基于STM8的临近车辆行人警示声音系统设计

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翻新时间：2015-09-11

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基于STM8的临近车辆行人警示声音系统设计

引言

电动汽车在低速行驶时，由于接近静音，使一些听力受损者、视力障碍者及老年人、儿童等特殊人群来说，难以意识到汽车的接近，可能导致交通事故的发生。美国、日本、欧洲和中国等国家都制定了相关标准和正在建立相应法律法规来保障行人安全，临近车辆行人警示声音系统（Approaching Vehicle Sound forPedestrians，简称VSP）在这种情况下应运而生，该系统在实际应用中对行人发出警示声音信号，有效地保障了盲人、老人、儿童或相关人群的安全。本文介绍了一种基于STM8的临近车辆行人警示声音系统的设计实现方案。

系统结构组成及工作原理

临近车辆行人警示声音系统主要由控制器和喇叭组件两部分构成，如图l所示。

临近车辆行人警示声音系统读取VCU发出的脉冲信号，通过计算占空比，判断出车辆的前行、倒车和充电状态，依据状态，通过喇叭组件，发出相应的特定频率的声音。其中，前行状态下，在低速0-30km/H范围内，按5km一个区间进行细分，发出相应的频率逐渐升高或降低的声音。

临近车辆行人警示声音系统硬件设计

临近车辆行人警示声音系统硬件系统结构如图2所示。

1 电源模块

VSP系统供电为12V汽车电源，而汽车电磁环境比较恶劣，要保证系统的稳定工作，必须对进入系统的电源加以严格处理。在电源模块中，以二极管实现防反接保护，通过浪涌保护、滤波处理，抑制脉冲干扰、滤除噪声，最终由DC-DC处理完成实际所需类型的电源转换。电源模块设计如图3所示。

2 控制器模块

3 语音芯片

4 喇叭组件

喇叭按结构可分为内磁式喇叭和外磁式喇叭。内磁式，多采用双磁体全对称屏蔽磁路系统，即在扬声器原来的磁钢之上再加装一块磁体，其极性与主磁全的极性相反，但直径和厚度往往比主磁体小，同时在扬声器磁体周围加一层防磁屏蔽铁罩；外磁式，采用单块磁体，没有防磁屏蔽铁罩，背后可以看到一圈黑色的磁铁。内磁式，受外磁场干扰较小，磁路短，铁磁材料少，重量轻，但难以形成很强的磁场，在可动线圈和游丝相同时，灵敏度较低；外磁式，铁磁材料用的较多，较重，易受外磁场干扰（但可加屏蔽以消除干扰），灵敏度较高。根据系统实际的功能需求，选用慈溪鸿昌的S24-I型外磁喇叭组件，其具备以下性能指标：额定功率：≤8W；工作温度范围：-40℃～85℃；存储温度范围：-40℃～95℃；相对湿度：30%-95%RH；声强级：20dB- 80dB；防护等级：IP56。相对于外磁式，该款内磁式喇叭组件成本低，且在性能上很好的满足了汽车级电子产品的装车要求。

临近车辆行人警示声音系统软件设计

本系统的软件开发环境为FreescalcCodeWarrior Development Studiofor S12（X） V5.0，其版本控制工具为SVN，采用的软件架构如图4所示。

软件架构为典型的前后台式，采用模块化设计，将系统功能划分成多个子模块并设置对应的状态机。系统初始化完成后进入主循环，各状态机依据自身位置次序获得CPU时间循环运行。

软件组成分Bootloader和主程序两部分。其中Bootloader功能为：上电启动，负责用户配置交互、引导主程序；主程序功能为：由Bootloadei引导成功后启动，实现系统功能。系统软件流程如图5所示。

产品形式

本系统中，控制器采用塑料材质外壳，尺寸为lOOmm×60mm×32mm（不含接插件伸出和安装引脚尺寸）；喇叭组件同样采用塑料材质外壳，通过紧固件固定在安装支架上。