报警器电路设计汽车电子论文

摘要：在汽车倒车时，车主可以通过终端显示器，清晰地看到汽车尾部和侧部与附近物体之间的距离，而一旦两者之间的距离小于系统预设的值时，系统就会发出警报，提示司机及时进行处理，避免出现碰撞剐蹭。可见，敏感性强、性能良好、探测范围广的测距报警系统，在日常行车中具有非常重要的应用价值。今天小编给大家找来了《报警器电路设计汽车电子论文(精选3篇)》，仅供参考，希望能够帮助到大家。

报警器电路设计汽车电子论文 篇1：

模拟电子长盛不衰Ｌｉｎｅａｒ：创新是关键

成立于1981年的凌力尔特(Linear TechnologyCorporation，以下简称Linear)公司是全球知名的专注于高性能模拟电路的半导体设计制造公司，财报显示，Linear公司2007财年的净销售额达到10.83亿美元，净收入高达4.11亿美元。拥有强大的模拟器件设计人才团队，全球雇员将近3800名。除了在美国加州、华盛顿州、新加坡及马来西亚拥有制造、组装和测试厂之外，Linear还拥有遍布全球各地的12个卫星设计中心，到目前为止，Linear已经推出了7500种产品，预计2007年底产品将接近8000种。公司已经拥有345项授权的专利，另有250项待申请的专利，正在审议中。从制造工艺上来看，Linear属于垂直整合型半导体公司，即从设计到制造均由自己完成，从订货到交货仅需4-6周。

2007财年的销售额，已经是Linear连续第2年超过10亿美元，对比整个模拟器件市场的销售状况，可以看出，从1994年－2006年，Linear销售额增长幅度，大部分时间高于整个模拟市场的平均增速。只有在互联网第一波泡沫破裂的2002和2003年Linear的销售额增幅低于了整个行业的平均水平。另一方面，由于Linear的产品利润很高，有资料显示其利润率甚至超过了Google和微软，因此受到投资者的关注，2007年Linear首次被商业周刊评为标准普尔，500家企业当中最杰出企业的50强，位列第47，同时Linear也是50强中唯一一家半导体公司。

4大产品线服务6大终端领域

Linear的产品线分为四个大类，按销售额排名依次是电源管理、混合信号、信号调节和RF射频产品。电源管理产品线中包括开关稳压器，线性稳压器、LED的驱动器、功率的控制器件等产品，约占总销售额的60％；而混合信号产品线中有数据转换器，热插拔的控制器，以太网供电接口，还有系统监控和控制器件等约占销售额20％；信号调节产品线包括放大器，比较器，滤波器，电压的基准和硅振荡器产品等，占约20％的销售额；RF产品包括混频器，收发器，RF检波器，PA的控制器，RF放大器，光发送器等，销售额相对较小，约占总销售额的1％。

从终端应用角度来看，由于Linear面对的是多样性的客户，为满足不同客户的需求，产品线就必须进一步细分。Linear的产品主要服务于6类终端市场，分别是工业、通信，电脑；汽车电子、高端消费品和军事航天，其中那么第一大类，工业用途占到34％，第二类是通信，占31％，那么第3和第4类是电脑和还有高端的消费电子产品，分别占13％，剩下就是汽车电子类占9％，还有军事航天占4％。在全球范围内，Linear已得到1.5万多家客户认可。

2009高端模拟市场规模将达到500亿美元

早在上世纪80年代初，当数字电路技术开始成长的时候就有人预言模拟电路设计已经走到尽头，但时至今日，模拟电路设计不但没有消失，而且生命力十分旺盛。

SIA的预测表明，高端模拟市场因其卓越的性能将进一步得到发展。从图中可以看出，可以看到，伴随数字电路市场的成长，模拟电路市场实际上也在增加，两者之间成正相比例关系。预计到2009年，整个模拟电路市场的规模会达到500亿美元，很明显，以市场营收值来看，数字电路市场规模远大于模拟电路市场，但由于电子产品频繁地更新换代，加剧了产品的衰退速度，因此从另一方面来看，模拟市场更加的稳定，受影响更小。统计显示，数字市场的平均衰退率是10％，而模拟市场的平均衰退率仅有是4％。

