摘 要：速度報(bào)警器是一款提醒/監(jiān)控駕駛員超速的電子設(shè)備。速度報(bào)警器Speed Guard V1.0存在屏幕小、易受干擾的缺點(diǎn)。本文主要對顯示接口和電源進(jìn)行分析，提出大屏幕顯示及隔離式電源改進(jìn)的方案，形成了新產(chǎn)品Speed Guard V2.0。

關(guān)鍵詞：速度報(bào)警器 大屏幕顯示 隔離式電源 技術(shù)改進(jìn)

在道路交通事故中，車輛超速行駛是引起事故的主要原因。為了減少事故的發(fā)生和給大家創(chuàng)造一個(gè)更加安全的外出環(huán)境，同時(shí)也為解決非職業(yè)司機(jī)的無意識超速問題，我們可以在汽車上安裝速度報(bào)警器。

一、硬件設(shè)計(jì)

硬件包括以下四大模塊：電源模塊、數(shù)字控制系統(tǒng)模塊、信號輸出模塊、信號輸入模塊。數(shù)字控制系統(tǒng)分為微控制器、時(shí)鐘電路、復(fù)位電路；信號輸出模塊包含LED顯示電路和蜂鳴器兩個(gè)部分，LED顯示電路是顯示當(dāng)前的速度值或者狀態(tài)量，蜂鳴器是當(dāng)超速時(shí)進(jìn)行語音提示；信號輸入模塊包含霍爾轉(zhuǎn)速傳感器和按鍵，按鍵是系統(tǒng)狀態(tài)信息設(shè)置和預(yù)設(shè)速度?？傮w設(shè)計(jì)方案如圖1所示。

二、技術(shù)改進(jìn)的需求

經(jīng)客戶反饋，使用汽車速度報(bào)警器Speed Guard V1.0存在以下問題：

汽車發(fā)動時(shí)，會使系統(tǒng)信息丟失，歷史記錄會丟失。汽車行車時(shí)，駕駛員轉(zhuǎn)動指示燈或其他電子設(shè)備時(shí)，存在嚴(yán)重閃爍，有時(shí)信息丟失；只能安裝在駕駛位前方較窄的范圍，只供駕駛員自我監(jiān)控，數(shù)字顯示屏較小及報(bào)警聲較弱。

針對上述的問題，提出以下的技術(shù)改進(jìn)需求：

一是應(yīng)該采用隔離式電源，防止車輛其他電路對Speed Guard的干擾；

二是應(yīng)該采用大屏幕的數(shù)字顯示屏，能安裝在車頭擋風(fēng)玻璃中央處，供車上所有人觀看。

三、隔離式開關(guān)電源的工作原理

開關(guān)電源組成如圖2所示，主要由開關(guān)管VT、儲能元件L、C及續(xù)流二極管VD、取樣比較電路、基準(zhǔn)電壓、脈沖發(fā)生器、脈沖調(diào)寬電路等組成。它直接將220V/50Hz交流電整流成約300V的直流電壓，然后進(jìn)行DC/DC變換，將300V直流電壓變換成各種數(shù)值的直流輸出電壓。

四、技術(shù)改進(jìn)的實(shí)現(xiàn)

1.技術(shù)改進(jìn)

汽車速度報(bào)警器Speed Guard V1.0是采用數(shù)字式測量模式，如圖3所示，微控制器與顯示控制接口，數(shù)字顯示采用了動態(tài)掃描的形式。

數(shù)字顯示接口見下表。

2.技術(shù)改進(jìn)方案

汽車速度報(bào)警器的電源方案，采用三端穩(wěn)壓電源芯片LM7805進(jìn)行穩(wěn)壓到+5V，再通過三端穩(wěn)壓芯片LM1117得到3.3V供電。對電源進(jìn)行了改造，包括兩個(gè)方面：①隔離式電源；②數(shù)碼管的供電為13V，汽車供電電壓只為12V，如圖4所示。

電路如圖5至圖7所示。圖5為升壓部分，采用了LM2577升壓型開關(guān)電源，由輸入電壓12V或者24V，升到32V的直流電壓；圖6為隔離式開關(guān)電源，采用了PWM控制芯片UC3842實(shí)現(xiàn)降壓式的電壓傳輸，由32V電壓轉(zhuǎn)換成16V；圖7為串聯(lián)穩(wěn)壓電路，跟原來串聯(lián)式電源供電電路一樣。

五、技術(shù)改進(jìn)后的效果

經(jīng)過改進(jìn)汽車速度報(bào)警器Speed Guard V2.0新產(chǎn)品，其特點(diǎn)和規(guī)格如下：

1.產(chǎn)品特點(diǎn)

（1）大屏幕數(shù)字顯示。

（2）內(nèi)置高響亮度喇叭。

（3）能把速度歷史數(shù)據(jù)記錄在SD卡中。

（4）支持12～24V直流電源供電。

（5）使用隔離式電源，防止車輛其他電路對Speed Guard V2.0干擾。

（6）支持km/h（公里/小時(shí)）和mile/h（英里/小時(shí)）單位切換。

（7）支持PC與Speed Guard V2.0之間通信。

2.產(chǎn)品規(guī)格

工作電壓：直流12～24V；

功耗：5W；

尺寸大小：16.6cm（寬）×32.0cm（長）×5.0cm（厚）；

質(zhì)量：2kg。

（作者單位：珠海市高級技工學(xué)校）