車(chē)載娛樂(lè )系統電路設計圖集錦 —電路圖天天讀（139）

　　TOP1 車(chē)載模塊原理分析與電路

　　EST527車(chē)聯(lián)網(wǎng)模塊，是一款車(chē)規級的車(chē)聯(lián)網(wǎng)標準模塊OBDII協(xié)議數據解析產(chǎn)品，支持ISO9141-2、ISO14230（KWP）、 ISO15765（CANBUS）等協(xié)議的物理層，可通過(guò)OBD-16標準接口與現有絕大部分汽車(chē)的ECU進(jìn)行診斷通訊；模塊將汽車(chē)電控系統的各項傳感器數值轉換為UART格式的數據進(jìn)行輸出，用戶(hù)產(chǎn)品通過(guò)EST527_MINI模塊與汽車(chē)快速連接，輕松實(shí)現車(chē)聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品二次開(kāi)發(fā)；還支持標準的OBDII汽車(chē)故障診斷功能，支持DTC診斷請求、故障碼輸出、故障碼清除。

　　模塊特色：標準OBDII接口支持；覆蓋所有主流汽車(chē)協(xié)議、雙MCU；處理速度快，是ELM327的5倍；上位機無(wú)需進(jìn)行任何運算，所有數據都以數值方式返回；精確行駛里程算法，準確度99.5%；支持瞬時(shí)油耗、平均油耗及耗油量數據；支持車(chē)輛故障碼診斷，兩條指令即可完成故障碼的讀取和清除；模塊化設計，高集成度；車(chē)規級抗干擾設計；郵票孔及插針雙接口設計，滿(mǎn)足所有應用場(chǎng)合；AT 指令集簡(jiǎn)單易用；極大的提升二次開(kāi)發(fā)效率，縮短研發(fā)周期。

　　車(chē)聯(lián)網(wǎng) OBD模塊采用郵票/插針兩種不同的方式，通過(guò)UART連接各種車(chē)載設備，獲取到OBD各種數據，依然采用雙核處理，一個(gè) MCU負責解碼，一個(gè)負責運算，所有的數據都是已經(jīng)解析好的數據，采納該方案的不用了解任何關(guān)于汽車(chē)協(xié)議的知識，通過(guò)電路連接，做好界面就OK。

　　原理分析：EST527 車(chē)聯(lián)網(wǎng)OBD模塊，采集記錄開(kāi)始行駛時(shí)間、結束時(shí)間、總油耗（怠速油耗、行駛油耗）單次行駛里程、怠速耗油量、行駛耗油量、當次燃油費用、當次平均車(chē)速、當次最高轉速、最高車(chē)速等駕駛行為習慣等數據，常用車(chē)速、轉速、水溫、電壓、OBD故障碼信息，將數據通過(guò)GPRS傳輸到后臺，將對合作伙伴免費開(kāi)放中文 OBD故障碼庫優(yōu)質(zhì)APP應用的API端口，可以實(shí)時(shí)查詢(xún)12000多條汽車(chē)OBD故障代碼信息。

　　GPS導航應用：該方案結合新一代實(shí)時(shí)路況導航，顛覆傳統導航設備，采用EST527模塊，直接顯示油耗軌跡，某路段多少油耗一目了然，及時(shí)反饋對應的速度地圖軌跡?；?EST527模塊開(kāi)發(fā)軟件的路況支持全國大部分高速路況信息，堵車(chē)時(shí)一看地圖就清楚自己擁堵位置及路況界面，是出差的路況信息最好幫手。

　　云記錄儀應用：我們將OBD采集到的數據根據車(chē)速、轉速、萬(wàn)一發(fā)生碰撞，鎖定該數據將汽車(chē)數據及視頻數據及時(shí)發(fā)送到后臺，結合大數據醫療救助體系，及時(shí)分析出合理援救方案，減少死亡率。

　　云GPS定位器：車(chē)鏈追蹤與智能防盜系統，鎖定汽車(chē)位置及行車(chē)軌跡，可通過(guò)電子圍欄將信息傳輸到手機或者電腦，跟蹤車(chē)況及地理位置信息。

　　車(chē)聯(lián)網(wǎng)大數據：整合OBD+GPS+GPRS/CDMA/3G/4G，獲取汽車(chē)數據、地理位置信息、駕駛行為習慣數據、汽車(chē)OBD智能故障診斷，CRM系統、平臺互動(dòng)與分享，改變司機朋友駕駛習慣、享受生活娛樂(lè )資訊資訊、提供維修保養、保險服務(wù)、關(guān)鍵路段設定維修站、加油站、生活消費場(chǎng)所、休息站等等。

