 7 3.2 系統(tǒng)各模塊電路設(shè)計(jì) 8 3.2.1 超聲波模塊設(shè)計(jì) 8 3.2.2 傳感器陣列方式 10 3.2.3 聲響報(bào)警裝置設(shè)計(jì) 10 3.2.4 單片機(jī)控制模塊 11 3.2.5 緊急制動(dòng)模塊 13 第四章系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 18 4.1 超聲波測距程序設(shè)計(jì) 18 4.2 控制程序設(shè)計(jì) 19 致 謝 20 參考文獻(xiàn) 21 附錄一 22 附錄二 31 附錄三 32 北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 第一章 緒論 1.1 課題背景 中國產(chǎn)業(yè)信息網(wǎng)指出：我國在 2005-2014 年汽車銷量的年復(fù)合增長率為 17.5%，2014 年汽車產(chǎn)量占全球產(chǎn)量的 26.43%。目前我國已成為世界第三大汽車消費(fèi)國，到 2016 年我國的私家車擁有量突破 1.2 億，日益增加的汽車基數(shù)所帶來的交通安全也不容小視，尤其在上下班的高峰期中，由于車輛增多導(dǎo)致的長時(shí)間堵車容易讓人麻痹大意追尾的風(fēng)險(xiǎn)也會(huì)隨之增加，降低汽車的碰撞率，有效的保護(hù)駕駛?cè)思靶腥说纳踩拓?cái)產(chǎn)安全是研究防碰撞執(zhí)行系統(tǒng)的根本目的。本系統(tǒng)可以更好的輔助駕駛員行駛，在遇到障礙物(其他車輛、行人、樹木、以及路邊設(shè)施等)的同時(shí)可以及時(shí)的作出警報(bào)和采取相應(yīng)的措施，減少由事故帶來的損失和傷害。據(jù)以往研究人員統(tǒng)計(jì)不同危險(xiǎn)工況下駕駛員制動(dòng)反應(yīng)時(shí)間平均分布在 1.02-1.36s 之間，可見如果可以提前幾秒對駕駛員進(jìn)行危險(xiǎn)預(yù)警，駕駛員可以提早終止加速，就會(huì)大大降低事故的發(fā)生[1]。 近幾年關(guān)于汽車防撞系統(tǒng)的研究已有了很多的方法，市面上已有的防碰撞系統(tǒng)主要有超聲波防碰撞和倒車可視雷達(dá)等。對于已有的防碰撞系統(tǒng)其可行性眾所周知但對于不同工況車速來說顯得就很力不從心了，比如防碰撞系統(tǒng)對于高速道路上行駛時(shí)過快的車速起不到太大的作用，以及對于在夜間行駛的駕駛員來說可視倒車?yán)走_(dá)作用也不是很大，設(shè)計(jì)一個(gè)更為人性化的防碰撞系統(tǒng)變顯得尤為重要，提高汽車智能水平對于將來的汽車駕駛方式起到很大的促進(jìn)作用。 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 汽車防撞預(yù)警系統(tǒng)主要分為紅外防撞、激光防撞、超聲波和可視倒車?yán)走_(dá)防撞四種系統(tǒng)。全球每年基本都要對新型汽車進(jìn)行碰撞試驗(yàn)，European New Car Assessment Programme（歐洲新車安全評(píng)鑒協(xié)會(huì)）還有就是 Institute of Integral Handwriting Studies(美國高速公路安全保險(xiǎn)協(xié)會(huì))公布的數(shù)據(jù)是期中比較有公信力兩家汽車碰撞試驗(yàn)。這些數(shù)據(jù)顯示了在汽車運(yùn)行過程中危險(xiǎn)因素對于生命的安全。由此可見防碰撞系統(tǒng)還是十分有應(yīng)用的理由，目前很多汽車廠商將防碰撞系統(tǒng)采用到汽車上。日本的 Smartway 智能公路方案提出，通過 DSRCH 和先進(jìn)的汽車導(dǎo)航系統(tǒng)來輔佐駕駛員安全駕駛，同時(shí)在車輛上采用諸如車道行駛道路穩(wěn)定、實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)播前方天氣狀況、車距保持等車輛主動(dòng)安全技術(shù)。Smartway 計(jì)劃在 2015 年將在日本全國范圍內(nèi)應(yīng)用。美國的 In-VehicleInfotainment 打算聯(lián)合其它汽車廠商發(fā)展自身碰撞預(yù)警系統(tǒng)和相應(yīng)的試驗(yàn)室。歐洲代理基金對于防碰撞技術(shù)的研究也持贊同的意見[12]。 9 根據(jù)美國安全部稱：在美國平均每年因汽車追尾導(dǎo)致受傷人數(shù)高達(dá)五十萬人，期中死亡的人數(shù)達(dá)到一千七百人，當(dāng)汽車裝備防碰撞預(yù)警系統(tǒng)后，可以減少百分之八十以上的人員傷亡，為減少追尾事故及人員傷亡，提議各大汽車制造商為所有乘用車和商用車安裝防碰撞預(yù)警系統(tǒng)。 汽車在 21 世紀(jì)的概念將是一個(gè)根本性的變化。汽車將由原先的以機(jī)械為主的機(jī)電一體產(chǎn)物向更多的電子設(shè)備轉(zhuǎn)換。中國汽車工業(yè)將面臨巨大的發(fā)展機(jī)遇和挑戰(zhàn)。我國汽車保有量已達(dá)到 1.2 億輛，道路車輛的行駛密度大幅增加，交通事故發(fā)生的頻率也隨之增加，為減少財(cái)產(chǎn)損失和人員傷亡，汽車防碰撞系統(tǒng)顯得尤為重要，我國的汽車倒車防碰撞系統(tǒng)已經(jīng)有了很長時(shí)間的研究從一開始的汽車倒車?yán)忍嵝训浆F(xiàn)在的超聲波測距，技術(shù)上也達(dá)到了一定的可靠性。 東風(fēng)公司的“藍(lán)鳥至尊”采用了更為先進(jìn)的導(dǎo)航防碰撞系統(tǒng)。目前市場上的倒車?yán)走_(dá)品牌主要有躍眾、鐵將軍、豪迪、瑞路、貝奧斯、福萊特、征服者[16]。國內(nèi)外對于汽車防碰撞預(yù)警的方法一般為雷達(dá)防碰撞和后成像技術(shù)，兩者各有優(yōu)缺點(diǎn)，前者在測距方面比較有優(yōu)勢但一些坑洼地則會(huì)檢測不到使駕駛員誤判產(chǎn)生很嚴(yán)重的后果比如下大雨后陷入深水區(qū)淹沒汽車，后者可以很清楚的看到后方的視野但距離就很難測出，如果在能見度低的環(huán)境下汽車行駛時(shí)突遇危險(xiǎn)狀況往往來不及躲避，造成非常大的損失。