時間:2023-03-22 17:45:25
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2色彩設(shè)計
在為此模型配色的過程中,充分考慮到老年人的特征,他們對色彩的喜好,以及顏色對于老人的影響,照顧到他們心理的變化,情感的寄托等等。步入老年,人們就變得不再喜歡艷麗的色彩,更偏向于安然、素雅的風(fēng)格,低調(diào)質(zhì)樸也表現(xiàn)了他們對生活淡定的態(tài)度。如圖4所示,在此配色方案中,白色象征單純、圣潔、高尚,它與任何色相都容易取得調(diào)和,讓所有色彩看起來更濃厚。藍(lán)色內(nèi)在,收斂,沉靜的基本特質(zhì),另一方面藍(lán)色是幽靜的,絕無暖色的躁動與喧嘩,凝望著藍(lán)色能感受到那種悠遠(yuǎn)而深邃,宛如哲人超然的冥想[3]?;旌狭税咨淖仙馕吨厥獾膬?yōu)雅,高貴而矜持。藍(lán)色與紫色對比,效果微妙,柔和,具有單純性,很容易保持色彩統(tǒng)一。如圖5所示,魔鬼魚的主體選用偏暖的米黃色,想給老年人安靜祥和的產(chǎn)品形象,改變了先前的蒼白,低調(diào)中的明亮,增強了產(chǎn)品的活力,又不會過分強烈,非常適合老人的淡薄的性格。選藕荷色以及淺綠色是為了避免復(fù)雜的花色,讓老人思想負(fù)擔(dān)加重,認(rèn)識更混淆。老人視覺退化,明度應(yīng)比其他年齡段的使用者高一些,同時對于色系色彩不敏感,容易把青色與黑色、黃色與白色混淆[4]。所以在為按鈕選擇顏色的時候,應(yīng)使用明亮的色彩,提醒老人這是一個按鍵。如圖6所示,在此配色方案中,干凈的白色為主體,與藍(lán)色相調(diào)和,整體上流露出淡雅、古典、低調(diào)、大氣的感覺。內(nèi)斂沉靜的藍(lán)綠色,顯得悠遠(yuǎn)而深邃,能夠收斂虛浮的心性,崇尚理性,內(nèi)省精神的文化,高雅穩(wěn)重的灰色按鈕,耐臟的同時,與純凈的白相對比,讓人準(zhǔn)確辨識按鈕的位置。簡約低調(diào)的色彩搭配,盡顯機器人的高貴神秘,輕柔靈活,是時尚老年人的必備品。
3材料與工藝
在設(shè)計中,材料及工藝和設(shè)計的關(guān)系是密切相關(guān)的,材料及工藝是產(chǎn)品設(shè)計的物質(zhì)技術(shù)條件,是產(chǎn)品設(shè)計的基礎(chǔ)和前提。設(shè)計通過材料及工藝轉(zhuǎn)化為實體產(chǎn)品,材料及工藝通過設(shè)計實現(xiàn)其自身的價值[5]。在家居服務(wù)機器人的材料選擇上(如圖7所示),整體外殼采用ABS工程塑料,并通過后期的處理,使表面產(chǎn)生磨砂的效果,使得機器人的外觀更加柔和。因此,在兩翼部分以及尾部,采用透明硅膠,其柔軟的材質(zhì),可防止因撞擊而損壞。同時柔軟的材質(zhì),以其自身的特性影響著產(chǎn)品設(shè)計,滿足產(chǎn)品功能要求的同時,增加了產(chǎn)品與人之間的親近感,使產(chǎn)品與人的互動性更強[6]。
4人機交互設(shè)計
在界面的體現(xiàn)上有各種形式。此設(shè)計中加入LED用于區(qū)分產(chǎn)品在不同功能運用下的狀態(tài),產(chǎn)品開機之后LED燈開始工作,用戶可以根據(jù)LED的顏色及亮度來判斷產(chǎn)品的工作狀態(tài),LED燈亮起是工作狀態(tài)的標(biāo)志,該設(shè)計不僅實用性強而且使產(chǎn)品更為活潑生動,為用戶在日常生活中的使用帶來了極大的方便,如圖8所示。在老年人接觸機器人時,通過分析老年人的情感,來表現(xiàn)出符合其情感需求的情感,讓老年人從心理上感覺到,這個機器人是人性化的,是具有情感的,也是積極的、有朝氣的。
巴西翠龜是龜類中的優(yōu)良品種,原產(chǎn)美洲,現(xiàn)引進我國浙江省海寧市龍頭閣兩棲爬行動物研究所。此龜有兩個特點:一是烏龜不烏,色彩斑瀾,頭部有紅色及縱向淡綠色條紋,背部呈深綠色帶規(guī)則幾何圖案,圓周裙邊似花蝴蝶翅膀農(nóng)業(yè)論文,腹板處有黃、白、黑相間的甲文字式花紋,且每只龜不盡相同。二是運動活潑,比一般龜好動而且速度快。觀賞價值高。
一、生活習(xí)性。巴西翠龜喜食動物性餌料,如紅蟲、小魚、小蝦、蚌、螺、蚯蚓、瘦肉等。在動物性餌料缺乏時,也食植物性餌料,同時,還能忍受長時間的饑餓。
二、飼養(yǎng)設(shè)備和環(huán)境條件。
只要有水源、光照,一般家庭都有條件飼養(yǎng)。如果專業(yè)戶飼養(yǎng),最好是搭棚建池核心期刊。飼養(yǎng)容器可用一般的水缸、水盆、塑料盆、玻璃缸、水池等,只要能儲水又不能使龜外逃即可。幼龜(50克以下的)可用平底盆養(yǎng)殖。一個普通臉盆可養(yǎng)3對左右。一個大號塑料盆可養(yǎng)10對左右。盆要傾斜放置,使一邊水深一邊水淺,1/2盆底無水。青年龜和成年龜可用水泥池飼養(yǎng)。新建的水泥池必須進行沖洗,晾曬多日后方可使用。1平方米可養(yǎng)大龜10對左右。
三、繁殖。
1、繁殖方式:其繁殖方式為卵生,一年能產(chǎn)3至4次卵農(nóng)業(yè)論文,在自然環(huán)境的溫度下進行孵化,也可進行人工孵化。一般5月底至8月為期,6—9月為產(chǎn)卵期,夏至左右為產(chǎn)卵盛期。母龜年產(chǎn)卵45只左右,最高的達(dá)80—90只。
2、 雌雄鑒別:同齡龜中雌龜要比雄龜大,尾巴細(xì)小,腹部平或較凸,雄龜尾長而粗,腹部內(nèi)陷凹形。剛出殼的幼龜不易識別。
3、 孵化方法 把卵放入鋪有濕沙的透氣漏水的木箱內(nèi),濕沙厚2—3厘米,把卵排在濕沙上,卵與卵之間相距3厘米以上,然后卵上再蓋2—3厘米厚的泥沙,箱口蓋上木板農(nóng)業(yè)論文,3—4天檢查一次,如果沙子干燥要淋水,保持沙濕潤。在24—35℃氣溫下,一般經(jīng)過50—70天左右的時間,小龜就破殼而出。
四、飼養(yǎng)管理。
1、定地喂食 每天要定時投料,使其養(yǎng)成習(xí)慣,形成條件反射后,到時必定前來覓食。
2、定時喂食:在氣溫20—25℃時,每次飼料投喂量占體重的5—10%左右。氣溫高時,投食量要增加一些。
3、定位喂食 即固定一個或數(shù)個飼料臺,一經(jīng)固定,不要隨便改動核心期刊。
4、定質(zhì)喂食 即飼料要多種多樣、新鮮,不能喂腐敗變質(zhì)的飼料。
5、水質(zhì)管理 應(yīng)經(jīng)常換清潔的新水,以保證良好的水質(zhì)。龜池的水位深淺應(yīng)隨季節(jié)而增減。氣溫低時要淺水農(nóng)業(yè)論文,以提高水溫。夏季氣溫度,要深水,以免烈日曝曬。
6、冬季管理 冬季要保持水不結(jié)冰,可以將龜池用塑料布蓋好。如放養(yǎng)在盆內(nèi)的,需把盆移入室內(nèi)。水溫14℃左右轉(zhuǎn)入冬眠。
1.2缺乏完整的體系和統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)績效考核,一定要有相應(yīng)的對照物,就是考核規(guī)范。相對來講,縣級電力單位工作量重,子公司以及機構(gòu)多,缺少相對健全統(tǒng)一的考核體系,許多子公司或機構(gòu)都有自身的考核模式,出現(xiàn)了多種考核機制共存的情況。由于系統(tǒng)不健全,沒有統(tǒng)一的考核規(guī)范,職員和其他機構(gòu)相對比,易對考核成果出現(xiàn)誤解,進而在很大程度上降低了績效考核水準(zhǔn)。因為規(guī)范不一致,易出現(xiàn)混亂,如果表達(dá)不清楚或者把不相干的數(shù)據(jù)用在考核中,有失公平,相關(guān)的考核成果也肯定是片面的,缺乏一定的真實性。
1.3缺乏合理的定位定位對一個單位來講十分關(guān)鍵,電力單位在開展績效考核中,一定要進行一個精準(zhǔn)的定位,這樣才可以確??己俗鳂I(yè)的順利開展。很多縣級供電單位對自身認(rèn)識不足,在進行定位時存在偏差,對考核要面對的目標(biāo)欠缺十足的考慮,這樣,肯定會對考核方式的選取產(chǎn)生影響,定位不明確,對考核成果和單位發(fā)展產(chǎn)生消極作用。
1.4內(nèi)容不合理電力單位有許多機構(gòu),各自的責(zé)任作用也是不一樣的,在進行考核時,其內(nèi)容和規(guī)范存在差異,但是在實際操做中,考核缺少目的性,每個職位的內(nèi)容以及標(biāo)準(zhǔn)都差不多,使考核成果的精準(zhǔn)性以及客觀性下降,職員很難掌握全部信息,長久以來,肯定會對其產(chǎn)生一定影響。還有,考核內(nèi)容缺少整體性,經(jīng)常會發(fā)生一概而論的狀況,只關(guān)注任期與職位的作業(yè)目標(biāo),而忽略了別的部分。
2縣級供電企業(yè)人員績效管理措施
2.1正確認(rèn)識績效考核首要應(yīng)使縣級供電企業(yè)的全體職工都認(rèn)識到績效考核的作用以及在電力企業(yè)人力資源管理中的地位,并將績效考核的各項內(nèi)容公開化、透明化,有些企業(yè)對績效考核認(rèn)識不清,以為績效考核會對企業(yè)和員工之間造成不利影響。因此,在強化全體員工業(yè)績考核的同時,還應(yīng)對其有個正確認(rèn)識,明確業(yè)績考核是為了更好地促進企業(yè)和員工之間的溝通交流,實現(xiàn)雙方的互贏。
2.2將考核內(nèi)容、方法合理化從上面所講述的內(nèi)容可知,績效考核在內(nèi)容和模式上有許多不科學(xué)的地方,急需健全。例如在考核中,要按照詳細(xì)的職位要求進行有目的性的學(xué)習(xí)或者考核,要確保考核的可信程度以及主觀性,讓職員性能和職位需求相符合。并且,要從各個角度開展考核,確??己藘?nèi)容的全面性,不能夠一概而論。一定要綜合真實狀況,使用和考核內(nèi)容相符合的考核模式,且模式不能太簡單,要具有靈敏性,按照持續(xù)變動的情況,做出合適的調(diào)整。
2.3正確選擇考核方式,保證考核的公正客觀首先對企業(yè)中的業(yè)績考核和素質(zhì)考核按照一定的比例結(jié)合起來,由于業(yè)績在成果顯示上較為直接客觀,具有較高的準(zhǔn)確性,在考核周期上可以確定為一到兩個月;而對于員工的素質(zhì)考核,因為無法量化,也無法獲得直觀的數(shù)據(jù)結(jié)果,只有通過長期的考核才能對結(jié)果進行確定,因此屬于長期的考核項目,在周期上可以用年來做單位;其次在考核方式上,需要實現(xiàn)領(lǐng)導(dǎo)評分、上下結(jié)合、同級互評以及部門自評的方式,然后結(jié)合這些評價內(nèi)容,按照一定的比例對相關(guān)系數(shù)進行考慮,最終取得總體評價,這樣所得出的評價才是最為公正、客觀和準(zhǔn)確的。
2.4加強工作分析因為對考評作業(yè)沒有健全的解析,經(jīng)常致使單位考核規(guī)范不一致,目標(biāo)不準(zhǔn)確,操做過程沒有標(biāo)準(zhǔn)化等問題。在考核前,單位對職員的實際作業(yè)狀況或者商品的輸出本質(zhì)并沒有健全的了解,在擬定考核規(guī)范時,一般是借鑒或者照搬,所以很難準(zhǔn)確的輸出。因此在擬定規(guī)范之前,要深入單位,搞好實際考察,深入了解縣級電力單位的運轉(zhuǎn)情況和職員的作業(yè)性能,以此作為根據(jù),擬定出和單位相符合的評定機制。
2.5考核中設(shè)立專門的考核機構(gòu)在供電企業(yè)的績效考核中,為了更好的實現(xiàn)對考核主體的確定,可以設(shè)立專門的考核機構(gòu),這樣不但可以加強對企業(yè)績效考核的領(lǐng)導(dǎo),同時也可以體現(xiàn)企業(yè)對于績效考核的重視。供電企業(yè)可以考慮成立考核工作領(lǐng)導(dǎo)小組,由企業(yè)的主要部門負(fù)責(zé)人和直接負(fù)責(zé)人以及職工代表所組成,對企業(yè)中的考核制度進行研究和分析,并對考核的結(jié)果進行審核和抽查,對被評議的單位以及員工的申訴進行接待,從而實現(xiàn)對績效考核的動態(tài)管理。
2.6完善配套規(guī)章制度考核及考核制度本身都有無法完全克服的局限性,單靠績效考核及考核制度自身是無法保證考核的公正性和客觀性,為了保證考核客觀公正性,必須建立與考核制度相配套的其他一些規(guī)章制度,如建立涵蓋全面、要求準(zhǔn)確的崗位責(zé)任制,使評議有章可循;制定長遠(yuǎn)的員工職業(yè)發(fā)展規(guī)劃,確定企業(yè)文化,使素質(zhì)考核有其長遠(yuǎn)目標(biāo)可循,制定一些專業(yè)性較強的準(zhǔn)作業(yè)規(guī)范等等。
2.7不斷完善考評模式對于績效的績效考評方式,有很多相關(guān)探索,普遍運用的考評方式牽扯到業(yè)績、技術(shù)能力、態(tài)度和工作強度等要素。如果業(yè)績目標(biāo)主要關(guān)聯(lián)到作業(yè)進度和品質(zhì),各個機構(gòu)要在業(yè)績上有很好的表現(xiàn);具有職責(zé)感、紀(jì)律性;技術(shù)能力主要指業(yè)務(wù)、溝通和思想才干等;工作強度是指分派作業(yè)量的飽和狀況和作業(yè)條件等。
二、當(dāng)前基層供電企業(yè)人力資源管理存在的問題
人力資源的兩種管理模式各有利弊,當(dāng)前基層供電企業(yè)兩種模式并存,其弊端主要體現(xiàn)在以下方面。
1.人才管理和培養(yǎng)缺乏戰(zhàn)略思維
當(dāng)前,多數(shù)基層供電企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)班子更換頻率高,一般而言,每屆的領(lǐng)導(dǎo)班子任期為3年,實際上一些班子成員還沒到3年就調(diào)走了。因此,領(lǐng)導(dǎo)較少考慮到企業(yè)人才長期戰(zhàn)略問題,即使制定了戰(zhàn)略目標(biāo),也難以保證在換領(lǐng)導(dǎo)后能得以延續(xù),所以,不同程度造成了企業(yè)人力資源管理的短期化行為。
2.用工機制不活,人才引入受限制
供電企業(yè)人員的來源主要由省公司統(tǒng)一招聘大學(xué)及以上學(xué)歷的各類畢業(yè)生。單一的進人途徑使企業(yè)用人處于一種被動狀態(tài):基層供電局想要的人才不一定能得到,而不需要的人員卻不得不接收。企業(yè)擁有人才的數(shù)量、質(zhì)量、層次和結(jié)構(gòu)等,與企業(yè)發(fā)展的要求不完全匹配。用工機制不活,人才引入受制,使得企業(yè)一些專業(yè)技術(shù)崗位人才極度的匱乏,存在人崗不匹配現(xiàn)象。
