小车停车位系的统设计毕业论文.doc

本科生毕业设计小车泊位系统设计Automatically berth car design摘 要车辆损坏的原因，多半不是重大交通事故，而是在泊车时发生的小磕小碰。泊车可能是危险性最低的驾驶操作了，但我们仍然会把事情搞得一团糟。现在有些汽车制造商给车辆加装了后视摄像头和可以测定周围物体距离远近的传感器，甚至还有高度智能化的可以显示汽车四周情况的车载电脑。本文介绍了从事超声波传感器、霍尔元件、温度传感器等实现自动检测车位并自动泊车、测量车速、温度控制、以及其他方面的试验研究。研究表明解决泊车时碰撞间题, 可以进一步扩大其应用, 使人感到更加舒适的同时大大减少因为泊车带来的交通事故, 可靠地使车停入车位。关键词：自动泊车 超声波 智能 全自动ABSTRACTDamage the cause of traffic, is not a traffic accident, but in the parking place at the head of the touch. parking will be dangerous to drive at the bottom of the operation, but we still screw up everything. some car makers to traffic after the cameras on the head and you can determine from the surrounding objects of the sensor and even a highly intelligent can display the car around the situation of the computer. this article introduced in an ultrasonic, components, the temperature sensor hall.Keywords: Automatic Parking Ultrasonic Smart Automatic目 录绪 论2第一章 总体方案与论证31.1总体设计方案41.1.1设计思路41.1.2方案比较、设计与论证4第二章 系统硬件设计62.1控制器模块62.1.1 AT89S52主要功能62.1.2 AT89S52各引脚功能62.1.3 最小系统图92.2 电机驱动模块102.3 循迹模块112.4 光感应照明模块112.5 速度测试模块112.6 时间模块132.7 温度模块132.7.1 DS18B20产品的特点132.7.2 DS18B20的引脚介绍142. 8 显示模块142. 9 无线遥控模块152.10 电源模块17第三章 软件设计183.1 泊位系统总体程序流程图183.2 泊位系统软件解释193.3 时钟及温度系统软件193.4 DS18B20的使用方法203.5 泊位系统程序20第四章 硬件及软件调试214.1 测速模块214.2 循迹模块214.3 测距模块214.4 泊车软件部分22结 论23致 谢24参考文献24附 录 26绪 论动作电影迷们一定不会忘记007电影明日帝国（Tomorrow Never Dies），这部片子票房名列1997年度全美十大卖座片的榜尾，是当年全球最卖座片的第4名。在那部片子里，007开的那部带人工智能的自动导航系统的BMW 750IL十分抢眼，即使抛开汽车来看的话，那套自动导航系统也是相当吸引人的。但是现在，如果电影里再出现这样的设备，也许会被人嘲笑为过时因为这样的设备，作为智能交通系统的一部分，已经走入寻常百姓家了。像是公交车的自动检票系统、停车场的自动缴费系统等等都是智能交通系统的分支。智能交通系统可以认为是能够尽快采集交通信息，并且给交通管理部门、交通指挥设备和人员以及驾驶员们提供交通控制和行车信息的智能网络系统。如果按照更书面一点的定义，可以描述成“ITS是将先进的信息技术、数据通讯传输技术、电子传感技术、控制技术及计算机技术等有效地集成运用于整个地面交通管理系统而建立的一种在大范围内、全方位发挥作用的，实时、准确、高效的综合交通运输管理系统。”可以说，ITS就像是交警，能够合理地指挥和舒畅交通当然，ITS的分析处理速度是成千上万的交警也比不上的，它的统筹安排能更是强大。在20世纪60年代后期，美国运输部和通用汽车公司开始研发电子路线诱导系统，试图进行路、车之间的交通信息交流，提供高速公路网路线指南。这个项目小规模地运行了5年，便无疾而终。