一流的设计团队和技术创新是开启美好未来的关键因素

Linear CEO Lothar Maier认为该公司一直秉承着模拟市场上的技术创新之路，近期推出的诸如多向转换器，热插拔控制器，手机闪光灯充电器，和微型模块电源都是业界首创，正是这些技术创新使得Linear达到今天的成就成为可能。

Lothar Maier自豪地表示：Linear有全球一流的模拟设计的团队，现在在全世界范围内，有950多位设计工程师，这其中有250位是模拟设计工程师，在过去两年内，新增了3个设计中心，使得公司在全球设有12个设计中心。

“对于模拟设计来说，我认为经验至上。因为一个优秀的模拟设计师，至少需要5～10年的时间，才能够积累起来这么丰厚的经验，同时在这个成长的过程当中，基本上来讲没有学校，没有公式，带着工具和书本也几乎没有。真正的能够成功，并且变成优秀的模拟设计人才，唯一的途径就是向那些身边的优秀人才学习，同时设计模拟集成电路，就像学习一门语言一样，学语言虽然很快，但是要想写诗歌需要更长的时间，正是这种经验的终身的积累，才慢慢造就最优秀的模拟设计工程师，而Linear现在就有超过250位这样经验最丰富的模拟设计工程师，这些都是公司宝贵的财富，他们是创新的关键!”

汽车电子市场令人兴奋但LED照明前景尚不明确

汽车电子市场的销售额目前到Linear总销售额9％，尽管现在规模不大，但成长速度已经令人兴奋，Lothar Maier介绍说：汽车电子市场是过去几年销售增长速度最快的产品类别。那么我们在几年之前，这一类产品销售额才占到总销售额的3％或4％，现在已经达到9％，在今后几年将迅速突破10％。实际上不仅仅是Linear，汽车电子模拟市场也是整个模拟电子市场增长最快的领域。WSPF预测，整个汽车模拟市场的增速，2007年全年预计增长会达到19％。

目前Linear汽车电子市场的的需求，主要由导航和娱乐需求驱动，集中在日本和欧洲制造商所生产的高档汽车上，这一领域对质量要求非常严格，无形中提高了进入门槛。混合动力汽车的出现，对于整车电源管理提出一些挑战，也为Linear提供了机遇。对于混合动力汽车，他们都在实现从铅酸电池到锂离子电池的过渡，从而对产品安全性提出更高的要求，因而混合动力汽车充电平衡控制的需求为模拟电路产品提供新的市场，同时给Linear带来新的机遇。

另一方面：汽车市场的增长，并不仅限于娱乐型的汽车电子产品，非娱乐型汽车电子产品增长也非常迅速，业界预测非娱乐型汽车电子市场会从现在的360亿美元，增长到2010年的520亿美元，他们所需要得产品具有以下的性能，卫星连接、雷达巡航控制、泊车辅助、侧面、后方的摄像头、夜视、偏离行车道警告，报警器和遥控车门开关系统，电子转向和制动，隐形控制和电子制动；同时，汽车照明、灯光系统中LED器件也在大量涌现，使得汽车整车对电子元器件的需求量大大增加。这些都是Linear可以企及的新兴市场。

谈及LED另一个巨大的应用领域——LED照明，LotharMaier表示：“关于LED照明，我们对它未来的走向，还不是特别特别的明确。现在LED各方面广泛的应用，只是刚刚出现而已，我们看到在背光，还有汽车等方面的应用非常广泛。也许今后LED还会被用于通用的照明，大屏幕，都会出现一些新的用途。今后几年，我们公司也会推出一系列新的LED的产品，我们对这个市场感到非常的兴奋，但是我们这个产品最终会被应用到何处，会怎样集成在最终的产品上，这取决于产品的最终使用者和集成商。”