　　車(chē)載開(kāi)關(guān)電源電子電路方案詳解

　　隨著(zhù)現代汽車(chē)用電設備種類(lèi)的增多，功率等級的增加，所需要電源的型式越來(lái)越多，包括交流電源和直流電源。這些電源均需要采用開(kāi)關(guān)變換器將蓄電池提供的+12VDC或+24VDC的直流電壓經(jīng)過(guò)DC-DC變換器提升為+220VDC或+240VDC，后級再經(jīng)過(guò)DC-AC變換器轉換為工頻交流電源或變頻調壓電源。對于前級DC-DC變換器，又包括高頻DC-AC逆變部分、高頻變壓器和AC-DC整流部分，不同的組合適應不同的輸出功率等級，變換性能也有所不同。推挽逆變電路以其結構簡(jiǎn)單、變壓器磁芯利用率高等優(yōu)點(diǎn)得到了廣泛應用，尤其是在低壓大電流輸入的中小功率場(chǎng)合;同時(shí)全橋整流電路也具有電壓利用率高、支持輸出功率較高等特點(diǎn)，因此本文采用推挽逆變-高頻變壓器-全橋整流方案，設計了24VDC輸入-220VDC 輸出、額定輸出功率600W的DC-DC變換器，并采用AP法設計相應的推挽變壓器。

　　推挽逆變的工作原理

　　圖1給出了推挽逆變-高頻變壓-全橋整流DC-DC變換器的基本電路拓撲。通過(guò)控制兩個(gè)開(kāi)關(guān)管S1和S2以相同的開(kāi)關(guān)頻率交替導通，且每個(gè)開(kāi)關(guān)管的占空比 d均小于50%，留出一定死區時(shí)間以避免S1和S2同時(shí)導通。由前級推挽逆變將輸入直流低電壓逆變?yōu)榻涣鞲哳l低電壓，送至高頻變壓器原邊，并通過(guò)變壓器耦合，在副邊得到交流高頻高電壓，再經(jīng)過(guò)由反向快速恢復二極管FRD構成的全橋整流、濾波后得到所期望的直流高電壓。由于開(kāi)關(guān)管可承受的反壓最小為兩倍的輸入電壓，即2UI，而電流則是額定電流，所以， 推挽電路一般用在輸入電壓較低的中小功率場(chǎng)合。

　　圖1：推挽逆變-高頻變壓器-全橋整流電路圖

　　當S1開(kāi)通時(shí)，其漏源電壓 uDS1只是一個(gè)開(kāi)關(guān)管的導通壓降，在理想情況下可假定 uDS1=0，而此時(shí)由于在繞組中會(huì )產(chǎn)生一個(gè)感應電壓，并且根據變壓器初級繞組的同名端關(guān)系，該感應電壓也會(huì )疊加到關(guān)斷的S2上，從而使S2在關(guān)斷時(shí)承受的電壓是輸入電壓與感應電壓之和約為2UI.在實(shí)際中，變壓器的漏感會(huì )產(chǎn)生很大的尖峰電壓加在S2 兩端，從而引起大的關(guān)斷損耗，變換器的效率因受變壓器漏感的限制，不是很高。在S1和S2 的漏極之間接上RC緩沖電路，也稱(chēng)為吸收電路，用來(lái)抑制尖峰電壓的產(chǎn)生。并且為了給能量回饋提供反饋回路，在S1和S2 兩端都反并聯(lián)上續流二極管FWD。 開(kāi)關(guān)變壓器的設計

　　采用面積乘積（AP）法進(jìn)行設計。對于推挽逆變工作開(kāi)關(guān)電源，原邊供電電壓UI=24V，副邊為全橋整流電路，期望輸出電壓UO=220V，輸出電流IO=3A，開(kāi)關(guān)頻率fs=25kHz，初定變壓器效率η=0.9，工作磁通密度Bw=0.3T。

