裝甲車(chē)輛防撞預警系統設計

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

圖4 溫度測量電路圖

通信接口電路設計

通信接口擔負GPS模塊和無(wú)線(xiàn)模塊與主芯片數據交換及探測系統與數據處理系統數據交換的任務(wù)。

串行通訊只需較少的端口就可以實(shí)現單片機和外圍設備的互通，具有無(wú)可比擬的優(yōu)勢。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(lái)實(shí)現串行通信。在本設計中，MSP430F149的USART0模塊通過(guò)RS-232串口與外圍的串行設備通信。

本系統采用專(zhuān)用電平轉換芯片MAX3232來(lái)實(shí)現通信（見(jiàn)圖5）。MAX3232芯片是MAXIM公司生產(chǎn)的電平轉換芯片，包含兩路接收器和驅動(dòng)器IC芯片，內部有一個(gè)電源轉換器，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

數據處理系統的設計

數據處理系統負責對探測系統采集的數據進(jìn)行顯示和計算，具體的任務(wù)有：①控制數據采集系統的工作狀態(tài)；②接收并顯示采集到周?chē)?chē)輛的位置信息；③當兩車(chē)距離小于安全距離時(shí)發(fā)出警報。

數據處理系統主要是由主控電路、鍵盤(pán)、液晶顯示屏、蜂鳴報警電路和通信接口組成，系統的結構如圖1所示。

液晶顯示電路的設計

液晶顯示的原理是利用液晶的物理特性，通過(guò)電壓對其顯示區域進(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、適用于大規模集成電路直接驅動(dòng)、易于實(shí)現全彩色顯示的特點(diǎn)，目前已經(jīng)被廣泛應用在便攜式電腦、數字攝像機、PDA移動(dòng)通信工具等眾多領(lǐng)域。液晶顯示的分類(lèi)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LCD顯示屏有64行，每行有128列，每8列對應1字節的8位，即每行由16字節，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1024字節相對應，每一字節的內容和顯示屏上相應位置的亮暗對應。

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

圖6 液晶顯示電路圖

報警電路的設計

在裝甲車(chē)輛行駛途中遇有情況時(shí)，駕駛員需要得到聲音報警提示，但是考慮到聲音報警時(shí)間較短，采取聲音提示可能來(lái)不及，所以系統報警方式設計為聲音報警同時(shí)有燈光閃爍預警。發(fā)光報警模塊由單片機控制的發(fā)光8位二極管來(lái)實(shí)現。由蜂鳴器發(fā)出聲音報警的信號，本文報警單元的設計根據不同危險程度采用聲、光結合的報警方式，更符合部隊訓練的要求。

聲音報警使用蜂鳴器，通過(guò)I/O端口輸出脈沖控制，改變脈沖的頻率和作用時(shí)間來(lái)進(jìn)行不同種類(lèi)的提示或者報警。為了提高驅動(dòng)能力，讓蜂鳴器產(chǎn)生一定強度的聲音，采用了對稱(chēng)的晶體管驅動(dòng)，其電路如圖7所示。

圖7 蜂鳴報警電路原理圖

系統軟件設計

系統軟件設計包括探測系統的軟件設計和數據處理系統軟件設計。

（1）探測系統的軟件主要有以下任務(wù)：

①完成硬件系統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(wú)線(xiàn)模塊初始化和檢查功能；

③具有對溫度傳感器采集的溫度數字信號接收和存儲功能；

④完成通信接口的初始化功能，實(shí)現與GPS模塊、無(wú)線(xiàn)模塊以及數據處理系統的數據傳輸；

⑤具有電源檢測，保持低功耗狀態(tài)的功能；

⑥具有數據濾波功能，剔除采集到的誤差較大的數據。

（2）數據處理系統軟件的主要任務(wù)有：

①完成硬件系統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據顯示；

③完成報警功能；

④完成通信模塊設計。

結束語(yǔ)

本文針對目前裝甲車(chē)輛在訓練過(guò)程中存在的安全問(wèn)題，提出設計一種裝甲車(chē)輛防撞預警系統。該系統能實(shí)時(shí)獲取車(chē)輛位置信息，及時(shí)提醒駕駛員或者系統自動(dòng)采取措施以避免出現危險情況，系統原理可行，電路可靠，應用前景廣闊。