電子電路設(shè)計(jì)內(nèi)容廣泛,，學(xué)習(xí)電子電路設(shè)計(jì)的朋友通常需要一定時(shí)間才能很好掌握?，F(xiàn)實(shí)中，電子電路設(shè)計(jì)發(fā)揮著重要作用。因此，為增進(jìn)大家對(duì)電子電路設(shè)計(jì)的認(rèn)識(shí)，本文將承接上文對(duì)電子電路設(shè)計(jì)的一些案例加以介紹,。

一、報(bào)警模塊采用簡(jiǎn)單的聲光報(bào)警電路

報(bào)警模塊采用簡(jiǎn)單的聲光報(bào)警電路,，如上圖所示,。先設(shè)定一個(gè)臨界值，當(dāng)車尾與障礙物的距離小于設(shè)定的最小距離時(shí),，紅色指示燈閃亮,，綠色指示燈熄滅。單片機(jī)向其端口發(fā)出PWM 脈沖，隨著距離的減小,，通過控制PWM 脈沖的占空比使閃光和蜂鳴的頻率加劇,，以此來提示駕駛員。

通信接口電路如上圖所示,。采用美信的MAX3232芯片,，外圍電路非常簡(jiǎn)單，只需要5個(gè)0.1μF ,。該電路把單片機(jī)串口輸出信號(hào)隔離變換成RS-232信號(hào)發(fā)送到汽車總線上,，同時(shí)還可以實(shí)現(xiàn)該系統(tǒng)計(jì)算機(jī)的通信。

鍵盤和顯示電路如上圖所示,，由鍵盤和液晶顯示兩部分組成,。其中鍵盤采用獨(dú)立式按鍵，有3個(gè)按鍵,，一個(gè)設(shè)置鍵、一個(gè)上翻鍵,、一個(gè)下翻鍵,。可以進(jìn)行報(bào)警值,、工作方式,、時(shí)鐘等各個(gè)參數(shù)的設(shè)置。液晶顯示電路采用ZJM12864BSBD 這款低功耗的點(diǎn)陣圖形式LCD,，顯示格式為128點(diǎn)(列)×64點(diǎn)(行),，具有多功能指令，容易使用,，可實(shí)時(shí)的顯示時(shí)鐘,、距離和報(bào)警提示信息，方便直觀,。采用模塊化設(shè)計(jì),，程序由主程序、測(cè)距子程序和鍵盤顯示子程序,、時(shí)鐘顯示子程序等多個(gè)模塊組成,，調(diào)試過程中對(duì)其中每個(gè)功能模塊和子程序逐一調(diào)試，在每個(gè)子程序都完成指定的功能后,，再進(jìn)行綜合調(diào)試,。

基于RFID 技術(shù)的汽車安全防盜系統(tǒng)

射頻識(shí)別技術(shù)(RFID)是一種非接觸式的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)。汽車安全防盜系統(tǒng)采用射頻識(shí)別技術(shù),，通過射頻信號(hào)自動(dòng)識(shí)別目標(biāo)對(duì)象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù),。RFID 技術(shù)采用射頻傳輸，可以透過外部材料讀取芯片數(shù)據(jù),，實(shí)現(xiàn)非接觸操作,。通信數(shù)據(jù)使用加密算法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加密,，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)安全存儲(chǔ)、管理及通信,。隨著電子技術(shù)的快速發(fā)展,，電子芯片集成度的提高，RFID 系統(tǒng)成本也在不斷地降低,，加快了智能化在汽車電子行業(yè)中的推廣與應(yīng)用,。智能汽車安全防盜系統(tǒng)由輪胎發(fā)射模塊、遙控鑰匙模塊和基站模塊組成,。對(duì)RFID 系統(tǒng)來說,，收發(fā)頻率大小決定了射頻識(shí)別系統(tǒng)的識(shí)別距離、電路實(shí)現(xiàn)的難易程度以及硬件設(shè)計(jì)成本,。在汽車安全防盜設(shè)計(jì)中,，125 kHz 等低頻(LF)頻段用于近距離、低速度,，數(shù)據(jù)量要求較少的汽車引擎防盜系統(tǒng)的識(shí)別;434 MHz 等超高頻(UHF)頻段則用于遠(yuǎn)距離的射頻通信系統(tǒng)(汽車輪胎壓力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)與遠(yuǎn)程無鑰匙進(jìn)入系統(tǒng))的識(shí)別,。

