1、第 17卷第 1期2 0 0 7 年 3 月陕西国防工业职业技术学院学报Shaanxi Guofang Institute of TechnologyVol 1 1 7 No 1 1Mar . 2 0 0 7收稿日期 :2006 - 11 - 16作者简介 :吕栋腾 (19 - )男 ,教师 ,2006 年 7 月毕业于东华理工学院自动化专业 ,研究方向为机电系统控制。一种汽车行驶信息接收与发送器的设计吕栋腾 ,刘龙江 ,孙永芳(陕西国防工业职业技术学院机电系 ,陕西西安 710300)摘 要 :本文设计了一种简易汽车行驶信息接收与发送器 ,该装置采用红外传感器和 89C51 微控制器来实现汽
2、车的转向、刹车、超车等信息检测。本系统采用脉冲个数编码 ,并在软件编制过程加入码宽检测程序 ,减少了由于干扰和误传产生的错误编码和无效编码。关键词 :单片机 ;汽车行驶信息 ;红外接收器中图分类号 : TM83 ; TM85 文献标识码 :A 文章编号 :9490 - (2007) 01 - 0041 - 031 引言汽车超车及转弯时经常出交通意外 ,特别是雨雾天气 ,转向及刹车指示灯能见度小 ,使驾驶员不能及时了解前后车的行车意向。本文设计了一种汽车间行驶信息红外线自动接收发送电路 ,能自动显示前后车的转向及刹车情况并用声响提醒 ,对提高行车安全具有一定的意义。文中选择了汽车左转弯、右转弯和
3、刹车 3 种汽车行驶状态作为发送信息 ;选择前车左转弯、前车右转弯、前车刹车和后车超车等4 种状态显示接收信息。在汽车行驶中 ,当前车转弯、刹车或后车超车时都能在本车上显示并发出声响提醒。2 系统概述本系统采用 89C51 作为主控制芯片 ,时钟振荡电路中选用 12MHz 的石英晶体作为晶体振荡器 ,其中补偿电容采用 30p F 的瓷片电容。红外接收与发送装置采用通用远红外接收解调一体化产品。上电复位采用简单的 RC 电路 ,片外存储器选择引脚( EA)接正电源 ,使用片内程序存储器。如图 1 所示 :图 1 系统硬件框图2. 1 输入输出系统接口电路输入接口电路有处理红外线接收的红外接收器及
4、用于转向 、刹车信号输入的电平转换电路。采用的红外接收器为三引脚结构 :一个引脚接地 ;一个引脚接电源 ;信号脚可直接接单片机。 P1. 0、 P1. 1 分别用于接收后车的行驶信号及前车的行驶信息。当转向开关或刹车开关闭合时 ,其 P0. 0、 P0. 1、 P0. 2三端口相应的电平变为零 , P0. 0 为左转弯输入 , P0. 1为右转弯输入 ,P0. 2 为刹车。单片机从 P0. 3 P0. 6 输出前后车行驶信息提示信号 ,其中 P0. 3 用于前车左转弯提示 ,P0. 4 用于前车右转弯提示 ,P0. 5 用于后车超车提示 , P0. 6 用于前车刹车提示。当某一输出端口为低电平
5、时 ,相应的发光二级管亮并发出声响提醒。本车行驶信息的发送从 P3. 5 ( T1 ) 输出 , 是一组调制频率为40 KHZ的方波脉冲 ,通过三极管放大 ,由安装在汽车前后位置的红外发射管发出。2. 2 数据帧的编码格式及发送 / 接收过程本系统采用脉冲个数编码 ,分别代表左转弯、右转弯、刹车 3 种状态。其中左转弯为 2 个脉冲 ,右转弯为 5 个脉冲 ,刹车为 8 个脉冲。为了增加接收的可靠性 ,第一位码宽为 3ms ,其余的为 1ms ,数据帧间隔大于 10ms ,如图 2 所示。图 2 脉冲编码图当单片机检测到 P0. 0 P0. 2 端口为低电平时 ,先设置发送标志 ,然后依次发送
6、数据帧。发送数据时 ,中断将被禁止。当刹车转向开关闭合时 ,数据帧将被重复连续地发射 ,直到开关松开为止。当红外线接收器输出数据帧脉冲时 ,第一位码的低电平将启动中断程序 ,实时接收数据帧。在数据帧接收时 ,中断将被关断 ,并且对第一位 (起始位 )码的码宽进行验证。若第一位低电平码的脉冲宽度小于 2ms ,将作误帧处理。当数据帧间隔位大于10ms 时 ,结束接收 ,然后根据累加器 A 中的脉冲个数 ,使相应的输出口 ( P0. 3 - P0. 6) 为低电平 ,驱动显示及信响电路。3 系统软件实现3. 1 初始化程序设计将 P0 P3 端口置于输入状态 ,堆栈指针设于70H 处 ,定时器 T
7、1 为 8 位自动重装初值模式 ,定时时间为 13us ,用于 40 KHz 的红外线信号调制。3. 2 主程序设计顺序检测 P0. 0 P0. 2 端口 ,若某端口为低电平 ,则转送发射程序。结束延时 60ms ,再转检测程序循环。主程序流程图如图 3 所示 :3. 3 中断接收程序外部中断 0 接收前车信息码 ,外部中断 1 接收后车信息码。当外部中断允许并且红外线接收第一个输出脉冲编码时 ,中断程序实时接收编码并且对脉冲个数进行计数 ,根据脉冲个数分别控制 P0. 3图 3 主程序流程图 P0. 6 显示端口。中断程序如下 :. . . . . . . . . . . . . . . .