　?。?）計算總視在功率PT.設反向快速恢復二極管FRD的壓降：VDF=0.6*2=1.2V

　　TOP2 AP法設計開(kāi)關(guān)變壓器

　　推挽逆變的問(wèn)題分析

　　能量回饋，主電路導通期間，原邊電流隨時(shí)間而增加，導通時(shí)間由驅動(dòng)電路決定。

　　圖2：推挽逆變能量回饋等效電路

　　圖2（a）為S1導通、S2關(guān)斷時(shí)的等效電路，圖中箭頭為電流流向，從電源UI正極流出，經(jīng)過(guò)S1流入電源UI負極，即地，此時(shí)FWD1不導通；當S1 關(guān)斷時(shí)，S2未導通之前，由于原邊能量的儲存和漏電感的原因，S1的端電壓將升高，并通過(guò)變壓器耦合使得S2的端電壓下降，此時(shí)與S2并聯(lián)的能量恢復二極管 FWD2還未導通，電路中并沒(méi)有電流流過(guò)，直到在變壓器原邊繞組上產(chǎn)生上正下負的感生電壓。如圖2（b）；FWD2導通，把反激能量反饋到電源中去，如圖 2（c），箭頭指向為能量回饋的方向。

　　各點(diǎn)波形分析

　　當某一PWN信號的下降沿來(lái)臨時(shí)，其控制的開(kāi)關(guān)元件關(guān)斷，由于原邊能量的儲存和漏電感的原因，漏極產(chǎn)生沖擊電壓，大于2UI，因為加入了RC緩沖電路，使其最終穩定在2UI附近。

　　當S1的PWN 信號下降沿來(lái)臨，S1關(guān)斷，漏極產(chǎn)生較高的沖擊電壓，并使得與S2并聯(lián)的反饋能量二極管FWD2導通，形成能量回饋回路，此時(shí)S2漏極產(chǎn)生較高的沖擊電流，見(jiàn)圖4。

　　圖5：推挽DC-DC變換器主電路圖

　　原理設計

　　圖5為簡(jiǎn)化后的主電路。輸入24V 直流電壓，經(jīng)過(guò)大電容濾波后，接到推挽變壓器原邊的中間抽頭。變壓器原邊另外兩個(gè)抽頭分別接兩個(gè)全控型開(kāi)關(guān)器件IGBT，并在此之間加入RC吸收電路，構成推挽逆變電路。推挽變壓器輸出端經(jīng)全橋整流，大電容濾波得到220V直流電壓。并通過(guò)分壓支路得到反饋電壓信號UOUT。

　　以CA3524芯片為核心，構成控制電路。通過(guò)調節6、7管腳間的電阻和電容值來(lái)調節全控型開(kāi)關(guān)器件的開(kāi)關(guān)頻率。12、13 管腳輸出PWM脈沖信號，并通過(guò)驅動(dòng)電路，分別交替控制兩個(gè)全控型開(kāi)關(guān)器件。電壓反饋信號輸入芯片的1管腳，通過(guò)調節電位器P2給2管腳輸入電壓反饋信號的參考電壓，并與9管腳COM端連同CA3524內部運放一起構成PI調節器，調節PWM脈沖占空比，以達到穩定輸出電壓220V的目的。

　　實(shí)驗結果表面，輸出電壓穩定在220V，紋波電壓較小。最大輸出功率能達到近600W，系統效率基本穩定在80%，達到預期效果。其中，由于IGBT效率損耗較大導致系統效率偏低，考慮如果采用損耗較小的MOSFET，系統效率會(huì )至少上升10%~15%.

　　TOP3 車(chē)載對射式光電傳感檢測電路

　　隨著(zhù)單片機技術(shù)的飛速發(fā)展，以及電動(dòng)機驅動(dòng)芯片性能的日益完善，本設計系統通過(guò)單片機控制直流電動(dòng)機實(shí)現了電動(dòng)車(chē)在符合規定要求的蹺蹺板上的規定運動(dòng)：在規定時(shí)間內的前進(jìn)、后退運行；蹺蹺板處于平衡狀態(tài)時(shí)以及到達蹺蹺板末端的停車(chē)候時(shí)；分階段實(shí)時(shí)顯示其行駛所用時(shí)間。該設計系統采用雙CPU設計思路：選用AT89S52作為主CPU，主要完成對數據采集系統的數據處理，控制，電動(dòng)車(chē)的實(shí)時(shí)顯示，以及主從CPU的通信功能；選用 AT89C2051作為從CPU，控制電機的轉速。該設計系統中采用脈沖寬度調制技術(shù)（PWM）實(shí)現對直流電動(dòng)機的準確與靈活調速。