增加亚洲地区前期设计比重，根植中国市场

Lothar Maier认为：现在Linear也逐步把重点放到亚洲上，今后Linear在亚洲地区前期设计战略比例会不断进行增加，每年Linear专门来亚洲地区寻求实现增长的机会，特别了解工业和汽车这两个消费类别的需求。现在在亚洲地区的前期设计比例只占14％，是因为Linear才开始刚刚了解亚洲的市场，刚刚开始了解中国，从长远来看，Linear认为未来设计占的比例会不断增加。

随着中国模拟芯片市场的比重与日俱增，凌力尔特公司视中国市场为其战略性重点市场之一。从上世纪90年代入驻中国市场以来，已先后在香港、北京、上海和深圳建立办事处，并于2006年正式开始启用新中文名“凌力尔特”。

过去Linear在中国设的办事处，只是提供简单发货方面的支持，维修方面的支持，今后这些办事处，会更多的与中国OEM来接触，来共同了解及开发新的市场机遇。

作者：徐俊毅

报警器电路设计汽车电子论文 篇2：

基于单片机的超声波测距报警系统研究

摘  要：在汽车倒车时，车主可以通过终端显示器，清晰地看到汽车尾部和侧部与附近物体之间的距离，而一旦两者之间的距离小于系统预设的值时，系统就会发出警报，提示司机及时进行处理，避免出现碰撞剐蹭。可见，敏感性强、性能良好、探测范围广的测距报警系统，在日常行车中具有非常重要的应用价值。本文在简要阐述超声波测距运行机制与原理的前提下，对基于单片机的超声波测距报警系统进行了整体设计，并从硬件系统和软件系统两方面入手展开了详细论述。

关键词：单片机;超声波测距;软件系统

0  引  言

随着人们生活水平的提升，汽车已经成为了现代家庭的标配，并使得汽车的规模不断扩大，但随着城镇化建设的加快，城市土地资源越来越紧张，交通拥堵成为了城市生活的常态。在此背景下，汽车转、停、倒、靠等行为也受到了较大限制，对司机，尤其是新手司机更是提出了巨大挑战，稍有不慎就会出现追尾和剐蹭，不仅给当事人带来了较大的安全和财产损害，而且对交通运行也会造成许多压力。因此，许多车主都希望汽车能够具备距离探测和智能报警功能，这就催生了汽车防碰撞系统。但就现状来讲，当前汽车防碰撞系统普遍存在功能简单、灵敏性弱等问题，没有充分满足消费者的个性需求。本文根据超声波测距原理，在倒车雷达系统的基础上，试图设计一种更为灵敏，适用范围更为广泛的测距报警系统。

1  超声波测距的运行机制与原理

超声波是一种频率高、反射性强、穿透力强的特殊波段，其直线传播的特性非常适合用于测距。当前，超声波测距的方法主要有三种，包括相位检测法、幅值检测法和渡越时间检测法，而本系统中所用的为渡越时间检测法。因为这种方法具有电路设计简单、测量精准度高、可操作性强等优势。具体运行机制如下：超声波传速为C，从单片机开始进行运算到回波反馈结束的时间差为△T，汽车尾部和侧部与附近物体的距离为S，即S=C*△T/2。由于超声波传播速度会受到外部气温的影响，所以本系统中会增设相应的温度补偿模块，以确保测距结果的精准性。

2  系统整体设计思路

超声波测距是整个系统的核心支撑，司机在将挡位挂到倒车档时，整个测距系统会自行启动，超声波发射器和计时器同步运行，当超声波遇到障碍物进行反射后，接收器会进行接收，当接收完成的一瞬间，计时器停止运行。随后，STC89C52单片机根据上述超声波运送公式进行运算后，将结果信息传输到显示终端和警报终端。

在整个系统中，为了确保测距结果的精准性，采用了ARM控制器脉冲计数，然后将时间转化为脉冲数量N，带入上式后得到L=NC/2f，式中的f表示脉冲频率。根据物理学相关知识可知，零度以下时，超声波传播速度为每秒钟331.48m，对此，我们可以利用相关软件对其展开修整，以最大程度地消除温度对测距结果的影响。在该系统设计中，拟采用DS18B20传感器作为温度补偿机制，因为该传感器具有电压范围宽、负压范围广、分辨率可调、测量精度误差小等优势。