同時(shí)如果在有一定的車速下，缺少對障礙物的提前判斷，可見對汽車行駛途中遇障礙物減速制動(dòng)這方面的研究也刻不容緩。 1.3 汽車防碰撞預(yù)警執(zhí)行系統(tǒng)的發(fā)展趨勢 汽車的發(fā)展往往會(huì)體現(xiàn)了一個(gè)國家經(jīng)濟(jì)的活力水平，而與汽車相關(guān)的配套設(shè)施則更加表現(xiàn)出人們生活質(zhì)量的好壞，如今我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展已處于相對穩(wěn)定狀態(tài)人們?nèi)找嬖鲩L的消費(fèi)需求迫使對于汽車的安全穩(wěn)定產(chǎn)生了更高的要求，擁有一輛更加安全美觀性能強(qiáng)的車是每一個(gè)汽車擁有者的心聲。并且隨著微機(jī)技術(shù)、先進(jìn)制造業(yè)和控制理論迅猛發(fā)展，為防碰撞執(zhí)行的實(shí)現(xiàn)提供了物質(zhì)基礎(chǔ)，預(yù)警執(zhí)行將代替駕駛?cè)俗陨矸磻?yīng)不及時(shí)所帶來的危害。對該系統(tǒng)的研究需要走理論指導(dǎo)和仿真、實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的道路，但是現(xiàn)在的防碰撞系統(tǒng)還需進(jìn)一步的創(chuàng)新突破。執(zhí)行機(jī)構(gòu)更加準(zhǔn)確的工作，防碰撞預(yù)警系統(tǒng)的價(jià)格合理性、可靠性，以及更多高性能電子設(shè)備技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域的增加將使汽車防碰撞預(yù)警執(zhí)行系統(tǒng)更有意義。 第二章 超聲波測距原理 2.1 超聲波介紹 在日常生活中由于物體的振動(dòng)而產(chǎn)生了聲音。聲音頻率在 20Hz-20000Hz 是人耳可聽到，20000Hz 頻率以上范圍的聲音稱為超聲波[2]。聲波在不同介質(zhì)之間傳遞會(huì)發(fā)生反射、透射和折射現(xiàn)象傳遞的越遠(yuǎn)時(shí)間越長會(huì)使聲波的能量越來越小。并且由于聲波是一種縱波所以它可以在除真空以外的其它介質(zhì)中傳播并可以傳播足夠遠(yuǎn)的距離。根據(jù)原理的不同超聲波可分為檢測超聲和功率超聲，其應(yīng)用跨度非常廣泛涉及工程、生物、診斷、治療及其他各個(gè)領(lǐng)域。在相同介質(zhì)中超聲波的傳播速度相同，空氣中的傳播速度隨著溫度的不同而不同常溫下的速度為 340 米每秒超聲波也是聲波只是振動(dòng)頻率相對較高可以在介質(zhì)中傳播的。 2.2 超聲波的測距原理 超聲波的測距原理為：D=CT/2 式中 D——為前方障礙物與測試車輛的距離； C——為空氣中超聲波傳播的速度； T——為超聲波從發(fā)出到接收時(shí)傳感器所記錄的時(shí)間 注意：由于超聲波在不同溫度下的傳播速度是不同的，見表一所以這里帶入公式 C=331+0.6X（X 為駕駛室外的空氣溫度） 表一 溫度（℃） -30 -20 -10 0 10 20 30 100 聲速（m/s） 313 319 325 323 338 344 349 386 空間里當(dāng)有多個(gè)聲源發(fā)聲時(shí)會(huì)產(chǎn)生聲源交錯(cuò)的現(xiàn)象這是聲學(xué)領(lǐng)域的常見現(xiàn)象。理論上當(dāng)介質(zhì)不吸收聲波的強(qiáng)度時(shí)，聲波會(huì)沒有增減的永遠(yuǎn)傳播下去但是實(shí)際情況不同，介質(zhì)之間會(huì)吸收掉聲波的能量散射折射都有可能。幅值、相位、頻率和波長為聲波的參數(shù)。其用數(shù)學(xué)公式可以表示為[3]： P=P asin（ωt+φ） 2-1 式中 Pa——為該聲波的幅度； ω——角頻率； φ——為相位； 一個(gè)周期內(nèi)聲波的長度為波長λ有 λ=C0/f 2-2 式中 f——為頻率； C0——聲波傳播速度； Pa=A0e?аx 2-3 ω=2πf=2π/T 2-4 式中 T——為周期； а=af2 2-5 式中 а——為衰減系數(shù)； f——為振動(dòng)頻率 由式 2-4 可看出頻率越高衰減系數(shù)а越大從而導(dǎo)致 P 越小，選擇合適的振動(dòng)頻率可以提高數(shù)據(jù)測量的準(zhǔn)確性。鑒于已有的超聲波測距系統(tǒng)選擇 f=40Hz 的超聲波效果較好。 2.3 超聲波傳感器 2.3.1 超聲波傳感器結(jié)構(gòu) 我們這里用到的超聲波傳感器要具備發(fā)生和可收到超聲波的功能。超聲波傳感器內(nèi)部獨(dú)特的材料使得其具有了將電流轉(zhuǎn)換成聲波同時(shí)又能將接收到的聲壓轉(zhuǎn)換成電流的能力。高頻振動(dòng)的壓力就會(huì)產(chǎn)生高頻電流。其產(chǎn)生的高頻電流作用在壓電陶瓷上便會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的機(jī)械振動(dòng)也就產(chǎn)生了超聲波信號(hào)，其獨(dú)特的機(jī)械能與電能相互轉(zhuǎn)換的能力為發(fā)生和接收超聲波提供了可能[4]。 超聲波產(chǎn)生的方法有機(jī)械法比如：Siren、Galton 笛；電氣法比如壓電式、磁伸縮和電伸縮三種；由于產(chǎn)生的方式不相同優(yōu)缺點(diǎn)也不盡相同，較為常用的是壓電式超聲波發(fā)生器它具有質(zhì)量輕，比較靈敏、工作頻帶寬、工作穩(wěn)定、無測量局限性特點(diǎn)因此其更適用于汽車在多工況下行駛的不同環(huán)境中。超聲波發(fā)生器主要有以下幾種參數(shù)：壓電材料的彈性常數(shù)、剛度決定的彈性常數(shù)；材料靈敏度的壓電常數(shù)；機(jī)械耦合系數(shù)；原始電容與介電常數(shù)有關(guān)；居里點(diǎn)，開始喪失壓電特性時(shí)的溫度。石英晶體在 573 攝氏度時(shí)會(huì)完全喪失壓電特性。[13] 壓電陶瓷可以由內(nèi)部的晶粒產(chǎn)生電場，忽略外部的磁場時(shí)內(nèi)部晶粒之間相互吸收各自產(chǎn)生的磁場達(dá)到穩(wěn)定的狀態(tài)。