　　檢測電路

　　光電傳感器廣泛應用于檢測電路中，按結構形式可以分為反射式和對射式。本設計系統中電動(dòng)車(chē)的行車(chē)路線(xiàn)檢測，起停檢測電路都要有反射式光電傳感器完成，我們直接選用TCRT5000傳感器，它是將一對紅外發(fā)射、接收對管按合理的發(fā)射、反射接收角度安裝在一個(gè)封裝內，從而安裝使用非常方便，測試準確度高；而平衡性檢測電路由對射式光電傳感器完成，此發(fā)射接受電路是有分立器件自行安裝、調試的，測試結果理想。

　　對射式光電傳感器也是由紅外線(xiàn)發(fā)射管、接收管構成，并且二者位于同一直線(xiàn)上，相距約10～20mm，兩管間沒(méi)有障礙物時(shí)接收管接收到的紅外線(xiàn)明顯不同于有障礙物時(shí)，這樣在接收端就會(huì )產(chǎn)生高低電平信號。為了讓電動(dòng)車(chē)行駛到C點(diǎn)，蹺蹺板達到平衡，我們制作了一個(gè)圓筒，并將其水平放在小車(chē)上，通過(guò)檢測其內的小球所處的位置來(lái)調整電動(dòng)車(chē)的位置，從而達到板的平衡。其檢測原理圖參見(jiàn)附錄圖3所示，在設計中，我們在圓筒的兩端分別安裝一個(gè)對射式光電傳感器。

　　圖3 對射式光電傳感器原理和電壓比較器電路

　　直接對光電傳感器電路進(jìn)行測試時(shí)發(fā)現，沒(méi)有障礙物時(shí)，輸出電壓可達到4.4V，有障礙物時(shí)電壓只有0.2V，由于接收端易受到干擾，應將采集到的信號經(jīng)過(guò)整形，比較電路，使其輸出能夠滿(mǎn)足TTL邏輯電平，并且可以改善輸出端的抗干擾特性。施密特觸發(fā)器的整形功能比較強，但是電壓不易調節，若利用電壓比較器，只要提供合適的參考電壓，就可以精確地輸出脈沖波形，綜合考慮我們選用性能較好的電壓比較器電路。其原理圖如圖 1.3.2所示。

　　驅動(dòng)電路

　　在本設計系統中，選用的是ST公司的L298N電機專(zhuān)用驅動(dòng)芯片。該芯片的主要特點(diǎn)是：工作電壓高，最高工作電壓可達46V；輸出電流大，瞬間峰值電流可達 3A，持續工作電流為2A；內含兩個(gè)H橋的高電壓大電流全橋式驅動(dòng)器，可以用來(lái)驅動(dòng)直流電動(dòng)機和步進(jìn)電動(dòng)機、繼電器、線(xiàn)圈等感性負載；采用標準邏輯電平信號控制；具有兩個(gè)使能控制端，在不受輸入信號影響的情況下允許或禁止器件工作有一個(gè)邏輯電源輸入端，使內部邏輯電路部分在低電壓下工作；可以外接檢測電阻，將變化量反饋給控制電路。

　　由L298N構成的驅動(dòng)電路參見(jiàn)附錄圖4所示。

　　圖4 驅動(dòng)電路

　　顯示電路

　　采用LED顯示，其特點(diǎn)是亮度大，視覺(jué)效果好。LED顯示按不同分類(lèi)方法可分為串行顯示和并行顯示也可分為靜態(tài)顯示和動(dòng)態(tài)顯示?？刹捎玫姆椒ㄓ校篗AX7219串行動(dòng)態(tài)顯示、74HC164串行靜態(tài)顯示、8279并行動(dòng)態(tài)顯示等多種方法。由于本設計采用干電池供電，在電路設計中應盡量降低功耗。采用LCD顯示。液晶顯示器集成度高，減少器件數目降低了功耗，同時(shí)也降低了電路的復雜性。而且液晶顯示器本身功耗很小，非常適合于這種電源容量有限的系統。但是液晶顯示也有其缺點(diǎn)，就是顯示亮度不夠，視覺(jué)效果不是很好。綜合考慮題目要求，我們選用功能強大的CH451，它整合了數碼管顯示驅動(dòng)和鍵盤(pán)掃描控制以及uP監控的多功能外圍芯片。由CH451構成的顯示電路參見(jiàn)附錄圖5所示。