综上所述，该系统的硬件主要由STC89C52单片机、DS18B20传感器、显示终端、超声波接发器、报警器构成，而软件则主要由主程序、温度补偿、数字显示、报警系统、数据采集等构成。

3  硬件子系统构成

3.1  超声波发射子系统

超声波发射子系统主要由脉冲产生电路和发射电路两大模块构成，STM32F103VB的PD 10端口输出的脉冲波为40ms，其升压和脉宽主要由单稳态触发器实施管控，输出周期和高电平宽度分别为40ms、160μS，而其信号则是555振荡器的置位脉冲。具体过程是，555振荡器定期首先发出8个40kHz脉冲，然后超声波发射器将其转化为超声波信号进行发射，最后当超声波遇到介质阻碍后，就会反射回來，并由超声波接收器获取。

3.2  超声波接收子系统

超声波接收子系统主要由三大模块构成，包括检波电路、放大电路、整形电路，并由集成芯片CX20106提供核心支撑。该集成芯片属于红外线检波接收专用芯片，在红外遥控领域有着广泛应用，有着较强的灵敏性和抗干扰性。而为了最大程度地避免接收器出现宕机，需要对电容进行调整，简单来讲，就是当没有信号时，输出高电平，当有信号时，则输出低电平。同时，为避免将发射器的探头回波误以为是反射回来的超声波，可利用相关软件实施延时处理，就是在脉冲发出后要延迟些许，才允许单片机接收中断信号。

3.3  终端显示子系统

超声波属于典型的机械波，在其实际传播过程中，不仅会受到温度的影响，而且还会受到其他环境因素的影响，这就要求通过相应的稳控系统对其进行补偿和修整，以确保其处于最佳的测量状态。为此，本系统基于DS18B20芯片的特点与性能，针对性地设计了测温电路，由于该芯片的I/O线只有一根，所以只需要在DQ引脚处设置上拉电阻就行。另外，该系统通过串行的方式进行终端显示的驱动设计，就是通过简单的三根共阳极连接数码管进行汽车尾部侧部的距离显示。简单来讲，就是将芯片上p0.0、p0.7两个端口进行连接，将其作为段选，随后将p2.1、p2.3两个端口与三个公共端口进行连接，并将其作为位选。

3.4  报警子系统

目前，在汽车测距警报系统中，最常用的警报器就是蜂鸣器，尽管它有着固定的频率，但通过不同频率方波的持续作用，也能够让它发出简单的乐曲。相比于扬声器，蜂鸣器造价成本低，且使用寿命长，只需要合适直流电压通过就能够发出相应的声音。因此，该系统的报警子系统同样采用的是蜂鸣器，由单片机端口p3.6发出40kHz的信号，然后借助8050三极管放大后作用于蜂鸣器，进而实现警报发声。当汽车尾部或侧部与附近物体的距离较短时，蜂鸣器就会发出警告。另外，还可以增设一个信号调节器，距离越近信号频率越高，蜂鸣器报警声就越紧凑，进而为司机的距离判断提供重要参考，避免发生碰撞。

4  软件系统构成

在超声波测距报警系统中，软件系统无疑是不可或缺的重要构成，本次系统设计中，采取常规的C语言进行程序编写。在硬件组成电路中，超声波发射器发射超声波，然后单片机通过具体反射时间测算出汽车与附近物体之间的距离。具体来讲，当计时器开始运行后，发射出去的超声波在遇到介质阻碍后就会反射回来，随后接收器在接收到反射超声波后，向芯片输入相应信号，最后单片机系统会结合具体时间数据和温度数据，经过修正计算得出具体的距离，并将相关信号传达给显示系统，当距离低于设置的相应极限值后，向报警系统传输相应信号，进而引发蜂鸣器。

5  结  论

通过实验数据对比发现，该系统具有较强的灵敏性，尽管存在一定的误差，但都是在可接受和可控制的范围内。可以说，该系统的设计不仅能够为司机提供重要的安全保障，而且能够减少交通事故的发生，我们有理由相信，随着信息技术的不断发展，超声波测距报警系统将变得更加人性化，尤其是3D成像系统与测距系统的结合，可以说是大有可期。

参考文献：

[1] 李倩.基于单片机的超声波测距系统设计与实现 [J].无线互联科技，2018，15（24）：36-38.

