汽車變聲喇叭控制電路的設計

摘 要：為了減少城市噪音，本文提出了一種汽車變聲嗽叭控制電路。它先由信號采集器對車速信號進行采集，然后將信號傳給汽車喇叭控制器實現對汽車喇叭聲音的控制。

關鍵詞：信號采集器；模擬/數字轉換；噪音

汽車給人們的生活帶來諸多便利，但汽車喇叭產生的噪音也對人類的健康帶來不小的危害。為了減少汽車噪音，本文提出一種汽車變聲嗽叭控制電路。

1 設計思路和框圖

汽車在城市里運行時，速度較慢，為減少噪音，可使用聲音較低的汽車喇叭；汽車在城郊快速行使時，為保證人在安全范圍外聽到汽車的喇叭聲及時躲避，則要使用聲音比較高的汽車喇叭。為此，可以設計一個由汽車速度的快慢來控制汽車喇叭聲音大小的汽車喇叭變聲控制電路。

首先要對車速進行信號采集。本文用霍爾傳感器對汽車速度信號進行采集，然后通過A/D轉換器將速度信號轉換成數字信號，最后把轉換的數字信號送給汽車喇叭控制器。

汽車變聲嗽叭控制電路由信號采集器和汽車喇叭控制器兩部分組成。信號采集器主要完成以下工作，首先霍爾傳感器將采集到的汽車速度信號轉換成電壓信號，接著將電壓信號送給差分放大電路進行差分放大，然后送給濾波電路進行濾波處理得到比較清晰的模擬信號；汽車喇叭控制器的工作是：單片機對經模擬/數字轉換過的信號進行處理，然后喇叭電路依據此信號判斷應輸出的汽車聲音大小。設計流程如圖1、圖2所示：

圖2中，信號采集器輸出的轉速信號通過信號采集接口6送到單片機中，單片機對信號進行檢測分析；方波發生器得到檢測分析的結果，并產生方波信號；功率放大器將方波信號進行放大，然后信號經脈沖輸出接口7送至汽車喇叭。

2 傳感器信號發生裝置

本文中霍爾元件、差分放大器和濾波器共同組成了傳感器信號發生裝置，所以也把它稱為霍爾傳感器裝置[1]，如圖3所示。該裝置靈敏度比較高，能夠得到所需要的電壓信號。

經差分放大的電壓信號，幅值達到一定范圍，符合要求，但此電壓有負值，不滿足A/D轉換0～5V的電壓要求。因此，應在濾波電路后加加一級加法電路，將電壓信號全部轉換為正值[2]。放大電路、濾波電路和加法電路均使用四運放集成電路LM324實現。

本文中與模數轉換器相連接的單片機采用的是AT89C51。它屬于一個8位的CPU，帶4K字節的閃爍ROM，具有性能比較高的可讀寫的隨機存儲器芯片（CMOS）[3]。文中提到要將模擬量轉換成數字量，其轉換工作是由單片AT89C51控制的，另外，汽車喇叭聲音的采集、數據的顯示、信號的串行傳輸也是由AT89C51控制的。

在程序設計中，單片機采用的是中斷的通信方式，主程序主要完成的工作是串行通信、數碼管的實時顯示、模/數轉換的結果進行初始化等[3]。當單片機接收到發來的信號時，進入中斷服務程序，進行模數轉換。

3 ADC0809模/數轉換器

模擬一數字轉換簡稱為模數轉換，是將連續的模擬信號通過采樣、保持、量化和編碼四個過程轉換成離散的數字信號。

本文中將模擬信號轉換成數字信號的模數轉換器采用的是ADC0809。其帶有8個引腳IN0～IN7，可以從這8個引腳輸入8路的模擬量；其上有三個地址輸入線，即引腳ADDA，ADDB和ADDC，它們決定輸入8路中的哪一路模擬量[4]。當給引腳ALE輸入一個高的電平時，地址輸入線的地址信號被鎖存，被選中的一路模擬量開始轉換。

4 總結

本文的汽車喇叭控制電路由信號采集器和汽車喇叭控制器組成，其是先由信號采集器對車速信號進行采集，先后轉換成電信號和數字信號，然后將信號傳給汽車喇叭控制器實現對汽車喇叭聲音的控制。信號的采集、轉換以及信號的串行傳輸主要是由單片機AT89C51控制。

[參考文獻]

[1]盧文科.霍爾元件與電子檢測應用電路[M].北京：中國電力出版社，2005.

[2]王衛兵.傳感器技術及其應用實例[M].北京：機械工業出版社，2013.

[3]李朝青.單片機原理與接口技術[M].北京：北京航空航天大學出版社，2005.

[4]余孟嘗.數字電子技術基礎簡明教程[M].北京：高等教育出版社，1999.