當(dāng)受到外力作用時(shí)，打破內(nèi)在的平衡，受到外力后產(chǎn)生相應(yīng)的電荷量，電荷量隨外力的減少而減少。 q=d33F 2-6 式中 d33——為材料的電荷量系數(shù)； F——為作用力。 壓電式超聲波傳感器構(gòu)造：雙壓電晶片，單壓電晶片。如果把電壓加到壓電元件上會(huì)使晶片高頻率振動(dòng)，當(dāng)壓電晶片受到高頻率振動(dòng)時(shí)產(chǎn)生電位差： 超聲波傳感器原理圖如圖 2-1 所示 圖 2-1 超聲波傳感器原理圖超聲波傳感器的結(jié)構(gòu)如圖 2-2；2-3 所示： 圖 2-2 超聲波傳感器的結(jié)構(gòu) 圖 2-3 超聲波傳感器的結(jié)構(gòu) 金屬外殼保護(hù)內(nèi)部各個(gè)零件不會(huì)對傳感器正常工作產(chǎn)生影響。錐形共振盤位于金屬板中間，錐形共振盤可以很快頻率的振動(dòng)；超聲波振動(dòng)集中于錐形共振片的中心接收超聲波時(shí)，可以產(chǎn)生輸送給微型計(jì)算機(jī)的高頻電位差。[5] 2.3.2 超聲波傳感器參數(shù)選擇 1.中心頻率：選擇靈敏度最高時(shí)的中心頻率。一般大于 25000Hz，本文選用中心頻率 f=40000Hz 的超聲波傳感器。 2.盲區(qū)：對于探頭來說就是余震，余震越短越好，一般小于 40000Hz 的探頭余震為 2ms 對應(yīng) 0.34 米的盲區(qū)。 3.靈敏度：由材料和制造工藝決定，單位為分貝，數(shù)值為負(fù)。 4.工作溫度：要保持傳感器在正常溫度下可以工作。 超聲波傳感器結(jié)構(gòu)多種多樣這里不一一詳細(xì)介紹，市場上通用的超聲波傳感器為分體式和一體式。一體式即發(fā)送器和接收器為一體的傳感器，分體式言外之意就是發(fā)送器和接收器分開的傳感器[6]。 這里使用由 risym（深圳市科比商貿(mào)有限公司）生產(chǎn)的 16MM 防水型超聲波傳感器，其收發(fā)器為一體結(jié)構(gòu)，其參數(shù)如下： 頻率為 40 ± 0.5KHz 靈敏度為-7.5pa，方向?yàn)?45 度，電容 0.3~3.5M,最大輸入電壓140vp-p（10%工作周期），長時(shí)間工作穩(wěn)定溫度-40℃~80℃，正常工作溫度 -35℃~80℃，選取金屬鋁作為外殼材料，考慮到汽車在行駛過程中遇到的障礙物方向不確定性所以應(yīng)在前方后方個(gè)安置 4 個(gè)傳感器，左側(cè)右側(cè)根據(jù)不同車型的縱 長度安置 2 到 3 個(gè)傳感器，每個(gè)傳感器可獨(dú)立工作遇障礙物警報(bào)。 第三章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 3.1 總系統(tǒng) 整個(gè)系統(tǒng)總體分為：超聲波測距模塊，聲響報(bào)警裝置，控制模塊，緊急制動(dòng)模塊由于汽車行進(jìn)過程中會(huì)遇到很多工況如：怠速，勻速，加速，減速，城市駕駛，高速駕駛，上下坡等工況所以這些不同運(yùn)行工況中遇到障礙物的處理情況也就大不相同，這里由于設(shè)備條件有限且制作過程需要耗費(fèi)相當(dāng)人力物力，由于城市內(nèi)汽車保有量基數(shù)大且碰撞事故往往發(fā)生在上下班的高峰期以及有紅路燈的十字路口本設(shè)計(jì)只目前著重針對于怠速和城市內(nèi)運(yùn)行工況，在以后的時(shí)間里會(huì)繼續(xù)投入時(shí)間精力來完善本設(shè)計(jì)。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如 3-1 所示： 圖 3-1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖 對于防碰撞系統(tǒng)預(yù)警執(zhí)行可分為兩個(gè)階段即：第一階段預(yù)警階段，當(dāng)超聲波測距模塊測得障礙物以到達(dá)預(yù)警距離時(shí)會(huì)將信號(hào)傳遞給聲響報(bào)警裝置，該裝置隨即產(chǎn)生警報(bào)提醒駕駛員前方或者后方即將進(jìn)入危險(xiǎn)區(qū)域，同時(shí)該信號(hào)也會(huì)傳遞給汽車的 cpu，使 cpu 控制燃油噴射量進(jìn)而利用發(fā)動(dòng)機(jī)來減速，此時(shí)燃油噴射系統(tǒng)會(huì)以怠速時(shí)的燃油噴射量為準(zhǔn)，避免了由駕駛員誤踩加速踏板而造成的危險(xiǎn)隱患。第二階段緊急制動(dòng)階段，當(dāng)超聲波測距模塊測得危險(xiǎn)物以到達(dá)危險(xiǎn)距離時(shí)會(huì)將信號(hào)傳遞給緊急制動(dòng)模塊，緊急制動(dòng)模塊作出相應(yīng)反應(yīng)使剎車系統(tǒng)工作，由于駕駛員緊急制動(dòng)時(shí)會(huì)存在判斷反應(yīng)時(shí)間，距相關(guān)研究表明一般駕駛員反應(yīng)時(shí)間在 1.5 秒以內(nèi)，有一定駕齡且反應(yīng)靈敏著為 0.4 到 0.6 秒[7]。這段時(shí)間看似很短其實(shí)不然舉例說明：假如一輛汽車以 40km/h 的速度行進(jìn)，當(dāng)遇到障礙物時(shí)，反應(yīng)靈敏者在經(jīng)過到 4 到 6 米后才會(huì)作出緊急制動(dòng)措施，而絕大多數(shù)駕駛員已經(jīng)開出 16 米之外，期中還有因過于驚嚇而作出誤踩油門的可能，對于許多的突然時(shí)間， 可能就會(huì)猝不及防了，可見將反應(yīng)時(shí)間做到最小可以對結(jié)果產(chǎn)生另一面的變化將危險(xiǎn)系數(shù)做到最小的程度是安全駕駛的重中之重，由于電信號(hào)處理的速度是人的 幾十倍所以將反應(yīng)時(shí)間交給制動(dòng)系統(tǒng)制動(dòng)距離的縮短也就顯得相當(dāng)樂觀了。這對于減少追尾的交通事故前景廣闊。 