70年代后，日本、西欧等国际和地区也开始了这方面的探索，但是由于多种方面特别是技术方面的限制，都没有产生可推广使用的产品。进入80年代以后，随着信息技术和交通理念的发展，各国的ITS才形成了较为完整的技术研发体系。现在，交通管理系统、出行信息系统、公共交通系统、车辆控制系统、营运车辆调度系统、电子收费系统、应急管理系统等属于ITS分支的技术都得到了迅猛发展，其中交通控制和线路诱导是现今城市交通的两大重要管理手段，也是ITS目前发展最为迅速，研发力度最大的两个方面。例如，中国移动已经推出AutoNavi手机导航、手机地图等一系列手机导航服务，可随时查看移动资源位置，提供地图服务、短信调度以及位置追踪等服务，最近更是推出了车辆监控调度系统，让奥运工作人员可以通过 POC（Push to Talk Over Cellular）手机对讲（在这种模式下，手机将类似于对讲机，可以进行电话会议等等。）、小区短信来提升指挥调度的效率，同时还将利用手机定位辅助快速获取人员、车辆的分布信息等。本设计泊位小车是一个运用传感器、单片机、信号处理、电机驱动及自动控制等技术来实现环境感知和自动行驶并且自动泊车为一体的综合体，小车是在给定的区域内沿着轨迹完成路线的行驶，检测到车位自动驶入，主要指标有行驶距离、时间、障碍物躲避等。本设计采用AT89C52单片机作控制，针对小车在行驶过程中的不同要求，采用模块化设计方案，进行了各部分电路的设计。智能小车控制的基本要求如下小车必须沿规定路线行驶，检测并且判别何种车位后自动停入。控制部分设计不能采用无线遥控，具体控制要求有: (1)电动车从起跑线出发，沿规定引导直线行驶到达指定位置。在“直道区”行驶并且检测前方车位信息，判断出横竖两种车位后分别按对应停法停入停车位。(2)电动车在停入车位的过程中车后方有障碍物小车立刻停车并且发出声光报警等待障碍物消失后继续动作。(3)电动车装有光电自动开关在光线变暗的情况下自动打开照明装置。(4)电动车完成上述任务的过程中能准确显示时间，小车速度，环境温度等信息，当小车后方有障碍或环境温度达超出某一值发出声光报警。(5)小车停入车位后通过遥控控制小车出车位。第一章 总体方案与论证1.1总体设计方案1.1.1设计思路本系统主要由电源模块、控制器模块、电机驱动模块、循迹模块、测距模块、测速模块、温度模块、时钟模块、报警装置、显示模块等构成。系统结构框图如图1-1所示。 电 源 模 块控 制 器 模 块电机驱动模块显示模块报警装置光感应照明模块测距模块测速模块循迹模块温度、时间模块无线遥控模块 图1-1系统结构框图1.1.2方案比较、设计与论证1）小车选择本设计中小车要实现灵活循迹且停入车位；有考虑到四轮车虽然动力强但是转弯受到限制所以这里采用车体结构为三角形，灵活性大，且尽量使小车重心低便于制动。2）控制器选择采用Atmel公司的AT89S52单片机。AT89S52结构简单，低功耗，体积小，稳定性高，高性能。从适用度和价格两个方面考虑，这里采用AT89S52单片机作为主控制器。3）电机选择采用直流减速电机。步进电机可以准确定位，但是输出力矩低，速度慢体积大，质量大，不适合于小车灵活动作。而直流减速电机转动力矩大，速度大，体积小，重量轻最终选择直流减速电机。4）电机驱动模块采用专用芯片L298。专用芯片L298，响应频率高，一片可以控制2个直流电机，操作方便，稳定性好，性能优良。最终，选用L298作为电机驱动。5）循迹模块采用光电传感器。反射式光电传感器采用一体化结构，利用黑、白反射光的强弱循迹，灵敏度高，体积小，结构紧凑，安装方便。6）显示模块采用LCD12864。数码管显示速度快、亮度高但是显示内容多时硬件资源占用较多，采用12864LCD，由单片机的总线模式连接。可以有效解决问题。7）测速模块采用采用霍尔开关元器件。霍尔开关元器件AH3503检测轮子上的小磁铁从而给单片机中断脉冲，达到测量速度的作用。霍尔元件具有体积小，频率响应宽度大，动态特性好，对外围电路要求简单，使用寿命长，价格低廉等特点，电源要求不高，安装也较为方便。8）测距模块由于超声波指向性强，能量消耗缓慢，在介质中传播的距离较远，因而超声波被广泛用于距离的测量，利用超声波检测往往比较迅速、方便并且测量精度方面能达到工业级的要求，测量时与被测物体无直接接触等，这些优点使其广泛用于倒车雷达、建筑施工工地以及一些工业现场，我们采用超声波测距模块HC-SR04。 9）时间、温度模块分别采用常见的且技术成熟的DS1302和DS18B20。10）电源模块采用三端稳压集成电路7805作为稳压用的集成电路。