[2] 周晴.基于单片机的超声波测距仪系统设计 [J].电脑知识与技术，2018，14（35）：216-217.

[3] 张献丰.基于单片机的汽车倒车测距提示系统的设计 [J].科技经济导刊，2018，26（31）：71.

[4] 李杰.基于單片机的超声波测距报警系统的设计 [J].数字技术与应用，2018，36（9）：7-8.

[5] 高美蓉.基于单片机的超声波测距报警系统的设计与仿真 [J].国外电子测量技术，2018，37（7）：107-111.

[6] 郝玉楠，纪昕洋，马晴.基于超声波测距技术的车辆防剐蹭预警系统的设计 [J].电子测试，2018（12）：33+32.

作者简介：徐苏奇（1999.07-），男，汉族，江苏丹阳人，学生，研究方向：汽车电子技术;董林海（1998.10-），男，汉族，江苏启东人，学生，研究方向：汽车检修技术;姜登科（1997.09-），男，汉族，江苏睢宁人，学生，研究方向：汽车电子技术。

作者：徐苏奇 董林海 姜登科

报警器电路设计汽车电子论文 篇3：

基于单片机的IC卡读卡器的设计

摘 要：非接触式IC卡又称为射频卡，由IC芯片、感应天线组成，封装在一个标准的PVC卡片内，芯片及天线无任何外露部分。本文首先研究了基本的理论，然后基于这些理论，给出了非接触式IC卡读卡器的设计方案。系统由单片机、电源电路、蜂鸣器电路及天线电路构成。通过对软硬件的调试实现了非接触式IC卡读卡器的硬件与软件平台的构建。

关键词：IC卡；读卡器；单片机

IC卡，一个正蓬勃发展的产业，一个与我们的生活正越来越密切的产业。在因特网、分布式和普及计算大潮涌来时，IC卡扮演着越来越重要的角色。本课题的背景是校园一卡系统收费终端的应用，随着科学技术的迅猛发展，社会的日益信息化，技术的不断革新以及要求的不断提高，需要设计出一个功能丰富，性能更加稳定的，并且具有友好人机界面的嵌入式智能终端，来取代现在市场上的基于单片机的收费终端，该读卡器必须简单，方便快捷。

一、基于单片机的IC卡读卡器的工作原理

其工作原理是通过射频读卡器向IC卡发一组固定频率的电磁波，卡片内有一个IC串联谐振电路，其频率与读卡器发射的频率相同，这样在电磁波激励下，LC谐振电路产生共振，从而使电容内有了电荷；在这个电荷的另一端，接有一个单向导通的电子泵，将电容内的电荷送到另一个电容内存储，当所积累的电荷达到2V时，此电容可作为电源为其它电路提供工作电压，将卡内数据发射出去或接受读卡器的数据。其发射原理是非接触性IC卡与读卡器之间通过无线电波来完成操作。二者之间的通讯频率为13.56MHZ。非接触性IC卡本身是无源卡，当读卡器对卡进行操作时，读卡器发出的信号由两部分叠加组成：一部分是电源信号，该信号由卡接收后，与本身的L/C产生一个瞬间能量来供给芯片工作。另一部分则是指令和数据信号，指挥芯片完成数据的读取、修改、储存等，并返回信号给读卡器，完成一次操作。读卡器则一般由单片机，射频模块和天线组成，并配有与PC的通讯接口，打印口，I/O口等，以便应用于不同的领域。

二、系统设计的整体规划

（一）系统设计思路。IC卡的应用领域非常广泛。在IC卡的触点和读卡器的触点良好接触之前，读卡器不应对IC卡施加有关信号，以免造成不可预料的损坏。IC卡读卡器作为系统和用户交换的接口，必将面对各种各样复杂的应用环境。因此，在设计阶段应注意IC卡读卡器的环境。作为操作系统，管理IC卡的硬件资源和数据资源是其基本任务。IC卡上的硬件资源包括CPU、ROM、EEPROM和RAM及通讯接口，这些都由IC卡上操作系统统一管理，使外部不能直接控制这些资源，使IC卡对外表现为一个“黑匣子”，从而加强了系统的保密性能。智能卡通讯管理主要功能是执行智能IC卡的信息传送协议，接收读卡器发出的指令，并对指令传递是否正确进行判断。