3.2 系統(tǒng)各模塊電路設(shè)計(jì) 3.2.1 超聲波模塊設(shè)計(jì) 超聲波發(fā)射： 傳感器硬件發(fā)射電路如圖 3-2 所示： 工作原理： 圖 3-2 傳感器硬件發(fā)射電路 硬件發(fā)生裝置原理比較簡單即為三極管的開關(guān)控制超聲波發(fā)生器的開關(guān)。此電路成本較低且易于調(diào)節(jié)，可以和不同的換能器連接使用。但其觸發(fā)脈沖電路設(shè)計(jì)和發(fā)射脈沖電路設(shè)計(jì)較為復(fù)雜。 超聲波軟件發(fā)生電路如圖 3-3 所示： 工作原理： 圖 3-3 超聲波軟件發(fā)生電路 軟件編程使單片機(jī)端口發(fā)出的超聲波脈沖信號(hào)，加到變壓器的初級(jí)。雖然應(yīng) 用到軟件編程但減少了硬件設(shè)計(jì)上的復(fù)雜。故本設(shè)計(jì)采用軟件發(fā)射法。超聲波接收： 接收到的信號(hào)由于存在干擾需要進(jìn)行濾波去除雜亂信號(hào)，同時(shí)需要放大電路將信號(hào)放大到單片機(jī)可以處理的信號(hào)。對于放大電路一個(gè)三極管即可完成，設(shè)計(jì)的時(shí)候考慮到保護(hù)電路需要給電路串聯(lián)一個(gè)電阻保護(hù)三極管的正常工作其設(shè)計(jì)電路如圖 3-4 所示： 圖 3-4 放大電路 當(dāng)距離較遠(yuǎn)時(shí)回波信號(hào)經(jīng)過放大才能使接收器對信號(hào)很好的識(shí)別，但同時(shí)也會(huì)存在干擾信號(hào)這就需要濾波器來出去干擾信號(hào)以防止對超聲波接收器對于回波信號(hào)的誤識(shí)別。濾波有低通、高通、帶阻、帶通濾波方式[8]。由于需要濾波的為低于 40kHz 的低頻噪聲和高于 40kHz 的高頻噪聲，可選用 NE5532 運(yùn)算放大器。改進(jìn)后接收信號(hào)如圖 3-5 所示： 圖 3-5 帶濾波的放大電路 3.2.2 傳感器陣列方式 當(dāng)安裝在車身的超聲波傳感器同時(shí)以相同的周期觸發(fā)時(shí)，接收到的信號(hào)之間會(huì)產(chǎn)生很大的干擾，嚴(yán)重的將會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)對于前方障礙物的誤判使系統(tǒng)的準(zhǔn)確性大打折扣。同時(shí)由于存在時(shí)域信號(hào)盲區(qū)信號(hào)實(shí)時(shí)更新較慢，且發(fā)射超聲波時(shí)傳感器的工作電流往往是平時(shí) 10 倍，導(dǎo)致電路的波動(dòng)較頻繁。為此本設(shè)計(jì)采用單個(gè) 傳感器觸發(fā)方式即觸發(fā)第一個(gè)發(fā)射器后過一段時(shí)間在觸發(fā)下一個(gè)發(fā)射器如圖 3-7 所示： 圖 3-7 傳感器觸發(fā)方式 DT 的大小由超聲波發(fā)生器軸線夾角決定。它隨著發(fā)生器軸線的減小而增大，但夾角過大時(shí)，盲區(qū)也會(huì)增大。經(jīng)試驗(yàn)當(dāng)DT 大于 24ms 時(shí)，不在產(chǎn)生交錯(cuò)現(xiàn)象， 所以DT =25ms， T =100ms 3.2.3 聲響報(bào)警裝置設(shè)計(jì) 此設(shè)計(jì)模塊在行進(jìn)過程中或倒車狀態(tài)時(shí)，實(shí)時(shí)監(jiān)測車輛前后方是否有障礙物，當(dāng)達(dá)到預(yù)警距離時(shí)蜂鳴器發(fā)出響聲預(yù)警，該控制電路可直接由單片機(jī)控制。電路圖如圖 3-8 所示： 19 圖 3-8 響聲預(yù)警裝置 D1 為 LED 燈當(dāng)預(yù)警時(shí)燈亮可提醒駕駛員注意危險(xiǎn)。 3.2.4 單片機(jī)控制模塊 利用單片機(jī)計(jì)算傳感器實(shí)時(shí)傳送的信號(hào)，當(dāng)所測距離到達(dá)報(bào)警距離時(shí)，單片機(jī)控制緊急制動(dòng)模塊，由緊急制動(dòng)模塊控制燃油噴射系統(tǒng)和剎車系統(tǒng)。 單片機(jī)選用最常見的 51 單片機(jī)就可，本設(shè)計(jì)采用 STC89C52 單片機(jī)由 STC （Science & Technology Consulting）公司生產(chǎn)的的 8051 單片機(jī)，主要特性有： （1）內(nèi)部含 Flash E2PROM 存儲(chǔ)器， （2）存儲(chǔ)空間為 8KB， （3）單片機(jī)內(nèi)部存儲(chǔ)空間為 512B, （4）芯片外部晶振<40MHz， （5）選用 A 產(chǎn)品級(jí)別，溫度范圍為-40℃~+125℃ （6）雙列直插式。 其引腳分配圖和功能模塊圖如圖 3-9 和圖 3-10 所示： 圖 3-9 引腳分配圖 圖 3-10 功能模塊圖 單片機(jī)各引腳功能介紹： (1)時(shí)鐘和電源引腳。XTAL1、XTAL2、Vcc、GND、 Vcc 第 40 引腳、GND 第 20 引腳。單片機(jī)電源引腳電壓為 3.3~5V，XTAL2（18 腳）、XTAL1（19 腳）、外接時(shí)鐘引腳，片內(nèi)震蕩電路的輸出端為 XTAL2，片內(nèi)震蕩電路的輸入端為 XTAL1[9]。 (2)編程控制引腳。RST、 PSEN、ALE/ PRNG、 EA /Vpp RST（9 腳）復(fù)位引腳。ALE/ PROG(30 腳)，ALE 實(shí)現(xiàn)低位地址和數(shù)據(jù)的不 相干擾，用于單片機(jī)擴(kuò)展外部 RAM 時(shí)。 EA/Vpp（31 腳），單片機(jī)讀取內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。當(dāng)擴(kuò)展有外部 ROM 時(shí)，遵循先內(nèi)后外的原則。設(shè)計(jì)使用時(shí)接高電平。(3)I/O 口引腳。P0、P1、P2、P3，4 組 8 位 I/O 口。P0 口（39 腳~32 腳）雙向 8 位三態(tài) I/O 口，沒有上拉電阻，可以單獨(dú)使用每個(gè)口，一般狀態(tài)為高阻，需要外接電阻使用，一般選取 10k W 。P1 口（1 腳~8 腳） 準(zhǔn)雙向 8 位 I/O 口，每個(gè)口之間沒有聯(lián)系可作為獨(dú)立的端口與其它零件使用，不是真的 I/O 口。