CN204515131U - 一种单片机控制的智能汽车测速及倒车警示装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种单片机控制的智能汽车测速及倒车警示装置，包括核心控制模块、测速模块、超声测距模块、显示模块和报警模块，测速模块、超声测距模块、显示模块和报警模块均与核心控制模块连接，还包括直流电机和电机控制模块，直流电机与车轮连接，提供驱动力，电机控制模块与直流电机和核心控制模块相连接。本实用新型相比现有技术具有以下优点：本实用新型采用AT89S52单片机为控制核心，并与传感器模块、显示模块及警示模块相互配合最终实现了汽车测速及倒车测距并警示等功能，应用非常广泛，可移植性高，对驾驶员有很好的帮助，可以减少很多交通小事故，通用型强，价格低廉，可移植性高。

Description

一种单片机控制的智能汽车测速及倒车警示装置

技术领域

本实用新型设计智能控制技术领域，尤其涉及的是一种单片机控制的智能汽车测速及倒车警示装置。

背景技术

智能控制(intelligent controls)在无人干预的情况下能自主地驱动智能机器实现控制目标的自动控制技术。信息技术、计算技术的快速发展及其他相关学科的发展和相互渗透，也推动了控制科学与工程研究的不断深入，控制系统向智能控制系统的发展已成为一种趋势。

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足、复杂性及昂贵性，提供了一种比较物美价廉的汽车测速及警示电路系统。

本发明主要解决：随着现代生活节奏的加快，车辆的快速增加使得交通事故发生也日趋频繁，本设计了一种智能倒车测速及警示系统可以减少事故的发生率。该系统能够实时测距测速并显示障碍物距离，同时用蜂鸣器发出频率不同的蜂鸣声进行报警，这样可以不占用驾驶员的视觉。随着汽车电子系统网络化发展，这种能够测距测速系统可以作为驾驶辅助系统，它同时具有通信功能，能够和汽车的ECU进行数据通信。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种单片机控制的智能汽车测速及倒车警示装置。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：一种单片机控制的智能汽车测速及倒车警示装置，其特征在于包括核心控制模块、测速模块、超声测距模块、显示模块和报警模块，测速模块、超声测距模块、显示模块和报警模块均与核心控制模块连接。

作为对上述方案的进一步改进，还包括直流电机和电机控制模块，直流电机与车轮连接，提供驱动力，电机控制模块与直流电机和核心控制模块相连接。

作为对上述方案的进一步改进，测速模块包括遮光盘和凹槽型红外光电耦合器，遮光盘通过皮带与车轮连接，遮光盘安装在凹槽型红外光电耦合器的凹槽处，遮光盘上还设置有缺口，通过缺口能够测量遮光盘的转速，从而实现对车速的测量。

作为对上述方案的进一步改进，电机控制模块选用双极式H型的变换器。

作为对上述方案的进一步改进，核心控制模块选用Atmel公司的AT89S52单片机芯片。

作为对上述方案的进一步改进，显示模块选用四位数码管或者LCD1602。

本实用新型相比现有技术具有以下优点：本实用新型采用AT89S52单片机为控制核心，并与传感器模块、显示模块及警示模块相互配合最终实现了汽车测速及倒车测距并警示等功能，应用非常广泛，可移植性高，对驾驶员有很好的帮助，可以减少很多交通小事故，通用型强，价格低廉，可移植性高。

附图说明

图1是本实用新型连接关系示意图。

图2是超声测距模块电路。

图3是电机控制模块电路。

图4是电机驱动电路。

图5是测速模块电路。

图6是遮光盘示意图。

图7测速模块示结构意图。

具体实施方式

下面对本实用新型的实施例作详细说明，本实施例在以本实用新型技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。

如图1到图7所示，一种单片机控制的智能汽车测速及倒车警示装置，其特征在于包括核心控制模块1、测速模块3、超声测距模块2、显示模块5和报警模块4，测速模块3、超声测距模块2、显示模块5和报警模块4均与核心控制模块1连接。

超声测距模块2的电路如图2所示。超声测距模块2用来测距，其原理简单、成本低、制作及应用方便。单片机P3.4端口输出40KHz的矩形波，经过芯片74LS04由发射探头T-40-18发射出去，如果遇到障碍物就会反射，再由超声波接收探头R-40-18接收，经过芯片CX20160A后送到单片机中断系统处理。发射部分电路主要由74LS04和超声波发生换能器组成，单片机P3.4输出的40KHz方波信号其中一个经一级反向器(74LS04)后送超声波发生换能器T的一个电极，另一个经两级反向器后送超声波发生换能器T的另一个电极，用推挽的形式将信号送到超声波发生换能器T的两端，可以提高超声波发射的强度。

