多功能汽車倒車監測儀的製作方法

2023-11-11 04:56:42

專利名稱：多功能汽車倒車監測儀的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種汽車倒車監視和測量車後障礙物的監測裝置。
目前有關汽車倒車監測裝置的技術文獻和產品已有多例，但大多都局限在單純顯示圖象或距離的範圍，因此在使用中往往存在著不夠直觀和方便等缺陷。
本實用新型的目的就在於針對上述不足之處，提供一種能將測距信號轉換為文字信息，並將監測物體的圖象、距離的文字形式和聲光報警三者合一同時顯示在監視屏上的多功能汽車倒車監測儀。
和現有的汽車倒車監測裝置相比，本實用新型在使用中更直觀，更方便也就更安全。
本實用新型的目的是這樣實現的一種多功能汽車倒車監測儀由測距傳感器(1、2)、攝像傳感器(3)、控制盒(4)及監視屏(5)等級成，其工作原理是控制盒內的超聲波發射接收電路將測距傳感器測得的信號通過單片機控制電路輸送給文字信息接口電路轉換為文字信號顯示在監視屏上。控制盒內的文字信息接口電路包括點頻信號發生器電路，點頻信號行計數電路，掃描行數的場計數電路，加載脈衝發生電路，視頻信號產生電路，顯示數據輸入電路，行同步輸入電路，場同步輸入電路，其線路結構為IC1-2的2腳接IC1-3的8腳，IC1-2的5腳連接IC4的1腳，IC1-2的4腳連接IC4的13腳，IC1-2的6腳一路連接電容C1的一端，另一路連接IC1-1的13腳，IC1-1的1、2腳連接電源VCC，電容C1的另一端一路連接電阻R1的一端，另一路連接IC1-3的9腳，IC1-3的10、11腳接電源VCC，IC1-1的12腳連接電阻R1的一端，IC1-3的8腳第一路連接IC1-2的3腳，第二路連接IC3的9腳，第三路連接IC11的7腳，第四路連接IC2的1腳；IC2(雙四位二進位計數器)的兩個計數器串接成一個八位二進位計數器，第一個計數器的1Q4(6腳)連接第二個計數器的13腳，兩計數器的2腳、12腳連接IC6的6腳，IC2的1腳連接IC1的8腳，IC2的6腳、11腳分別與IC13的5腳、4腳相連，10腳、9腳、8腳分別與IC14的6腳、3腳、10腳相連，IC3(4D觸發器)的4腳與14腳相連；2腳與5腳相連，7腳與12腳相連，10腳與13腳相連構成扭環型計數器，1腳連接IC8-3的10腳，9腳與IC1的8腳相連，2腳與IC8-4的12腳相連，15腳與IC8-4的13腳相連，IC8-4(與非門)的11腳與IC11的15腳相連，IC4(雙D觸發器)的3腳、11腳5腳、9腳接至地電位，構成RS雙穩態觸發器，IC4的6腳與IC6的10腳相連，4腳與IC6的6腳相連，1腳與IC1的5腳相連，8腳與IC5的13腳相連，10腳與IC10的4腳相連，13腳與IC1的4腳相連，IC9(11位二進位計數器)的11腳連接場同步輸入電路電阻R11與電容C8的相連點，10腳連接行同步輸入電路電阻R10與穩壓二極體VD1的相連點，3腳與IC7(3-三輸入端與門)的4腳相連，2腳與IC7的4腳相連，4腳與IC8-2(反相器)的5、6腳相連，13腳與IC8-1(反相器)的1、2腳相連，IC10(7位二進位計數器)的2腳與IC4的12腳相連，1腳與行同步輸入電路電阻R10與穩壓二極體VD1的相連點連接，12腳、11腳、9腳、6腳、5腳分別與IC13的10腳-6腳相連，IC11(8位移位寄存器)的15腳與IC8-4的11腳相連，7腳與IC1的8腳相連，2腳、3腳、4腳、5腳、10腳11腳、12腳、14腳分別與IC13的11腳-13腳、15腳-19腳相連，13腳與可調電阻R14的一端相連，可調電阻R14的另一端與電阻R15的一端相連，電阻R15的另一