第二章 系统硬件设计2.1控制器模块AT89S52是一种低功耗、高性能CMOS 8位微控制器，具有8K 在系统可编程Flash 存储器。使用Atmel 公司高密度非易失性存储器技术制造，与工业80C5产品指令和引脚完全兼容参考文献1 陈言俊,王延伟. 大学生创新竞赛实战M. 北京航天航空大学出版社 2009。片上Flash允许程序存储器在系统可编程，亦适于常规编程器。在单芯片上，拥有灵巧的8 位CPU 和在系统可编程Flash，使得AT89S52在众多嵌入式控制应用系统中得到广泛应用2 刘文涛. 单片机应用开发实例M. 清华大学出版社 2005。2.1.1 AT89S52主要功能列举如下：1、拥有灵巧的8位CPU和在系统可编程Flash2、晶片内部具时钟振荡器（传统最高工作频率可至 12MHz）3、内部程序存储器（ROM）为 8KB4、内部数据存储器（RAM）为 256字节5、32 个可编程I/O 口线6、8 个中断向量源7、三个 16 位定时器/计数器8、三级加密程序存储器9、看门狗定时器，2 个数据指针，三个16 位 定时器/计数器，一个6级向量2级中断结构10、全双工串行口， 片内晶振及时钟电路。11、AT89S52 可降至0Hz 静态逻 辑操作，支持2种软件可选择节电模式。12、空闲模式下，CPU 停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工 作。掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结， 单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。2.1.2 AT89S52各引脚功能介绍：VCC：AT89S52电源正端输入，接+5V。VSS：电源地端。XTAL1：单芯片系统时钟的反相放大器输入端。XTAL2：系统时钟的反相放大器输出端，一般在设计上只要在 XTAL1 和 XTAL2 上接上一只石英振荡晶体系统就可以动作了，此外可以在两引脚与地之间加入一 20PF 的小电容，可以使系统更稳定，避免噪声干扰而死机。RESET：AT89S52的重置引脚，高电平动作，当要对晶片重置时，只要对此引脚电平提升至高电平并保持两个机器周期以上的时间，AT89S51便能完成系统重置的各项动作，使得内部特殊功能寄存器之内容均被设成已知状态，并且至地址0000H处开始读图2-1 AT89S52引脚入程序代码而执行程序3 陈明萤.8051单片机课程设计实训教材M. 北京：清华大学出版社 2004。EA/Vpp：EA为英文External Access的缩写，表示存取外部程序代码之意，低电平动作，也就是说当此引脚接低电平后，系统会取用外部的程序代码（存于外部EPROM中）来执行程序。因此在8031及8032中，EA引脚必须接低电平，因为其内部无程序存储器空间。如果是使用 8751 内部程序空间时，此引脚要接成高电平。此外，在将程序代码烧录至8751内部EPROM时，可以利用此引脚来输入21V的烧录高压（Vpp）。ALE/PROG：ALE是英文Address Latch Enable的缩写，表示地址锁存器启用信号。AT89S52可以利用这支引脚来触发外部的8位锁存器（如74LS373），将端口0的地址总线（A0A7）锁进锁存器中，因为AT89S52是以多工的方式送出地址及数据。平时在程序执行时ALE引脚的输出频率约是系统工作频率的1/6，因此可以用来驱动其他周边晶片的时基输入。此外在烧录8751程序代码时，此引脚会被当成程序规划的特殊功能来使用。PSEN：此为Program Store Enable的缩写，其意为程序储存启用，当8051被设成为读取外部程序代码工作模式时（EA=0），会送出此信号以便取得程序代码，通常这支脚是接到EPROM的OE脚。AT89S52可以利用PSEN及RD引脚分别启用存在外部的RAM与EPROM，使得数据存储器与程序存储器可以合并在一起而共用64K的定址范围4 H.Mao,fred C.Lee.Review of Power Factor Correction Techniques,proceedings of IPEMC97,HangZhou 1997年.。PORT0（P0.0P0.7）：端口0是一个8位宽的开路汲极（Open Drain）双向输出入端口，共有8个位，P0.0表示位0，P0.1表示位1，依此类推。其他三个I/O端口（P1、P2、P3）则不具有此电路组态，而是内部有一提升电路，P0在当做I/O用时可以推动8个LS的TTL负载。