8、 . . . . . . . . . . . . . . . . . . .JB P0. 0 , KEY5MOV A , # 02H发 2 个脉冲LJ MP REMO TELCALL DELA Y延时消抖JB P0. 1 , KEY5MOV A , # 05H发 5 个脉冲LJ MP REMO TECL R 00HMOV A , # 08H发 8 个脉冲LJ MP REMO TE. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3. 4 信息码发送程序将扫键程
9、序中脉冲的个数设定值调入寄存器 ,控制发射脉冲个数 ,其中第一个脉冲宽度位 3ms ,其余为 1ms ,发送完后延时 10ms 作为结束标志。当发送编码时 ,开启定时中断 T1 ,以实现 40 KHz 的编码调制。4 系统调试中的问题及解决方法4. 1 接收前后车信息的概率比问题在本系统中 ,前车信息采用外部中断 0 接收 ,后车信息采用外部中断 1 接收。由于外部中断 0 的优先级高于外部中断 1 ,在同时有前后车发出信息的24陕西国防工业职业技术学院学报条件下 ,前车接收信息的概率要大大高于后车。因此 ,在两个中断程序的设计中 ,每个中断程序执行一次 ,均需让出中断优先权 ,这样使接收前后
10、车的概率基本相同。4. 2 本车信息的发送与前后车信息接收的时间分配问题本系统单片机发送一次信息时 ,时间最短为15ms(左转弯信号 ) ,最长需要 48ms (同时发车刹车及右转弯信号 ) 。当汽车又要接收又要发送信息时 ,起始位的发出时机是相当重要的。如果在发本车行驶信息时 ,前后车刚好发出信息 ,由于中断屏蔽将错过时机 ,接收不到前后车发出的行驶信息。为了解决这一问题 ,通过调整 ,在信息发送后插入延时时间 ,以增加接收概率。通过实验及延时时间的调整 ,证明在延时时间为 60ms 时 ,接收和发送都能满足使用要求。延时时间太短 ,接收性能低 ;延时时间太长 ,发送率变低。当延时时间为 6
11、0ms 时 ,发送与接收的时间比例适合 ,可以接收到前后车的行驶信息。当采用一片单片机分时完成接收和发送功能时 ,接收的成功率会受到一定的影响 ;如果采用两片单片机分别负责发送和接收工作 ,则能达到 100 %的实时信息接收。5 结束语本系统采用电能驱动 ,结构简单 ,成本低廉 ,噪音低 ,不妨碍司机的正常驾驶。经过多次调试 ,证明该系统运行稳定 ,可靠性达到设计要求 ,市场应用前景广阔。参 考 文 献1 李群芳 . 单片微型计算机原理及接口技术 M .北京 :电子工业出版社 ,2005.2 何立民 . 单片机高级教程 . 北京 :北京航空航天大学出版社 ,2004.The Design of
12、 a Receiver and Sender of the Auto - driving InformationL U Dong2teng , L IU L ong2jiang , S U N Yong2f ang(Metroelectric Engineering Department , Shaanxi Guofang Institute of Technology Xi an 710300)Abstract : In this paper , a simple automobile driving information sender and receiever has been des
13、igned. It usedthe infrared receiever and 89C51 to control the information of the auto s turning , braking , and surpassing. Inthis system , we used the impulse single code , and inserted the checking program to reduce the the mistaken andinvalid code because of the interruption and missending.Key Words :singlechip ; automobile driving information ; infrared receiever34吕栋腾 ,刘龙江 ,孙永芳 :一种汽车行驶信息接收与发送器的设计