　　圖5 顯示電路

　　本設計在完成基本要求方面，精度基本上達到了要求，由于受電動(dòng)車(chē)本身的性能所限，我們很難實(shí)現對其方向的精確控制，因此只完成了題目的基本要求。

　　TOP4 智能汽車(chē)控制系統電路

　　智能車(chē)又稱(chēng)為無(wú)人駕駛汽車(chē)，屬于輪式移動(dòng)機器人的一種，是一個(gè)集環(huán)境感知、路徑規劃、自動(dòng)駕駛等多功能于一體的綜合系統。智能汽車(chē)技術(shù)將許多領(lǐng)域聯(lián)系在一起，如計算機科學(xué)、人工智能、圖像處理、模式識別和控制理論等。智能汽車(chē)與一般所說(shuō)的自動(dòng)駕駛有所不同，它更多指的是利用GPS 和智能公路技術(shù)實(shí)現的汽車(chē)自動(dòng)駕駛。這種汽車(chē)不需要人去駕駛，因為它裝有相當于人的“眼睛”、“大腦”和“腳”的電視攝像機、電子計算機和自動(dòng)操縱系統之類(lèi)的裝置，這些置都裝有非常復雜的電腦程序，所以這種汽車(chē)能和人一樣會(huì )“思考”、“判斷”、“行走”，可以自動(dòng)啟動(dòng)、加速、剎車(chē)，可以自動(dòng)繞過(guò)地面障礙物在復雜多變的情況下，能隨機應變，自動(dòng)選擇最佳方案，指揮汽車(chē)正常、順利地行駛。

　　電路系統是智能汽車(chē)硬件系統的核心，對于本硬件電路系統而言，穩定性是需要優(yōu)先保證的性能指標，畢竟跑完全程才是取得成績(jì)的前提。在此基礎上，還應當綜合考慮智能汽車(chē)的動(dòng)力性、重心及電路板的緊湊性等其他指標。

　　電機驅動(dòng)模塊

　　電機驅動(dòng)模塊為智能汽車(chē)的行駛提供動(dòng)力，它的性能直接影響到后輪電機的控制性能，包括加速、減速與制動(dòng)等性能。本文采用MOSFET 驅動(dòng)芯片加全橋驅動(dòng)方案，只需合理的選擇MOSFET驅動(dòng)芯片和功率MOSFET 以保證性能即可。電路圖如圖6 所示。

　　舵機驅動(dòng)模塊

　　舵機負責智能汽車(chē)的轉向，舵機模塊能否穩定工作直接影響到智能汽車(chē)在賽道上高速行駛時(shí)的穩定性以及轉向時(shí)的靈敏度和精確度。舵機工作原理為：舵盤(pán)角位由單片機發(fā)出的PWM 控制信號的脈寬決定，舵機內部電路通過(guò)反饋控制調節舵盤(pán)角位。由于自身即為角度閉環(huán)控制，而且性能較好，故系統中就不必考慮外加舵機閉環(huán)。舵機驅動(dòng)模塊電路如圖7 所示。舵機驅動(dòng)模塊同樣屬于功率部分，用6N137光耦進(jìn)行信號隔離。

　　智能車(chē)輛是一個(gè)涉及多領(lǐng)域的復雜的綜合系統，要達到實(shí)用的目的，還要進(jìn)一步深入下研究去，還有許多工作要做。在硬件上還需要解決因攝像頭自身精度的差異或其因外部因素丟失數據導致影響智能車(chē)正常運行的問(wèn)題，增強抗干擾能力；在軟件上，還需要進(jìn)一步優(yōu)化算法，控制系統是智能汽車(chē)的核心內容，針對智能汽車(chē)的功能需求，對智能汽車(chē)控制系統關(guān)鍵模塊進(jìn)行了研究，設計的各模塊被應用于“飛思卡爾”智能汽車(chē)中，文中各圖對智能汽車(chē)的研究具有啟發(fā)作用。

　　采用MSP430行駛車(chē)輛檢測電路

　　車(chē)輛檢測器作為交通信息采集的重要前端部分，越來(lái)越受到業(yè)內人士的關(guān)注。鑒于公路交通現代化管理和城市交通現代化管理的發(fā)展需要，對于行駛車(chē)輛的動(dòng)態(tài)檢測技術(shù)——車(chē)輛檢測器的研制在國內外均已引起較大重視。車(chē)輛檢測器以機動(dòng)車(chē)輛為檢測目標，檢測車(chē)輛的通過(guò)或存在狀況，其作用是為智能交通控制系統提供足夠的信息以便進(jìn)行最優(yōu)的控制。