如果当EA引脚为低电平时（即取用外部程序代码或数据存储器），P0就以多工方式提供地址总线（A0A7）及数据总线（D0D7）。设计者必须外加一锁存器将端口0送出的地址栓锁住成为A0A7，再配合端口2所送出的A8A15合成一完整的16位地址总线，而定址到64K的外部存储器空间5 李全利，迟荣强.单片机原理及接口技术M. 北京：高等教育出版社 2003。PORT2（P2.0P2.7）：端口2是具有内部提升电路的双向I/O端口，每一个引脚可以推动4个LS的TTL负载，若将端口2的输出设为高电平时，此端口便能当成输入端口来使用。P2除了当做一般I/O端口使用外，若是在AT89S52扩充外接程序存储器或数据存储器时，也提供地址总线的高字节A8A15，这个时候P2便不能当做I/O来使用了。PORT1（P1.0P1.7）：端口1也是具有内部提升电路的双向I/O端口，其输出缓冲器可以推动4个LS TTL负载，同样地若将端口1的输出设为高电平，便是由此端口来输入数据。如果是使用8052或是8032的话，P1.0又当做定时器2的外部脉冲输入脚，而P1.1可以有T2EX功能，可以做外部中断输入的触发脚位6 郁有文，常建.传感器原理及工程应用M.西安：西安电子科技大学出版社 2008。PORT3（P3.0P3.7）：端口3也具有内部提升电路的双向I/O端口，其输出缓冲器可以推动4个TTL负载，同时还多工具有其他的额外特殊功能，包括串行通信、外部中断控制、计时计数控制及外部数据存储器内容的读取或写入控制等功能。其引脚分配如下：P3.0：RXD，串行通信输入。P3.1：TXD，串行通信输出。P3.2：INT0，外部中断0输入。P3.3：INT1，外部中断1输入。P3.4：T0，计时计数器0输入。P3.5：T1，计时计数器1输入。P3.6：WR：外部数据存储器的写入信号。P3.7：RD，外部数据存储器的读取信号。RST：复位输入。当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。ALE/PROG：当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。在FLASH编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。在平时，ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的1/6。因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。然而要注意的是：每当用作外部数据存储器时，将跳过一个ALE脉冲。如想禁止ALE的输出可在SFR8EH地址上置0。此时， ALE只有在执行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，该引脚被略微拉高。如果微处理器在外部执行状态ALE禁止，置位无效7 赵茂泰.智能仪器原理及应用M. 北京：电子工业出版社 2003。/PSEN：外部程序存储器的选通信号。在由外部程序存储器取指期间，每个机器周期两次/PSEN有效。但在访问外部数据存储器时，这两次有效的/PSEN信号将不出现8 全国大学生电子设计竞赛委员会.全国大学生设计竞赛获奖作品汇编M. 北京：北京理工大学出版社 2004。/EA/VPP：当/EA保持低电平时，则在此期间外部程序存储（0000H-FFFFH），不管是否有内部程序存储器。注意加密方式1时，/EA将内部锁定为RESET；当/EA端保持高电平时，此间内部程序存储器。在FLASH编程期间，此引脚也用于施加12V编程电源（VPP）。XTAL1：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。XTAL2：来自反向振荡器的输出。2.1.3最小系统图该系统主要用到的是单片机，要使单片机工作起来最基本的电路构成是最小系统图，其中包括电源电路、时钟电路、以及复位电路该最小系统图如2-2所示：图2-2单片机最小系统2.2 电机驱动模块 L298N 为SGS-THOMSON Microelectronics 所出产的双全桥步进电机专用驱动芯片( Dual Full-Bridge Driver ) ，内部包含4信道逻辑驱动电路，是一种二相和四相步进电机的专用驱动器，可同时驱动2个二相或1个四相步进电机，内含二个高电压、大电流双全桥式驱动器，接收标准可驱动46V、2A以下的步进电机，且可以直接透过电源来调节输出电压；此芯片可直接由单片机的IO端口来提供模拟时序信号9 孙传友，孙晓斌.