急剎車(chē)誤踩油門(mén)應急系統

摘要：針對新手開(kāi)車(chē)誤踩油門(mén)而經(jīng)常產(chǎn)生嚴重交通事故現象，文章設計由急剎車(chē)誤踩油門(mén)判斷電路、單片機控制電路、繼電器切斷油門(mén)及驅動(dòng)剎車(chē)等電路構成的急剎車(chē)誤踩油門(mén)應急系統，能自動(dòng)識別誤踩油門(mén)，啟動(dòng)緊急剎車(chē)功能。實(shí)驗表明系統易于實(shí)現并取得較好效果，具有廣泛的應用前景。文中概述了系統的硬軟件設計與具體實(shí)現方法。
關(guān)鍵詞：急剎車(chē)；誤踩油門(mén)；單片機；繼電器；驅動(dòng)電路

0 概述
目前我國每天考取汽車(chē)牌照的人數以萬(wàn)計，其中有不少人在考取車(chē)牌后隔離相當長(cháng)的一段時(shí)間才開(kāi)始駕車(chē)， 這樣的新手，技術(shù)不熟練，當開(kāi)車(chē)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(chē)時(shí)，慌亂中，經(jīng)常會(huì )誤把油門(mén)當成剎車(chē)踩，使車(chē)突然加速，造成車(chē)損人亡的嚴重交通事故。還有一部分酒醉駕駛人員，意識模糊，很容易誤把油門(mén)當成剎車(chē)踩，從而產(chǎn)生交通事故慘劇。
本文提出的急剎車(chē)誤踩油門(mén)應急系統是由急剎車(chē)誤踩油門(mén)判斷電路、單片機控制電路、繼電器切斷油門(mén)及驅動(dòng)剎車(chē)等硬件電路，配以相應的軟件控制，以識別誤踩油門(mén)，實(shí)現緊急驅動(dòng)剎車(chē)功能，避免惡性事故發(fā)生。

1 系統結構及工作原理
本系統主要由急剎車(chē)誤踩油門(mén)判斷電路、單片機控制電路、繼電器切斷油門(mén)、驅動(dòng)剎車(chē)并發(fā)出警告和數碼顯示及電源電路等四部分構成。系統組成方框圖如圖1所示。

1．1 急剎車(chē)誤踩油門(mén)判斷電路
急剎車(chē)誤踩油門(mén)判斷電路由電磁感應器、單片機ATmega8芯片中A／D轉換功能電路組成。當踩油門(mén)時(shí)，與油門(mén)相連的電磁感應器由于電磁感應產(chǎn)生感應信號，通過(guò)單片機ATmega8芯片中A／D轉換為數字電壓信號，設定正常加速時(shí)踩油門(mén)產(chǎn)生經(jīng)A／D轉換得到的最大數字電壓值的1．2倍作為單片機ATmega8芯片程序電壓基準值，若檢測到的電壓大于基準值，則判斷為誤踩油門(mén)，反之為正常踩油門(mén)加速，從而實(shí)現判斷誤踩油門(mén)功能。同時(shí)由于在緊急剎車(chē)情況下，踩剎車(chē)的速度與力度相對每個(gè)人都有所不同，所以在本設計中基準電壓值可人工調節，以適應更多的人群使用。

2 單片機控制及各功能輸出電路
系統中采用的單片機是ATMEL公司生產(chǎn)的基于增強型AVRRISC結構的低功耗8位CMOS微控制ATmega8。
該單片機具有如下特點(diǎn)：8k字節的系統內可編程Flash(具有同時(shí)讀寫(xiě)的能力，即RWW)，512字節EEPROM，1k字節SRAM，32個(gè)通用I／O口線(xiàn)，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／計數(T／C)，片內／外中斷，可編程USART，面向字節的兩線(xiàn)串行接口，10位6路(8路為T(mén)QFP與MLF封裝)ADC，具有片內振蕩器的可編程看門(mén)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端口以及中斷系統繼續工作；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位之外都停止工作；在省電模式下，異步定時(shí)器繼續運行，允許用戶(hù)保持一個(gè)時(shí)間基準，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轉換時(shí)的開(kāi)關(guān)噪聲；Standby模式下只有晶體或諧振振蕩器運行，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。
單片機控制電路原理如圖2所示。

圖中當踩動(dòng)油門(mén)時(shí)，電磁感應器產(chǎn)生的模擬電壓由ATmega8的PC0腳輸入，利用ATmega8內部的ADC轉換為數字電壓，再與單片機EEPROM內預先設定的基準電壓進(jìn)行對比，當該電壓超過(guò)基準電壓時(shí)，表示誤踩油門(mén)，分別由PD0、PD1腳輸出的比較電壓經(jīng)驅動(dòng)電路90141、90142放大后由驅動(dòng)繼電器JR2、JR1驅動(dòng)，從而斷開(kāi)油門(mén)，啟動(dòng)剎車(chē)系統功能，同時(shí)由PD3、PD2輸出信號并啟動(dòng)蜂鳴器和紅色LED燈作警告提示。