3.人員素質(zhì)當(dāng)量過低,制約了企業(yè)可持續(xù)發(fā)展的步伐
人均素質(zhì)當(dāng)量是衡量供電企業(yè)從事相應(yīng)范圍內(nèi)工作的人員應(yīng)具有專業(yè)知識水平或?qū)I(yè)技能水平的指標(biāo)。目前基層企業(yè)的員工素質(zhì)當(dāng)量普遍偏低,與一流供電企業(yè)要求的平均素質(zhì)當(dāng)量還存在較大差距。員工普遍理論知識薄弱,技能操作單一,對自己工作崗位中的一些理論知識只知其一不知其二,極大地制約企業(yè)可持續(xù)發(fā)空間。
4.員工年齡結(jié)構(gòu)老化
從年齡結(jié)構(gòu)來看,基層供電公司存現(xiàn)“紡錘形”,這是一種極不合理的人力資源年齡結(jié)構(gòu)模式。有的公司45歲與55歲之間的員工占在崗總?cè)藬?shù)的三分之一還多,而30歲以下員工只占總?cè)藬?shù)不足百分之十五。無可厚非,老員工具有技術(shù)熟練、經(jīng)驗豐富等優(yōu)勢,而一旦這些優(yōu)秀老員工離開工作崗位以后,新員工從工作能力、人數(shù)上能否及時進行工作交接成為一大難題。
5.新勞動法的實施對人力資源管理帶來挑戰(zhàn)
我國新《勞動合同法》的實施對構(gòu)建和諧的國企勞資關(guān)系提出了新的挑戰(zhàn)。由于供電企業(yè)體制的原因及勞動法在制定過程中對勞動者的保護和傾斜,使得供電企業(yè)在人事體制改革中采取了較為保守的態(tài)度,瞻前顧后、猶豫不決,惟恐觸及勞動糾紛引發(fā)矛盾,進而影響社會穩(wěn)定,這必然造成供電企業(yè)員工只進不出的現(xiàn)象。
三、優(yōu)化和創(chuàng)新人力資源管理的思考及建議
企業(yè)人力資源管理要通過不斷創(chuàng)新來適應(yīng)新形勢的變化,從各地具體人力資源管理看,近年來都采取了一些行之有效的改革舉措。例如,通過科學(xué)的人才測評體系推進人力資源的管理流程不斷改革;通過科學(xué)地設(shè)計績效考核與報酬激勵體系,開發(fā)員工的潛能;同時,通過積極創(chuàng)造一種和諧的工作環(huán)境,提高勞動效率。
1.以崗位技能為基礎(chǔ),實現(xiàn)人力資源優(yōu)化配置
企業(yè)應(yīng)通過客觀的崗位分析、崗位描述確定規(guī)范的崗位制度,對不達(dá)標(biāo)、不合格的人員予以清理。而后以雙向選擇、公開競聘為手段促進員工對適合崗位的合理選擇。通過競爭上崗、合理聘用、適度解聘的原則為每位員工的切身利益負(fù)責(zé)、在公平公開的基礎(chǔ)上實現(xiàn)人力資源的優(yōu)化配置與整合。管理層應(yīng)摒棄傳統(tǒng)的管理模式,優(yōu)化人力資源配置,進行企業(yè)人才的統(tǒng)一管理。鑒于供電企業(yè)的特殊性,應(yīng)科學(xué)設(shè)置客服中心、營銷、配電、檢修部門,實施專人專項負(fù)責(zé)的制度。針對農(nóng)電企業(yè)小用戶增多、抄表工作量大的現(xiàn)狀,適當(dāng)對抄收班組等一線進行人員擴充,由此杜絕以往抄表不到位、收費不及時的局面。要廣泛調(diào)動年輕員工的積極性,加大對經(jīng)驗不足的新員工的培訓(xùn)。要鼓勵進取、鞭策后進,減少員工抱怨。
2.實施分層培訓(xùn),力爭不讓一個員工掉隊
基層供電企業(yè)應(yīng)根據(jù)員工的不同崗位、現(xiàn)有基礎(chǔ)、學(xué)習(xí)的主觀能動性等進行分層逐級的培訓(xùn)。對一線生產(chǎn)員工注重培養(yǎng)他們先進技術(shù)的運用和現(xiàn)場操控能力的穩(wěn)定性,使他們能保質(zhì)保量地完成工作;對于企業(yè)管理者注重對其科學(xué)管理、先進經(jīng)營理念及創(chuàng)新意識的培養(yǎng),使他們用公正無私、求實創(chuàng)新的態(tài)度參與企業(yè)管理;對新進員工,要關(guān)心他們對社會、對企業(yè)的適應(yīng)能力,鼓勵他們結(jié)合學(xué)校所學(xué)理論知識在實踐中大膽創(chuàng)新;對老員工要鼓勵他們對新技術(shù)、新科技的學(xué)習(xí)和掌握,不斷超越自我,并在崗位上將工作推陳出新。
3.實施科學(xué)的績效管理機制,達(dá)成合理的管理目標(biāo)
供電企業(yè)應(yīng)設(shè)立科學(xué)、合理、公平的績效管理機制,實行逐級考核、逐級負(fù)責(zé)、定期考核與年終測評的制度。對中層干部的考核主要由公司領(lǐng)導(dǎo)、人力資源部門完成;對供電所、班組的考核主要按照生產(chǎn)質(zhì)量、達(dá)標(biāo)程度進行考核;同時還要實施對班組管理人員的考核,實施負(fù)責(zé)到底制度,使整個團隊的績效與其工資掛鉤,由此形成從上到下的一體化考評管理體制。
2柔性同步帶驅(qū)動定位動態(tài)分析
在該系統(tǒng)中,電機的運動通過同步帶傳輸?shù)揭苿友b置。在嚙合齒之間必須有足夠的間隙,以確保運動的流暢,沒有干涉,但這種間隙的存在導(dǎo)致滯后現(xiàn)象的產(chǎn)生和噪音。當(dāng)運動方向改變時,在外部激勵支配下動力傳輸齒產(chǎn)生脫離和微小滑移。這一現(xiàn)象的結(jié)果是帶慢慢滑移直到下一對齒進入嚙合。mxfxFFfc21sgn()(1)fc代表移動載荷的庫侖摩擦力,在同步帶與帶輪齒嚙合中有彈性變形,因此在同步帶上產(chǎn)生附加的張緊力差值Δf,其大小與指同步帶和帶輪齒之間的齒側(cè)隙及齒的剛度等有關(guān)。在同步帶兩側(cè)的張緊力變?yōu)椋?211FFFFFF(2)這里F0是作用在帶上的載荷或預(yù)緊力。在帶上的附加力(12F與F)全是非負(fù)量。預(yù)緊力大小決定帶的承載能力。帶的張力之間的關(guān)系滿足柔韌體歐拉公式[5]:()1212ueFFFFFF(3)式中,α為帶輪的包角,由于同步帶傳動比i=1,所以α=π;(u)為動態(tài)摩擦系數(shù),其依賴帶輪和帶之間的相對圓周速度,u為相對滑動速度。因為帶的總體長度不應(yīng)有變化,則根據(jù)變形協(xié)調(diào)條件,帶緊邊長度的變化量與松邊長度變化量應(yīng)該相等。AEFLxAEF(LLx)()2010Δ+=Δ(4)式中,A為帶截面面積,E為帶彈性模量。將式(2)~式(4)聯(lián)立解出:()(1)()000012LxLLxFLLxLxFF++++Δ+Δ=γγ(5)()(1)sgn()0021LxLLxFLmxfxFFfc(6)動態(tài)系統(tǒng)可以用式(6)進行描述。上述同步帶驅(qū)動裝置的運動動態(tài)模型,可用于運動控制系統(tǒng)的設(shè)計。
3試驗測量裝置
柔性同步帶定位系統(tǒng)的運動誤差特性,彈性變形的影響和間隙的影響,對于彈性變形所引起的誤差,文獻[6]采用兩個編碼器分別測量主動輪和從動輪轉(zhuǎn)速。為精確控制移動負(fù)載的加速或減速,本試驗裝置采用線性坐標(biāo)測量裝置(CMM),結(jié)合高分辨率刻線尺搭建模型來驗證模型預(yù)期的性能。在系統(tǒng)中使用了常規(guī)的控制器PC104PMAC卡,為確定傳動系統(tǒng)引起的位置誤差,采用位置測量的基本旋轉(zhuǎn)編碼器(PE)以和高分辨率刻線尺(LS)的測量結(jié)果進行對比??刂齐姍C速度按照梯形路徑輸入,疊加獲得定位誤差圖形(ΔX=XLS-XPE)。ΔX包含與支承元件(如抗摩軸承、軸承軸)等相關(guān)的幾何和運動誤差,如前所述定位誤差具有延時滯后的特點,具有相當(dāng)?shù)闹貜?fù)性,在文獻[7]中也介紹了這個特性。
企業(yè)申請企業(yè)法人登記注冊應(yīng)當(dāng)具備以下基本條件:
第一有符合規(guī)定的名稱。企業(yè)名稱是企業(yè)的名字、字號,是企業(yè)的無形資產(chǎn)。名稱權(quán)屬于企業(yè)專有,非經(jīng)轉(zhuǎn)讓等合法轉(zhuǎn)移方式,其他經(jīng)營單位不得使用。如果企業(yè)因名稱相同發(fā)生爭議時,則要按申請登記的先后順序處理,后申請登記的企業(yè)必須更改自己的名稱。根據(jù)我國有關(guān)法律規(guī)定,企業(yè)名稱應(yīng)經(jīng)登記主管機關(guān)核準(zhǔn)登記,企業(yè)名稱只有經(jīng)過核準(zhǔn)登記,才能受國家法律保護,未經(jīng)獲準(zhǔn)登記的名稱不得使用。
第二有企業(yè)自己的組織章程。章程是企業(yè)公開向社會聲明其性質(zhì)、宗旨、任務(wù)、組織制度、活動方式、業(yè)務(wù)范圍等情況的法律文書,是申請企業(yè)登記必須提交的墓本文件之一,也是企業(yè)登記注冊后的行為準(zhǔn)則。
第三有國家授權(quán)其經(jīng)營管理的財產(chǎn)或企業(yè)自己所有的財產(chǎn),并能夠以其財產(chǎn)獨立承擔(dān)民事責(zé)任。
第四有與生產(chǎn)經(jīng)營規(guī)模相適應(yīng)的經(jīng)營管理機構(gòu)、財務(wù)機構(gòu)、勞動組織以及法律或者章程規(guī)定必須建立的其他機構(gòu)。
第五有必要的與經(jīng)營范圍相適應(yīng)的經(jīng)營場所和設(shè)施。
第六有與生產(chǎn)經(jīng)營規(guī)模和業(yè)務(wù)相適應(yīng)的從業(yè)人員。
第七有健全的財會制度,能夠?qū)嵭歇毩⒑怂悖载?fù)盈虧,獨立編制資產(chǎn)付債表。
第八有符合規(guī)定數(shù)額并與經(jīng)營范圍相適應(yīng)的注冊資金。注冊資金是企業(yè)實際擁有的全部財產(chǎn)在法律上的體現(xiàn)。它由固定資金與流動資金兩部分組成。我國企業(yè)登記管理法規(guī)對企業(yè)法人注冊資金的最低額度是,生產(chǎn)性公司的注冊資金不得少于30萬元;以批發(fā)業(yè)務(wù)為主的商業(yè)性公司的注冊資金不得少于50萬元,以零售業(yè)務(wù)為主的商業(yè)性公司的注冊資金不得少于30萬元;咨詢服務(wù)性公司的注冊資金不得少于10萬元;其他企業(yè)法人注冊資金不得少于3萬元。
第九有符合國家法律、法規(guī)和政策規(guī)定的經(jīng)營范圍,不得從事非法經(jīng)營。
第十企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營范圍屬于國家法律、法規(guī)規(guī)定實行許可證、資格證制度行業(yè)的,需要有有關(guān)主管部門的批準(zhǔn)文件。
二、企業(yè)法人申請開業(yè)登記注冊書的結(jié)構(gòu)與寫法
企業(yè)法人申請開業(yè)登記注冊書為表格化文書,由封面和比文兩部分組成。
(一)封面
主要包括標(biāo)題、組建單位、組建單位負(fù)責(zé)人。申請日期等幾項內(nèi)容。組建單位須蓋章,組建單位負(fù)責(zé)人須簽字,申請日期應(yīng)年月日俱全。封面下方印有“小華人民共和國國家了商行政管理局制”字樣。
(二)正文
由申請開業(yè)登記事項和提交文件、證件及有關(guān)部門意見兩大部分組成。
1.申請開業(yè)登記事項
(1)企業(yè)法人名稱:根據(jù)我國《企業(yè)名稱登記管理規(guī)定》第11條,“企業(yè)應(yīng)當(dāng)根據(jù)其主管業(yè)務(wù),按照同類行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)劃分的類別,在企業(yè)名稱中標(biāo)明所屬行業(yè)或者經(jīng)營特點”。企業(yè)名稱通常由企業(yè)所在地區(qū)名稱、字號、所屬行業(yè)(或經(jīng)營特點),組織形式等幾個要素組成。如“西安黃河機器制造股份有限公司”,其中“西安”是地區(qū)名,“黃河”是字號,“機器制造”是所屬行業(yè),股份有限公司是組織形式。有一‘些歷史悠久字號馳名的企業(yè)也可以不冠行政區(qū)劃名稱。企業(yè)不得使用法律禁止使用的名稱,如不得使用對國家、社會或者公共利益有損害的名稱,不得使用外國國家(地區(qū))、國際組織的名稱,不得使用外國文字或漢語拼音字母組成的名稱,不得使用數(shù)字組成的名稱。除全國性公司外,企業(yè)不得使用“中國”、“小華”等宇樣的名稱。只有經(jīng)過工:商行政管理機關(guān)核準(zhǔn)登記的企業(yè)名稱,才能受到國家法律的保護。
(2)住所:指企業(yè)法入主要辦事機構(gòu)所在地。我國《民法通則》第三十九條規(guī)定:“法人以它的主要辦事機構(gòu)所在地為住所?!饕k事機構(gòu)是指企業(yè)法人的核心組織。住所應(yīng)具體到市(縣)、區(qū)(鎮(zhèn),鄉(xiāng))、路(村)、號。
(3)經(jīng)營場所地址:指企業(yè)具體從事生產(chǎn)經(jīng)營活動的地點。一般情況下它與企業(yè)法人住所是一致的。企業(yè)經(jīng)營場所的產(chǎn)權(quán)屬于企業(yè)自己所有時,應(yīng)提交有關(guān)的產(chǎn)權(quán)證明,如果是租用場所的,則應(yīng)提交租用合同。
(4)法定代表人:填寫代表企業(yè)法人行使職權(quán)的負(fù)責(zé)人姓名。
(5)經(jīng)濟性質(zhì):指企業(yè)法人的所有制形式。確定企業(yè)法人的所有制形式應(yīng)根據(jù)產(chǎn)權(quán)關(guān)系、分配形式、資金來源等進行。大體町分為全民所有制、集體所有制、個體所有制以及聯(lián)營、合作經(jīng)營等。
(6)從業(yè)人數(shù):為企業(yè)的管理人員,技術(shù)人員、生產(chǎn)業(yè)務(wù)人員和其他從事服務(wù)工作的人員的總和。各類人員的比例是衡量一個企業(yè)經(jīng)營管理水平與技術(shù)開發(fā)能力的一個尺度。
(7)注冊資金:是國家授予企業(yè)管理的財產(chǎn)或企業(yè)自身所有的財產(chǎn)的貨幣表現(xiàn),包括固定資金和流動資金兩部分。企業(yè)注冊資金應(yīng)與企業(yè)實有資金相一致,與企業(yè)經(jīng)營方式和經(jīng)營范圍相適應(yīng)。企業(yè)申請開業(yè)登記注冊資金數(shù)額應(yīng)該有有關(guān)部門出具的資信證明或驗資證明。注冊資金的單位為萬元。
