基于at89s52的车用抬头显示系统研究

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1、第一章引言第一章引言1.1课题研究背景汽车安全性是汽车消费者最关心的问题。对于汽车安全性的关注不仅仅是为了司机和乘客，还有道路上的其他人。安全设备已经从物理领域转向电子领域，从轮胎和刹车技术的进步，到侧撞保护和安全气囊，直到今天的辅助驾驶系统。最新的汽车采用了大量的电子技术和传感器，不断监测和评估周围的环境，为汽车显示相关的信息，甚至在某些情况下直接接管汽车的控制。在提高汽车的安全性、舒适性和驾驶效率方面，这些电子设备起着重要的作用。这些电子设备中抬头显示系统具有成本低廉，结构简单，扩展性能强等优点，是目前

2、国内最可能得到普及性应用的辅助驾驶系统。汽车高速行驶时，特别是夜间高速行驶时，如果驾驶员低头观看仪表显示或者观看音响显示，如果前方遇到紧急情况就很可能来不及采取有效措施而造成交通事故。车用抬头显示系统作为辅助驾驶系统的一部分，可以在汽车行驶过程中为驾驶员提供汽车的关键数据,比如油量、车速、轮胎压力、已行驶里程等，提高了驾车的舒适度，保障了驾驶员和乘客的安全。它通常安装在仪表板下,在挡风玻璃板上实现显示。抬头显示器是吸取来自航空产业的技术。1988年，它曾作为一项安全特性安装在通用汽车公司(GM)的奥士摩比和

3、庞蒂亚克系列汽车上。该技术把重要的信息(如车速)投射到驾驶员面前约2.1到2.4米的地方，从而使用户可以在读表的同时把眼睛继续盯在路面上。汽车制造商们表示，这类抬头显示器不仅将增强汽车安全性，而且可以向驾驶员提供导航和其它信息。BMW公司于2004年春季在其新款（系列5）汽车上推出了一种多彩色HUD，并且希望能够将该技术扩展到其它车型。而GM公司也曾发表声明，HUD在其旗舰汽车雪佛莱（Corvette）上的使用率已经从1999年的25%上升到2004年的90%。目前，汽车制造商们正在高中阶价位的汽车中推广这

4、项技术，因为这些车的买主更为富有，但是BMW公司的发言人表示它将在稍晚逐步渗透到低价位的汽车中。目前测量数据表明，由于使司机不必低头察看仪表盘，HUD可以把读表时间缩减大约1秒，因而让司机更加了解车前的情况。研究显示，与传统的仪表板相比，人们使用HUD可以更有效地察觉1电子科技大学硕士学位论文在前方发生的事件。由于出现了更明亮的LED、更好和更小的LCD，以及对挡风玻璃光学特性认识的加强，人们对HUD的兴趣越来越浓厚[1]。在国内，一些汽车制造商已经在高档的汽车上装有这种系统。比如，国产别克GS旗舰版的抬头

5、显示系统，系统可将车速、转向等信息显示于挡风玻璃正前方。但是，和国外情况一致，价格是影响该系统在中低档车型上得到应用的首要因素。1.1本设计采用的的单片机+CPLD的设计模式自20世纪80年代单片机引入我国以来，单片机技术得到不断发展，各种芯片层出不穷，特别是MCS51系列单片机衍生出很多向上兼容的各种先进型号。实际上，从应用通用数字集成电路系统，到广泛应用单片机，是我国电子设计在智能化应用水平上质的飞跃。据统计分析，单片机的销量到目前为止依然逐年递增，而且在很长一段时间内，单片机依然会是电子设计的主角，但

6、单片机也有它固有的缺点，因此它也受到了CPLD的强有力的挑战。从原理上分析，二者都不是万能的，以下是它们分别的优缺点[2]。纯单片机系统的优点为：.大量的外围芯片和接口电路使得单片机应用系统的设计变得简单而且快捷，新型单片机的上市和高级语言的支持(如C51)进一步延长了单片机的寿命。.长期稳定的发展使单片机性价比非常高，而且积累了大量的资料并拥有了大量的工程技术人员。这一点是CPLD目前难以达到的。但是，单片机的缺点也有目共睹:.低速。即使是高速度单片机也只能工作在µs级，这是由单片机串行工作的特点所决定的

7、。.低可靠性。虽然目前有很多器件与设计在一定程度上解决了部分问题，如看门狗的广泛应用，但在某些情况下瞬间的复位也会造成严重后果。纯CPLD设计的优缺点为：即使单纯的单片机结构能完成的功能，在某些情况下也宁可使用纯数字电路完成。而当前开始流行的CPLD，则不但克服了单片机的缺点，而且由于可采用VHDL语言编程，进一步打破了软硬件工程师的界限，加速了产品的开发过程，使纯数字电路的设计变得简单。目前，人们甚至在讨论用C作为下一代硬件描述语言。有专家指出，电子设计的单片机时代即将过去，而以CPLD为核心的EDA(电

8、子设计自动化)将是未来设计的主要方向。由于超大2第一章引言规模集成电路技术的发展，单片PLD芯片上已经可以集成上百万门。就系统规模而言，将单片机设计在内也没什么问题。美国的可编程器件厂商已经以软核和硬核嵌入两种形式（将单片机电路嵌入PLD）为设计人员提供帮助。PLD器件取代单片机是早晚的事。但是，在我国当前的普遍应用中，单纯依靠PLD器件还有点早，原因如下:其一，由于历史的原因，我国的电子设计人员大部分应用的是M