輪胎模塊電路

輪胎模塊由輪胎狀態(tài)的數(shù)據(jù)采集與發(fā)射電路組成，如下圖所示,。

輪胎模塊電路采用FREESCALE公司的智能嵌入式傳感器MPXY8300.該系列傳感器集成了該公司的低功耗S08 核,，內(nèi)含512 字節(jié)RAM和16 KB Flash，同時(shí)還集成了低功耗電容式壓力,、溫度傳感器和單通道的低頻輸入接口,。其RF發(fā)射支持315 MHz 和434 MHz 兩種載波頻率，并可通過編程配置使寄存器為幅移鍵控(ASK)或頻移鍵控(FSK)調(diào)制方式,。它還集成了電荷泵功能,，當(dāng)電池電壓較低時(shí)，可提高RF 發(fā)射部分供電電壓,，從而使其仍能達(dá)到一定的R F 發(fā)射強(qiáng)度,。MPXY8300 是一款將壓力溫度傳感器、8 位微控制器(MCU),、RF 發(fā)射器和雙軸(XY)加速器全部集成到一個(gè)片上的系統(tǒng)級(jí)芯片(SOC),。MPXY8300 壓力測(cè)量范圍：轎車100~800 kPa，卡車100~1 400 kPa,，溫度測(cè)量范圍：-40~125 ℃,。

二、剖析智能汽車安全防盜視覺系統(tǒng)電路

鑰匙模塊電路

鑰匙模塊芯片采用NXP 公司生產(chǎn)的PCF7961,。PCF7961是一個(gè)基于低功耗8位MRKII架構(gòu)的精簡(jiǎn)指令集(RISC)處理器,，它集成了UHF發(fā)射器與LF頻收發(fā)器的芯片。這種芯片能夠完成射頻發(fā)射和應(yīng)答器低頻通信認(rèn)證，適合于機(jī)動(dòng)車輛遙控防盜裝置,。它采用快速相互鑒別算法,，使用隨機(jī)數(shù)字、密鑰和口令,，具有靈敏度高(遠(yuǎn)距離)和鑒別時(shí)間短(39 ms)的特點(diǎn),。PCF7961 還提供了出廠時(shí)已經(jīng)固化了的32 位身份識(shí)別碼(ID)。下圖是鑰匙模塊的電路原理圖,。

基站模塊電路

基站模塊主要由射頻接收電路,、低頻收發(fā)電路、主控芯片MCU,、LIN 接口以及人機(jī)接口組成,。射頻接收電路采用FREESCALE 公司的UHF 射頻接收芯片MC33596，完成信號(hào)解調(diào)和數(shù)據(jù)曼切斯特解碼后,，將數(shù)據(jù)傳送到基站主控芯片MC9S08DZ60,，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理(RKE 數(shù)據(jù)解密)和指令執(zhí)行。低頻收發(fā)器采用NXP公司生產(chǎn)的PJF7992.PJF7992集成了所有必需的功能方便讀寫應(yīng)答器,，基站微處理器通過 PJF7992 帶有的LIN串行接口控制PJF7992 和應(yīng)答器之間的通訊,。基站主控芯片采用F RE E SC A L E 公司生產(chǎn)的MC9S08DZ60,，它可以通過SPI 串行總線對(duì)射頻接收芯片MC33596 參數(shù)進(jìn)行配置與通信,。MC9S08DZ60 內(nèi)部集成了2 個(gè)SCI(LIN)模塊,，可通過一路LIN 總線實(shí)現(xiàn)對(duì)低頻收發(fā)芯片PJF7992 的控制,，另一路LIN總線實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)電控單元(ECU)與門控相關(guān)執(zhí)行機(jī)構(gòu)傳送命令。在汽車安全防盜系統(tǒng)中加入LIN總線接,。

提出了一種基于RFID 技術(shù)的汽車安全防盜視覺系統(tǒng),，在試驗(yàn)臺(tái)上完成了相關(guān)的功能調(diào)試，實(shí)現(xiàn)了輪胎壓力監(jiān)測(cè),，遙控門鎖和發(fā)動(dòng)機(jī)防盜鎖止功能等,，在系統(tǒng)中加入了LIN 總線接口，可使該系統(tǒng)能夠與汽車內(nèi)部其他電子控制系統(tǒng)共享數(shù)據(jù)與控制信息,，極大地提高了系統(tǒng)的靈活性與安全性,、節(jié)約了系統(tǒng)空間、降低了生產(chǎn)成本,，將會(huì)在汽車電子領(lǐng)域具有較廣的應(yīng)用前景,。