(8)經(jīng)營方式:根據(jù)企業(yè)實際情況填寫。工業(yè)企業(yè)可分為制造、加工、裝配,修理等;商業(yè)企業(yè)可分為批發(fā)、零售、代購、代銷、代儲、代運等;建筑業(yè)町分為建筑施工、修繕、安裝等;運輸業(yè)可分為搬運、裝卸等;服務(wù)性企業(yè)則根據(jù)具體服務(wù)項目而定。
(9)經(jīng)營范圍:指企業(yè)申請生產(chǎn)經(jīng)營的產(chǎn)品、商品種類,品種和提供服務(wù)的項目。經(jīng)核定的經(jīng)營范圍是企業(yè)法定的經(jīng)營范圍,是企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營活動的法律界限。在填報時,一般要分別寫明主營項目和兼營項目,主營項目要同企業(yè)所屬行業(yè)相一致,兼營項日在政策允許的范圍內(nèi)可適當(dāng)放寬,但不能同主營項目跨大類。經(jīng)營范圍是工商行政管理機關(guān)監(jiān)督檢查企業(yè)是合法經(jīng)營還是違法經(jīng)營的重要依據(jù),填寫時要注意使用符合國家行業(yè)劃分標(biāo)準(zhǔn)和工商行政管理機關(guān)核準(zhǔn)企業(yè)經(jīng)營范圍的規(guī)范化用語。
(10)經(jīng)營期限:這一項主要適用于聯(lián)營企業(yè),是指根據(jù)聯(lián)營企業(yè)章程、合同或協(xié)議確定的該企業(yè)經(jīng)營活動的起、止時間。
(11)主管部門:寫明企業(yè)上級主管部門的全稱。主管部門以文件的形式審批同意成立該企業(yè)的要寫明文件的文號及發(fā)文日期。
(12)審批機關(guān):企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營屬于國家法律法規(guī)實行許可證制度行業(yè)的,須經(jīng)有關(guān)機關(guān)審批,并寫明審批文件文號及發(fā)文日期。
(13)經(jīng)營場所面積:寫清企業(yè)經(jīng)營場所總面積和分項面積。分項面積包括生產(chǎn)加工占用面積、營業(yè)占用面積、倉庫占用面積和其他占用面積四項。面積單位為平方米。
(14)企業(yè)主要設(shè)備和主要服務(wù)設(shè)施:填寫本企業(yè)用于生產(chǎn)經(jīng)營的主要裝置、設(shè)施、工具等,如機械電子設(shè)備、交通運輸工具、儀器儀表、計量器具等。
(15)分支機構(gòu):分支機構(gòu)指法人企業(yè)下屬的經(jīng)濟活動單位,包括分(子)公司、分廠、分店等。它包括兩種情況:一種是具有獨立法人資格,能夠獨立承擔(dān)民事責(zé)任的;另一種是不具備法人資格但依法核準(zhǔn)登記其有合法經(jīng)營權(quán)的。如無分支機構(gòu),本項可免填。
2.提交文件、證件及有關(guān)部門意見
(1)申請開業(yè)登記提交文件、證件:企業(yè)法人申請開業(yè)登記應(yīng)提交的文件、證件較多,主要有以下幾種:①主管部門或賽審批機關(guān)批準(zhǔn)該企業(yè)法人設(shè)立的文件。②企業(yè)法人章程。該章程應(yīng)當(dāng)經(jīng)主管部門或者審批機關(guān)批準(zhǔn)。①企業(yè)法人注冊資金的信用證明、驗資證明或資金擔(dān)保書。④企業(yè)法定代表人的身公證明,包括主管部門批準(zhǔn)任職的文件和附有照片的個人簡歷。⑤住所和經(jīng)營場所使用證明,包括產(chǎn):權(quán)證明、房產(chǎn)租賃合同等。房產(chǎn)租賃合同的租賃期限須在一年以—上。⑥其他根據(jù)工商管理機關(guān)要求應(yīng)該出具的文件、證件。
(2)有關(guān)部門簽署意見:主要由企業(yè)的主管部門或?qū)徟鷻C關(guān)簽注同意該企業(yè)設(shè)立并建議批準(zhǔn)其開業(yè)的意見。須寫清簽署時間,并加蓋公章,以示鄭重和負(fù)責(zé)。
一、財務(wù)控制的概念需要重新定義
之所以需要對財務(wù)控制進行重新定義,是因為財務(wù)管理的理論、環(huán)境以及人們對財務(wù)管理的預(yù)期都發(fā)生了變化。首先與傳統(tǒng)體制相比,財務(wù)管理已經(jīng)游離于財政管理而獨立存在,就象在政企分開后企業(yè)以法人身份獨立于政府一樣,換言之,財務(wù)管理的微觀性是其基本屬性。討論財務(wù)控制必須在委托理論的指導(dǎo)下,立足于“產(chǎn)權(quán)清晰、權(quán)責(zé)明確、政企分開、管理科學(xué)”的現(xiàn)代企業(yè)制度和法人治理結(jié)構(gòu)的要求。具體包括以下幾個方面:
1、企業(yè)財務(wù)控制的主體首先是公司董事會。
根據(jù)理論,“關(guān)系存在于一切組織、一切合作性活動中,存在于企業(yè)內(nèi)部的每一個管理層次上”。實證分析表明,關(guān)系產(chǎn)生的經(jīng)濟基礎(chǔ)是公司股東向經(jīng)營者授予經(jīng)營管理權(quán)可降低公司的經(jīng)營成本,因為由眾多的股東們直接參與公司決策、經(jīng)營管理、生產(chǎn)控制的成本是驚人的。但是關(guān)系的確立又必然招致成本。這種成本不僅最終由股東承擔(dān),而且它的存在會影響公司經(jīng)營效率,甚至可能威脅公司的生存。在現(xiàn)代企業(yè)制度下,法人治理結(jié)構(gòu)架構(gòu)中一個重要的特點是董事會對經(jīng)營者(CEO)財務(wù)約束和控制的強化。根據(jù)我國《公司法》有關(guān)規(guī)定,董事會由創(chuàng)立大會或股東大會選舉產(chǎn)生。從董事會的職權(quán)來看,我們很容易提出這樣的結(jié)論:公司治理結(jié)構(gòu)以董事會為中心而構(gòu)建,董事會對外代表公司進行各種主要活動,對內(nèi)管理公司的財務(wù)和經(jīng)營,只有董事會才能全方位負(fù)責(zé)財務(wù)決策與控制,從本質(zhì)上決定公司的財務(wù)狀況。
本文強調(diào)董事會在現(xiàn)代企業(yè)財務(wù)控制中的主體地位,決不是否認(rèn)CEO(首席執(zhí)行官)與CFO在財務(wù)控制體系的一定地位,實際上由于企業(yè)多層關(guān)系的產(chǎn)生和運行,財務(wù)控制的主體也是分層次的和多層次的(在內(nèi)部人控制嚴(yán)重的企業(yè),總經(jīng)理實際上在財務(wù)控制中占據(jù)“首席”)。同時董事會在現(xiàn)代企業(yè)財務(wù)決策和控制中的主體地位也不是否定CEO在企業(yè)價值創(chuàng)造中地位,在企業(yè)戰(zhàn)略決策和戰(zhàn)術(shù)執(zhí)行這兩個領(lǐng)域里,既需要有務(wù)虛的戰(zhàn)略決策者,更需要執(zhí)行的專家,即CEO。蓋茨就頗有感慨地說過:“當(dāng)戰(zhàn)略大師不值得一提,當(dāng)CEO方顯硬功夫?!?/p>
從機制的角度分析,財務(wù)控制首先決不只是財務(wù)部門的事情,也不是企業(yè)經(jīng)營者的職責(zé),而是出資人對企業(yè)財務(wù)進行的綜合的、全面的管理。一個健全的企業(yè)財務(wù)控制體系,實際上是完善的法人治理結(jié)構(gòu)的體現(xiàn)。反過來,財務(wù)控制的創(chuàng)新和深化也將促進現(xiàn)代企業(yè)制度的建立和公司治理結(jié)構(gòu)的完善。
2、財務(wù)控制的目標(biāo)是企業(yè)財務(wù)價值最大化,是成本與財務(wù)收益的均衡,是企業(yè)現(xiàn)實的低成本和未來高收益的統(tǒng)一,而不僅僅是傳統(tǒng)控制財務(wù)活動的現(xiàn)實的合規(guī)性、有效性。財務(wù)控制的首要目標(biāo)是董事會出于減低成本(指因經(jīng)營者、雇員等人偷懶、不負(fù)責(zé)任、偏離股東目標(biāo)和以種種手段從公司獲取財富等而發(fā)生的成本,這種成本最終由股東承擔(dān))。成本的存在會影響公司經(jīng)營效率,甚至可能威脅公司的生存。其次,財務(wù)控制目標(biāo)促進企業(yè)戰(zhàn)備目標(biāo)的實現(xiàn),所以財務(wù)控制過程必須是圍繞著企業(yè)戰(zhàn)略的制定、實施、控制而采取一系列措施的全過程。最后,財務(wù)控制致力于將企業(yè)資源加以整合優(yōu)化,使資源消費最小、資源利用效率最高、企業(yè)價值最大。
3、財務(wù)控制的客體首先是人(經(jīng)營者、財務(wù)經(jīng)理等管理者、員工)以及由此形成的內(nèi)外部財務(wù)關(guān)系,其次才應(yīng)該是各種不同的企業(yè)財務(wù)資源(資金、技術(shù)、人力、信息)或現(xiàn)金流轉(zhuǎn)。
4、財務(wù)控制的實現(xiàn)方式應(yīng)該是一系列激勵措施與約束手段的統(tǒng)一。為了降低成本,實現(xiàn)財務(wù)目標(biāo),必須設(shè)計一套完善的激勵和約束機制,這種機制包括“內(nèi)部機制”和“外部機制”?!皟?nèi)部機制”的因素或手段包括:解雇或替換表現(xiàn)不佳的經(jīng)營者;通過董事會下設(shè)的各類委員會完善公司董事會對經(jīng)營者的監(jiān)控職能;清晰界定股東大會、董事會、經(jīng)理之間的決策權(quán)、控制權(quán)的界限;推行經(jīng)營者、員工的報酬與經(jīng)營業(yè)績掛鉤的“激勵制度”,包括年薪制、利潤分享制、認(rèn)股權(quán)計劃等;實行預(yù)算管理;通過組織機構(gòu)的設(shè)計與重整,完善內(nèi)部組織控制和責(zé)任控制、業(yè)績評價制度?!巴獠繖C制”的因素或手段包括:經(jīng)理人和勞動力市場的調(diào)節(jié),一個理性的經(jīng)營者、員工在人才市場的影響下,可能不會過度違背公司股東的利益;控制權(quán)市場上潛在購并者的威脅;政府的法律;資本市場上的監(jiān)管者,如政府、中介機構(gòu)、專業(yè)證券分析師等。
二、財務(wù)控制在財務(wù)管理體系中居于核心地位
我們知道,財務(wù)管理內(nèi)容從不同的角度有不同的表達(dá):從資金運動過程分析,財務(wù)管理包括了資金籌措、資金投放、資金營運、收入分配等;從管理環(huán)節(jié)分析,財務(wù)管理包括財務(wù)預(yù)測、財務(wù)決策、財務(wù)控制和財務(wù)分析等;從財務(wù)要素分析,財務(wù)管理的的內(nèi)容有資金、現(xiàn)金流量、證券、資本(產(chǎn)權(quán))經(jīng)營等的各種主張。在上述各種內(nèi)容中最核心的部分是什么呢?理論上也有不同觀點:有人認(rèn)為是籌資、投資與分配;也有人認(rèn)為是財務(wù)決策(這種觀點可能深受著名管理學(xué)家H.西蒙的名言“管理就是決策”的影響);還有人認(rèn)為是現(xiàn)金(資金)的循環(huán)和周轉(zhuǎn)。但是比較集中的觀點是在資金籌措過程中的資本結(jié)構(gòu)決策、資金運用上的投資決策和資金分配上的股利決策,諸如:“財務(wù)管理正是通過投資決策、籌資決策和股利決策來提高報酬率,降低風(fēng)險實現(xiàn)其目標(biāo)的?!保▍⒁娮詴嫀熤付ń滩摹敦攧?wù)成本管理》第7頁,東北財經(jīng)大學(xué)出版社)。
財務(wù)決策是財務(wù)管理的核心的觀點,無疑會使財務(wù)管理在現(xiàn)實經(jīng)濟生活中的地位得以提高,財務(wù)人員不再僅屬于賬房先生之類的的管家。但是在理論上把財務(wù)決策擺放在財務(wù)管理體系、職能的首要地位,我認(rèn)為可能違背了財務(wù)管理最本質(zhì)的含義,不利于有效地實現(xiàn)財務(wù)目標(biāo),對財務(wù)管理的實踐難以發(fā)揮最有效的指導(dǎo)作用。原因有二:第一,財務(wù)決策特別是最有效的長期財務(wù)決策,屬于企業(yè)戰(zhàn)略規(guī)劃,這種決策規(guī)劃的權(quán)力在公司治理結(jié)構(gòu)中僅僅屬于股東大會或董事會,包括年度財務(wù)預(yù)算的審批權(quán)也是如此,也就是說“事前”財務(wù)管理權(quán)限基本上屬于出資者,決不屬于只是執(zhí)行性的經(jīng)營者和財務(wù)經(jīng)理的層次上,后兩個層次的財務(wù)管理在內(nèi)容上主要集中在“事中”階段。由于企業(yè)內(nèi)部的多層關(guān)系使財務(wù)管理劃分為出資者財務(wù)、經(jīng)營者財務(wù)和財務(wù)經(jīng)理財務(wù)多個層次。經(jīng)營者和財務(wù)經(jīng)理者的基本職責(zé)是落實戰(zhàn)略決策、實施公司預(yù)算,所以才稱其為執(zhí)行型,而不是決策型。從企業(yè)內(nèi)部的角度分析,財務(wù)管理主要屬于經(jīng)營者和財務(wù)經(jīng)理層次,因為現(xiàn)代企業(yè)制度下的具體經(jīng)營管理問題主要涉及經(jīng)營者(CEO),具體財務(wù)管理肯定與首席財務(wù)長(CFO)聯(lián)系在一起;第二、從決策的概念上分析,決策就是決斷,盡管任何決策也都是包含了一個復(fù)雜的分析比較、擇優(yōu)的過程,但是,如果把財務(wù)管理的主要職責(zé)或職能規(guī)定在籌資決策、投資決策和股利分配決策的話,作為財務(wù)管理核心人物的CFO功財務(wù)經(jīng)理,核心部門的財務(wù)部門會經(jīng)常處于“待業(yè)”或“關(guān)門”的狀態(tài)。因為一個企業(yè)的投資、融資和分配決策,尤其是長期投資決策、資本結(jié)構(gòu)決策和股利分配決策在企業(yè)錯綜復(fù)雜的經(jīng)營管理活動中畢竟屬于偶于事件,更多屬于非程序化決策。從現(xiàn)實分析,CEO與CFO更多是借助于法人治理結(jié)構(gòu),通過細(xì)化了的管理制度、具體的管理手段,均衡企業(yè)物流、資金流和信息流,完成財務(wù)決策、財務(wù)預(yù)算事宜。比如以管理學(xué)的組織行為理論為基礎(chǔ),解決企業(yè)內(nèi)部各行為主體之間、企業(yè)與外部利益相關(guān)集團之間的利益矛盾與協(xié)調(diào)問題,即解決不同管理主體或利益主體間的簽約關(guān)系,從而以管理制度方式來協(xié)調(diào)財務(wù)行為主體(如股東大會、董事會、經(jīng)營者、財務(wù)經(jīng)理、債權(quán)人及其他利益相關(guān)集團)的責(zé)、權(quán)、利關(guān)系,正是基于這種認(rèn)識,企業(yè)財務(wù)學(xué)主要屬于管理學(xué)的范疇,它以制度管理為主要特征,從財務(wù)制度上解決企業(yè)管理中的各行為主體激勵與約束不對稱問題,協(xié)調(diào)并指導(dǎo)各部門、單位的財務(wù)活動去實現(xiàn)企業(yè)總體目標(biāo),財務(wù)控制的任務(wù)是就通過調(diào)節(jié)、溝通和合作使個別、分散的財務(wù)行動整合統(tǒng)一起來追求企業(yè)短期或長期的財務(wù)目標(biāo)。
