控制模塊設計 - 基于STC12C5A60S2的汽車防疲勞駕駛系統(tǒng)研究

　　控制模塊的設計

　　STC12C5A60S2/AD/PWM系列單片機是宏晶科技生產(chǎn)的單時鐘/機器周期（1T）的單片機，是高速/低功耗/超強抗干擾的新一代8051單片機，指令代碼完全兼容傳統(tǒng)8051，但速度快8～12倍。內部集成MAX810專用復位電路，2路PWM，8路高速10位A/D轉換（250K/s，即25萬次/s），針對電機控制，強干擾場合。

　　STC12C5A60S2單片機主要負責對輸入模塊發(fā)送的數(shù)據(jù)進行接收處理，并控制語音模塊和顯示模塊工作。

　　輸入模塊

　　角位移傳感器：角位移傳感器結構主要由導電塑料基體、電刷、隨動軸、殼體等組成。

　　角位移傳感器采用電阻分壓器的原理，在電阻導軌兩端連接一恒定直流電壓，通過電刷在導軌上的移動獲得輸出，輸出電壓與位移量成線性關系，其指標用線性度表示，數(shù)值越小，精度越高。

　　壓力傳感器：Force Sensing Resistor是著名Interlink Electronics公司生產(chǎn)的一款重量輕、體積小、感測精度高、超薄型的電阻式壓力傳感器。

　　壓力傳感器是將施加在FSR傳感器薄膜區(qū)域的壓力轉換成電阻值的變化，從而獲得壓力信息。壓力越大，電阻越低，其允許用在壓力0g～10kg的場合。本設計采用與壓力傳感器配套的電路模塊，將已知的電阻信號轉化為電壓信號。

　　輸出模塊

　　液晶顯示模塊：DM12864M漢字圖形點陣液晶顯示模塊，可顯示漢字及圖形，內置8192個中文漢字（16×16點陣）、128個字符（8×16點陣）及64×256點陣顯示RAM（GDDRAM）。

　　第一行至第四行分別顯示課題名稱、駕駛時間及界限、轉角時間及界限、系統(tǒng)狀態(tài)和報警狀態(tài)。

　　語音模塊的設計：語音模塊采用ISD1820語音芯片，該芯片具有10s語音錄放、自然的語音還原等功能，可用單片機控制同時能直接驅動8歐0.5W小喇叭。按下REC鍵，開始錄音，松開按鍵停止錄音；按下RLAYE鍵，觸發(fā)模式放音，按一下就播放當前整段的語音。本系統(tǒng)采用STC12C5A60S2作為主控制芯片，只需ISD1820芯片通過SPI協(xié)議與主控芯片通信來達到播音效果。

　　系統(tǒng)軟件的設計

　　程序開始先進行傳感器端口掃描。當方向盤存在壓力同時轉角發(fā)生變化，說明駕駛員處于正常駕駛狀態(tài)；當方向盤不存在壓力，說明駕駛員雙手離開方向盤，駕駛時間＋1，當駕駛時間大于設定時間則進行報警處理；當方向盤存在壓力但轉角未發(fā)生變化，說明駕駛員處于疲勞狀態(tài)，轉角時間＋1，當轉角時間大于設定時間將進行報警處理。