解讀視覺疲勞消除器系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)

電路工作原理

該視覺疲勞消除器電路由脈沖發(fā)生器、計(jì)數(shù)分頻器和LED顯示電路組成,，如圖所示,。

電路中，脈沖發(fā)生器電路由時(shí)基集成電路IC 1、電阻器R1,、R2,、二極管VD1和電容器Cl、C2組成;計(jì)數(shù)分頻器電路由十進(jìn)制計(jì)數(shù)/脈沖分配器集成電路IC2和二極管VD2 - VD11組成;LED顯示電路由電阻器R3 - R6和發(fā)光二極管VLl一V L4組成,。脈沖發(fā)生器通電工作后,，從ICl的3腳輸出振蕩信號(hào)，作為IC2的計(jì)數(shù)脈沖,。IC2通電復(fù)位后,，在輸人脈沖的作用下，其YO一Y9端依次循環(huán)輸出高電平,，驅(qū)動(dòng)VL1一VM按一定規(guī)律循環(huán)不停地發(fā)光,。當(dāng)IC2的YO端、Y4端和Y7端輸出高電平時(shí),，VLI被點(diǎn)亮;在Y1端,、Y6端輸出高電平時(shí)，V L2被點(diǎn)亮;在Y2端,、Y5端和Y9端輸出高電平時(shí),，V L3被點(diǎn)亮。在Y3端和Y8端輸出高電平時(shí),，V L4被點(diǎn)亮,。

發(fā)光二極管 VLI一VL4的發(fā)光順序?yàn)閂Ll-VL2-L3-VL4-VLl-VL3-VL2-VL1-VL4-VL3-VLl-VL2不停地循環(huán)。將4只發(fā)光二極管(VLI一V拼)分別安裝在一平面的上,、下,、左、右相互對(duì)稱的位置上(上,、下或左,、右相對(duì)應(yīng)的兩只發(fā)光二極管的距離為30mm左右)。當(dāng)用眼疲勞時(shí),，眼睛隨著發(fā)光二極管的亮滅不停地轉(zhuǎn)動(dòng)(使用時(shí),，眼睛與發(fā)光二極管的距離為25 - 30cm)，即可達(dá)到消除視力疲勞,、預(yù)防近視的目的,。

元器件選擇

Rl一R6選用1/4W碳膜電阻器或金屬膜電阻器。C1和C2選用獨(dú)石電容器或滌綸電容器,。VD1一VD11均選用1 N4148型硅開關(guān)二極管,。VU一VL4均選用Φ5mm或Φmm的綠色高亮度發(fā)光二極管。IC 1選用NE555型時(shí)基集成電路;IC2選用CD4017型十進(jìn)制計(jì)數(shù)/脈沖分配器集成電路,。

三,、機(jī)器視覺采集系統(tǒng)應(yīng)用電路揭秘

視覺導(dǎo)航又叫做圖像識(shí)別導(dǎo)航,，它分為兩種方式：一種是有線式，另一種是無線式,。無線式的視覺導(dǎo)航技術(shù)是利用CCD在系統(tǒng)動(dòng)態(tài)時(shí)攝取周圍環(huán)境的相應(yīng)的圖像資料,，并與設(shè)定的運(yùn)行路徑在信息數(shù)據(jù)庫中進(jìn)行比對(duì)，進(jìn)而確定AGV當(dāng)前地位置,，進(jìn)而經(jīng)過控制模塊對(duì)小車的運(yùn)行路徑進(jìn)行實(shí)時(shí)的決策,。第一種即有線式視覺導(dǎo)航技術(shù)是根據(jù)AGV現(xiàn)場(chǎng)的具體地面或者路邊明顯路標(biāo)，經(jīng)過車載的攝像裝置(CCD)動(dòng)態(tài)地獲取路邊的圖像,，再經(jīng)過車載的計(jì)算機(jī)進(jìn)行相應(yīng)的處理,，進(jìn)而識(shí)別出路徑的相應(yīng)標(biāo)識(shí)線，并且判斷AGV與期望標(biāo)識(shí)線的距離和與標(biāo)識(shí)線的夾角,，進(jìn)而通過驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)控制AGV的實(shí)際行駛路徑在與期望的路經(jīng)保持在允許的范圍內(nèi)即可,。