所以,財務(wù)控制在企業(yè)財務(wù)管理體系中處于核心地位,當(dāng)然我們并非否定財務(wù)決策正確對財務(wù)目標(biāo)實現(xiàn)的重要意義。
三、財務(wù)控制的實施方式需要創(chuàng)新與整合
從機制角度分析,財務(wù)控制要以致力于消除隱患、防范風(fēng)險、規(guī)范經(jīng)營、提高效率為宗旨和標(biāo)志,建立全方位的財務(wù)控制體系、多元的財務(wù)監(jiān)控措施和設(shè)立順序遞進的多道財務(wù)控制防線。所謂全方位的控制是指財務(wù)控制必須滲透到企業(yè)的法人治理結(jié)構(gòu)與組織管理的各個層次、生產(chǎn)業(yè)務(wù)全過程、各個經(jīng)營環(huán)節(jié),覆蓋企業(yè)所有的部門、崗位和員工。所謂多元的財務(wù)監(jiān)控措施是指既有事后的監(jiān)控措施、更有事前、事中的監(jiān)控手段、策略;既有約束手段,也有激勵的安排;既有財務(wù)上資金流量、存量預(yù)算指標(biāo)的設(shè)定、會計報告反饋信息的跟蹤,也有采用人事委派、生產(chǎn)經(jīng)營一體化、轉(zhuǎn)移價格、資金融通的策略;所謂順序遞進的多道財務(wù)保安陰謀詭計線,是指對企業(yè)采購、生產(chǎn)、營銷、融資、投資、成本費用的辦理與管理必須由兩個人、兩個系統(tǒng)或兩個職能部門共同執(zhí)掌,如是單人單崗處理業(yè)務(wù)更需要相應(yīng)的后續(xù)監(jiān)控手續(xù);這種對一線崗位雙人、雙職、雙責(zé)的制度可以成為第一道財務(wù)防線,能夠成為企業(yè)保安第二道防線的是在上述制度的基礎(chǔ)上建立相關(guān)的票據(jù)、合同等業(yè)務(wù)文件在相關(guān)部門和相關(guān)崗位之間傳遞的制度、預(yù)算和目標(biāo)??梢猿蔀槠髽I(yè)保安第三道防線的是以財務(wù)、審計部門能夠獨立對各崗位、各部門各項活動尤其是財務(wù)活動全面實施監(jiān)督、檢查、調(diào)節(jié)。這樣的財務(wù)控制手段、方式?jīng)Q不局限于財經(jīng)制度、財務(wù)計劃、資金費用定額,它也需要創(chuàng)新,現(xiàn)實企業(yè)中創(chuàng)造的諸多具體的、可操作性的財務(wù)控制方式都值得深入研究、進一步完善,包括:
1、以社會化、專業(yè)化為基本特征的董事會制度
如前所述,法人治理結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵是董事會這個中間地帶,它聯(lián)接所有者和經(jīng)營者兩方利益,同時防止所有者的干預(yù),監(jiān)控著經(jīng)營者的行為。而董事會的關(guān)鍵是董事會人員構(gòu)成,從現(xiàn)代企業(yè)制度發(fā)展的經(jīng)驗看,只有社會化、專業(yè)化的董事會才能起到它應(yīng)起的作用。社會化的標(biāo)志是外部獨立董事的介入,專業(yè)化的象征是專業(yè)委員會的形成與運作。例如,美國通用汽車公司(GM)組織管理其龐大機構(gòu)的基本原則是政策制定與執(zhí)行控制分開,分散經(jīng)營與協(xié)調(diào)管理相結(jié)合。董事會是公司的最高決策機構(gòu),只有最根本性的問題,如經(jīng)營范圍、產(chǎn)品方向、生產(chǎn)規(guī)模、投資安排、資金籌集、計劃目標(biāo)、重要職員任免等,方提交董事會及其所屬的委員會討論。董事會下設(shè)六個委員會:經(jīng)營委員會、任免委員會、分紅和酬償委員會、關(guān)系委員會、執(zhí)行委員會和財務(wù)委員會。這些委員會人數(shù)不多,一般由董事組成,一個董事可參加若干個委員會,其中最重要的執(zhí)行委員會和財務(wù)委員會。執(zhí)行委員會的任務(wù)是負(fù)責(zé)公司經(jīng)營活動的全面領(lǐng)導(dǎo),掌握財務(wù)以外的各項決策和指揮。但它不從事日常業(yè)務(wù)經(jīng)營活動方面的具體執(zhí)行工作,而是由它責(zé)成企業(yè)有關(guān)部門去完成。財務(wù)委員會獨攬公司財務(wù)大權(quán),批準(zhǔn)一定限額以上的固定資本投資,規(guī)定公司的長期財務(wù)目標(biāo),決定公司高級職員的薪金,審查批準(zhǔn)執(zhí)行委員會提出的各種產(chǎn)品的價格方案,負(fù)責(zé)籌措資金,監(jiān)督檢查公司各部門的經(jīng)濟效果,年終對公司的決算進行審查,負(fù)責(zé)制定股利分配方案。經(jīng)營委員會主要是代表董事了解和檢查公司的營業(yè)情況。任免委員會主要負(fù)責(zé)公司高級領(lǐng)導(dǎo)備用人員的提名。分紅和酬償委員會主要是決定高級職員的薪金及每年應(yīng)得的酬償。關(guān)系委員會主要是負(fù)責(zé)公司與社會各方面的關(guān)系。
2、授權(quán)書控制
這里指在某項財務(wù)活動發(fā)生之前,按照既定的程序其正確性、合理性、合法性加以核準(zhǔn)并確定是否讓其發(fā)生所進行的控制。這種控制是一種事前控制。授權(quán)管理的方法是通過授權(quán)通知書來明確授權(quán)事項和使用資金的限額。授權(quán)管理的原則是對在授權(quán)范圍內(nèi)的行為給予充分信任,但對授權(quán)之外的行為不予認(rèn)可。授權(quán)通知書除授權(quán)人持有外,還下達(dá)公司相關(guān)的部門,這些部門一律按授權(quán)范圍嚴(yán)格執(zhí)行。
從理論上分析,授權(quán)可以分為一般授權(quán)和特別授權(quán)。一般授權(quán)是指企業(yè)內(nèi)部較低層次的管理人員根據(jù)既定的預(yù)算、計劃、制度等標(biāo)準(zhǔn),在其權(quán)限范圍之內(nèi)對政黨的經(jīng)濟行為進行的授權(quán)。一般授權(quán)在企業(yè)大量存在。特別授權(quán)是指對非經(jīng)常經(jīng)濟行為進行專門研究作出的授權(quán)。與一般授權(quán)不同,特別授權(quán)的對象是某些例外的經(jīng)濟業(yè)務(wù)。這些例外的經(jīng)濟業(yè)務(wù)往往是個別的、特殊的,一般沒有既定的預(yù)算、計劃等標(biāo)準(zhǔn)所依,需要根據(jù)具體情況進行具體的分析一研究。例如,授權(quán)購買一件重要設(shè)備、授權(quán)降價出售商品等都是特別授權(quán)的事例。
一個企業(yè)的授權(quán)控制應(yīng)做到以下幾點:(1)企業(yè)所有人員不經(jīng)合法授權(quán),不能行使相應(yīng)權(quán)力。這是最起碼的要求。不經(jīng)合法授權(quán),任何人不能審批;有權(quán)授權(quán)的人則應(yīng)在規(guī)定的權(quán)限范圍內(nèi)行事,不得越權(quán)授權(quán)。(2)企業(yè)的所有業(yè)務(wù)不經(jīng)授權(quán)不能執(zhí)行。(3)財務(wù)業(yè)務(wù)一經(jīng)授權(quán)必須予以執(zhí)行。
3、預(yù)算管理
預(yù)算管理在西方可以就是流行的財務(wù)管理方式。在工國以新興鑄管、寶鋼為代表的一批企業(yè)都實踐著以預(yù)算管理作為企業(yè)管理一種新的控制機制。我認(rèn)為,現(xiàn)代企業(yè)制度下規(guī)范法人治理結(jié)構(gòu)的制度保障有三:一個是公司法,另一個是公司章程,再一個就是公司預(yù)算。其中公司預(yù)算正是以《公司法》、《公司章程》為依據(jù),具體落實股東大會,董事會,經(jīng)營者,各部門乃至每個員工的責(zé)、權(quán)、利關(guān)系,明晰它們各自的權(quán)限空間和責(zé)任區(qū)域??梢哉f,正是由于全方位、全過程、全員的預(yù)算管理的實施,才強化了預(yù)算的財務(wù)控制功能,使公司的財務(wù)目標(biāo)和決策得以細(xì)化落實。
4、財務(wù)結(jié)算中心
財務(wù)結(jié)算中心是辦理內(nèi)部各成員或分、子公司現(xiàn)金收付和往來結(jié)算業(yè)務(wù)的專門機構(gòu)。它通常設(shè)立于財務(wù)部門內(nèi),是一個獨立運行的職能機構(gòu)。其主要工作是:集中管理各單位或分、子公司的現(xiàn)金收入,統(tǒng)一現(xiàn)金收入;統(tǒng)一撥付(貸款)各成員或公司因業(yè)務(wù)需要所需要的貨幣資金,監(jiān)控貨幣資金的使用方向;統(tǒng)一對外籌資,確保整個企業(yè)或集團的資金需要;辦理各分公司之間的往來結(jié)算;實施財務(wù)控制等。內(nèi)部結(jié)算中心的這些職責(zé)對增強企業(yè)活力、強化資金管理、控制財務(wù)收支、正確處理業(yè)務(wù)管理與資金管理的關(guān)系、完善企業(yè)經(jīng)營機制等發(fā)揮著不可低估的作用。
5、財務(wù)總監(jiān)委派制
財務(wù)過程的控制,只有預(yù)算或結(jié)算中心是殘缺的,比較虛幻的,這樣的財務(wù)控制是不健全的,因為沒有人的地位。而財務(wù)總監(jiān)就是以出資者的身份來監(jiān)督、控制經(jīng)營者的財務(wù)活動和企業(yè)全部財務(wù)收支過程。
6、業(yè)績評價體系的建立
所謂企業(yè)業(yè)績評價,是指運用科學(xué)、規(guī)范的管理學(xué)、財務(wù)學(xué)、數(shù)理統(tǒng)計方法,對企業(yè)或其各分支機構(gòu)一定經(jīng)營期間內(nèi)的生產(chǎn)經(jīng)營狀況、資本運營效益、經(jīng)營者業(yè)績等進行定量與定性的考核、分析,作出客觀、公正的綜合評價。企業(yè)業(yè)績評價作為一個體系由評價目標(biāo)、評價對象、評價指標(biāo)、評價標(biāo)準(zhǔn)和評價報告五個基本要素構(gòu)成。在財務(wù)管理循環(huán)中,業(yè)績評價處于承上啟下的關(guān)鍵環(huán)節(jié),在財務(wù)管理中發(fā)揮重要作用。一方面,在財務(wù)活動、預(yù)算執(zhí)行過程中,通過業(yè)績評價信息的反饋及相應(yīng)的調(diào)控,隨時發(fā)現(xiàn)和糾正實際業(yè)績與預(yù)算的偏差,從而實現(xiàn)對財務(wù)經(jīng)營活動過程的控制;另一方面,預(yù)算編制、執(zhí)行、評價作為一個完善的系統(tǒng),相互作用,周而復(fù)始的循環(huán)以實現(xiàn)對整個企業(yè)經(jīng)營活動的最終控制。而業(yè)績評價既是本次財務(wù)管理循環(huán)的總結(jié),又是對下一次財務(wù)管理循環(huán)的開始。業(yè)績評價包括動態(tài)評價和綜合評價兩個層次。動態(tài)評價是指在生產(chǎn)經(jīng)營活動過程中進行的、對有關(guān)部門或個人的工作業(yè)績狀況即時確認(rèn)、處理,它屬于事中控制;綜合評價則是在期末對于各預(yù)算執(zhí)行主體的預(yù)算完成情況進行的分析評價,其評價內(nèi)容以成本、利潤等財務(wù)指標(biāo)為主,綜合評價作為本期預(yù)算的起點和下期預(yù)算的終點,主要涉及企業(yè)整體效益的評價及獎懲分配的問題。超級秘書網(wǎng)
一、“文化”一詞的來源
企業(yè)作為社會的一個細(xì)胞,根生于社會這個大的組織中,企業(yè)所形成的文化脫離不了社會文化的大背景,所以文化有地域性的特點?!掇o海》對文化的解釋是:“從廣義上說,指人類社會歷史實踐過程中所創(chuàng)造的物質(zhì)財富和精神財富的總和;從狹義上說,指社會的意識形態(tài)以及與之相適應(yīng)的制度和組織結(jié)構(gòu)?!笨梢?,文化是一個內(nèi)含深邃、外延很廣的概念。從“文化”字面上看,“文”有“文治”之意,“化”有“教化”之意。所以,“文化”自古就可以作為一種管理手段來運用。既然是一種管理手段,那就必定在管理中能夠發(fā)揮作用。在今天,眾多像海爾、聯(lián)想、蒙牛一樣的知名企業(yè),最先出名的是他們的企業(yè)文化,而不是他們的產(chǎn)品。同時,他們能夠很好的將文化注入到品牌中,使品牌具有了生命力。所以,對企業(yè)而言,優(yōu)秀的企業(yè)文化的建立是企業(yè)長久發(fā)展的基石。
二、國有企業(yè)文化現(xiàn)狀
自十以來,國有企業(yè)更加注重自身文化的提煉和形成,開展了在基層員工中子文化征集和對企業(yè)員工的文化培訓(xùn)活動。企業(yè)文化在企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營中所發(fā)揮的作用日益凸顯。今后,我們也繼續(xù)沿著精神文化――制度文化――新的精神文化的軌跡不斷發(fā)展、豐富和提高。企業(yè)文化在生產(chǎn)經(jīng)營活動中具有導(dǎo)向、約束等功能。
那么,企業(yè)文化在應(yīng)對危機中又能發(fā)揮哪些作用呢?