要先向該口進(jìn)行寫 1 操作，才可以使用。 P2 口都為準(zhǔn)雙向 8 位 I/O 口與 P1 口相似。P3 口也都為準(zhǔn)雙向 8 位 I/O 口，與 P1 口相似，但每個(gè)口具有另一個(gè)功能，P3.7 RD 外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀脈沖、P3.2 INT0 外部中斷 0， P3.0RXD 串行輸入口， INT1外部中斷 1，P3.4T0 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器 0 外部輸入端， P3.6WR外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫脈沖，P3.1TXD 串行輸出口，P3.5T1 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器 1 外部輸入端。 3.2.5 緊急制動(dòng)模塊 電控單元（ECU） 電子控制系統(tǒng)的主要控制中心是電控單元。針對各種傳感器輸入的信號(hào)先要進(jìn)行運(yùn)算、處理然后根據(jù)其內(nèi)部存儲(chǔ)的信息和數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷最后向噴油器等執(zhí)行元件發(fā)出指令，提供電脈沖信號(hào)控制噴油的多少[14]。 電控單元一般由中央處理器 CPU，不但可以控制噴油器的噴射量，還可以控制點(diǎn)火、怠速、廢棄再循環(huán)等，只讀存儲(chǔ)器 ROM，控制底盤中的自動(dòng)變速器、制動(dòng)防抱死系統(tǒng)、懸架高度調(diào)整系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向助力系統(tǒng)及車身控制系統(tǒng)等。電控系統(tǒng)功能框圖如圖 3-11 所示： 圖 3-11 電控系統(tǒng)功能框圖 怠速控制閥 怠速控制閥受步進(jìn)電機(jī)影響，步進(jìn)電機(jī)受電控單元發(fā)出的脈沖信號(hào)控制，在駕駛員駕車行進(jìn)的過程中當(dāng)遇到緊急情況需要進(jìn)行怠速時(shí)電控單元向怠速控制閥發(fā)出脈沖信號(hào)，控制步進(jìn)電機(jī)前進(jìn)和后退運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而改變進(jìn)氣量的多少。在怠速運(yùn)動(dòng)時(shí)駕駛員不會(huì)因?yàn)殄e(cuò)踩油門踏板而影響控制閥的開度，利用步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)，改變閥的位置來控制空氣的進(jìn)入量[10]。其結(jié)構(gòu)圖如圖 3-12 1.連接進(jìn)氣歧管 2.接空氣濾清器 3.閥軸 4.線圈 5.閥門 6.彈簧圖 3-12 怠速控制閥結(jié)構(gòu)圖 噴油器 是執(zhí)行元件根據(jù)電控單元傳遞過來的脈沖信號(hào)噴射出相應(yīng)的霧狀燃油。其工作過程為：電磁線圈接通電壓后，產(chǎn)生磁場。銜鐵由于磁場的產(chǎn)生向上運(yùn)動(dòng)同時(shí)會(huì)帶動(dòng)針閥上升與其底座產(chǎn)生一定的距離，燃油從精度很高的間隙中流出，針閥前段的噴油軸針可以使流出的燃油充分霧化[11]。 剎車系統(tǒng) 通過制動(dòng)器的制動(dòng)可以使汽車停止。是剎車系統(tǒng)的主要部件，目前，汽車所使用的制動(dòng)器有鼓式制動(dòng)器其工作面是內(nèi)部的圓柱面制動(dòng)鼓是鼓式制動(dòng)器摩擦副中的旋轉(zhuǎn)元件鼓式制動(dòng)器按其結(jié)構(gòu)和工作方式不同分為雙領(lǐng)蹄式與雙從蹄式制動(dòng)器、領(lǐng)從蹄式制動(dòng)器、自增力式制動(dòng)器和雙向雙領(lǐng)蹄式制動(dòng)器[15]；盤式制動(dòng)器 其主要靠摩擦塊的工作區(qū)域及其制動(dòng)塊來進(jìn)行固定，每個(gè)制動(dòng)器的制動(dòng)塊不同有兩塊到四塊。這些剎車片及其執(zhí)行器安裝在夾具支架兩側(cè)的制動(dòng)盤上，統(tǒng)稱為制動(dòng)鉗，鉗盤式制動(dòng)器進(jìn)一步分為浮鉗盤式制動(dòng)器和定鉗盤式制動(dòng)器。 如下圖 3-13 所示可看出制動(dòng)鉗體安裝在在車橋上，制動(dòng)鉗體兩側(cè)都有制動(dòng)輪缸和活塞。制動(dòng)時(shí)，由制動(dòng)總泵泵來的油液經(jīng)油口進(jìn)入制動(dòng)鉗體中的液壓缸中這兩個(gè)液壓缸是互通的，通過活塞將摩擦塊壓在制動(dòng)盤上，使車輪減速直至停車。 圖 3-13 鉗盤式制動(dòng)器示意圖 總體方案： 怠速控制模式 當(dāng) ECU 通過超聲波測距模塊檢測出前方障礙物以到達(dá)危險(xiǎn)距離后控制怠速控制閥工作，進(jìn)行強(qiáng)制怠速，節(jié)氣門關(guān)小，停止向發(fā)動(dòng)機(jī)供油，當(dāng)汽車減速直至停車后，進(jìn)行一般怠速控制。此方案更適應(yīng)于低速行駛，適合上下班交通堵塞車輛走走停?；蛘呒t路燈區(qū)域。 剎車控制模式 其判斷是否到達(dá)危險(xiǎn)距離與怠速控制模式相同，剎車控制模式主要應(yīng)對于城市道路上行駛，車速一般在 50km/h 上下，當(dāng) ECU 通過超聲波測距模塊檢測出障礙物到達(dá)預(yù)警距離和危險(xiǎn)距離時(shí)剎車控制模塊啟動(dòng)，通過液壓系統(tǒng)控制制動(dòng)器工作，由于在市面上行駛的汽車制動(dòng)器種類很多這里就以定鉗盤式制動(dòng)器為例本設(shè)計(jì)在原有的定鉗盤式制動(dòng)器結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上添加一個(gè)電磁控制機(jī)構(gòu)，當(dāng) ECU 判斷出需要制動(dòng)器工作時(shí)，通過單片機(jī)控制步進(jìn)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)達(dá)到制動(dòng)的目的步進(jìn)電機(jī)的輸出軸上有一小孔，當(dāng)與油液平行時(shí)可使液壓油進(jìn)入液壓缸推動(dòng)活塞達(dá)到制動(dòng)的效果，此機(jī)構(gòu)不會(huì)影響汽車的駐車剎車系統(tǒng)，其只在道路行駛中突遇到障礙物時(shí)啟動(dòng)，其它情況處于關(guān)閉狀態(tài)不會(huì)影響汽車的正常行駛，其改進(jìn)的工作原理圖如圖 3-14 所示：由于此結(jié)構(gòu)制作需要一定的設(shè)備支持目前尚處于理論階段無法進(jìn)行道路實(shí)際測試。 