常用車載距離探測技術及裝甲車輛防撞預警系統設計
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DS18B20的電路連接可以有兩種方式：一種是使用寄生電源，另一種是使用外接電源。使用寄生電源方式時，進行溫度轉換或拷貝到E2存儲器操作時，給I/O線提供一個強上拉。用MOSFET把I/O線直接拉到電源上就可以實現。在發出任何涉及拷貝到E2存儲器或啟動溫度轉換的協議之后，必須在最多10μs之內把I/O線轉換到強上拉。使用寄生電源方式時，VDD引腳必須接地。
使用外接電源時，引腳VDD連接V+5，這樣做的好處是I/O線上不需要加強上拉，而且總線控制器不用在溫度轉換期間總保持高電平。這樣在轉換期間可以允許在單線總線上進行其他數據往來。當加上外部電源時，GND引腳不能懸空。
根據系統的需要和實際情況，在這里采用寄生電源，主芯片的P54腳用于DS18B20的數據輸入/輸出引腳。具體電路如圖4所示。
圖4 溫度測量電路圖
通信接口電路設計
通信接口擔負GPS模塊和無線模塊與主芯片數據交換及探測系統與數據處理系統數據交換的任務。
串行通訊只需較少的端口就可以實現單片機和外圍設備的互通，具有無可比擬的優勢。串行通訊有兩種方式：異步模式和同步模式。MSP430系列都有USART模塊來實現串行通信。在本設計中，MSP430F149的USART0模塊通過RS-232串口與外圍的串行設備通信。
本系統采用專用電平轉換芯片MAX3232來實現通信（見圖5）。MAX3232芯片是MAXIM公司生產的電平轉換芯片，包含兩路接收器和驅動器IC芯片，內部有一個電源轉換器，可以把輸入的+5V電壓變換成為RS-232輸出電平所需要的-10V~+10V電壓。
圖5 通信接口電路原理圖
數據處理系統的設計
數據處理系統負責對探測系統采集的數據進行顯示和計算，具體的任務有：①控制數據采集系統的工作狀態；②接收并顯示采集到周圍車輛的位置信息；③當兩車距離小于安全距離時發出警報。
數據處理系統主要是由主控電路、鍵盤、液晶顯示屏、蜂鳴報警電路和通信接口組成，系統的結構如圖1所示。
液晶顯示電路的設計
液晶顯示的原理是利用液晶的物理特性，通過電壓對其顯示區域進行控制，有電就有顯示，這樣即可以顯示出圖形。液晶顯示器具有厚度薄、適用于大規模集成電路直接驅動、易于實現全彩色顯示的特點，目前已經被廣泛應用在便攜式電腦、數字攝像機、PDA移動通信工具等眾多領域。液晶顯示的分類方法有很多種，通常可按其顯示方式分為段式、字符式、點陣式等。
點陣圖形式液晶由M×N個顯示單元組成，假設LCD顯示屏有64行，每行有128列，每8列對應1字節的8位，即每行由16字節，共16×8=128個點組成，屏上64×l6個顯示單元與顯示RAM區1024字節相對應，每一字節的內容和顯示屏上相應位置的亮暗對應。
根據系統的需要和實際情況，在這里采用點陣圖形式液晶顯示，主芯片的P30腳用于數據輸入/輸出引腳。具體電路如圖6所示。
圖6 液晶顯示電路圖
報警電路的設計
在裝甲車輛行駛途中遇有情況時，駕駛員需要得到聲音報警提示，但是考慮到聲音報警時間較短，采取聲音提示可能來不及，所以系統報警方式設計為聲音報警同時有燈光閃爍預警。發光報警模塊由單片機控制的發光8位二極管來實現。由蜂鳴器發出聲音報警的信號，本文報警單元的設計根據不同危險程度采用聲、光結合的報警方式，更符合部隊訓練的要求。
聲音報警使用蜂鳴器，通過I/O端口輸出脈沖控制，改變脈沖的頻率和作用時間來進行不同種類的提示或者報警。為了提高驅動能力，讓蜂鳴器產生一定強度的聲音，采用了對稱的晶體管驅動，其電路如圖7所示。
圖7 蜂鳴報警電路原理圖
系統軟件設計
系統軟件設計包括探測系統的軟件設計和數據處理系統軟件設計。
（1）探測系統的軟件主要有以下任務：
①完成硬件系統如特殊功能寄存器和I/O口等的初始化；
②具有GPS模塊、超聲波模塊、溫度傳感器及無線模塊初始化和檢查功能；
③具有對溫度傳感器采集的溫度數字信號接收和存儲功能；
④完成通信接口的初始化功能，實現與GPS模塊、無線模塊以及數據處理系統的數據傳輸；
⑤具有電源檢測，保持低功耗狀態的功能；
⑥具有數據濾波功能，剔除采集到的誤差較大的數據。
（2）數據處理系統軟件的主要任務有：
①完成硬件系統如特殊功能寄存器和I/O口等的初始化；
②完成顯示屏顯示采集到的數據顯示；
③完成報警功能；
④完成通信模塊設計。
結束語
本文針對目前裝甲車輛在訓練過程中存在的安全問題，提出設計一種裝甲車輛防撞預警系統。該系統能實時獲取車輛位置信息，及時提醒駕駛員或者系統自動采取措施以避免出現危險情況，系統原理可行，電路可靠，應用前景廣闊。
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