端與電解電容C9的正極相連，電解電容C9的負極將視頻信號接至監視器的視頻輸入端；IC12(2K字節隨機存儲器)的8-6腳分別與IC14(數據轉換器)的7腳、4腳、9腳相連，21腳與IC16-3(與非門)的10腳相連，9-11腳、13-15腳分別與IC13的3腳、25腳、24腳、21腳、23腳、2腳相連，IC13(8K字節可擦除只讀存儲器)的10-6腳分別與IC10的12腳、11腳、9腳、6腳、5腳相連，5腳、4腳分別與IC2的6腳、11腳相連，3腳、25腳、24腳、21腳、23腳、2腳分別與IC12的9-11腳、13-15腳相連。
其中點頻信號發生器電路由IC1、電阻R1和電容C1組成，點頻信號行計數電路由IC2擔當，掃描行數的場計數電路由IC7、IC8、IC9、IC10組成，加載脈衝發生電路由IC3、IC8組成，視頻信號產生電路由IC11、IC12、IC13可調電阻R14、電阻15組成，顯示數據輸入電路由IC14、IC15、IC16組成，行同步輸入電路由電阻R10、二極體VD1組成，場同步輸入電路由電阻R11、R12、電容C8、二極體VD2組成。
文字信息接口電路中的IC1為3一三輸入端與非門授控振蕩器，IC2、IC9為11位二進位計數器，IC4為雙穩態觸發器，IC6為單穩態觸發器，IC10為7位二進位計數器，IC11為移位寄存器，IC12為2K字節的靜態隨機存儲器，IC13為8K字節的可擦除只讀存儲器，IC14為4×2摸擬電子開關，IC15為帶高阻輸出的8位總線驅動器。
以下結合附圖對本實用新型作進一步詳述

圖1是本實用新型的部件組成圖圖2是文字信息接口電路圖圖3是主控電路的方框圖圖4是單片機控制電路圖圖5是超聲波發射接收電路圖圖6是報警電路圖圖1中的1、2-測距傳感器，3-攝像傳感器，4-控制盒，5-監視屏，6-電纜圖3中的1-點頻信號發生器電路、2-點頻信號行計數電路、3-掃描行數的場計數電路、4-加載脈衝發生電路、5-視頻信號產生電路、6-顯示數據輸入電路、7-行同步輸入電路、8-場同步輸入電路、9-單片機電路、10-超聲波發射接收電路、11-聲音報警電路、12-燈光報警電路、13-監視器如圖2所示的文字信息接口電路的工作原理及過程如下由IC1的三個與非門(74LS10)和電阻R1、電容C1組成8MHZ的點頻發生器。其輸出送往時序產生電路，加載脈衝發生電路，字符背景框產生電路和視頻輸出電路。當監視器(電視機)的掃描光束在屏幕顯示字符的指定區域內，點頻發生器工作，輸出脈衝，其餘時間內停止工作，這樣就不影響由攝像頭所拍攝的景物在屏幕上的正常顯示。IC1工作與否由三輸入端與非門的4、5兩腳控制。
由IC4的兩個D觸發器(CD4013)接成雙穩態觸發器形式(D、CK端接地)。一個觸發器的Q端(1腳)去控制IC1的5腳，另一個觸發器的Q端(13腳)去控制IC1的4腳，Q端(12腳)則去控制IC10七位二進位計數器(CD4024)的復位端(2腳)。
由監視器送來的行逆程脈衝(由顯像管燈絲繞組取得)經R10降壓和VD1穩壓管的限幅後，送入由R7、VT1、C7、R8、R9組成的同步和斜坡電壓發生電路。每當行逆程脈衝到來時，該脈衝電壓通過R7驅使VT1飽和導通，從而使與VT1集電極相連的電容C7迅速放電至0V，這樣行逆程過後，C7上的電壓都有0V起上升達到同步的目的。當C7上的電壓通過R8、R9的充電而上升到IC6雙單穩態觸發器(CD4098)的觸發電平時，Q端(10腳)輸出一個正脈衝，去觸發IC4雙穩態的S端(6腳)，IC4的Q端(1腳)變為高電平，從而為點頻發器的工作創造了兩必要條件之一。調整R8，可改變斜坡電壓上升的快慢，可使屏幕上顯示的字符左右移動，定位在合適的位置。當點頻發生器工作後，振蕩脈衝作為IC2雙4位二進位計數器(74LS393)的時鐘信號。IC2的兩計數器串聯，成為8位二進位計數器，當第二個計數的Q4端(8腳)由高電平變為低電平(此時的計數值為256，也就是8個字符一行顯示的點數)，此下降沿觸發IC6的另一個單穩態觸發器，此單穩觸發器的Q端(6腳)輸出一個正脈衝到IC4的R端(4腳)，使雙穩態復零，進而關閉點頻發生器。