三、企業(yè)文化在應(yīng)對危機中的作用
在我們身邊有過一些知名的企業(yè),在應(yīng)對危機事件時,處理的不得當(dāng)不及時,結(jié)果多年經(jīng)營的企業(yè)在一夜之間轟然倒塌。例如三鹿奶粉事件,就是一個最典型的案例。三鹿集團早在2007年年底就接到了消費者的投訴,然而企業(yè)沒有及時的預(yù)見到這一投訴將會引發(fā)的危機,直至2008年6月國家質(zhì)檢總局食品生產(chǎn)監(jiān)管司網(wǎng)站頻頻收到消費者投訴:嬰兒吃三鹿奶粉后患腎結(jié)石。最終,三鹿集團在此危機事件中的不作為,使得這個中國最大奶粉制造商之一的企業(yè),于2009年年初正式宣布破產(chǎn)。假如,我們的企業(yè)也正在面對這樣的危機事件,此時企業(yè)文化又能發(fā)揮哪些作用呢?筆者認(rèn)為,它的作用主要表現(xiàn)在以下三個方面:
(一)企業(yè)文化在危機中有“穩(wěn)”的作用
在企業(yè)危機事件發(fā)生后,人們的情緒處在臨界狀態(tài),容易失控、沖動做出不理智的事情。曾有過80年代股市風(fēng)波為例,人們在這一事件中,表現(xiàn)出了只要買股票就一定賺錢的不理智想法。很多人借錢跟風(fēng)的涌向股市購買股票。最終,股市大跌。很多股民又因為接受不了現(xiàn)實而跳樓。在這一事件中,據(jù)可靠的調(diào)查數(shù)據(jù)顯示,在這些不理智的股民中,大多數(shù)都是沒有單位的市民或離退休在家人員,這類人群容易受到社會突發(fā)現(xiàn)象、流言的帶動。因為,他們常年來沒有組織的管理和約束,內(nèi)心缺乏集體歸屬感和責(zé)任感。當(dāng)聽到流言后,容易產(chǎn)生不理智的想法,做出不理智的事情。而對于企業(yè)中的員工來講,他有來自企業(yè)的管理、約束,當(dāng)社會上的不良流言傳播到企業(yè)時,往往不能引起大的反響,所以說企業(yè)文化在應(yīng)對危機中有維護穩(wěn)定的作用。
(二)企業(yè)文化在危機中有“防”的作用
眾所周知,在海爾集團 “張瑞敏砸冰箱”事件中,當(dāng)一位用戶來信反映,近期工廠生產(chǎn)的冰箱有質(zhì)量問題。張瑞敏突擊檢查了倉庫,發(fā)現(xiàn)庫存中還有不合格冰箱76臺。當(dāng)時研究處理辦法時提出兩種意見,一是作為福利處理給本廠有貢獻的員工;二是作為“公關(guān)武器”處理給經(jīng)常來廠檢查工作的工商局、電業(yè)局、自來水公司的人。但張瑞敏卻做出了一個有悖常理的決定:76臺冰箱全部砸掉。這一砸,砸掉了當(dāng)時全廠員工3個月的工資。
試想一下,如果張瑞敏接到顧客的質(zhì)量投訴之后,不理不睬,那么最終會由質(zhì)量事故發(fā)展為企業(yè)的信譽危機。失去質(zhì)量和信譽,企業(yè)也就無法生存和立足。作為一個領(lǐng)導(dǎo)者,張瑞敏將“要精工細(xì)作”的質(zhì)量理念,通過這一事件傳遞給了廣大員工。海爾員工看到了領(lǐng)導(dǎo)者改變陋習(xí)的決心,同時,也堅定了自身的信心。海爾人從此樹立起追求卓越的質(zhì)量目標(biāo)。這一事件能夠充分說明企業(yè)文化在應(yīng)對危機中有防范風(fēng)險的作用。
1.1.1 課題研究背景
本課題屬于設(shè)計性課題。21世紀(jì)人類已進入信息社會,汽車及交通也已邁入信息時代。當(dāng)前信息技術(shù)在汽車及交通領(lǐng)域中的應(yīng)用項目相當(dāng)多,發(fā)展速度可以說是“日新月異”,各種媒體多有報道。
可大致歸納為4個方面,即車輛安全系統(tǒng),網(wǎng)絡(luò)、通訊及導(dǎo)航系統(tǒng),智能交通系統(tǒng)和移動多媒體系統(tǒng)。隨著汽車的日益普及, 停車場越來越擁擠, 車輛常常需要在停車場穿行、掉頭或倒車。由于這些低速行駛的車輛與其它車輛非常接近, 駕駛員的視野頗受限制, 碰撞和拖掛的事故時有發(fā)生, 在夜間時則更顯突出。車輛安全系統(tǒng)通過應(yīng)用電子信息技術(shù),使車輛實現(xiàn)高智能化,極大地改善車輛人機系統(tǒng)的安全性,以避免事故的發(fā)生和減少傷害程度。
1.1.2 選題的目的及意義
本課題把硬件電路和電路軟件有機的結(jié)合起來,完成汽車倒車報警系統(tǒng)的設(shè)計,能夠了解單片機技術(shù)的現(xiàn)狀,而且通過對電路系統(tǒng)的設(shè)計,學(xué)習(xí)掌握了數(shù)字電路從原理圖到PCB版的全部過程,形成完善的設(shè)計思路以及思想,并通過對汽車倒車超聲波報警器的軟件設(shè)計的過程,鍛煉應(yīng)用C以及相關(guān)匯編語言等軟件設(shè)計電路程序的能力為以后參與實際工作奠定良好的設(shè)計基礎(chǔ)。
本課題要求使用現(xiàn)在應(yīng)用非常廣泛的計算機軟件PROTEL,隨著計算機技術(shù)的發(fā)展,計算機軟件在電路設(shè)計中的應(yīng)用越來越廣泛, Protel是人們熟悉的常用EDA軟件。作為電路設(shè)計自動化(EDA)的一種工具,Protel應(yīng)用于電路原理圖設(shè)計、電路板設(shè)計等,它基于Windows環(huán)境,功能強大,人機界面友好,能讓人們在具有最完整的功能環(huán)境下,提升設(shè)計上的品質(zhì)和效率。本課題將要求Protel在電路設(shè)計中的應(yīng)用,包括電路原理圖設(shè)計和印刷電路板設(shè)計以及設(shè)計過程中遇到的問題和解決方法。這樣使學(xué)生也能將所學(xué)與所用有機結(jié)合起來,在步入工作崗位之前得到全方位的工程設(shè)計訓(xùn)練。
通過對汽車倒車報警電路的設(shè)計能初步具有用PROTEL軟件設(shè)計電路原理圖以及電路版圖的能力。與實際電路相結(jié)合,通過理論聯(lián)系實際的方法,使所學(xué)的知識通過自己設(shè)計思考真正應(yīng)用到實踐中。
微波探測技術(shù)在軍用和民用領(lǐng)域里的廣泛使用,使得通過這次畢業(yè)設(shè)計所學(xué)到的此方面的知識將會有很強的實用性。本設(shè)計要求對汽車倒車超聲波報警器進行硬件設(shè)計,可以通過完成本次設(shè)計,練習(xí)PROTEL軟件的使用,增加硬件設(shè)計的經(jīng)驗。
隨著社會進步,經(jīng)濟發(fā)展,人民生活水平的不斷提高,擁有汽車的家庭逐漸增多,交通問題也同時出現(xiàn)了:交通擁擠,各種不同的場合停車、倒車?yán)щy。許多非職業(yè)汽車駕駛員更是希望能有一種汽車倒車報警器,在倒車時不斷測量汽車尾部與其后面障礙物的距離,并隨時顯示其距離,在不同的距離范圍內(nèi)發(fā)出不同的報警信號,以提高汽車倒車時的安全性。
汽車倒車超聲波報警器設(shè)計就是為了確保駕駛員和汽車的安全,使駕駛員在倒車時能明確與后面車輛、建筑的距離,確保倒車的安全。它具有顯示功能,能夠客觀顯示車后物體與車尾之間的距離。它可望成為新手駕駛員,以及后視不良車輛如大貨車、公共汽車、集裝箱車等車輛駕駛員倒車的好幫手,也可用于夜間輔助倒車及倒車入庫。
1.2 超聲波測距系統(tǒng)研究現(xiàn)狀以及存在的問題
1.2.1 超聲波測距系統(tǒng)研究現(xiàn)狀
隨著電子技術(shù)的發(fā)展,出現(xiàn)了微波雷達(dá)測距、激光測距及超聲波測距。前2種方法由于技術(shù)難度大,成本高,一般僅用于軍事工業(yè),而超聲波測距則由于其技術(shù)難度相對較低,且成本低廉,適于民用推廣。這項技術(shù)也可用于工業(yè)測量領(lǐng)域。由于超聲波指向性強,能量消耗緩慢,在介質(zhì)中傳播的距離較遠(yuǎn),因而超聲波經(jīng)常用于距離的測量,如測距儀和物位測量儀等都可以通過超聲波來實現(xiàn)。利用超聲波檢測往往比較迅速、方便、計算簡單、易于做到實時控制,并且在測量精度方面能達(dá)到工業(yè)實用的要求,因此在移動機器人的研制上也得到了廣泛的應(yīng)用。隨著自動測量和微機技術(shù)的發(fā)展,超聲波測距的理論已經(jīng)成熟,超聲波測距的應(yīng)用也非常廣泛。超聲測距是一種非接觸式的檢測方式。與其它方法相比,如電磁的或光學(xué)的方法,它不受光線、被測對象顏色等影響。對于被測物處于黑暗、有灰塵、煙霧、電磁干擾、有毒等惡劣的環(huán)境下有一定的適應(yīng)能力。因此在液位測量、機械手控制、車輛自動導(dǎo)航、物體識別等方面有廣泛應(yīng)用。特別是應(yīng)用于空氣測距,由于空氣中波速較慢,其回波信號中包含的沿傳播方向上的結(jié)構(gòu)信息很容易檢測出來,具有很高的分辨力,因而其準(zhǔn)確度也較其它方法為高;而且超聲波傳感器具有結(jié)構(gòu)簡單、體積小、信號處理可靠等特點。因此本設(shè)計也是利用超聲波來測量距離。
1.2.2 探測盲區(qū)問題
超聲波從發(fā)射到接收的時間間隔是由控制器內(nèi)部的定時器來完成的。由于發(fā)射器探頭與接收器探頭的距離不大,有部分波未經(jīng)被測物就直接繞射到接收器上,造成發(fā)送部分與接受部分的直接串?dāng)_問題。這一干擾問題可通過軟件編程,使控制器不讀取接收器在從發(fā)射開始到"虛假反射波"結(jié)束的時間段里的信號。這樣,就有效的避免了干擾,但另一方面也形成了20cm的“盲區(qū)”。此“盲區(qū)”很小,對本系統(tǒng)沒有影響。
1.3 論文的主要內(nèi)容
論文將介紹超聲波測距系統(tǒng)設(shè)計的方案選擇與硬件的設(shè)計與調(diào)試。全文共分為五章,本章介紹了超聲波測距系統(tǒng)設(shè)計的研究現(xiàn)狀和本課題的選題目的與意義;第二章介紹超聲波測距系統(tǒng)的總體設(shè)計方案,并對每個模塊進行了方案論證與選擇;第三章介紹了超聲波測距系統(tǒng)的原理;第四章介紹了各單元模塊的硬件電路設(shè)計與實現(xiàn);第五章介紹了系統(tǒng)的調(diào)試過程和調(diào)試結(jié)果,最后總結(jié)了整個設(shè)計中有待改進的地方。
第二章 超聲波測距系統(tǒng)的原理
2.1 超聲波的測距原理
2.1.1 測距的電路原理框圖
構(gòu)成超聲測距系統(tǒng)的電路功能模塊包括發(fā)射電路、接收電路、顯示電路、核心功能模塊單片機控制器及一些輔助電路。
采取收發(fā)分離方式有兩個好處:一是收發(fā)信號不會混疊,接收探頭所接收到的純?yōu)榉瓷湫盘?;二是將接收探頭放置在合適位置,可以避免超聲波在物體表面反射時造成的各種損失和干擾,提高系統(tǒng)的可靠性。
根據(jù)設(shè)計要求并綜合各方面因素,選擇了西安立宇電子科技有限公司的超聲波測距傳感器TCT40-16T/R(T表示發(fā)射傳感器,R表示接收傳感器),最大探測距離為6m,發(fā)射擴散角為60度。同時,采用單片機作 為主控制器,用動態(tài)掃描法實現(xiàn)LED數(shù)字顯示,超聲波驅(qū)動信號用單片機的定時器完成,超聲波測距器的系統(tǒng)框圖如下圖2-1所示。
圖2-1 測距的電路原理框圖
通過單片機的I/O口控制超聲波發(fā)射電路發(fā)出40kHz的超聲波,與此同時單片機內(nèi)計數(shù)器開始計時;經(jīng)過延遲后開啟超聲波接收電路,當(dāng)接收電路收到經(jīng)障礙物反射的回波后,計數(shù)器計時結(jié)束。通過單片機計算出即時距離,在顯示電路顯示出來,若低于警戒距離則開啟報警。
2.1.2 工作原理
人能聽到的聲音頻率為:20Hz~20kHz,即為可聽聲波,超出此頻率范圍的聲音,即20Hz以下的聲音稱為低頻聲波,20kHz以上的聲音稱為超聲波。超聲波是一種只有少數(shù)生物(如蝙蝠、海豚)才能感覺的機械波,其頻率在20kHz以上,波長短,繞射小、能定向傳播。
超聲波為直線傳播方式,頻率越高,繞射能力越弱,但反射能力越強。為此,利用超聲波的這種性能就可制成超聲波傳感器。
本設(shè)計采用的超聲波是40kHz。超聲波的縱向分辨率較高,對色彩和光照度不敏感,對外界光線和電磁場不敏感,可以用于測量較近目標(biāo)的距離。本設(shè)計采用的超聲波傳感器往返距離為15m,在有灰塵、煙霧、強磁場干擾、有毒等各種環(huán)境下都能穩(wěn)定工作。
超聲測距從原理上可分為共振式、脈沖反射式兩種。由于共振法的應(yīng)用要求復(fù)雜。在這里使用脈沖反射式。超聲波測距原理是通過超聲波發(fā)射器向某一方向發(fā)射超聲波,在發(fā)射時刻的同時開始計時。超聲波在空氣中傳播,途中碰到障礙物就立即返回來,超聲波接收器收到反射波就立即停止計時。超聲波在空氣中的傳播速度為C,而根據(jù)計時器記錄的測出發(fā)射和接收回波的時間差 就可以計算出發(fā)射點距障礙物的距離L。超聲波測距的算法原理如圖2-2所示:
圖2-2 超聲波測距的算法原理圖
計算公式為:
C= 331. 5 + 0. 607 T (2-1)
式中:C為超聲波在空氣中傳播速度;T為環(huán)境溫度。
L= (2-2)
式中:C為被測距離; 為發(fā)射超聲脈沖與接收其回波的時間差; 為超聲回波接收時刻; 為超聲脈沖發(fā)射時刻。用單片機可以很方便地測量 時刻和 時刻,根據(jù)以上公式,用軟件編程即可得到被測距離L。
這就是所謂的時間差測距法。由于超聲波也是一種聲波,其聲速C與溫度有關(guān),表2-1列出了幾種不同溫度下的聲速。在使用時,如果溫度變化不大,則可認(rèn)為聲速是基本不變的。如果測距精度要求很高,則應(yīng)通過溫度補償?shù)姆椒右孕U?/p>
表2-1 聲速與溫度關(guān)系表
溫度(℃) 30
20
10
0 10 20 30 100
聲速(米/秒) 313 319 325 323 338 344 349 386
聲速確定后,只要測得超聲波往返的時間,即可求得距離。這就是超聲波測距系統(tǒng)的機理。本設(shè)計認(rèn)為在實際使用中的環(huán)境溫度變化不大,對距離檢測精度要求也不高,將超聲波波速C認(rèn)為是不變的常數(shù)。
另一種補償方法就是用查表法,查上面溫度與聲速的對應(yīng)表,再適當(dāng)插值補償。這種方法精確度較高。在這里考慮到設(shè)計上的簡易性,沒有進行補償,能達(dá)到簡單應(yīng)用的基本要求。
該系統(tǒng)的工作原理:由微機編程送出40kHz頻率的方波信號至信號處理器,信號處理器通過兩級放大,再經(jīng)過壓電換能器將信號發(fā)射出去,該信號遇到障礙物反射回來在此稱為回波。同時,壓電換能器將接收的回波,通過信號處理的檢波放大、積分整形及一系列常見電路的處理,送至微機處理。顯示器的聲音告警頻率、發(fā)光二極管方位指示及障礙物距超聲波探頭的距離顯示均由單片機控制。
2.1.3 超聲波測距的工作方式
利用超聲波測距的工作,就可以根據(jù)測量發(fā)射波與反射波之間的時間間隔,從而達(dá)到測量距離的作用。其主要有三種測距方法:
•相位檢測法,相位檢測法雖然精度高,但檢測范圍有限。
•聲波幅值檢測法,聲波幅值檢測法易受反射波的影響。
•渡越時間檢測法,渡越時間檢測法的工作方式簡單,直觀,在硬件控制和軟件設(shè)計上都非常容易實現(xiàn)。其原理為:檢測從發(fā)射傳感器發(fā)射超聲波,經(jīng)氣體介質(zhì)傳播到接收傳感器的時間,這個時間就是渡越時間。
本設(shè)計的超聲波測距就是使用了渡越時間檢測法。在移動車輛中應(yīng)用的超聲波傳感器,是利用超聲波在空氣中的定向傳播和固體反射特性(縱波),通過接收自身發(fā)射的超聲波反射信號,根據(jù)超聲波發(fā)出及回波接收的時間差和傳播速度,計算傳播距離,從而得到障礙物到車輛的距離。
2.1.4 信號處理技術(shù)