感测技术基础M. 北京：电子工业出版社 2001。图2-3 L298引脚图图2-4 L298 内部逻辑图2.3 循迹模块 采用两个光电传感器组成检测电路。探测路面黑线的大致原理是:光线照射到路面并反射，由于黑线和白纸的反射系数不同，根据接收到的反射光强弱判断是否沿黑线前进10 马建国.电子系统设计M. 北京：高等教育出版社 2004。在车底中部安装了三组光电传感器，将他们置于运行轨迹中间，其间距调整为大于黑线的宽度。光电传感器接受到不同的颜色后会有不同的电平输出11。本电路中当光电传感器检测到黑色，三脚输出为高电平;检测到白色，三脚输出为低电平。实际行驶时，只有当两个色标传感器同时检测为高电平，中间光电传感器检测到低电平小车才直线运行，否则运用差步原理，调整方向。检测电路如图2-5。图2-5黑线检测电路光电传感器在黑色引导线两侧检测，可使小车沿运行轨迹精确行驶。2.4 光感应照明模块光控开关：用光照度控制的开关，当环境的亮度达到某个设定值以下，这种开关就会开启。开关面板表面装有光敏电阻。而光敏电阻的敏感效应，在黑暗时其电阻值增大（可用液晶万用表测得数值）。也就是说当天色变暗到一定程度，光敏电阻感应后会在电压比较器输出端产生一正向电压，这时光控制开关电路就连通起作用。原理图如图2-6。2.5 速度测试模块通过霍尔元件（AH3503）感应磁铁来产生脉冲(当霍尔元件在离磁场较近时输出会是高电平，其它时候是低电平)，一个车轮均数，再测量出小车车轮周长即可计算出小图2-6光控开关原理图车当前速度，累加可得到当前路程。 AH3503线性霍尔电路由电压调整器，霍尔电压发生器，线性放大器和射极跟随器组成，其输入是磁感应强度，输出是与输入量成正比的电压。其接线如图2-7匀放四个小磁铁，计算一秒所得的脉冲数，从而计算出一秒小车轮子转动圈。图2-7霍尔元件的接线2.6 时间模块本设计采用的DS1302 是美国DALLAS公司推出的一种高性能、低功耗、带RAM的实时时钟电路，它可以对年、月、日、周日、时、分、秒进行计时，具有闰年补偿功能，工作电压为2.5V5.5V。采用三线接口与CPU进行同步通信，并可采用突发方式一次传送多个字节的时钟信号或RAM数据。DS1302内部有一个318的用于临时性存放数据的RAM寄存器11 张毅刚，彭喜元，姜守达.新编MCS-51单片机应用设计M. 哈尔滨工业大学出版社2003。DS1302是DS1202的升级产品，与DS1202兼容，但增加了主电源/后备电源双电源引脚，同时提供了对后备电源进行涓细电流充电的能力。DS1302的引脚排列,其中Vcc1为后备电源，VCC2为主电源。在主电源关闭的情况下，也能保持时钟的连续运行。DS1302由Vcc1或Vcc2两者中的较大者供电。当Vcc2大于Vcc1+0.2V时，Vcc2给DS1302供电。当Vcc2小于Vcc1时，DS1302由Vcc1供电。X1和X2是振荡源，外接32.768kHz晶振。RST是复位/片选线，通过把RST输入驱动置高电平来启动所有的数据传送。RST输入有两种功能：首先，RST接通控制逻辑，允许地址/命令序列送入移位寄存器；其次，RST提供终止单字节或多字节数据的传送手段。当RST为高电平时，所有的数据传送被初始化，允许对DS1302进行操作12 蔡明生，许文玉.电子设计M. 高等教育出版社 2004。如果在传送过程中RST置为低电平，则会终止此次数据传送，I/O引脚变为高阻态。上电运行时，在Vcc2.0V之前，RST必须保持低电平。只有在SCLK为低电平时，才能将RST置为高电平。I/O为串行数据输入输出端(双向)，后面有详细说明。SCLK为时钟输入端。 下图为DS1302的引脚功能图。 图2-8 DS1302的引脚功能图2.7 温度模块 本设计采用DS18B20数字温度计。DS18B20数字温度计是DALLAS公司生产的1Wire，即单总线器件，具有线路简单，体积小的特点13 John G. Principle of PowerM. Electronics.Add on Wesley publishing company 1991。因此用它来组成一个测温系统，具有线路简单，在一根通信线，可以挂很多这样的数字温度计，十分方便。 2.7.1 DS18B20产品的特点 （1）、只要求一个端口即可实现通信。 （2）、在DS18B20中的每个器件上都有独一无二的序列号。 （3）、实际应用中不需要外部任何元器件即可实现测温 。 （4）、测量温度范围在55。C到125。C之间。 （6）、内部有温度上、下限告警设置。