　　工作原理：本系統采用MSP430F1121A單片機與環(huán)形線(xiàn)圈相結合的方法對行駛車(chē)輛進(jìn)行檢測，是一種基于電磁感應原理的檢測器。傳感器線(xiàn)圈為通過(guò)有一定電流的環(huán)形線(xiàn)圈，當被檢測鐵質(zhì)物體通過(guò)線(xiàn)圈切割磁力線(xiàn)，引起線(xiàn)圈回路電感量的變化，檢測器通過(guò)檢測該電感變化量就可以檢測出被測物體的存在。本文利用由環(huán)形線(xiàn)圈構成回路的耦合電路對其振蕩頻率進(jìn)行檢測。但線(xiàn)圈檢測易受車(chē)輛、濕度、溫度等外界環(huán)境的影響，基準頻率會(huì )產(chǎn)生漂移，從而影響檢測效果。同時(shí)，由于車(chē)型、車(chē)體、車(chē)速的不同，亦會(huì )影響檢測的準確性。針對這些情況，本文提出了一種軟件動(dòng)態(tài)刷新檢測基準的方法，以及抗干擾的軟件數字濾波方法，充分利用MSP430 系列單片機的片上資源對線(xiàn)圈頻率進(jìn)行檢測，有效提高了檢測的準確性與可靠性。

　　系統結構

　　系統以MSP430F1121A單片機為核心，由環(huán)形線(xiàn)圈傳感器模塊、LC振蕩電路、整形電路、頻率選擇模塊、電源模塊、電壓監測模塊、工作方式設置模塊、信號輸出模塊及JTAG等組成。系統結構框圖如1 所示。

　　各模塊原理及硬件實(shí)現

　　環(huán)形線(xiàn)圈傳感器是一只埋在路面下的矩形線(xiàn)圈，其兩端引線(xiàn)接車(chē)輛檢測器。環(huán)形線(xiàn)圈的作用相當于LC振蕩回路中的電感L，當有金屬物體靠近時(shí)，其電感量發(fā)生變化，從而引起振蕩頻率的改變。通過(guò)對頻率的檢測、比較，可以判斷車(chē)輛的駛入或駛出。由它組成的LC振蕩電路與整形電路一起構成了信號輸入電路，如圖2所示。

　　環(huán)行線(xiàn)圈與行駛車(chē)輛之間是通過(guò)電磁場(chǎng)進(jìn)行耦合的。當車(chē)通過(guò)環(huán)形線(xiàn)圈并處在一定的位置時(shí)，在車(chē)體中引起的渦流是一定，而渦流對環(huán)形線(xiàn)圈的影響也是一定的，車(chē)輛與環(huán)形線(xiàn)圈之間存在著(zhù)一定的互感。于是，我們把車(chē)輛看作具有電感L1和電阻R1的短路環(huán)，它通過(guò)互感M與環(huán)形線(xiàn)圈相交鏈。由振蕩電路提供，電感為 L2，電阻為R2。其中第一項L2的變化幅度與車(chē)輛的導磁率有關(guān)，第二項與電渦流效應有關(guān)。若工作頻率選擇適當，當有車(chē)輛通過(guò)環(huán)形線(xiàn)圈時(shí)，式第一項的變化量將小于第二項，即等效電感減小。顯然，當車(chē)輛通過(guò)環(huán)形線(xiàn)圈時(shí)，L變小，則f增大，通過(guò)單片機檢測電路測得其頻率的變化，從而可判斷有無(wú)車(chē)輛通過(guò)。

　　電路中由三極管Q1和Q2組成共射極振蕩器，電阻R3是兩只三極管的公共射極電阻，并構成正反饋。Tl為磁罐變壓器，起著(zhù)阻抗變換和與外電路隔離的雙重作用。其繞組Ll通過(guò)引線(xiàn)外接環(huán)形線(xiàn)圈，環(huán)形線(xiàn)圈的感抗通過(guò)Tl反射到繞組L2，形成等效電感L，L與并聯(lián)的電容Cl形成振蕩回路，LC值決定了振蕩頻率。開(kāi)關(guān)Sl閉合時(shí)，電容C2與Cl并聯(lián)，電容量增加，振蕩頻率降低，由此來(lái)設置高低兩種振蕩頻率是考慮到現場(chǎng)的不同情況，以便取得較好的檢測效果。LC 振蕩電路輸出的是帶毛刺的正弦波，不適合單片機做數字化處理，因此需要單向穩壓二極管和單門(mén)限電壓比較器將其轉變?yōu)榉讲ㄐ盘栞敵觥?/p>