測量過程是由單片機部分和超聲波信號處理電路共同完成的,一次測量的全過程為40ms。發(fā)射時,將40kHz的超聲波信號和一個同步脈沖信號加到與門,同步脈沖信號通過與門控制發(fā)射超聲波。單片機將同步脈沖的起始時刻定為 , 超聲波接收電路將接收到的信號加到單片機中,若檢測到信號,則記下該時刻 ,由時間差 = ,即可算得障礙物與超聲探頭之間的距離。若單片機系統(tǒng)接收不到超聲波回波信號,則到40 ms時重復(fù)上述過程開始下一輪的循環(huán)。
在超聲波發(fā)出后,如果直接進入檢測狀態(tài),則勢必浪費時間,因為此系統(tǒng)有最小測量距離,當(dāng)距離最小時,即為時間差 最小,記為 ,所以此時間可以用來處理別的數(shù)據(jù)。本設(shè)計中計算子程序就是在此時間里完成的,這樣就節(jié)省了一些時間。
2.2 超聲波探頭的主要作用
•探頭是一個電聲換能器,并能將返回來的聲波轉(zhuǎn)換成電脈沖;
•控制超聲波的傳播方向和能量集中的程度,當(dāng)改變探頭入射角或改變超聲波的擴散角時,可使聲波的主要能量按不同的角度射入介質(zhì)內(nèi)部或改變聲波的指向性,提高分辨率;
•實現(xiàn)波型轉(zhuǎn)換;
•控制工作頻率,適用于不同的工作條件。
2.3 小結(jié)
本章介紹了超聲波測距系統(tǒng)的測距原理、超聲波測距的工作方式以及測距中如何進行信號處理優(yōu)化,并闡述了超聲波測距的基本概念理論基礎(chǔ)、設(shè)計計算的主要方法和內(nèi)容
第三章 汽車倒車超聲波報警器設(shè)計方案比較與選擇
3.1 汽車倒車超聲波報警器的總體方案設(shè)計
3.1.1 方案的擬定條件
本設(shè)計首先要根據(jù)畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書中的要求(最大測距6m,最小測距0.20m,顯示分辨率0.02m,實時數(shù)字顯示測得的距離;在不同的距離范圍內(nèi)發(fā)出不同的聲光報警信號;駕駛員可根據(jù)個人需要調(diào)整設(shè)置報警距離.本報警器與其它報警器相比具有功能多、電路簡單、操作簡便、工作穩(wěn)定可靠等優(yōu)點)來進行器件選擇,如諧振頻率是多少,帶寬為多少,Q值、聲壓輸出、波束指向性、電容、驅(qū)動電壓、功率是多少才能達(dá)到設(shè)計要求,在什么樣的 環(huán)境特性下才能正常工作,市場上是否容易找到,便宜且應(yīng)用較廣否,這些都是需要考慮的問題。只有在這樣的條件下,方案才能順利確定,設(shè)計才能順利展開。
3.1.2 模型的建立
汽車倒車?yán)走_(dá)是利用超聲波測距原理,不斷測量汽車尾部與其后面障礙物的距離,在一定距離范圍內(nèi)給駕駛者以警示,同時由高亮度數(shù)碼管顯示出所測的距離值,提高汽車在倒車時的安全性。超聲波測距是通過不斷檢測超聲波發(fā)射后遇到障礙物所反射的回波,可由單片機測出從發(fā)射到接收到回波的時間,計算出障礙物到汽車尾部的距離S=CT/2,式中C為超聲波波速。盡管超聲波波速與環(huán)境溫度有關(guān),但汽車倒車?yán)走_(dá)在實際使用中的環(huán)境溫度變化不大,對距離檢測精度要求也不高,將超聲波波速C認(rèn)為是不變的常數(shù)。
測距系統(tǒng)模型應(yīng)如圖3-1所示。
3.2 超聲波測距系統(tǒng)的器件選擇
3.2.1 微控制器的選擇
單片機是本檢測系統(tǒng)的核心,它完成系統(tǒng)的功能設(shè)定、測量對象選擇、信號處理存儲、驅(qū)動LED顯示等功能。起初對于是選擇AT89S51芯片,還是AT89C51芯片舉棋不定,覺得二者區(qū)別不大,后來查閱相關(guān)資料發(fā)現(xiàn)AT89S51相對于AT89C51增加了很多新功能,性能有了較大提升,價格卻基本不變,甚至比89C51更低。
圖3-1 測距模型
•AT89S51支持ISP在線編程功能,串行寫入、速度更快、穩(wěn)定性更好,燒寫電壓也僅僅需要4~5V 即可。這個功能的優(yōu)勢在于改寫單片機存儲器內(nèi)的程序不需要把芯片從工作環(huán)境中剝離,是一個強大易用的功能。而AT89C51只支持并行寫入,同時需要VPP燒寫高壓。
•最高工作頻率為33MHz,大家都知道89C51的極限工作頻率是24M,就是說S51具有更高工作頻率,從而具有了更快的計算速度。
•燒寫壽命更長:89S5*標(biāo)稱的1000次,實際最少是1000次~10000次,這樣更有利初學(xué)者反復(fù)燒寫,減低學(xué)習(xí)成本。綜合上面的一些區(qū)別,個人認(rèn)為89C51的停止使用只是時間問題而已,就象當(dāng)年的8031。
•內(nèi)部集成看門狗計時器,不再需要像89C51那樣外接看門狗計時器單元電路。
•雙數(shù)據(jù)指示器。
•電源關(guān)閉標(biāo)識及電源范圍:89S5*電源范圍寬達(dá)4~5.5V,而89C5*系列在低于4.8V和高于5.3V 的時候則無法正常工作。
•全新的加密算法,這使得對于89S51的解密變?yōu)椴豢赡?,程序的保密性大大加強,這樣就可以有效的保護知識產(chǎn)權(quán)不被侵犯。
•兼容性方面:向下完全兼容51全部字系列產(chǎn)品。比如8051、89C51等等早期MCS-51兼容產(chǎn)品。也就是說所有教科書、網(wǎng)絡(luò)教程上的程序(不論教科書上采用的單片機是8051還是89C51還是MCS-51等等),在89S51上一樣可以照常運行,這就是所謂的向下兼容。
此外,AT89S51設(shè)計和配置了振蕩頻率可為0Hz并可通過軟件設(shè)置省電模式??臻e模式下,CPU暫停工作,而RAM定時計數(shù)器,串行口,外中斷系統(tǒng)可繼續(xù)工作,掉電模式凍結(jié)振蕩器而保存RAM的數(shù)據(jù),停止芯片其它功能直至外中斷激活或硬件復(fù)位。
比較結(jié)果:就如同INTEL的P3向P4升級一樣,雖然都可以跑Windows98,不過速度是不同的。從AT89C51升級到AT89S51,也是同理。和S51比起來,C51就要遜色一些,實際應(yīng)用市場方面技術(shù)的進步是永遠(yuǎn)向前的。
3.2.2 顯示模塊器件的選擇
在單片機小系統(tǒng)中,顯示模塊可以反映系統(tǒng)工作和運行結(jié)果,在系統(tǒng)中占有相當(dāng)重要地位。常用的顯示有:LED顯示和LCD顯示。
•LED顯示的硬件電路設(shè)計簡單、價格便宜,缺點是顯示消耗的電流較高,體積大,在低功耗手持式儀器中很少使用。
•LCD顯示具有低功耗、體積小特點,越來越多地應(yīng)用于以單片機為核心的便攜式儀表和測試儀中。采用LCD來顯示檢測到的溫濕度參數(shù),降低系統(tǒng)功耗。
本設(shè)計顯示部分采用簡單的4位共陽LED數(shù)碼管,段碼驅(qū)動用74LS245集成電路,位碼用S8550(也可用9012)三極管驅(qū)動。
3.2.3 超聲波傳感器的選擇
超聲波傳感器是利用超聲波的特性研制而成的傳感器。超聲波是一種振動頻率高于聲波的機械波,由換能晶片在電壓的激勵下發(fā)生振動產(chǎn)生的,它具有頻率高、波長短、繞射現(xiàn)象小,特別是方向性好、能夠成為射線而定向傳播等特點。超聲波對液體、固體的穿透本領(lǐng)很大,尤其是在陽光不透明的固體中,它可穿透幾十米的深度。超聲波碰到雜質(zhì)或分界面會產(chǎn)生顯著反射形成反射成回波,碰到活動物體能產(chǎn)生多普勒效應(yīng)。因此超聲波檢測廣泛應(yīng)用在工業(yè)、國防、生物醫(yī)學(xué)等方面。
以超聲波作為檢測手段,必須產(chǎn)生超聲波和接收超聲波。完成這種功能的裝置就是超聲波傳感器,習(xí)慣上稱為超聲波換能器,或者超聲波探頭。
超聲波探頭主要由壓電晶片組成,既可以發(fā)射超聲波,也可以接收超聲波。小功率超聲探頭多作探測作用。它有許多不同的結(jié)構(gòu),可分直探頭(縱波)、斜探頭(橫波)、表面波探頭(表面波)、蘭姆波探頭(蘭姆波)、雙探頭(一個探頭反射、一個探頭接收)等。
超聲波探頭的核心是其塑料外套或者金屬外套中的一塊壓電晶片。構(gòu)成晶片的材料可以有許多種。晶片的大小,如直徑和厚度也各不相同,因此每個探頭的性能是不同的,使用前必須預(yù)先了解它的性能。超聲波傳感器的主要性能指標(biāo)包括:
•工作頻率。工作頻率就是壓電晶片的共振頻率。當(dāng)加到它兩端的交流電壓的頻率和晶片的共振頻率相等時,輸出的能量最大,靈敏度也最高。
•工作溫度。由于壓電材料的居里點一般比較高,特別時診斷用超聲波探頭使用功率較小,所以工作溫度比較低,可以長時間地工作而不失效。醫(yī)療用的超聲波探頭的溫度比較高,需要單獨的制冷設(shè)備。
•靈敏度。主要取決于制造晶片本身。機電耦合系數(shù)大,靈敏度高;反之,靈敏度低。
為了研究和利用超聲波,人們已經(jīng)設(shè)計和制成了許多超聲波發(fā)生器??傮w上講,超聲波發(fā)生器可以分為兩大類:一類是用電氣方式產(chǎn)生超聲波,一類是用機械方式產(chǎn)生超聲波。電氣方式包括壓電型、磁致伸縮型和電動型等;機械方式有加爾統(tǒng)笛、液哨和氣流旋笛等。它們所產(chǎn)生的超聲波的頻率、功率和聲波特性各不相同,因而用途也各不相同。目前較為常用的是壓電式超聲波發(fā)生器。
本次設(shè)計就選用壓電式超聲波發(fā)生器,壓電式超聲波發(fā)生器實際上是利用壓電晶體的諧振來工作的。超聲波發(fā)生器內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖3-2所示,它有兩個壓電晶片和一個共振板。當(dāng)它的兩極外加脈沖信號,其頻率等于壓電晶片的固有振蕩頻率時,壓電晶片將會 發(fā)生共振,并帶動共振板振動,便產(chǎn)生超聲波。反之,如果兩電極間未外加電壓,當(dāng)共振板接收到超聲波時,將壓迫壓電晶片作振動,將機械能轉(zhuǎn)換為電信號,這時它就成為超聲波接收器了。
圖3-2 超聲波換能器內(nèi)部結(jié)構(gòu)
超聲波發(fā)射換能器與接收換能器其結(jié)構(gòu)上稍有不同,使用時應(yīng)分清器件上的標(biāo)志(一般器件上有標(biāo)明是T還是R,T:發(fā)射換能器,R:接受換能器)。超聲波換能器外部結(jié)構(gòu)如圖3-3所示。
圖3-3 超聲波換能器外部結(jié)構(gòu)
每個傳感器的中心頻率都存在一定的誤差,在40kHz左右波動。而且超聲波傳感器發(fā)射波束時存在發(fā)散角問題,一般發(fā)散角都比較大,從而導(dǎo)致了方向性較差。同時,隨著傳播距離的增大,在不同的發(fā)散角上信號衰減的程度也有變化。它在空氣中的發(fā)散角及耗散性如圖3-4所示。
圖3-4 發(fā)散角與耗散性
3.3 小結(jié)
本章介紹了超聲波測距系統(tǒng)的工作原理和超聲波測距系統(tǒng)微控制器的特點,提出了超聲波測距設(shè)計的總體方案,對各功能模塊的方案進行了比較,分析了常用的傳感器,選定了超聲波測距系統(tǒng)設(shè)計所需的器件。
第四章 超聲波測距系統(tǒng)的硬件設(shè)計
4.1 硬件設(shè)計工具平臺簡介
電路及PCB設(shè)計是EDA技術(shù)中的一個重要內(nèi)容,而EDA技術(shù)是現(xiàn)代電子工程領(lǐng)域的一門新技術(shù),它提供了基于計算機和信息技術(shù)的電路系統(tǒng)設(shè)計方法。Protel是其中比較杰出的一個軟件,在國內(nèi)流行最早、應(yīng)用面最寬。Protel DXP是Altium(Protel Technology前身)公司在2002年8月推出的一套最新Protel DXP電路板設(shè)計軟件平臺。該平臺運行與Windows XP/2000操作系統(tǒng)。Protel DXP不僅繼承了Protel系列產(chǎn)品的優(yōu)點,更重要的是將所有設(shè)計工具集成于設(shè)計系統(tǒng)一身。通過把設(shè)計輸入仿真、PCB繪制仿真、拓?fù)渥詣硬季€、信號完整性分析和設(shè)計輸出等技術(shù)的完美融合,為用戶提供了全程的設(shè)計解決方案,使用戶可以輕松的進行各種復(fù)雜的電路板設(shè)計。
使用Protel DXP設(shè)計印刷電路板的第一步就是要設(shè)計電路原理圖,只有正確設(shè)計電路原理圖,生成相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)表之后才能生成PCB文件。在設(shè)計時,先分析系統(tǒng),在進行模塊化的設(shè)計,將各部分電路分別設(shè)計,得到個模塊電路,在通過融合,實現(xiàn)整體電路的設(shè)計,還可以將所有模塊在一張比較大的圖紙上全部畫出來,但在同一張紙以模塊的形式分別設(shè)計電路圖,這樣在設(shè)計過程中思維比較清晰,設(shè)計過程比較簡單,而且更容易檢查錯誤。原理圖的設(shè)計相對簡單,在設(shè)計完成后要先通過編譯無誤后才生成網(wǎng)絡(luò)表,原理圖常見錯誤有:
•管腳沒有接入信號;
•放置導(dǎo)線時Wire與繪圖工具中Line混用,Wire具有電氣特性而Line不具有;
•元件放到圖紙界外;
•創(chuàng)建的工程文件網(wǎng)絡(luò)表只能部分調(diào)入PCB:生成netlist時沒有選擇為global;
在設(shè)計好原理圖,通過編譯檢查,生成了網(wǎng)絡(luò)表之后的工作就是繪制PCB板圖了。在導(dǎo)入網(wǎng)絡(luò)表之前,要確定原理圖中的元件都有PCB封裝。如果使用的器件在Protel DXP軟件的PCB庫中是沒有封裝的,那就要求自己按照器件的技術(shù)手冊封裝所需元件了。在封裝PCB元件是應(yīng)注意以下幾點:
•原理圖中所填元件的封裝要與PCB元件庫中的名稱一致。
•原理圖中元件的引腳名稱要與PCB元件庫中的引腳名稱一致。
•直插式元件封裝的孔要比元件的實際尺寸稍微大些,貼片元件的引腳封裝應(yīng)在條件允許的范圍內(nèi)盡量加寬、加長,這樣才有利于焊接。
完成以上幾步后,將網(wǎng)絡(luò)表導(dǎo)入到PCB文件中,生成PCB板圖。在導(dǎo)入網(wǎng)絡(luò)表的時候通常會出現(xiàn)以下的錯誤:
•原理圖中的元件使用了PCB庫中沒有的封裝。
•原理圖中的元件使用了PCB庫中名稱不一致的封裝。
•原理圖中的元件使用了PCB庫中pin number不一致的封裝。
網(wǎng)絡(luò)表成功導(dǎo)入PCB文件之后對器件進行布局,元件的布局有自動布局和手工布局兩中方式,由于自動布局的效果往往不能令人滿意,所以一般都需要進行手工調(diào)整。良好的布局可以降低PCB布線的難度。布局應(yīng)遵循以下一般原則:
首先,要考慮PCB尺寸大小。PCB尺寸過大時,印制線條長,阻抗增加,抗噪聲能力下降,成本也增加;過小,則散熱不好,且鄰近線條易受干擾。在確定PCB尺寸后,再確定特殊元件的位置。最后,根據(jù)電路的功能單元,對電路的全部元器件進行布局。
在確定特殊元件的位置時要遵守以下原則:
①盡可能縮短高頻元器件之間的連線,設(shè)法減少它們的分布參數(shù)和相互間的電磁干擾。易受干擾的元器件不能相互挨得太近,輸入和輸出元件應(yīng)盡量遠(yuǎn)離。
②某些元器件或?qū)Ь€之間可能有較高的電位差,應(yīng)加大它們之間的距離,以免放電引出意外短路。帶高電壓的元器件應(yīng)盡量布置在調(diào)試時手不易觸及的地方。
③重量超過15g的元器件、應(yīng)當(dāng)用支架加以固定,然后焊接。那些又大又重、發(fā)熱量多的元器件,不宜裝在印制板上,而應(yīng)裝在整機的機箱底板上,且應(yīng)考慮散熱問題,熱敏元件應(yīng)遠(yuǎn)離發(fā)熱元件。