还包括直流电机61和电机控制模块6，直流电机61与车轮连接，提供驱动力，电机控制模块6与直流电机61和核心控制模块1相连接。电机控制模块6选用双极式H型的变换器。该设计利用直流电机61的正反转来模拟汽车的前进和倒车状态，并配合测速模块3测速。控制模块选用脉宽调速系统即通过改变脉冲宽度来进行直流调速。最终选用可逆PWM变换器中的常用的双极式H型的变换器。桥式电机驱动电路包括4个三极管和一个电动机，如图4所示，电机运转时必须导通对角线上的两个三极管。根据对角两对三极管的导通情况，利用电流通过电机的方向不同从而控制电机转动的方向。例：Q1，4导通，电流从Q1从左至右穿过电机，然后再经Q4，电机将顺时针转动，反之亦然。如图3所示单片机信号P1.6(MISO),P1.7(SCK)经过光耦隔离后控制由Q9、Q13、Q15、Q16组成的H桥驱动电路，使得电机DJ1获得不同方向的电流，带动电机正转或反转，其速度采用PWM的方式通过调节占空比大小控制电机转速。

测速模块3包括遮光盘32和凹槽型红外光电耦合器31，遮光盘32通过皮带与车轮连接，遮光盘32安装在凹槽型红外光电耦合器31的凹槽处，遮光盘32上还设置有缺口321，通过缺口321能够测量遮光盘32的转速，从而实现对车速的测量。遮光盘32有四个缺口321，凹槽型红外光电耦合器31其两端高出的部分的分别是红外发射管311和红外接收管322；光电耦合器是一种把红外发射器和红外光接收器件以及信号处理电路等封装在同一管座内的器件。它的结构简单，由一个发光二极管和一个光敏二极管组成，常用于50Hz以下工作频率的装置中。其工作原理是，当有信号输入端时，发光二极管发光，光敏元件接收发光二极管的光辐射输出光电流，实现电—光—电的的信号转换，并实现了信号的耦合，光的强度取决于激励电流的大小。

遮光盘32转动起来后，缺口321对准凹槽型红外光电耦合器31时红外线可以通过，反之红外线被阻挡。测距轮每转一周，红外接收管均能接收到四个脉冲信号，经过整形后送入送入单片机处理。

具体测速模块3的电路如图5所示，通过汽车行驶带动遮光盘32转动，由于遮光盘32装在光电开关器(U7)槽中，且遮光盘32中带有孔，遮光盘32在转动过程中，使光电开关器U7输出四个脉冲并送回单片机的P3.3端口，由单片机U2进行计数，并由数码显示管直接显示数字为电机DJ1的转速。

当检测到有信号输入时，光敏二极管的基极，接受不到发光二极管的光辐射，则集电极正偏、发射极反偏，即光敏晶体管截止，高电平VCC经具有反相功能的Q11，输出低电平，送至CPU的P3.2产生中断。由于遮光板有四个孔，所以在P3.2端口来四个脉冲时，遮光盘32才转一圈。在有限时间(1S内)内记录遮光盘32转动的圈数，并送至数码管显示，遮光盘32转每秒转动的圈数进行的显示就是速度。电路中的R40、R41、R43是限流电阻，保护电路，电阻R45是三极管Q11的基极偏置电压保护。

核心控制模块1选用Atmel公司的AT89S52单片机芯片。该型号芯片是一种有着很高性价比、低功耗的8位处理器，比较常用，多数测速与报警器采用的都是汽车专用单片机，价格比较贵，本设计硬件中采用的单片机是通用单片机，可移植性高，操作简单，价格低廉。

显示模块5选用四位数码管。它具有双重功能，车辆前进时用来显示车速，在倒车时实时显示车与障碍物间的距离。该部分电路可以采用简单的三极管电路驱动数码管，或者采用液晶显示屏1602，他们都可以用单片机控制实现实时动态显示。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种单片机控制的智能汽车测速及倒车警示装置，其特征在于包括核心控制模块、测速模块、超声测距模块、显示模块和报警模块，所述测速模块、超声测距模块、显示模块和报警模块均与所述核心控制模块连接。

2.如权利要求1所述一种单片机控制的智能汽车测速及倒车警示装置，其特征在于：还包括直流电机和电机控制模块，所述直流电机与车轮连接，提供驱动力，所述电机控制模块与直流电机和核心控制模块相连接。

3.如权利要求2所述一种单片机控制的智能汽车测速及倒车警示装置，其特征在于：所述测速模块包括遮光盘和凹槽型红外光电耦合器，遮光盘通过皮带与车轮连接，所述遮光盘安装在凹槽型红外光电耦合器的凹槽处，遮光盘上还设置有缺口，通过缺口能够测量遮光盘的转速，从而实现对车速的测量。

4.如权利要求2所述一种单片机控制的智能汽车测速及倒车警示装置，其特征在于：所述电机控制模块选用双极式H型的变换器。

5.如权利要求1所述一种单片机控制的智能汽车测速及倒车警示装置，其特征在于：所述核心控制模块选用Atmel公司的AT89S52单片机芯片。

6.如权利要求1所述一种单片机控制的智能汽车测速及倒车警示装置，其特征在于：所述显示模块选用四位数码管或者LCD1602。