圖 3-1 帶步進(jìn)電機(jī)的鉗盤式制動(dòng)器示意圖 第四章系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 4.1 超聲波測距程序設(shè)計(jì) 系統(tǒng)控制器 開始系統(tǒng)初始化后檢查超聲波傳感器是否正常，正常則開始測距，各個(gè)探頭開始工作實(shí)時(shí)測量與前方障礙物的距離，并將測得的數(shù)據(jù)發(fā)送到單片機(jī)系統(tǒng)計(jì)算出四組數(shù)據(jù)中較短的數(shù)據(jù)并挑出，與設(shè)定的危險(xiǎn)距離比較后大于則不報(bào)警繼續(xù)測量，等于或小于則發(fā)出報(bào)警啟動(dòng)相應(yīng)的警報(bào)和啟動(dòng)緊急制動(dòng)模塊。 設(shè)置測距的周期一路信號(hào)的工作周期為 100ms 時(shí)超聲波之間的干擾系數(shù)較小，以車頭為例即整個(gè)系統(tǒng)檢測周期為 400ms。 圖 4-1 測距示意圖 在周期為 400ms 的定時(shí)器中斷服務(wù)中，通過單片機(jī) P2.3，P2.4 腳編程控制， 并通過對 P2.5 的控制和延時(shí)，輸出頻率為 40kHz 的超聲波脈沖，并啟動(dòng) T0 計(jì)時(shí)器，等待回波。 發(fā)出的超聲波在 28ms 內(nèi)如果出現(xiàn)回波信號(hào)，聲響報(bào)警裝置發(fā)聲同時(shí)判斷 14ms 有無回波則，如果有回波強(qiáng)制怠速啟動(dòng)。隨后判斷速度是否在 4m/s 是則停 止 T0 計(jì)時(shí)器計(jì)時(shí)，并算出障礙物的實(shí)際距離，記錄這是哪一個(gè)傳感器的信號(hào)， 如果距離小于 0.4 米則會(huì)啟動(dòng)緊急制動(dòng)模塊。一旦接收的信號(hào)為低電平，進(jìn)入中斷程序。計(jì)時(shí)器 T0 關(guān)閉停止計(jì)時(shí)。當(dāng)計(jì)時(shí)器時(shí)間超出預(yù)定值未檢測到回波信號(hào)， 則代表本次未測出前方障礙物，進(jìn)行下一次測距。 4.2 控制程序設(shè)計(jì) 控制程序的作用是通過從測距模塊和距離計(jì)算后處理的分析判斷出系統(tǒng)此時(shí)應(yīng)當(dāng)反應(yīng)的狀態(tài)具體流程圖如圖 4-2 所示： 圖 4-2 控制程序流程圖 致 謝 本設(shè)計(jì)是在北華航天工業(yè)學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院培養(yǎng)下完成的，在寫設(shè)計(jì)的過程中得到了很多老師和同學(xué)的幫助，在此由衷的感謝我的老師和同學(xué)們的幫助。 感謝我的指導(dǎo)老師許文娟老師，在她的幫助下使我學(xué)到了很多，受益匪淺， 她讓我對于汽車防碰撞設(shè)計(jì)的理解更進(jìn)一步，使我的設(shè)計(jì)能在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成，我相信在接下來的時(shí)間里我一定會(huì)將此設(shè)計(jì)做的更加完善。 29 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[16]田穎常明. 汽車防碰撞報(bào)警系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀[J]. 汽車運(yùn)用, 2006(5):17-17. 附錄一 主要程序 超聲波主要程序引腳設(shè)定： #include #include #define uchar unsigned char #define unit unsigned int sbit Buzzer=P3.7; sbit TX=P2.3 sbit RX=P2.4 const unsigned char on=0,off=1 #define LCD_BUS P0 sbit RS=P2.5; sbit RW=P2.6; sbit EN=P2.7; sbit SetKey = P2.2; sbit UpKey = P2.1; sbit DnKey = P2.0; sbit BEEP = P3.7; sbit a=P1.4; sbit b=P1.5; sbit c=P1.6; sbit d=P1.7; sbit a1=P1.0; sbit b1=P1.1; sbit c1=P1.2; sbit d1=P1.3; unsigned char Count=0; unsigned int time=0; bit flag=0; unsigned int Dis=0,bDis=1; unsigned char AlarmDis=50,Set=0; void KeyFun(void); 單片機(jī) I/O 口初始化程序設(shè)計(jì) void MCU_Initial(void) { unsigned char i=0; P1=0X0f; P2=0xff; P3=0x05; TX=0;RX=1; } 延時(shí)子程序?yàn)椋?