图2-9 18B20引脚图2.7.2 DS18B20的引脚介绍 TO92封装的DS18B20的引脚排列见图2.10，其引脚功能描述如下。 （1）GND 地信号。（2）.DQ 数据输入/输出引脚。开漏单总线接口引脚。当被用着在寄生电源下，也可以向器件提供电源。（3）VDD可选择的VDD引脚。当工作于寄生电源时，此引脚必须接地。 2.8 显示模块 考虑到显示内容较多本设计采用LCD12864作为现实时间（年月日，时分秒）温度以及小车速度的信息。 FYD12864-0402B是一种具有4位/8位并行、2线或3线串行多种接口方式，内部含有国标一级、二级简体中文字库的点阵图形液晶显示模块；其显示分辨率为12864, 内置8192个16*16点汉字，和128个16*8点ASCII字符集。利用该模块灵活的接口方式和简单、方便的操作指令，可构成全中文人机交互图形界面。可以显示84行1616点阵的汉字. 也可完成图形显示.低电压低功耗是其又一显著特点。由该模块构成的液晶显示方案与同类型的图形点阵液晶显示模块相比，不论硬件电路结构或显示程序都要简洁得多，且该模块的价格也略低于相同点阵的图形液晶模块。基本特性如下: 低电源电压（VDD:+3.0-+5.5V） 显示分辨率:12864点 内置汉字字库，提供8192个1616点阵汉字(简繁体可选) 内置 128个168点阵字符 2MHZ时钟频率 显示方式：STN、半透、正显 驱动方式：1/32DUTY，1/5BIAS 视角方向：6点 背光方式：侧部高亮白色LED，功耗仅为普通LED的1/51/10 通讯方式：串行、并口可选 内置DC-DC转换电路，无需外加负压 无需片选信号，简化软件设计 工作温度: 0 - +55 ,存储温度: -20 - +60 其管脚功能如下表：表2-1 LCD18B20管脚功能管脚号管脚名称电平管脚功能描述1VSS0V电源地2VCC3.0+5V电源正3V0-对比度（亮度）调整4RS(CS）H/LRS=“H”,表示DB7DB0为显示数据RS=“L”,表示DB7DB0为显示指令数据5R/W(SID)H/LR/W=“H”,E=“H”,数据被读到DB7DB0R/W=“L”,E=“HL”, DB7DB0的数据被写到IR或DR6E(SCLK)H/L使能信号7DB0H/L三态数据线8DB1H/L三态数据线9DB2H/L三态数据线10DB3H/L三态数据线11DB4H/L三态数据线12DB5H/L三态数据线13DB6H/L三态数据线14DB7H/L三态数据线15PSBH/LH：8位或4位并口方式，L：串口方式16NC-空脚17/RESETH/L复位端，低电平有效18VOUT-LCD驱动电压输出端19AVDD背光源正端（+5V）20KVSS背光源负端 2.9 无线遥控模块本设计采用的四键遥控器和超再生固定码接收模块可以组成四路无线发射接收电路，遥控器的四位数据码对应模块的四路输出，可以方便的组成无线遥控发射接收电路，该产品广泛适用于广大电子爱好者的家庭、工业遥控类电子产品的设计和开发，可很好的作为单片机的信号输入源。接收模块有自锁、非锁、互锁三种型号：非锁型输出又称点动输出，数据脚输出的电平是瞬时的而且和发射端是否发射相对应，可以用于类似点动的控制，有遥控信号时数据脚是高电平，遥控信号消失时数据脚立即恢复为低电平，适用于如电动门、电动门锁、与单片机对接等只需要一个高电平的电路等电路等。自锁型输出的数据脚能实现触发翻转工作逻辑，数据只要成功接收就能一直保持对应的电平状态，直到下次遥控数据发生变化时改变14 周泽存.检测技术M.机械工业出版社 199315 RaShid MH.Power Electronics. M.Prentice-Hall,Inc 1998年.。自锁型四路相互独立互不影响，可同时遥控四路，如灯具的控制等。互锁型输出就是任意一路收到信号则该路就能一直保持对应的高电平状态，接收到任意其它路的数据则恢复到原始状态，四路互锁只能有一路接通，实际应用如电风扇档位开关电路等。 接收板主要参数： 工作频率：315M 工作电压：DC5V 工作电流：3mA(5.0VDC) 工作原理：超再生 调制方式：ASK 编码芯片：SC2272（PT2272、PT2294），芯片兼容 灵敏度：优于-105dBm(50) 输出信号：互锁（L）或非锁（M）或自锁（T），（本设计采用的是自锁型）。摇控距离：2050米以上（开阔地）。