（二）系统论证方案。IC卡是一种集成电路卡，它的读/写设备是每个IC卡应用系统必不可缺的周边设备。该设备通过IC卡的8个触点向IC卡提供电源并与IC卡相互交换信息。虽然IC卡是从磁卡发展而来的。本IC卡读卡器的功能为：当IC卡中的射频模块产生晶振频率，通过天线发射出去，且将天线接收到的IC卡读卡器的卡号数据返回给单片机，最终通过RS232接口将卡号数据在电脑上显示。

（三）系统的整体结构。对于本论文的基于单片机的IC卡读卡器系统来说，整个系统由电源模块、时钟电路模块、蜂鸣器模块和天线电路几个部分组成。整个系统由单片机控制，能够通过接口把数据从PC上显示出来，电源模块负责提供电力，当读卡器读取成功后，通过蜂鸣器响两声来表示。

三、读卡器硬件设计

（一）单片机的简介。本系统采用STC12LE5A16S2单片机作为主控芯片。STC12LE5A16S2是16K Flash的宏晶STC12C5A60S2系列单片机，采用宏晶第六代加密技术，STC12C5A60S2系列单片机器件是1个时钟/机器周期8051单片机，低功耗、高速、高可靠、强抗静电、强抗干扰。

（二）电源电路。电源电路是指提供给用电设备电力供应的电源部分的电路设计。本系统的电源电路工作状况为：VCC（5V）和VDD通过电容接地，且VCC（5V）通过SPX1117M3-3.3稳压电源芯片将电压稳定在3.3V为系统提供电源，本系统所用的电源电路电路。

（三）蜂鸣器电路。蜂鸣器是一种一体化结构的电子讯响器，采用直流电压供电，广泛应用于计算机、打印机、复印机、报警器、电子玩具、汽车电子设备、电话机、定时器等电子产品中作发声器件。

本系统中的蜂鸣器系统由三极管及喇叭构成，其工作状况为：当三极管的发射极为高电平，基极为低电平时，三极管导通，蜂鸣器发出响声，而当发射极和基极为高电平时，蜂鸣器不发出声响。电路中采用单片机P1.6脚控制三极管导通和截止。

（四）天线电路。本次设计的系统，系统数据存储在无源Mifare卡中。读取模块的主要任务是将能量传输给Mifare卡，并与之建立通信。天线是非接触式IC卡读写模块的一个重要组成部分，在读写模块和非接触式IC卡通信过程中，天线用于产生能发射和接收射频信号的磁通量，而磁通量用于向卡提供电源并在读写模块和卡片之间传送信息。因此，在设计中要求天线线圈的电流最大，以用于产生最大的磁通量，并要确保有足够的带宽。

四、结束语

本次课题研究的是基于单片机的IC卡读卡器设计，它的作用就是读取IC卡的卡号，最终在电脑上显示。首先，选定相应的单片机，了解其各个引脚的功能，然后查阅相关的单片机的资料和IC卡书籍。然后设定对应的方案，最终确定以STC12LE5A16S2单片机为控制核心，用FM1702射频模块，用来产生晶振频率通过天线发射出去，且将天线接收到的数据反馈给单片机，最终通过RS232接口将接收到的数据显示在PC上，且还要完成当IC卡读卡器读取、成功后，通过蜂鸣器响两声来表示。

参考文献：

[1]罗亚非，凌阳.16位单片机应用基础[M].北京：北京航空航天大学出版社，2005.

[2]刘笃仁，韩保君.传感器原理及应用技术[M].北京：机械工业出版社，2003.

[作者简介]葛怀敏（1990.07-），女，山东潍坊人，曲阜师范大学本科在读，研究方向：电子信息。

作者：葛怀敏