④對于電位器、可調(diào)電感線圈、可變電容器、微動開關(guān)等可調(diào)元件的布局應(yīng)考慮整機的結(jié)構(gòu)要求。若是機內(nèi)調(diào)節(jié),應(yīng)放在印制板上方便于調(diào)節(jié)的地方;若是機外調(diào)節(jié),其位置要與調(diào)節(jié)旋鈕在機箱面板上的位置相適應(yīng)。
⑤應(yīng)留出印制扳定位孔及固定支架所占用的位置。
根據(jù)電路的功能單元,對電路的全部元器件進行布局時,要符合以下原則:
①按照電路的流程安排各個功能電路單元的位置,使布局便于信號流通,并使信號盡可能保持一致的方向。
②以每個功能電路的核心元件為中心,圍繞它來進行布局。元器件應(yīng)均勻、整齊、緊湊地排列在PCB上,盡量減少和縮短各元器件之間的引線和連接。
③在高頻下工作的電路,要考慮元器件之間的分布參數(shù)。一般電路應(yīng)盡可能使元器件平行排列,這樣,不但美觀,而且裝焊容易,也易于批量生產(chǎn)。
④位于電路板邊緣的元器件,離電路板邊緣一般不小于2mm。電路板的最佳形狀為矩形,長寬比為3:2或4:3。電路板面尺寸大于200×150mm時,應(yīng)考慮電路板所受的機械強度。
布線的方式也有兩種:自動布線及手工布線,自動布線效率高,但有時布線的結(jié)果不盡如人意,這是因為自動布線的功能主要是實現(xiàn)電氣網(wǎng)絡(luò)之間的連接。在自動布線的實施過程中,很少考慮到特殊的電氣、物理和散熱等要求,因此必須通過手工來進行調(diào)整,使電路板既能實現(xiàn)正確的電氣連接,又能滿足用戶的設(shè)計要求。手工調(diào)整布線的最簡便的方法是對不合 理的布線,采取先拆線,后手工布線。在布線的過程中應(yīng)注意的問題有:
•輸入端與輸出端的邊線應(yīng)避免相鄰平行,以免產(chǎn)生反射干擾。
•盡量加寬電源、地線寬度,最好是地線比電源線寬,它們的寬度關(guān)系是:地線>電源線>信號線,通常信號線寬為:0.2~0.3mm,最經(jīng)細(xì)寬度可達(dá)0.05~0.07mm,電源線為1.2~2.5 mm。對數(shù)字電路的PCB可用寬的地導(dǎo)線組成一個回路, 即構(gòu)成一個地網(wǎng)來使用(模擬電路的地不能這樣使用) 用大面積銅層作地線用,在印制板上把沒被用上的地方都與地相連接作為地線用。
焊盤時,焊盤中心孔要比器件引線直徑稍大一些。焊盤太大易形成虛焊。焊盤外徑D一般不小于(d+1.2)mm,其中d為引線孔徑。對高密度的數(shù)字電路,焊盤最小直徑可取(d+1.0)mm。
此外,還應(yīng)注意以下兩點:
•在印制板中有接觸器、繼電器、按鈕等元件時,操作它們時均會產(chǎn)生較大火花放電,必須采用RC電路來吸收放電電流,一般R取1~2K,C取2.2~47uF。
•CMOS的輸入阻抗很高,且易受感應(yīng),因此在使用時對不用端要接地或接正電源。
4.2 超聲波測距系統(tǒng)的硬件設(shè)計
51系列單片機中典型芯片(如AT89S51) 采用40引腳雙列直插封裝(DIP)形式,內(nèi)部由CPU,4kB的ROM,256B的RAM,2個16b的定時/計數(shù)器T0和T1,4個8b的I/O端口P0、P1、P2、P3,一個全雙功串行通信口等組成。特別是該系列單片機片內(nèi)的Flash可編程、可擦除只讀存儲器( PROM ),使其在實際中有著十分廣泛的用途, 在便攜式、省電及特殊信息保存的儀器和系統(tǒng)中更為有用。該系列單片機引腳圖如圖4-1所示,同時也為了對下面超聲波測距系統(tǒng)的硬件設(shè)計進行更清楚的敘述,對其引腳標(biāo)了號。
51系列單片機提供以下功能: 4kB存儲器;256BRAM;32條I/O 線;2個16b定時/計數(shù)器;5個2級中斷源;1個全雙向的串行口以及時鐘電路。
空閑方式: CPU 停止工作,而讓RAM、定時/計數(shù)器、串行口和中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作。
掉電方式: 保存RAM的內(nèi)容, 振蕩器停振,禁止芯片所有的其他功能直到下一次硬件復(fù)位。
51系列單片機為許多控制提供了高度靈活和低成本的解決辦法。充分利用他的片內(nèi)資源,即可在較少外圍電路的情況下構(gòu)成功能完善的超聲波測距系統(tǒng)。
圖4-1 AT89S51引腳圖
4.2.1 超聲波發(fā)射電路的設(shè)計
超聲波發(fā)射電路原理圖如圖4-2所示。
設(shè)計原理:發(fā)射電路主要由反向器74LS04和超聲波換能器T構(gòu)成,AT89S51單片機P1.0端口輸出的40kHz方波信號一路經(jīng)一級反向器后送到超聲波換能器的一個電極,另一路經(jīng)兩級反向器后送到超聲波換能器的另一個電極。用這種推挽形式將方波信號加到超聲波換能器兩端,可以提高超聲波的發(fā)射強度。
輸出端采用兩個反向器并聯(lián),用以提高驅(qū)動能力。上拉電阻R8、R9一方面可以提高反向器74LS04輸出高電平的驅(qū)動能力,另一方面可以增加超聲波換能器的阻尼效果,縮短其自由振蕩的時間。
在實驗制作和電路改進中,為了增加測量效果,可以考慮提高接收的靈敏度,但是靈敏度也并不是越高就越好。接收靈敏度過高,容易引起自激,結(jié)果反而不好,其實可以從增加發(fā)射功率方面著手,只要在發(fā)射頭兩端加個線圈。線圈可以用0.01mm的銅絲在小磁環(huán)繞成大致初級10匝,次級40匝左右。
圖4-2 超聲波發(fā)射電路
4.2.2 超聲波檢測接收電路的設(shè)計
本超聲波測距儀的接收電路采用集成塊CX20106A,其總放大增益為80db 以保證7腳輸出的控制脈沖序列信號幅度在3.5-5V以內(nèi)。超聲接收換能器UCM-40R接收到的信號經(jīng)C9電容耦合至輸入端1腳,總增益大小由2腳接收器R、C決定。R越小,C越大增益越高,C9選值過大將造成頻率響應(yīng)變差,為了兼顧總增益和頻率特性R14取4.7 ,C17取3.3μF,3 腳C為檢波電容,選3.3μF,當(dāng)其容量減小時,瞬態(tài)響應(yīng),靈敏度會有所提高,但檢波輸出脈沖寬度變動也較大。帶通濾波特性,可由5腳R15電阻決定其值在210K-220K間調(diào)整,本設(shè)計R15定為200K。用金屬膜電阻調(diào)試,若其阻值偏差過大,中心頻率也將相對偏移。所以當(dāng)信號經(jīng)過帶通濾波器時,增益將大大降低,6腳C6電容為比較積分電容,7腳R16為輸出負(fù)載電阻,104pF電容C11為電源濾波元件,當(dāng)電容容量減小或失效時,將造成濾波不良,可能干擾接收輸入端。超聲波接收電路如圖4-3所示。
CX20106是紅外遙控接收前置放大雙極性電路,引腳意義如下:
1 IN 遙控信號輸入端(此腳與地之間接紅外線接收二極管
2 前置放大器頻率特性和增益設(shè)定(此腳與地之間接RC串連電路)
3 接檢波電容
4 GND 接地
5 設(shè)定帶通濾波器的中心頻率(此腳與電源間接電阻)
6 外接積分電容
7 OUT 遙控指令輸出端
8 外接電源
典型電壓5V,典型功耗9mW。帶通濾波器的中心頻率可由電阻調(diào)節(jié),范圍30-60kHz。配套使用型號為M50462AP。
圖4-3 超聲波接收電路
4.2.3 超聲波蜂鳴報警電路的設(shè)計
蜂鳴報警電路是采用揚聲器來對所設(shè)置的報警距離實施報警,以向駕駛員提出警示。
本系統(tǒng)可以設(shè)定距離值,當(dāng)大于或小于設(shè)定值時將發(fā)出控制信號。當(dāng)小于設(shè)定值時,進入蜂鳴報警狀態(tài),通過一個NPN晶體管來驅(qū)動蜂鳴器,不需要復(fù)雜的濾波和放大電路,具有自動平滑功能,蜂鳴器鳴響。
超聲波蜂鳴報警電路如圖4-4所示。
圖4-4 超聲波蜂鳴報警電路
4.2.4 超聲波系統(tǒng)鍵盤電路的設(shè)計
鍵盤電路是用來對最大測距、最小測距以及有關(guān)參數(shù)進行設(shè)置。
鍵盤輸入:開啟值30-1000厘米,關(guān)閉值30-1000厘米(在該范圍內(nèi)任意設(shè)置)。本系統(tǒng)由一個按鍵 啟動/停止系統(tǒng),由三個按鍵設(shè)定距離值: 的作用是進入和退出設(shè)定, 和 :分別是向上加值和向下減值,每按一次加或減一厘米,由數(shù)碼管輸出顯示。超聲波系統(tǒng)鍵盤電路如圖4-5示。
圖4-5 超聲波系統(tǒng)鍵盤電路
4.2.5 超聲波濾波整流電路的設(shè)計
超聲波濾波整流電路如圖4-6所示。該電路是用來把反射信號轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)電平信號,通過整形把檢波后得到的不標(biāo)準(zhǔn)的脈沖波整形為標(biāo)準(zhǔn)脈沖波。
信號整形電路:當(dāng)接收到的信號從信號篩選電路中出來之后是一個很不規(guī)則的方波信號,希望最好得到一脈沖信號,經(jīng)過此部分電路處理過后再送進單片機中進行處理運算。
因為多諧振蕩器中有高頻分量噪聲,所以通過低通濾波器將高頻噪聲濾掉。本信號篩選電路在整個電路中可以說起到非常重要的作用,通過對它的適當(dāng)調(diào)整,可以有效地濾除由于外界干擾帶來的非超聲波信號進入超聲波接收系統(tǒng),從而大 大提高了本電路的抗干擾性。
圖4-6 超聲波濾波整流電路
4.2.6 時鐘和復(fù)位電路設(shè)計
(1)復(fù)位電路的設(shè)計
在振蕩器運行時,有兩個機器周期(24個振蕩周期)以上的高電平出現(xiàn)在此引腿時,將使單片機復(fù)位,只要這個腳保持高電平,51芯片便循環(huán)復(fù)位。復(fù)位后P0-P3口均置1引腳表現(xiàn)為高電平,程序計數(shù)器和特殊功能寄存器SFR全部清零。當(dāng)復(fù)位腳由高電平變?yōu)榈碗娖綍r,芯片為ROM的00H處開始運行程序。復(fù)位操作不會對內(nèi)部RAM有所影響。
(2)時鐘電路的設(shè)計
時鐘振蕩器:
AT89S51中有一個用于構(gòu)成內(nèi)部振蕩器的高增益反相放大器,引腳XTAL1和XTAL2分別是該放大器的輸入端和輸出端。這個放大器與作為反饋元件的片外石英晶體或陶瓷諧振器一起構(gòu)成自激振蕩器。
外接石英晶體(或陶瓷諧振器)及電容C1,C2接在放大器的反饋回路中構(gòu)成并聯(lián)諧振電路。對外接電容C20,C25雖然沒有十分嚴(yán)格的要求,但電容容量的大小會輕微影響振蕩頻率的高低,振蕩器工作的穩(wěn)定性,起振的難易程序及溫度穩(wěn)定性,如果使用石英晶體,推薦電容使用30pF 10pF ,而使用陶瓷諧振器建議選擇40pF 10pF。
可以采用外部時鐘。這種情況下,外部時鐘接到XTAL1端,即內(nèi)部時鐘發(fā)生器的輸入端,XTAL2則懸空。
由于外部時鐘信號是通過一個二分頻觸發(fā)器后作為內(nèi)部時鐘信號的,所以對外部時鐘信號的占空比沒有特殊的要求,但最小高電平持續(xù)時間和最大的低電平持續(xù)時間應(yīng)符合產(chǎn)品技術(shù)條件的要求。時鐘復(fù)位電路如圖4-7所示:
圖4-7 時鐘和復(fù)位電路
4.2.7 擴展顯示電路的設(shè)計
回波經(jīng)過AT89S51對接收到的信息進行處理后,被測的距離在LED上顯示。
顯示電路采用簡單實用的四位一體共陽極LED數(shù)碼管顯示所測距離值,顯示電平使用低電平有效。段碼用74LS245驅(qū)動,外接升壓電阻。位碼用PNP三極管8550(可用9012替代)驅(qū)動。顯示電路如圖4-8所示。
數(shù)碼管采用動態(tài)掃描顯示,動態(tài)掃描顯示的好處是對CPU的I/O口要求較少,但對電路的干擾較大,注意PCB板的布線和對接收放大電源的穩(wěn)定性要進行補償處理,否則對其影響很大。
74LS245雙向總線接收器簡要說明:74LS245為三態(tài)輸出的八組總線收發(fā)器,其主要電器特性的典型值如表4-1所示(不同廠家具體值有差別)。
表4-1 74LS245電器特性
74LS245 8ns 8ns 275mW
引出端符號:A A總線端
B B總線端
三態(tài)允許端(低電平有效)
DIR 方向控制端
極限值:電源電壓 …………………………………………. 7V
輸入電壓 …………………………………………. 7V
輸出高阻態(tài)時高電平電壓 ……………………… 5.5V
工作環(huán)境溫度:74LS245 ………………………………….……… 0~70℃
存儲溫度 ………………………………………-65~150℃
圖4-8 顯示電路
4.3 小結(jié)
本章首先介紹了做設(shè)計的硬件設(shè)計工具Protel DXP,然后對超聲波測距系統(tǒng)的硬件各電路功能模塊包括發(fā)射電路、接收電路、顯示電路、核心功能模塊單片機控制器及一些輔助電路進行了詳細(xì)的敘述,給出了詳細(xì)的原理圖。
本系統(tǒng)利用AT89S51產(chǎn)生40kHz的頻率驅(qū)動超聲波換能器的發(fā)射頭,接收頭收到信號后,經(jīng)CX20106A芯片進行放大、限幅、濾波、整形、比較后輸出低電平送到單片機的外部中斷0申請中斷,單片機響應(yīng)中斷請求,取得定時器內(nèi)的時間進行距離計算,用四位一體的數(shù)碼管顯示測出的距離,并可根據(jù)設(shè)定報警距離進行報警。
第五章 超聲波測距系統(tǒng)聯(lián)機調(diào)試與結(jié)論
5.1 系統(tǒng)硬件電路調(diào)試與分析
5.1.1 調(diào)試儀器和內(nèi)容
(1)測試試驗方法:可通過顯示電路實驗、超聲波發(fā)射接收以及測距試驗進行調(diào)試。
測試儀器:示波器,多功能穩(wěn)壓電源,電壓表,秒表。
(2)調(diào)試內(nèi)容
超聲波測距儀的制作和調(diào)試都比較簡單,安裝時探頭時應(yīng)保持兩換能器中心軸線平行并相距4~8cm,其余元件無特殊要求。若能將超聲波接收電路用金屬殼屏蔽起來,則可提高抗干擾能力。根據(jù)測量范圍要求不同,可適當(dāng)調(diào)整與接收換能器并接的濾波電容C的大小,以獲得合適的接收靈敏度和抗干擾能力。
系統(tǒng)調(diào)試完后對測量誤差和重復(fù)一致性進行多次實驗分析,不斷優(yōu)化系統(tǒng)使其達(dá)到實際使用的測量要求。
5.1.2 調(diào)試過程
系統(tǒng)采用模塊化電路設(shè)計, 采用較低的外部晶振和中周電路固化的超聲波探頭,數(shù)字和模擬部分電路分開供電,以提高系統(tǒng)抗干擾能力,但由于實際應(yīng)用中仍存在較多電磁干擾,而回波信號為小信號輸入, 系統(tǒng)調(diào)試中通過硬件補償?shù)姆绞綄﹄娐愤M行了優(yōu)化和調(diào)整,使系統(tǒng)達(dá)到了較高的可靠性。
測距系統(tǒng)經(jīng)過檢波等硬件處理后的波形如圖5-1所示:
在檢測時,發(fā)送完檢測脈沖后立刻進行判斷負(fù)脈沖的長短,從而確定是否有障礙物存在。無障礙物時負(fù)脈沖寬度固定為t1,有障礙物時負(fù)脈沖固定為t1+t2,t3為超聲波回波檢測負(fù)脈沖。t1、t2的寬度與發(fā)送的脈沖周期數(shù)有關(guān)。周波數(shù)越多,t1越寬,檢測距離越遠(yuǎn),反之亦然。T3與T4之間的長度會隨障礙物的距離而先行變化。因此,只要檢測出t1、t2及T3與T4之間的長度即可判斷障礙物距離。
(1)7段數(shù)碼管的測試
LED數(shù)碼有共陽和共陰兩種,把這些LED發(fā)光二極管的正極接到一塊(一般是拼成一個8字加一個小數(shù)點)而作為一個引腳,就叫共陽的,相反的,就叫共陰的,那么應(yīng)用時這個腳就分別的接VCC和GND。再把多個這樣的8字裝在一起就成了多位的數(shù)碼管了。