接收模块测试电路D0 D1 D2 D3 VT GND VCCGNDVCC图2-10 固定编码接收模块测试图 接收模块的七根引脚分别为D3、D2、D1、D0、GND、VT、VCC，其中VCC为DC5V的供电端，GND为接地端，VT端为解码有效输出端，只要发射器的数据码有输出，VT都能同步输出高电平；D3、D2、D1、D0是2262解码芯片的四位数据输出端，有信号时能输出5V左右的高电平，驱动电流约2mA，与发射器的四位数据码输出一一对应。接收模块不焊天线也能接收信号，为提高接收灵敏度，可以用一根长度约为23厘米的软导线直接焊接到天线处。2.10 电源模块78/79系列三端稳压IC来组成稳压电源所需的外围元件极少，电路内部还有过流、过热及调整管的保护电路，使用起来可靠、方便，而且价格便宜。该系列集成稳压IC型号中的78或79后面的数字代表该三端集成稳压电路的输出电压，如7806表示输出电压为正6V，7909表示输出电压为负9V。 因为三端固定集成稳压电路的使用方便，电子制作中经常采用。第三章 软件设计3.1 泊位系统总体程序流程图 出车位小于X循迹并检测是否有车位YN行走且判断车位大小大车位停法大于X小于Y大于Y小车位停法后有障碍后有障碍停车报警直到障碍解除YY停入车位N是否要出车位NY图3-1泊车程序流程框图3.2 泊位系统软件解释小车开始在按下遥控后打左转向灯三秒，之后在光电对管的指引信号下执行循迹主程序并且一直检测前方是否有车位区域(到对管都被黑线挡住)。检测前方有车位区域之后开始检测左右方障碍物距离，当距离大于某一设定值开始计时时间在小于X时舍弃（不是车位而是车与车之间的空隙），当计时时间大于X小于Y时为小车位打右转向灯三秒程序跳到执行入小车位的地方执行，当计时时间大于Y时为大车位打右转向灯三秒程序跳到执行入大车位的地方执行。测试过程中有以下几种车位：(1)前方车位均无车： 此时程序判断后小车会停入第一个车位（默认为大车位）。(2)前方车位均无车： 此时程序判断无车位后循迹出车位场地。(3)前方大小车位均有: 此时程序判断后停入第一个车位，不管大小。(4) 前方两侧均有车位：此时小车会停入优先级较高的中断当中停入相应的车位。在执行整个停车程序的过程中小车后方传感器检测到有障碍物时小车马上停车，并且发出声光报警直到后方障碍物撤除继续停入车位。停入车位后当再次按下出发信号后小车打左转向灯三秒后出车位，出车位后继续执行循迹主程序直到下一次检测到有停车位的地方。小车泊车的软件部分需要根据实际场地反复调试延时，位置信号是否到位等问题。3.3 时钟及温度系统软件DS1302 的控制字如图2-9所示。控制字节的最高有效位(位7)必须是逻辑1，如果它为0，则不能把数据写入DS1302中，位6如果为0，则表示存取日历时钟数据，为1表示存取RAM数据;位5至位1指示操作单元的地址;最低有效位(位0)如为0表示要进行写操作，为1表示进行读操作，控制字节总是从最低位开始输出。1RAMCKA4A3A2A1A0RAMK图3-2 DS1302的控制字在控制指令字输入后的下一个SCLK时钟的上升沿时，数据被写入DS1302，数据输入从低位即位0开始。同样，在紧跟8位的控制指令字后的下一个SCLK脉冲的下降沿读出DS1302的数据，读出数据时从低位0位到高位7。3.4 DS18B20的使用方法 由于DS18B20采用的是1Wire总线协议方式，即在一根数据线实现数据的双向传输，而对AT89S51单片机来说，硬件上并不支持单总线协议，因此，我们必须采用软件的方法来模拟单总线的协议时序来完成对DS18B20芯片的访问。 由于DS18B20是在一根I/O线上读写数据，因此，对读写的数据位有着严格的时序要求。DS18B20有严格的通信协议来保证各位数据传输的正确性和完整性。该协议定义了几种信号的时序：初始化时序、读时序、写时序。所有时序都是将主机作为主设备，单总线器件作为从设备。而每一次命令和数据的传输都是从主机主动启动写时序开始，如果要求单总线器件回送数据，在进行写命令后，主机需启动读时序完成数据接收。数据和命令的传输都是低位在先。 DS18B20的读时序： 对于DS18B20的读时序分为读0时序和读1时序两个过程。 对于DS18B20的读时隙是从主机把单总线拉低之后，在15秒之内就得释放单总线，以让DS18B20把数据传输到单总线上。DS18B20在完成一个读时序过程，至少需要60us才能完成。 DS18B20的写时序 对于DS18B20的写时序仍然分为写0时序和写1时序两个过程。 对于DS18B20写0时序和写1时序的要求不同，当要写0时序时，单总线要被拉低至少60us，保证DS18B20能够在15us到45us之间能够正确地采样IO总线上的“0”电平，当要写1时序时，单总线被拉低之后，在15us之内就得释放单总线。