有線視覺導(dǎo)航技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是：可以獲取較大容量的信息、具體路徑的設(shè)置與變化比較簡(jiǎn)單,、系統(tǒng)具有較好的柔性等,，而且具有現(xiàn)實(shí)應(yīng)用的可行性和比較廣闊的前景，是現(xiàn)今AGV的先進(jìn)的導(dǎo)航技術(shù)和重要發(fā)展方向,。車載攝像裝置主要是由CCD攝像機(jī),、圖像采集卡、光源等設(shè)備組成,。攝像裝置采集信息的電路原理圖見下圖：

攝像頭采集電路圖

在視覺系統(tǒng)啟動(dòng)后,，AGV的車載CCD攝像機(jī)就對(duì)小車前方的路徑進(jìn)行相應(yīng)的圖像采集，經(jīng)過圖像采集卡后,，經(jīng)過處理后送到相應(yīng)的上位計(jì)算機(jī),。AGV的上位計(jì)算機(jī)經(jīng)過對(duì)地面的信息進(jìn)行適當(dāng)圖像處理(主要包括閾值處理、掩膜,、直方圖分析,、圖像分割,、邊緣檢測(cè),、區(qū)域增長(zhǎng))與圖象分析(主要包括特征攝取、物體識(shí)別,、位置大小和方向以及圖像其它物理特征的分析和較深度的信息處理),，進(jìn)而形成相應(yīng)的控制指令，再傳到車載計(jì)算機(jī)(單片機(jī)),，進(jìn)而控制AGV的相應(yīng)的動(dòng)作,。視覺系統(tǒng)的工作原理的示意圖：

采用LED模擬調(diào)光的機(jī)器視覺辨認(rèn)系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)指南

由于發(fā)光二級(jí)管技術(shù)的不斷發(fā)展，正逐步地應(yīng)用于信號(hào),、顯示,、照明和機(jī)器視覺辨認(rèn)等各種領(lǐng)域,。而常用的LED 亮度控制方式主要是模擬調(diào)光和數(shù)字調(diào)光( PWM)。比起現(xiàn)有的模擬調(diào)光,，數(shù)字調(diào)光能取得一個(gè)更高的調(diào)光比和電流精度,，應(yīng)用更為廣泛。在普通照明中,，PWM 調(diào)光的開關(guān)頻率一般在幾百到幾千赫茲之間,，可以有效的避免人眼可見的閃爍。但在機(jī)器視覺辨認(rèn)和工業(yè)檢驗(yàn)等領(lǐng)域,，由于使用的高速攝像機(jī)和傳感器響應(yīng)速度速度比人眼快很多,，因此在這些領(lǐng)域使用PWM調(diào)光必須增加開關(guān)頻率到幾十千甚至更高，實(shí)現(xiàn)較為復(fù)雜,，而模擬調(diào)光卻沒有這方面的問題,。本文通過可變降壓和線性調(diào)光的兩級(jí)電路實(shí)現(xiàn)了高效、準(zhǔn)確,、高動(dòng)態(tài)范圍的模擬調(diào)光輸出,，并使用TI 的C2430 芯片來實(shí)現(xiàn)輸出亮度調(diào)節(jié)和無線控制的功能，特別適合用于上述的機(jī)器視覺辨認(rèn)等高響應(yīng)速率的應(yīng)用場(chǎng)合,。

高動(dòng)態(tài)范圍模擬調(diào)光電路

常見的LED 恒流電路有以下兩種： 線性恒流電路和開關(guān)恒流電路,。線性恒流電路通過監(jiān)控采樣電阻上的電壓，動(dòng)態(tài)地調(diào)節(jié)三極管的導(dǎo)通程度,，控制電流,，并將輸入電壓高于LED 串電壓的部分承擔(dān)。而開關(guān)恒流電路則在其不同拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)下,，調(diào)節(jié)開關(guān)導(dǎo)通的占空比來調(diào)節(jié)輸出,，同樣得到恒流的效果。相比而言,，如果輸入電壓和燈串電壓差別較大時(shí),，在大電流下線性電路三極管的壓降會(huì)造成較大的功率損耗，導(dǎo)致較低的效率,。