急剎車誤踩油門應(yīng)急系統(tǒng)

摘要：針對(duì)新手開車誤踩油門而經(jīng)常產(chǎn)生嚴(yán)重交通事故現(xiàn)象，文章設(shè)計(jì)由急剎車誤踩油門判斷電路、單片機(jī)控制電路、繼電器切斷油門及驅(qū)動(dòng)剎車等電路構(gòu)成的急剎車誤踩油門應(yīng)急系統(tǒng)，能自動(dòng)識(shí)別誤踩油門，啟動(dòng)緊急剎車功能。實(shí)驗(yàn)表明系統(tǒng)易于實(shí)現(xiàn)并取得較好效果，具有廣泛的應(yīng)用前景。文中概述了系統(tǒng)的硬軟件設(shè)計(jì)與具體實(shí)現(xiàn)方法。
關(guān)鍵詞：急剎車；誤踩油門；單片機(jī)；繼電器；驅(qū)動(dòng)電路

0 概述
目前我國(guó)每天考取汽車牌照的人數(shù)以萬(wàn)計(jì)，其中有不少人在考取車牌后隔離相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間才開始駕車， 這樣的新手，技術(shù)不熟練，當(dāng)開車遇到緊急情況時(shí)，如：遇到行人、障礙物或快速迎面而來(lái)的汽車時(shí)，慌亂中，經(jīng)常會(huì)誤把油門當(dāng)成剎車踩，使車突然加速，造成車損人亡的嚴(yán)重交通事故。還有一部分酒醉駕駛?cè)藛T，意識(shí)模糊，很容易誤把油門當(dāng)成剎車踩，從而產(chǎn)生交通事故慘劇。
本文提出的急剎車誤踩油門應(yīng)急系統(tǒng)是由急剎車誤踩油門判斷電路、單片機(jī)控制電路、繼電器切斷油門及驅(qū)動(dòng)剎車等硬件電路，配以相應(yīng)的軟件控制，以識(shí)別誤踩油門，實(shí)現(xiàn)緊急驅(qū)動(dòng)剎車功能，避免惡性事故發(fā)生。

1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及工作原理
本系統(tǒng)主要由急剎車誤踩油門判斷電路、單片機(jī)控制電路、繼電器切斷油門、驅(qū)動(dòng)剎車并發(fā)出警告和數(shù)碼顯示及電源電路等四部分構(gòu)成。系統(tǒng)組成方框圖如圖1所示。

1．1 急剎車誤踩油門判斷電路
急剎車誤踩油門判斷電路由電磁感應(yīng)器、單片機(jī)ATmega8芯片中A／D轉(zhuǎn)換功能電路組成。當(dāng)踩油門時(shí)，與油門相連的電磁感應(yīng)器由于電磁感應(yīng)產(chǎn)生感應(yīng)信號(hào)，通過(guò)單片機(jī)ATmega8芯片中A／D轉(zhuǎn)換為數(shù)字電壓信號(hào)，設(shè)定正常加速時(shí)踩油門產(chǎn)生經(jīng)A／D轉(zhuǎn)換得到的最大數(shù)字電壓值的1．2倍作為單片機(jī)ATmega8芯片程序電壓基準(zhǔn)值，若檢測(cè)到的電壓大于基準(zhǔn)值，則判斷為誤踩油門，反之為正常踩油門加速，從而實(shí)現(xiàn)判斷誤踩油門功能。同時(shí)由于在緊急剎車情況下，踩剎車的速度與力度相對(duì)每個(gè)人都有所不同，所以在本設(shè)計(jì)中基準(zhǔn)電壓值可人工調(diào)節(jié)，以適應(yīng)更多的人群使用。

2 單片機(jī)控制及各功能輸出電路
系統(tǒng)中采用的單片機(jī)是ATMEL公司生產(chǎn)的基于增強(qiáng)型AVRRISC結(jié)構(gòu)的低功耗8位CMOS微控制ATmega8。
該單片機(jī)具有如下特點(diǎn)：8k字節(jié)的系統(tǒng)內(nèi)可編程Flash(具有同時(shí)讀寫的能力，即RWW)，512字節(jié)EEPROM，1k字節(jié)SRAM，32個(gè)通用I／O口線，32個(gè)通用工作寄存器，三個(gè)具有比較模式的靈活的定時(shí)器／計(jì)數(shù)(T／C)，片內(nèi)／外中斷，可編程USART，面向字節(jié)的兩線串行接口，10位6路(8路為TQFP與MLF封裝)ADC，具有片內(nèi)振蕩器的可編程看門狗定時(shí)器，一個(gè)SPI串行端口，以及五種可以通過(guò)軟件進(jìn)行選擇的省電模式。工作于空閑模式CPU停止工作，而SRAM、T／C、SPI端口以及中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作；掉電模式時(shí)晶體振蕩器停止振蕩，所有功能除了中斷和硬件復(fù)位之外都停止工作；在省電模式下，異步定時(shí)器繼續(xù)運(yùn)行，允許用戶保持一個(gè)時(shí)間基準(zhǔn)，而其余功能模塊處于休眠狀態(tài)；ADC噪聲抑制模式時(shí)終止CPU和除了異步定時(shí)器與ADC以外所有I／O模塊的工作，以降低ADC轉(zhuǎn)換時(shí)的開關(guān)噪聲；Standby模式下只有晶體或諧振振蕩器運(yùn)行，其余功能模塊處于休眠狀態(tài)，使得器件只消耗極少的電流，同時(shí)具有快速啟動(dòng)能力。
單片機(jī)控制電路原理如圖2所示。

圖中當(dāng)踩動(dòng)油門時(shí)，電磁感應(yīng)器產(chǎn)生的模擬電壓由ATmega8的PC0腳輸入，利用ATmega8內(nèi)部的ADC轉(zhuǎn)換為數(shù)字電壓，再與單片機(jī)EEPROM內(nèi)預(yù)先設(shè)定的基準(zhǔn)電壓進(jìn)行對(duì)比，當(dāng)該電壓超過(guò)基準(zhǔn)電壓時(shí)，表示誤踩油門，分別由PD0、PD1腳輸出的比較電壓經(jīng)驅(qū)動(dòng)電路90141、90142放大后由驅(qū)動(dòng)繼電器JR2、JR1驅(qū)動(dòng)，從而斷開油門，啟動(dòng)剎車系統(tǒng)功能，同時(shí)由PD3、PD2輸出信號(hào)并啟動(dòng)蜂鳴器和紅色LED燈作警告提示。