由監視器來的場逆程脈衝(由場偏轉輸出端取得)經R12、C8、R11耦合、衰減，並經VD2箝位限幅送至IC9十一位二進位計數器(CD4040)(本電路只用了八位)的R端(11腳)，使計數清零，這樣每一電視掃描場，計數器都從零開始計數，達到同步的目的。行逆程脈衝送至IC9的CL端，作為計數脈衝。當計數到第96掃描行時，Q5(3腳)、Q6(2腳)輸出高電平，Q7(4腳)、Q8(13腳)經IC8四與非門(CD4011)反相也為高電平，經過IC7三與門(CD4073)解碼，由IC7與門輸出端(10腳)給出高電平送至IC5雙單穩態觸發器(74LS123)的觸發端B1(2腳)，該單穩態的Q端(13腳)輸出一正脈衝至IC4的S端(8腳)，使該雙穩態觸發器置「1」，使IC1在第96掃描行後工作，輸出點頻信號。同時雙穩態的Q端(12腳)置「0」，使IC10七位二進位計數器(本電路用了6位)的復位端R(2腳)為零，由CL端(1腳)輸入行逆程脈衝進行計數。當計完32行(一個字符的高度)後，Q6端(4腳)輸出一個高電平，送至雙穩態觸發器的R端(4腳)，使雙穩態置「0」，進而使IC1與門輸入端(4腳)為零，點頻發生器停振。綜上所述，這樣就完成了顯示字符在屏幕上的行、場定位，使顯示距離信息的8個字符定位在電視屏幕的上部。
需要顯示的漢字、符號和阿拉伯數字存放在字庫中，字庫由IC13EPROM(27C64)構成，可存放32×32點陣字符64個。IC13的8位數據D0-D7送入IC11移位寄存器(74LS166)的相應輸入端。地址端A0-A4接至IC10的Q1-Q5端，以決定掃描到了32行中的第幾行。A5、A6接至IC2第一個計數器Q4端和第二個計數器的Q1端，以決定掃描到了一個字符在水平方向四部分中的哪一部分。A7-A12接至IC12顯示緩衝器(6116)的數據端D0-D5，以決定所需顯示的是哪一個字符。屏幕顯示緩衝器由IC12(2K靜態RAM6116)擔當。它的三個地址端A0-A2分別接至IC14四模擬開關(74LS257)(用了其中三個開關)的選擇位4、7、9腳，平時接通IC2第二個計數器的Q2、Q3、Q4端(10、9、8腳)，以決定水平方向顯示的8個字符中的哪一個。當CPU(80C31)要把新的測量數據輸入顯示緩衝器時，WR(寫信號)，A13(地址信號)通過IC16與非門(CD4011)後，送至IC14的開關控制端(1腳)，IC15數據緩衝(74LS244)的門控端(1、19)腳和顯示緩衝器的WE端(21腳)，使IC12的A0-A2通過IC14接通CPU的地址端A0-A2(由IC18提供)，使D0-D5通過IC15接通CPU的數據端P0.0-P0.5，這樣新的數據就寫入了顯示緩衝器。
視頻信號產生電路由IC11移位寄存器(74LS166)和R14、R15、C9組成。IC1輸出的點頻信號送到由IC3四D觸發器(74HC175)構成的扭環形計數器，每8個脈衝產生一個裝載脈衝。由IC13送來的8位顯示數據，在裝載脈衝的作用下，輸入至IC11內的移位寄存器，在點頻信號(作為移位脈衝)的作用下，8位數據從QH端(13腳)依次輸出，形成串行的視頻信號，經R14、R15、C9送至監視器。點頻信號送至IC5的另一個單穩態觸發器的觸發端A2(9腳)，該觸發器的Q端12腳輸出一個低電平，通過R13與視頻信號輸出端相連，在屏幕字符顯示區形成一個背景底框，使距離數據顯示更醒目，效果更佳。