　　由于不同應用場(chǎng)合中，LC振蕩電路的振蕩頻率不近相同，故輸出的方波信號通過(guò)一計數器進(jìn)行分頻，再由頻率選擇接口送入單片機的P2.5口，從而避免了單片機的計數溢出，增強了單片機對信號處理的靈活性。MSP430F1121A單片機為16位RISC指令結構；內置4kBFlash和256BRAM；一個(gè)l6 位定時(shí)器TImer-A和看門(mén)狗定時(shí)器；一個(gè)具有3種內部參考電平和輸出帶RC濾波的比較器等。

　　TOP5 解讀車(chē)載AM／FM收音機電路

　　隨著(zhù)汽車(chē)從代步工具轉變?yōu)榧蓍e、娛樂(lè )為一體的個(gè)性化消費品，消費者對汽車(chē)娛樂(lè )方面的要求不斷提升，汽車(chē)產(chǎn)業(yè)也正面臨強大的市場(chǎng)壓力，亟需在不犧牲效能的情況下降低成本，這個(gè)現象在入門(mén)級汽車(chē)市場(chǎng)尤為明顯，而消費者對于低價(jià)車(chē)輛的需求讓低端媒體娛樂(lè )市場(chǎng)的年成長(cháng)率超過(guò)10%。AM/FM收音機以其低成本高音質(zhì)等特點(diǎn)，尤為得到廣泛的歡迎。如何設計一款既達到成本控制需求，又能達到高質(zhì)量音頻享受的廣播音訊產(chǎn)品來(lái)滿(mǎn)足此領(lǐng)域對于降低成本和簡(jiǎn)易設計的需求成為行業(yè)焦點(diǎn)。我們可以想象收音機的不斷的改進(jìn)和不斷創(chuàng )新，使收音機的發(fā)展空間愈來(lái)愈大。

　　如何設計一款既達到成本控制需求，又能達到高質(zhì)量音頻享受的廣播音訊產(chǎn)品來(lái)滿(mǎn)足此領(lǐng)域對于降低成本和簡(jiǎn)易設計的需求成為行業(yè)焦點(diǎn)。為了實(shí)現低成本 AM/FM車(chē)載收音機應用，本文引入低成本微控制器MC9S08QG8、集成收音芯片TEF6621、低成本音頻處理及高保真功率輸出方案，并以精簡(jiǎn)硬件設計電路，同時(shí)描述了器件選擇、總體構建思路與硬件設計細節。本設計方案能滿(mǎn)足低功耗、低成本、高性能、高音質(zhì)等要求。

　　硬件電路的具體設計

　　根據前面器件選擇和總體構建的考慮，本文完成的AM/FM車(chē)載收音機具體設計電路如圖4。其中MC9S08QG8微控制器（MCU）的大部分管腳具有多重功能，電路設計中，即以MC9S08QG8為控制核心，實(shí)現顯示、調諧、音頻音效、功放輸出等各種控制。

　　這里的AM/FM車(chē)載收音機應用原理圖分作3部分。第一部分是MC9S08QG8 MCU所需的基本連接。第二部分是TEF6621調諧器與天線(xiàn)接收電路，第3部分是由PT2313和TDA7388組成的音頻處理和功率放大輸出電路，第 4部分是16x2 LCD和編碼電位器的人機交互電路。