首先,找個電源(3到5伏)和1個1K(幾百的也歐的也行)的電阻,VCC串接個電阻后和GND接在任意2個腳上,組合有很多,但總有一個LED會發(fā)光的找到一個就夠了,然后用GND不動,VCC(串電阻)逐個碰剩下的腳,如果有多個LED(一般是8個),那就是共陰的了。相反用VCC不動,GND逐個碰剩下的腳,如果有多個LED(一般是8個),那就是共陽的了。
(2)發(fā)射器探頭對接收器探頭的影響
超聲波從發(fā)射到接收的時間 間隔是由控制器內(nèi)部的定時器來完成的。由于發(fā)射器探頭與接收器探頭的距離不大,有部分波未經(jīng)被測物就直接繞射到接收器上,造成發(fā)送部分與接受部分的直接串?dāng)_問題。這一干擾問題可通過軟件編程,使控制器不讀取接收器在從發(fā)射開始到"虛假反射波"結(jié)束的時間段里的信號。這樣,就有效的避免了干擾,但另一方面也形成了20cm的“盲區(qū)”。此“盲區(qū)”很小,對本系統(tǒng)沒有影響。
(3)調(diào)試注意事項
•超聲波探頭表面嚴(yán)禁用手及其它物體觸摸以免產(chǎn)生信號滯后性及損壞。
•在測距中應(yīng)保證測距儀與被測物體距離為定值,要和被測物體成一條直線,使測得距離讀數(shù)的準(zhǔn)確性。
5.1.3 測試數(shù)據(jù)及測試結(jié)果分析計算
傳感器工作電壓:超聲波傳感器5V
試驗數(shù)據(jù):簡單搭建電路板并調(diào)試后,對一500mm寬的距離測試,所測數(shù)據(jù)如表5-1所示(單位:mm)。
表5-1 500mm寬的距離測試數(shù)據(jù)
次數(shù) 1 2 3 4 5 平均
測值 500.3 499.8 499.9 500.1 500.0 500.03
該測距系統(tǒng)使用方便、精度高,在一些惡劣環(huán)境,如極易被腐蝕、電解,失去靈敏性等工礦業(yè)現(xiàn)場將大有用武之地。
(1)測試結(jié)果與分析
超聲波測距系統(tǒng)調(diào)試完成后,對系統(tǒng)進行了測試。在超聲波換能器與較大平面(如墻壁面)法線方向一致時,量程為0.07~5.50m,測距盲區(qū)控制在20cm內(nèi),分辨率為0.01m,實驗中對測量范圍0.07~2.50m內(nèi)的平面物體做了多次測試,測距器的最大誤差不超過1cm,重復(fù)一致性很好。因為超聲波具有一定發(fā)散角,所以當(dāng)在正前方和斜前方都有物體時,會以距發(fā)射器最近的物體作為探測目標(biāo)。目前此設(shè)計可提交于應(yīng)用于一些動機器人、安全線提示,銀行及取款機的一米線提示等場合。
(2)誤差分析
對系統(tǒng)進行實驗測試,結(jié)果發(fā)現(xiàn)在5米范圍內(nèi),最大誤差在5cm以內(nèi),且距離越近,誤差越小,限制該系統(tǒng)最大可測距離的因素包括:超聲波的幅度、反射面的質(zhì)地、反射和入射聲波之間的夾角以及接收換能器的靈敏度。接收換能器對聲波脈沖的直接接收能力將決定最小的可測距離。
測距誤差主要來源于以下幾個方面:
①氣溫度變化等引起的聲速變化造成的誤差,溫度在-30℃-40℃范圍變化時,傳播速度v的變化范圍為313米/秒-356米/秒,由測距公式可計算出距離值有一定影響,采用聲速預(yù)置和傳播介質(zhì)溫度測量結(jié)合的方法對聲速進行修正,可有效地降低溫度變化產(chǎn)生的誤差。
②發(fā)射與脈沖計數(shù)由于響應(yīng)快慢差異開啟不同步引起的誤差,對此在調(diào)試中通過脈沖計數(shù)值補償進行修正。
③超聲波在傳播過程由于受衍射、散射和吸收等影響衰減導(dǎo)致的誤差,近距離誤差不明顯,距離越遠(yuǎn)產(chǎn)生的誤差越大,可適當(dāng)增大超聲波的發(fā)射功率等來改善。
④發(fā)射和接受前置電路延遲的時間誤差等,發(fā)射前置電路和接收前置電路中采用集成芯片都有時間延遲。對此采取時間增益控制,來減少誤差,由于本裝置對于厘米級的精度已經(jīng)足夠,電路延遲都是納秒數(shù)量級,記數(shù)頻率是40kHz,所以減少一個記數(shù)單位完全可以矯正。針對誤差原因在程序設(shè)計及系統(tǒng)調(diào)試中做了相應(yīng)處理后,收到一定的效果,精度得到一定的提高。
⑤超聲波波束對探測目標(biāo)的入射角的影響。
⑥超聲波回波聲強與待測距離的遠(yuǎn)近有直接關(guān)系。
⑦超聲波傳播速度對測距是有影響的。穩(wěn)定準(zhǔn)確的超聲波傳播速度是保證測量精度的必要條件,傳播媒質(zhì)的特性,如溫度、壓力、密度對聲速都將產(chǎn)生影響。因此,為了準(zhǔn)確地計算距離,應(yīng)對聲速加以修正,系統(tǒng)程序中采用了軟件補償措施。
(3)誤差改進
由于考慮到體積、成本等因素,本裝置在性能上、功能上還存在不足,有待于進一步提高:
•增加幾路不同方向的超聲波探測或紅外探測器以及溫度補償電路等,可以提高裝置的靈敏度和精度,同時提高可靠性。
•可在裝置中增加一個語音芯片,將蜂鳴報警改為語音說明指示,根據(jù)探測結(jié)果直接報出距離、方位,更便于使用。
•由于受發(fā)射功率及回波檢測靈敏度的限制,探測范圍較小,可增加發(fā)射功率調(diào)節(jié)等電路,以便增大探測范圍,可用于夜間探路、井下探索等。
(4)溫度的補償
由于超聲波也是一種聲波,其聲速C與溫度有關(guān)。在使用時,如果溫度變化不大,則可認(rèn)為聲速是基本不變的。如果測距精度要求很高,則應(yīng)通過溫度補償?shù)姆椒右孕U?。聲速確定后,只要測得超聲波往返的時間,即可求得距離。
所以,在超聲波的兩個探頭旁邊可放置溫度傳感器,測出環(huán)境溫度T,由單片機控制器進行軟件修正。
5.2 系統(tǒng)源程序的調(diào)試過程
5.2.1 軟件仿真驗證
本設(shè)計采用51匯編語言編寫,用Keil C51編譯和調(diào)試。這里采用光電二極管和光電三極管來代替超聲波發(fā)送探頭和超聲波接收探頭,且空中傳播過程略去仿真。聯(lián)調(diào)仿真后,可見數(shù)字電路的延遲效果比較明顯,所以需要軟件矯正。
由于超聲波探頭存在余震效應(yīng), 為避免余震產(chǎn)生的“虛假反射波”超聲測距數(shù)據(jù)的采集與處理錯誤申請中斷,超聲波脈沖發(fā)射后軟件中設(shè)置了一段時間的延時,稱為“死區(qū)”時間,“死區(qū)”形成了距離測量中的“盲區(qū)”,由于探頭的性能誤差,運行后要不斷調(diào)整探頭的“死區(qū)”。經(jīng)過應(yīng)用過程的調(diào)試,本系統(tǒng)的測量“盲區(qū)”控制在20cm內(nèi),“死區(qū)”時間為115ms,測量誤差為±1cm。
結(jié) 論
本文所設(shè)計的倒車?yán)走_(dá)系統(tǒng)是保障汽車倒車安全的輔助系統(tǒng),通過超聲波探頭發(fā)出超聲波,使用高速單片機計算距離,還可加入了溫度補償電路,提高了距離計算的精度。系統(tǒng)安裝的LED可以直觀的顯示溫度和距離,給駕駛員提供了方便。倒車時當(dāng)汽車與障礙物的距離小于所設(shè)定的安全距離時,系統(tǒng)發(fā)出報警,提醒駕駛員,防止汽車的碰撞或擦傷,具有很強的實用性。
整個報警器系統(tǒng)由汽車倒車擋控制,當(dāng)汽車置于倒車擋時,報警器工作;置于其它擋時,報警器不工作。在環(huán)境溫度為-20~50℃的范圍內(nèi),測量誤差為幾個厘米,這個誤差能滿足正常倒車的需要。因為本設(shè)計所采用的超聲波傳感器的輻射范圍是 60°,所以在安裝時,需在車尾裝3~4個超聲波傳感器,這樣才能覆蓋整個范圍。
利用51系列單片機設(shè)計的測距儀便于操作、讀數(shù)直觀。經(jīng)實際測試證明, 該類測距儀工作穩(wěn)定, 能滿足一般近距離測距的要求, 且成本較低、有良好的性價比。
本超聲波測距系統(tǒng)可應(yīng)用于汽車倒車、建筑施工工地以及一些工業(yè)現(xiàn)場的位置監(jiān) 控,也可用于如液位、井深、管道長度的測量等場合,覺得這次的設(shè)計實用性極強。
通過一學(xué)期的努力,完成了超聲波測距系統(tǒng)的設(shè)計。設(shè)計滿足了任務(wù)書中的基本要求和擴展要求,軟、硬件設(shè)計已達(dá)到預(yù)期效果。主要完成的工作有:
①學(xué)會了使用Protel軟件繪制原理圖和PCB板圖。
②完成了超聲波測距系統(tǒng)的各個功能模塊的硬件設(shè)計與調(diào)試。
③已經(jīng)通過系統(tǒng)的軟硬件聯(lián)合調(diào)試,距離通過LED顯示出來。
由于時間和能力有限,本次設(shè)計還有一些不足之處,主要有以下幾方面:
①由于經(jīng)驗不足,在設(shè)計超聲波測距系統(tǒng)的時候,設(shè)計原理圖與PCB板圖的時候出現(xiàn)了一些問題。
②在調(diào)試時,顯示的延遲性較大,超聲波探頭太敏感。
本文創(chuàng)新點:
①測試結(jié)果分析可知,本裝置采用較低成本的器件設(shè)計制作,且誤差較小,完全滿足汽車倒車的指引作用,具有較高的性價比。
②裝置結(jié)構(gòu)簡單、體積小、性能穩(wěn)定,操作容易、使用方便,可以安裝在不同的載體上,制作成不同的用具,如導(dǎo)盲眼鏡、位移儀、深度儀等,具有一定推廣應(yīng)用價值。
致 謝
感謝西南科技大學(xué)。在這里,我開闊了見識,增長了知識,鍛煉了能力。大學(xué)四年的親身體驗讓我更增加了對學(xué)校的熱愛。
感謝我的指導(dǎo)老師曾毅對我的辛勤培育。從論文的立題到實驗的設(shè)計以及論文的撰寫整個過程無不浸透著老師的心血。他廣博的學(xué)識,嚴(yán)肅的科學(xué)態(tài)度,嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神,靈活的思維方式,耐心細(xì)致的言傳身教深深感染激勵著我,將使我終身受益。導(dǎo)師不但在學(xué)習(xí)上給予我耐心細(xì)致的指導(dǎo),在生活中也給了我莫大的關(guān)懷,在這里向曾老師表示衷心的感謝。
感謝大學(xué)四年所有指導(dǎo)過的老師。在學(xué)習(xí)的過程中給了我很多的指導(dǎo),讓我在理論知識和動手能力上都有很大的提高。
在完成畢業(yè)設(shè)計和畢業(yè)論文的過程中,我們寢室的同學(xué)給了我很大的幫助,在此向他們表示深深的感謝。
感謝父母二十多年來的養(yǎng)育之恩,讓我順利的完成了四年的大學(xué)學(xué)業(yè),并讓我獲取了一定的知識并最終走向社會,為社會貢獻自己!
最后,我要向在百忙之中抽時間對本文進行審閱、評議和參加本人論文答辯的各位老師表示感謝
參考文獻
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附 錄
附錄1:系統(tǒng)總原理圖
附錄2:AT89S51引腳功能
Vcc:電源電壓;GND:地
RST:復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器工作時,RST引腳出現(xiàn)機器周期以上高電平將使單片機復(fù)位。
P0口:P0口是一組8位漏極開路型雙向I/O口,也即地址/數(shù)據(jù)總線復(fù)用口。作為輸出口用時,每位能吸收電流的方式驅(qū)動8個TTL邏輯門電路,對斷口寫“1”可作為高阻抗輸入端用。
在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器或程序存儲器時,這組口線分時轉(zhuǎn)換地址(低8位)和數(shù)據(jù)總線復(fù)用,在訪問期間激活內(nèi)部上拉電阻。
在Flash編程時,P0口接收指令字節(jié)。而在程序檢驗時,輸出指令字節(jié),校驗時,要求外接上拉電阻。
P1口:P1是一個帶內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口,P1的輸出緩沖級可驅(qū)動(吸收或輸出電流)4個TTL邏輯門電路。對端口寫“1”,通過內(nèi)部上拉電阻把端口拉到高電平,此時可作輸入口。作輸出口使用時,因為存在上拉電阻,某個引腳被外部信號拉低時會輸出一個電流( )。
Flash編程和程序校驗期間,P1口接受低8位地址。
P2口:P2是一個帶內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口,P2的輸出緩沖級可驅(qū)動(吸收或輸出電流)4個TTL邏輯門電路。對端口寫“1”,通過內(nèi)部上拉電阻把端口拉到高電平,此時可作輸入口。作輸出口使用時,因為存在上拉電阻,某個引腳被外部信號拉低時會輸出一個電流( )。
在訪問外部程序存儲器或16位地址的外部數(shù)據(jù)存儲器P2口送出高8位地址數(shù)據(jù)。在訪問八位地址的外部數(shù)據(jù)存儲器,P2口線上的內(nèi)容(也即特殊功能存儲器(SFR)區(qū)中R2寄存器)。在整個訪問期間不改變。
FLASH編程或校驗時,P2亦接受地址和其它控制信號
P3口:P3口是一組帶有內(nèi)部上拉電阻的八位雙向I/O口,P3口輸出緩沖級可驅(qū)動(吸收或輸出電流)四個TTL邏輯門電路。對P3口寫入“1”時。它們被內(nèi)部上拉電阻拉高并可作為輸入端口。作輸入端時,被外部拉低的P3口將用上拉電阻輸出電流(I )。
P3口除了作為一般的I/O口線外,更重要的用途是它的第二功能,如表③-2所示。P3口還接受一些用于FLASH閃速存儲器和程序校驗的控制信號。
表1 P3口的分配
端口引腳 第二功能
P3.0 RXD(串性輸入口)
P3.1 TXD(串行輸出口)
P3.2 (外中段0)
P3.3 (外中段1)
P3.4 (定時/計數(shù)器0)
P3.5 (定時/計數(shù)器1)
P3.6 (外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通)
P3.7 (外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通)
ALE:當(dāng)訪問外部程序存儲器或數(shù)據(jù)存儲器時,ALE(地址鎖存允許)輸出脈沖用于鎖存地址的低八位字節(jié)。即使不訪問外部存儲器,ALE仍以時鐘振蕩頻率的1/6輸出 固定的正脈沖信號,因此它可對外輸出時鐘或用于定時目的。要注意的是,每當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時將跳過一個ALE脈沖。對Flash存儲器編程期間,該引腳還用于輸入編程脈沖( )。如有必要,可通過對特殊功能寄存器(SFR)區(qū)中的8EH單元的D0位置位,可禁止ALE操作。該位置位后,只有一條MOVX和MOVC指令A(yù)LE才會被激活。此外,該引腳會被微弱拉高,單片機執(zhí)行外部程序時,應(yīng)設(shè)置ALE無效。
:程序儲存允許( )輸出是外部程序存儲器的讀選通信號,當(dāng)AT89C51由外部程序存儲器取指令(或數(shù)據(jù))時,每個機器周期兩次 有效,即輸出兩個脈沖。在次期間,當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時,這兩次有效的 信號不出現(xiàn)。
EA/VPP:外部訪問允許。欲使CPU僅訪問外部程序存儲器(地址為0000H-FFFFH),EA端必須保持低電平(接地)。需注意的是:如果加密位LB1被編程,復(fù)位時內(nèi)部會鎖存EA端狀態(tài)。如EA端為高電平(接Vcc端),CPU則執(zhí)行內(nèi)部程序存儲器中的指令。Flash存儲器編程時,該引腳加上+12V的編程允許電源Vpp。當(dāng)然這必須是該器件是使用12V編程電壓Vpp。
XTAL1:振蕩器反相放大器的及內(nèi)部時鐘發(fā)生器的輸入端。