由IC17(80C31)單片機、IC18(74HC373)8D鎖存器，IC19(27C64)EPROM程序存儲器構成本電路的智能控制部分。
IC17在上電復位後，開始執行IC19內存儲的程序。首先，單片機使P3.4口為高電平，啟動超聲波發射電路工作，由超聲波傳感器向障礙物發射超聲波。同時，令內部定時器T0開始計時，然後，等待接受回波。當超聲波接收電路接受到障礙物反射的回波，接收放大電路的電平比較器發出一低電平，經IC16與非門(CD4011)隔離，整形送入單片機的P3.3口，請求中斷，單片機響應INT1中斷，執行中斷程序。先立即停止定時器T0的計時，然後根據給定的超聲波在常溫空氣中的傳播速度341m.s-1和T0定時器停止計時後保留的計數值，計算出車尾到障礙物的距離，把該數據通過IC14、IC15、IC16寫入顯示緩衝器，並在屏幕上顯示出來。單片機每秒進行3次測量，以及時更新顯示數據。同時單片機根據所測距離遠近，通過P3.5口控制聲音報警電路IC22(LM555)發出不同節奏的報警聲，當車尾離障礙物越近時，報警聲就越急促。
如圖5所示由IC20四與非門(CD40H)構成40KHZ超聲波振蕩器，微調電位器R22可使頻率在40KHZ附近變化，使超聲波換能器的接收靈敏度最高。用VT3-VT6四隻電晶體組成橋式驅動電路，使超聲波發射頭上的峰一峰值電壓達到接近供電電源電壓值的兩倍，最大限度提高發射功率，使探測距離達到10M。三極體VT2和電阻R18組成開關控制電路，單片機P3.4口來的控制信號通過它來啟停超聲波發射器工作。
如圖6所示的報警電路由IC22(LM555)時基電路及外圍R29、R30、C16、C17、R31、R32組成。產生1.2KHZ的聲頻A0送監視器內的揚聲器發聲，以提醒司機注意。IC22的工作狀態由單片機的P3.5口通過IC22的MR端(4腳)控制。
綜上所述，本實用新型使用較少的硬體組合，真正實現了汽車倒車或前進作業中的路況監測功能，司機藉助本系統可以很方便地掌握車後的一切情況，圖文、聲光優點突出，是一種實用性很強的設計方案。
權利要求1.一種多功能汽車倒車監測儀由測距傳感器(1、2)，攝像傳感器(3)，控制盒(4)及監視屏(5)組成，其特徵是控制盒內的文字信息接口電路包括點頻信號發生器電路，點頻信號行計數電路，掃描行數的場計數電路，加載脈衝發生電路，視頻信號產生電路，顯示數據輸入電路，行同步輸入電路，場同步輸入電路，其線路結構為IC1-2的2腳接IC1-3的8腳，IC1-2的5腳連接IC4的1腳，IC1-2的4腳連接IC4的13腳，IC1-2的6腳一路連接電容C1的一端，另一路連接IC1-1的13腳，IC1-1的1、2腳連接電源VCC，電容C1的另一端一路連接電阻R1的一端，另一路連接IC1-3的9腳，IC1-3的10、11腳接電源VCC，IC1-1的12腳連接電阻R1的一端，IC1-3的8腳第一路連接IC1-2的3腳，第二路連接IC3的9腳，第三路連接IC11的7腳，第四路連接IC2的1腳；IC2(雙四位二進位計數器)的兩個計數器串接成一個八位二進位計數器，第一個計數器的1Q4(6腳)連接第二個計數器的13腳，兩計數器的2腳、12腳連接IC6的6腳，IC2的1腳連接IC1的8腳，IC2的6腳、11腳分別與IC13的5腳、4腳相連，10腳、9腳、8腳分別與IC14的6腳、3腳、10腳相連，IC3(4D觸發器)的4腳與14腳相連；2腳與5腳相連，7腳與12腳相連，10腳與13腳相連構成扭環型計數器，1腳連接IC8-3的10腳，9腳與IC1的8腳相連，2腳與IC8-4的12腳相連，15腳與IC8-4的13