/延時(shí) 指定 ms void delayms(uint ms) { uchar i; while(ms--) { for(i=0;i<120;i++); } } 計(jì)算當(dāng)前障礙物的距離程序 void Conut(void) { unsigned char i1,i3,i4; time=TH0 ′256+TL0; //用來確定傳感器發(fā)出到收到信號(hào)總時(shí)間TH0=0; //得到時(shí)間后，定時(shí)器 0 初始化為 0 TL0=0; Dis=time′1.7; //計(jì)算出當(dāng)前物體的距離單位是米 if(Dis!=bDis) //判斷是否和之前的距離相同，避免反復(fù) { bDis=Dis; //判斷與之前距離不同，更新之前的距離值if((Dis>=400)||flag==1) //超出范圍顯示“ ” { flag=0; //超出標(biāo)志清零 BEEP=0; } else //正常范圍內(nèi)，正常顯示 { i1=Dis%1000/100;//計(jì)算距離的百位數(shù)據(jù) i3=Dis%1000%100/10;//計(jì)算距離的十位數(shù)據(jù) i4=Dis%10;//計(jì)算距離的個(gè)位數(shù)據(jù)writeChar(4,1,i1+'0'); writeChar(5,1,'.'); writeChar(6,1,i3+'0'); writeChar(7,1,i4+'0');//顯示百十個(gè)位數(shù)據(jù) } } } LCD 發(fā)生控制指令 void command(uint com) //LCD 寫指令 { RS=0; LCD_BUS=com; //裝載指令delayms(5); // 延 時(shí) 5ms EN=1; //LCD 使能delayms(5); //延時(shí) 5ms EN=0; //LCD 不使能 } void write_dat(uchar dat) //LCD 寫數(shù)據(jù) { RS=1; LCD_BUS=dat; //裝載數(shù)據(jù)delayms(5); // 延 時(shí) 5ms EN=1; //LCD 使能 delayms(5); EN=0; //LCD 不使能 } void writestring(uchar x,uchar y,uchar *s) //LCD 顯示字符串 { if (y == 0) command(0x80 + x); //表示第一行else command(0xC0 + x); //表示第二行 while (*s) //判斷是否字符串的結(jié)尾 { write_dat( *s); //顯示當(dāng)前字符 s ++; //字符串地址加 1 } } void writeChar(uchar x,uchar y,uchar s) //LCD 顯示單個(gè)字符 { if (y == 0) command(0x80 + x); //表示第一行else command(0xC0 + x); //表示第二行 { write_dat( s); //顯示當(dāng)前字符 } } void LCD_Initial() //LCD 初始化 { EN=0; //LCD 不使能 RW=0; //RW 為 0 command(0x38); //發(fā)送初始化指令command(0x0c); command(0x06); command(0x01); command(0x80+0x02); //發(fā)送 LCD 初始位置 } 定時(shí)器 0 中斷子函數(shù)，計(jì)算距離溢出處理 void Timer0( interrupt 1） //T0 溢出中斷,超過測距范圍 { flag=1; //中斷溢出標(biāo)志 } 定時(shí)器 1 中斷子函數(shù)，用來產(chǎn)生蜂鳴器報(bào)警聲 void Timer1(interrupt 3） //T1 中斷用來計(jì)數(shù)器溢出 { Buzzer=!Buzzer; //蜂鳴器響 } void StartModule(void) //啟動(dòng)模塊 { TX=1; _nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_(); //空操作指令 _nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_(); _nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_(); _nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_(); TX=0; } void idle(char z) //怠速控制步進(jìn)電機(jī) { while(z--)//通過改變 z 的取值，控制步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)一定角度 { a1=1; delay(10);//延時(shí) 10ms a1=0; b1=1; delay(10); b1=0; c1=1; delay(10); c1=0; d1=1; delay(10); d1=0; } } void Max(char t) //制動(dòng)控制步進(jìn)電機(jī) { while (t--)//通過改變 t 的取值，控制步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)一定角度 { a=1; delay(10); a=0; b=1; delay(10); b=0; c=1; delay(10); c=0; d=1; delay(10); d=0; } } 獲得距離參數(shù) void GetDis(void) { StartModule(); //啟動(dòng)模塊 while(!rxd){if((P2&0x07)!=0x07) break;}; //當(dāng) rxd 為零時(shí)等待，同時(shí)判斷按鍵 if((P2&0x07)==0x07) TR0=1; //開啟計(jì)數(shù) while(rxd){if((P2&0x07)!