　　汽車(chē)電池標準電壓為12/24 V，本文設計中，采用DC—DC電壓調整電路輸出1路9 V電壓和1路5 V電壓，微控制器、顯示部分及其他低壓外設部分供電為5 V數字電壓，調諧器TEF6621和音效芯片PT2313供電為9 V電壓，功放TDA7388采用汽車(chē)電池直接供電方式。MCU的時(shí)鐘電路無(wú)需外接晶振，直接使用MCU內部自帶的時(shí)鐘;圖中TEF6621調諧器、 PT2313、TDA7388及它的外圍電路使用數據手冊提供的工作所需的最低硬件要求。MCU與TEF6621調諧器、PT2313的連接按照標準 IIC方式連接，MCU為主機，TEF6621、PT2313為從機，由SDA、SCL信號線(xiàn)通過(guò)不同的從機地址對兩個(gè)器件進(jìn)行基礎配置和操作，實(shí)現調諧與調音功能。MCU的8K FLASH和512字節的存儲器資源對于基本收音機控制是足夠的，另外，如需在本系統基礎上進(jìn)行進(jìn)一步功能擴展，造成片內資源緊張，Freescale公司還提供了pin—to—pin兼容的MC908QG16/32等低成本升級方案。

　　RS232串口轉紅外通訊電路原理剖析

　　紅外通訊作為一種數據傳輸手段，可以在很多場(chǎng)合應用，如家電產(chǎn)品、娛樂(lè )設施的紅外遙控，水、電、煤氣耗能計量的自動(dòng)抄表等。特別是在電子電力行業(yè)，使用紅外技術(shù)進(jìn)行通訊的產(chǎn)品越來(lái)越多，人們可以利用紅外技術(shù)對產(chǎn)品進(jìn)行短距離抄控，非常簡(jiǎn)潔方便。串口是計算機上一種非常通用設備通信的協(xié)議，大多數計算機包含一個(gè)基于RS 232的串口。串口通信的概念非常簡(jiǎn)單，串口按位（bit）發(fā)送和接收字節。本文所講的通信使用3根線(xiàn)完成：地線(xiàn)；發(fā)送；接收。由于串口通信是異步的，端口能夠在一根線(xiàn)上發(fā)送數據同時(shí)在另一根線(xiàn)上接收數據。

　　電平轉化

　　由于RS 232信號的電平和單片機串口信號的電平不一致，必須進(jìn)行二者之間的電平轉換，常用MAX232來(lái)實(shí)現RS232/TTL 電平轉化。MAX232 內部結構有三個(gè)部分：

　?。?）電荷泵電路。由1~6引腳和4個(gè)電容搭建組成。（2）數據轉換通道。由7~14 管腳組成兩個(gè)數據通道。RS 232數據從R1in，R2in輸入轉換成TTL/COMS數據后從R1out，R2out輸出；TTL/COMS數據從T1in，T2in輸入轉換成 RS 232數據從T1out，T2out送到電腦DB9口。（3）外部供電電路。外部供電是利用電腦USB 輸出+5 V電源有效電源，不但節約該電路設計篇幅，并且在實(shí)際制作時(shí)節約體積，其電路原理如圖1所示。

　　紅外發(fā)射部分

　　紅外發(fā)射端發(fā)送數據時(shí)，是將待發(fā)送的二進(jìn)制數據調制成一系列的脈沖串信號后發(fā)射出去，紅外載波為頻率38 kHz的方波。紅外載波可以使用單片機內部的定時(shí)器的PWM功能實(shí)現，也可以通過(guò)外圍硬件電路實(shí)現，這里采用38 kHz晶振產(chǎn)生穩定的振蕩信號，采用CD4069非門(mén)電路通過(guò)一系列轉化實(shí)現方波振蕩信號，與經(jīng)過(guò)電平轉換后的COMS數據信號疊加來(lái)實(shí)現驅動(dòng)三極管導通，從而實(shí)現TSAL6200紅外發(fā)射二極管將周期的電信號轉變成一定頻率的紅外光信號發(fā)出，見(jiàn)圖2.

　　紅外接收部分

　　紅外接收采用HS0038B紅外接收器，紅外接收電路的原理是：當接收到38 kHz 的載波信號，HS0038B接收器會(huì )輸出低電平，否則輸出高電平，從而可以將紅外光信號解調成一定周期的連續方波信號，經(jīng)單片機處理，便可以恢復出原數據信號。HS0038B是能夠接收紅外信號的小型化接收器件，它的環(huán)氧包裝可以作為紅外過(guò)濾器，因此不需要再加紅外過(guò)濾裝置。最大的優(yōu)點(diǎn)是，在干擾很強的環(huán)境中輸出也很穩定。電路設計如圖3 所示，本文中采用CD4093邏輯與非門(mén)芯片與HS0038B接收器搭建電路輸出數據，同時(shí)利用芯片其他組管腳對MAX232輸出的轉換電平數據進(jìn)行自鎖，避免信號自發(fā)自收。