3.5 泊位系统程序见附录第四章 硬件及软件调试4.1 测速模块霍尔元件安装好后常常出现明显的速度显示不准确问题经过反复调试发现在不改变电压的情况下霍尔元件输出电压与磁体与元件距离有很大关系，尽可能的吧磁体靠近霍尔元件就会很好的解决此问题。图4-1 霍尔测速部分4.2 循迹模块循迹小车，用红外反射！但是有点问题，本来考虑用发光二极管光敏电阻，但是离地面要很近才有效果，我需要离地面几厘米，所以考虑用红外反射接收。一般需要装三个。那这三对中，有时候会产生干扰，比如sensor1发射后反射被接收头2接收到了！还有可见光的影响。在反复多次调试后做出如下修改：（1）红外发射和接收的角度一般都较大的。我想可以用编码的方式来识别，避开去控制角度。（2）发射端通过编码发射三种不同频率的调制波，接收端做三个不同带通滤波器解调。（3）尽量保证光直线传输用纸卷成桶，每个桶装一个管，装三桶。4.3 测距模块在进行多个超声波传感器测距时我们编程实现每个传传感器都可以正常工作，但是，把程序加在一起就都不能准确测量。多次试验后发现是不同超声波传感器相互之间干扰的原因，在小车两侧的超声波模块加装隔板后可以有效地解决彼此干扰问题。图4-2 小车泊位系统4.4 泊车软件部分 小车泊车的软件部分需要根据实际场地反复调试延时，位置信号是否到位等问题。4.5 光感应照明部分根据要调的光线范围测出电压比较器输入电压调节滑动变阻器使反向输入电压刚好大于此值即可实现感应照明。 图4-3 最小系统及时间模块结 论许多人都乐于自己驾车，因此要让他们将对汽车的控制权交给计算机可能比较困难，尽管这会更加安全。 同时，还必须考虑产品可靠性法规。 不过，随着技术的发展，实现这一梦想或许并不遥远。尽管目前只有丰田出售能够自动泊车的汽车，但其他公司的自动泊车系统也在研发之中。2004年，瑞典Linkopeng大学的一群学生与沃尔沃 (Volvo) 合作开发了一个名为Evolve的项目。Evolve汽车可以自动顺列式驻车。 这群学生在沃尔沃S60上装上感应器，并在行李箱里装上用来控制方向盘和加速及刹车踏板的计算机。 西门子VDO正在开发一种名为Park Mate的独立驾驶员辅助系统，该系统可以帮助驾驶员找到车位并停好车。有些汽车已经配备了半自动巡航控制系统，称为适应性巡航控制。 与常规巡航控制一样，使用这套系统，驾驶员可以设定速度。 不过，这套系统利用激光来检测与前方车辆的距离，如果离前方车辆太近，它会自动减速。通用 (General Motors) 已经在德国推出具有自动驾驶功能的欧宝Vectra车型。 这部车使用一个由摄像头、激光和计算机组成的系统来跟踪车道、路标、弯路、障碍物以及其他车辆等路况，以约96公里的时速自动行驶。虽然自动泊车技术现在看起来可能还属于妄想之举，但它们确实是汽车技术发展的趋势。致 谢 在本次论文设计过程中，司夏岩老师对该论文从选题，构思到最后定稿的各个环节给予细心指引与教导,使我得以最终完成毕业论文设计。在学习中,老师严谨的治学态度、丰富渊博的知识、敏锐的学术思维、精益求精的工作态度以及侮人不倦的师者风范是我终生学习的楷模，导师们的高深精湛的造诣与严谨求实的治学精神，将永远激励着我。这四年中还得到众多老师的关心支持和帮助。在此，谨向老师们致以衷心的感谢和崇高的敬意！ 最后，我要向百忙之中抽时间对本文进行审阅，评议和参与本人论文答辩的各位老师表示感谢。附录 泊位部分程序#in clude #include/轮子sbit A0=P00; /左轮sbit A1=P01;sbit B0=P02; /右轮sbit B1=P03;/对管sbit ld=P13;sbit md=P14;sbit rd=P15;/障碍物检测管sbit zxh=P17; /低电平有效sbit yxh=P16;sbit hxh=P32;/ 小灯sbit zd=P04;sbit yd=P05;sbit bjd1=P06;sbit bjd2=P07;/无线控制sbit aqh=P20;sbit bqh=P21;sbit dqh=P22; unsigned char flag=0,a=21,b=14; /记长度 检测左车位 a为长车位 b为区分空隙还是小停车位unsigned char flag1=0,c=21;d=14; / 检测右车位 其他同上unsigned char x=4; /0是左灯 1是右灯 unsigned char y=0; /灯的闪烁时间unsigned char z=1; /开始循迹标志void zd1() interrupt 1 TH0=0; TL0=0;flag+;void zd3