腳相連，IC8-4(與非門)的11腳與IC11的15腳相連，IC4(雙D觸發器)的3腳、11腳5腳、9腳接至地電位，構成RS雙穩態觸發器，IC4的6腳與IC6的10腳相連，4腳與IC6的6腳相連，1腳與IC1的5腳相連，8腳與IC5的13腳相連，10腳與IC10的4腳相連，13腳與IC1的4腳相連，IC9(11位二進位計數器)的11腳連接場同步輸入電路電阻R11與電容C8的相連點，10腳連接行同步輸入電路電阻R10與穩壓二極體VD1的相連點，3腳與IC7(3-三輸入端與門)的4腳相連，2腳與IC7的4腳相連，4腳與IC8-2(反相器)的5、6腳相連，13腳與IC8-1(反相器)的1、2腳相連，IC10(7位二進位計數器)的2腳與IC4的12腳相連，1腳與行同步輸入電路電阻R10與穩壓二極體VD1的相連點連接，12腳、11腳、9腳、6腳、5腳分別與IC13的10腳-6腳相連，IC11(8位移位寄存器)的15腳與IC8-4的11腳相連，7腳與IC1的8腳相連，2腳、3腳、4腳、5腳、10腳11腳、12腳、14腳分別與IC13的11腳-13腳、15腳-19腳相連，13腳與可調電阻R14的一端相連，可調電阻R14的另一端與電阻R15的一端相連，電阻R15的另一端與電解電容C9的正極相連，電解電容C9的負極將視頻信號接至監視器的視頻輸入端；IC12(2K字節隨機存儲器)的8-6腳分別與IC14(數據轉換器)的7腳、4腳、9腳相連，21腳與IC16-3(與非門)的10腳相連，9-11腳、13-15腳分別與IC13的3腳、25腳、24腳、21腳、23腳、2腳相連，IC13(8K字節可擦除只讀存儲器)的10-6腳分別與IC10的12腳、11腳、9腳、6腳、5腳相連，5腳、4腳分別與IC2的6腳、11腳相連，3腳、25腳、24腳、21腳、23腳、2腳分別與IC12的9-11腳、13-15腳相連。
2.根據權利要求1中所述的多功能汽車倒車監測儀，其特徵是其中點頻信號發生器電路由IC1、電阻R1和電容C1組成，點頻信號行計數電路由IC2擔當，掃描行數的場計數電路由IC7、IC8、IC9、IC10組成，加載脈衝發生電路由IC3、IC8組成，視頻信號產生電路由IC11、IC12、IC13和可調電阻R14、電阻15組成，顯示數據輸入電路由IC14、IC15、IC16組成，行同步輸入電路由電阻R10、二極體VD1組成，場同步輸入電路由電阻R11、R12、電容C8、二極體VD2組成。
3.根據權利要求1中所述的多功能汽車倒車監測儀，其特徵是文字信息接口電路中的IC1為3一三輸入端與非門授控振蕩器，IC2、IC9為11位二進位計數器，IC4為雙穩態觸發器，IC6為單穩態觸發器，IC10為7位二進位計數器，IC11為移位寄存器，IC12為2K字節的靜態隨機存儲器，IC13為8K字節的可擦除只讀存儲器，IC14為4×2摸擬電子開關，IC15為帶高阻輸出的8位總線驅動器。
專利摘要本實用新型涉及一種多功能汽車倒車監測裝置。它包括測距傳感器、攝像傳感器、控制盒及監視屏。其工作原理是控制盒內的超聲波發射接收電路將測距傳感器測得的信號通過單片機控制電路輸送給文字信息接口電路再轉換成文字信號顯示在監視屏上,實現了圖文、聲、光的三者合一。文字信息接口電路由點頻信號發生電路,點頻信號行計數電路,掃描行數的場計數電路,加載脈衝發生電路,視頻信號產生電路,顯示數據輸入電路,行同步輸入電路,場同步輸入電路組成。
文檔編號H04N7/18GK2365845SQ9824598
公開日2000年2月23日 申請日期1998年11月9日 優先權日1998年11月9日
發明者李訓文, 王三一, 沈雷聲, 李志強, 王偉宇 申請人:蘭州聯創計算機系統集成有限公司