=0x07) break;}; //當(dāng) rxd 為 1 計(jì)數(shù)并等待，同時(shí)判斷按鍵 if((P2&0x07)==0x07) //按鍵沒按下 { TR0=0; //關(guān)閉計(jì)數(shù) Conut(); //計(jì)算距離 if(Dis<=AlarmDis) {idle(8);TR1=1;}//距離小于設(shè)定距離，啟動(dòng)報(bào)警else {TR1=0;Buzzer=0;idle(0);} //距離大于設(shè)定距離，關(guān)閉報(bào)警delayms(80); //延時(shí) 80ms if(Dis<=AlarmDis-20) Max(8); else Max(0); } else //按鍵按下，重新測距 { TR0=0; //關(guān)閉計(jì)數(shù) TH0=0; //清除定時(shí)器 0 TL0=0; } } 設(shè)置報(bào)警距離 void SetFun(void) { unsigned char i1=0,i2=0,i3=0,i4=0,i5=0,i6=0; if(SetKey==0) { delayms(20); //延時(shí)if(SetKey==0) //Set 按鍵按下 { if(Set<1) Set++; //設(shè)置項(xiàng)加 1 else Set=0; } switch(Set) { case 0: writestring(10,1," ");break; case 1: writestring(10,1,">");break; } while(SetKey==0); } if((UpKey==0)&&(Set!=0)) { delayms(20); if(UpKey==0) { if(AlarmDis<400) AlarmDis++; i1 = AlarmDis/100; //獲百位i2 = AlarmDis%100/10; //獲十位i3 = AlarmDis%10; //獲個(gè)位 writeChar(12,1,i1+'0'); writeChar(13,1,'.'); writeChar(14,1,i2+'0'); writeChar(15,1,i3+'0'); //顯示百十個(gè)位while(UpKey==0); } } if((DnKey==0)&&(Set!=0))//設(shè)置項(xiàng)參數(shù)遞增 { delayms(20); if(DnKey==0) { if(AlarmDis>0) AlarmDis--; i1 = AlarmDis/100; //獲得百位 i2 = AlarmDis%100/10; //獲得十位i3 = AlarmDis%10; //獲得個(gè)位 writeChar(12,1,i1+'0'); writeChar(13,1,'.'); writeChar(14,1,i2+'0'); writeChar(15,1,i3+'0'); while(DnKey==0); } } } main 函數(shù) void main(void) { unsigned char i=0; MCU_Initial(); // 單片機(jī)端口初始化 TMOD=0x11; //定時(shí)器 1 設(shè)置為方式 1 TH0=0; TL0=0; //定時(shí)器 0 初始化裝載 0 ET0=1; //允許 T0 中斷 TH1=0; TL1=0; //定時(shí)器 1 初始化裝載 0 ET1=1; //允許 T1 中斷 EA=1; //開啟總中斷 while(1) { GetDis(); //獲得當(dāng)前距離參數(shù) SetFun();//按鍵功能掃描 } } 30 距離縮短 -  Trig  RP1 RESPACK-8  LM016L LCD1 距離增大  VSS VDD VEE RS RW E D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 Echo 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 + 超聲波測距模塊 仿真測試電路總圖 C2 33P  X1 19  U1 XTAL1  P0.0/AD0 39 C3 33P R3 1k 12.00MHz 18 9  XTAL2 RST P0.1/AD1 38 P0.2/AD2 37 P0.3/AD3 36 P0.4/AD4 35 P0.5/AD5 34 P0.6/AD6 33 P0.7/AD7 32 設(shè)置 21 單片機(jī)復(fù)位 1uF C1  29 PSEN 30 ALE 31 EA P2.0/A8 P2.1/A9 22 P2.2/A10 23 遞增 P2.3/A11 24 P2.4/A12 25 P2.5/A13 26 P2.6/A14 27 遞減 P2.7/A15 28 1 2 3 4 6 5 15 1 11 6 12 10 7 5 U2 7 8 P1.0 P1.1 P1.2 P1.3 P1.4 P1.5 P1.6 P1.7 AT89C51 P3.0/RXD 10 P3.1/TXD 11 P3.2/INT0 12 P3.3/INT1 13 P3.4/T0 14 P3.5/T1 15 P3.6/WR 16 P3.7/RD 17  5 IN1 7 IN2 10 IN3 12 IN4 6 ENA 11 ENB  9 VCC 4 U3 制動(dòng)器模塊 VS OUT1 2 OUT2 3 +88.8 OUT3 13 SENSB SENSA ENB ENA IN4 IN3 IN2 VCC IN1 1 SENSA 8 GND 9 15 SENSB  VS 4 GND 8 OUT4 14 L298 14 OUT4 13 OUT3 3 OUT2 2 OUT1 L298  R1 Q1 9014 1k BUZZER BUZ1 +88.8 強(qiáng)制怠速啟動(dòng)模塊 聲響報(bào)警裝置 R2 510 D1 LED-RED 北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 附錄二 31 北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 附錄三 主要模塊明細(xì)表 主要模塊 元件類型 型號(hào) 數(shù)量 單位 超聲波測距模塊 傳感器 Risym16MM 防水型 1 只 制動(dòng)器模塊、強(qiáng)制怠速啟動(dòng)模塊 電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片 L298N 2 只 4 相 5 線步進(jìn)電機(jī) 2 只 聲響報(bào)警裝置 三極管 S8050（NPN） 1 只 電阻 510 毆 1 只 1k 1 只 二極管 LED 紅色 1 只 蜂鳴器 HND-4216 1 只 32