裝甲車輛防撞預(yù)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)

根據(jù)系統(tǒng)的需要和實(shí)際情況，在這里采用寄生電源，主芯片的P54腳用于DS18B20的數(shù)據(jù)輸入/輸出引腳。具體電路如圖4所示。

圖4 溫度測(cè)量電路圖

通信接口電路設(shè)計(jì)

通信接口擔(dān)負(fù)GPS模塊和無線模塊與主芯片數(shù)據(jù)交換及探測(cè)系統(tǒng)與數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)數(shù)據(jù)交換的任務(wù)。

串行通訊只需較少的端口就可以實(shí)現(xiàn)單片機(jī)和外圍設(shè)備的互通，具有無可比擬的優(yōu)勢(shì)。串行通訊有兩種方式：異步模式和同步模式。MSP430系列都有USART模塊來實(shí)現(xiàn)串行通信。在本設(shè)計(jì)中，MSP430F149的USART0模塊通過RS-232串口與外圍的串行設(shè)備通信。

本系統(tǒng)采用專用電平轉(zhuǎn)換芯片MAX3232來實(shí)現(xiàn)通信（見圖5）。MAX3232芯片是MAXIM公司生產(chǎn)的電平轉(zhuǎn)換芯片，包含兩路接收器和驅(qū)動(dòng)器IC芯片，內(nèi)部有一個(gè)電源轉(zhuǎn)換器，可以把輸入的+5V電壓變換成為RS-232輸出電平所需要的-10V~+10V電壓。

圖5 通信接口電路原理圖

數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)負(fù)責(zé)對(duì)探測(cè)系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示和計(jì)算，具體的任務(wù)有：①控制數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的工作狀態(tài)；②接收并顯示采集到周圍車輛的位置信息；③當(dāng)兩車距離小于安全距離時(shí)發(fā)出警報(bào)。

數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)主要是由主控電路、鍵盤、液晶顯示屏、蜂鳴報(bào)警電路和通信接口組成，系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖1所示。

液晶顯示電路的設(shè)計(jì)

液晶顯示的原理是利用液晶的物理特性，通過電壓對(duì)其顯示區(qū)域進(jìn)行控制，有電就有顯示，這樣即可以顯示出圖形。液晶顯示器具有厚度薄、適用于大規(guī)模集成電路直接驅(qū)動(dòng)、易于實(shí)現(xiàn)全彩色顯示的特點(diǎn)，目前已經(jīng)被廣泛應(yīng)用在便攜式電腦、數(shù)字?jǐn)z像機(jī)、PDA移動(dòng)通信工具等眾多領(lǐng)域。液晶顯示的分類方法有很多種，通?？砂雌滹@示方式分為段式、字符式、點(diǎn)陣式等。

點(diǎn)陣圖形式液晶由M×N個(gè)顯示單元組成，假設(shè)LCD顯示屏有64行，每行有128列，每8列對(duì)應(yīng)1字節(jié)的8位，即每行由16字節(jié)，共16×8=128個(gè)點(diǎn)組成，屏上64×l6個(gè)顯示單元與顯示RAM區(qū)1024字節(jié)相對(duì)應(yīng)，每一字節(jié)的內(nèi)容和顯示屏上相應(yīng)位置的亮暗對(duì)應(yīng)。

根據(jù)系統(tǒng)的需要和實(shí)際情況，在這里采用點(diǎn)陣圖形式液晶顯示，主芯片的P30腳用于數(shù)據(jù)輸入/輸出引腳。具體電路如圖6所示。

圖6 液晶顯示電路圖

報(bào)警電路的設(shè)計(jì)

在裝甲車輛行駛途中遇有情況時(shí)，駕駛員需要得到聲音報(bào)警提示，但是考慮到聲音報(bào)警時(shí)間較短，采取聲音提示可能來不及，所以系統(tǒng)報(bào)警方式設(shè)計(jì)為聲音報(bào)警同時(shí)有燈光閃爍預(yù)警。發(fā)光報(bào)警模塊由單片機(jī)控制的發(fā)光8位二極管來實(shí)現(xiàn)。由蜂鳴器發(fā)出聲音報(bào)警的信號(hào)，本文報(bào)警單元的設(shè)計(jì)根據(jù)不同危險(xiǎn)程度采用聲、光結(jié)合的報(bào)警方式，更符合部隊(duì)訓(xùn)練的要求。

聲音報(bào)警使用蜂鳴器，通過I/O端口輸出脈沖控制，改變脈沖的頻率和作用時(shí)間來進(jìn)行不同種類的提示或者報(bào)警。為了提高驅(qū)動(dòng)能力，讓蜂鳴器產(chǎn)生一定強(qiáng)度的聲音，采用了對(duì)稱的晶體管驅(qū)動(dòng)，其電路如圖7所示。

圖7 蜂鳴報(bào)警電路原理圖

系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)包括探測(cè)系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)。

（1）探測(cè)系統(tǒng)的軟件主要有以下任務(wù)：

①完成硬件系統(tǒng)如特殊功能寄存器和I/O口等的初始化；

②具有GPS模塊、超聲波模塊、溫度傳感器及無線模塊初始化和檢查功能；

③具有對(duì)溫度傳感器采集的溫度數(shù)字信號(hào)接收和存儲(chǔ)功能；

④完成通信接口的初始化功能，實(shí)現(xiàn)與GPS模塊、無線模塊以及數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸；

⑤具有電源檢測(cè)，保持低功耗狀態(tài)的功能；

⑥具有數(shù)據(jù)濾波功能，剔除采集到的誤差較大的數(shù)據(jù)。

（2）數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)軟件的主要任務(wù)有：

①完成硬件系統(tǒng)如特殊功能寄存器和I/O口等的初始化；

②完成顯示屏顯示采集到的數(shù)據(jù)顯示；

③完成報(bào)警功能；

④完成通信模塊設(shè)計(jì)。

結(jié)束語(yǔ)

本文針對(duì)目前裝甲車輛在訓(xùn)練過程中存在的安全問題，提出設(shè)計(jì)一種裝甲車輛防撞預(yù)警系統(tǒng)。該系統(tǒng)能實(shí)時(shí)獲取車輛位置信息，及時(shí)提醒駕駛員或者系統(tǒng)自動(dòng)采取措施以避免出現(xiàn)危險(xiǎn)情況，系統(tǒng)原理可行，電路可靠，應(yīng)用前景廣闊。