汽車危險報警燈與轉向燈的隨動系統設計

宋百玲，劉偉學，孫振偉，張紅志，李孟飛，李　沖，張東振

(東北林業大學 交通學院，哈爾濱 150040)

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汽車危險報警燈與轉向燈的隨動系統設計

宋百玲，劉偉學，孫振偉，張紅志，李孟飛，李沖，張東振

(東北林業大學 交通學院，哈爾濱 150040)

摘要：通過運用AVR單片機及汽車電路轉換原理設計一個電路系統，對車燈系統的構造進行改善，使轉向燈打開的同時危險報警燈相應關閉，使其他車輛和行人輕松分辨該車的轉向，從而增強了機動車的安全性能，將起到避免交通事故的作用。該系統具有功能強、使用靈活、可靠性高、成本低、體積小、面向控制和具有智能化功能的優點。

關鍵詞：AVR單片機；轉向燈；危險報警燈；隨動系統

0引言

隨著汽車行業的高速發展，汽車的保有量迅速增加。同時，每年因交通事故造成的人民生命財產損失也不計其數，汽車安全性能越來越受到人們的重視。當遇到緊急情況時，汽車應打開危險報警燈，兩側閃光燈閃起，以提醒其他車輛和行人。此時汽車若再打開轉向燈，則失去了轉向指示功能，容易引發交通事故。目前國內外雖然有很多關于這個問題的研究，但是針對這個問題的具體解決方案和設計仍然沒有實現[1-2]。設計的汽車危險報警燈與轉向燈的隨動系統便可以解決這個問題，運用AVR單片機和汽車電路轉換原理設計，能夠使轉向燈打開的同時危險報警燈相應地關閉，使其他車輛和行人輕松辨別其轉向，從而達到增強汽車安全性，避免交通事故的目的[3]。在原來的設計下，當汽車危險報警燈時，兩側閃光燈同時閃爍，此時轉向燈開關對其控制不起作用[4]。

通過在電路系統中對單片機寫入相應的程序，使不同的按鍵信號輸出高低不同的電平，從而控制發光二極管的熄滅和閃爍頻率，從而實現在打開危險報警燈時的轉向指示功能。電路圖如圖1所示，左側為左轉向燈、右轉向燈、危險報警燈開關；中間為單片機控制系統：右側為燈光系統(小燈泡額定電壓為2.5V，正常工作時電阻為10 Ω，串聯電阻均為10 Ω)。正常情況下，汽車左轉時打開L開關，D1、D3、D5燈閃起；汽車右轉時打開右轉向開關，D2、D4、D6燈閃起。當危險報警開關D打開后，D1、D2、D3、D4、D5、D6燈同時閃起。而此時若右轉，再打開右轉向開關R，則D1、D3、D5燈會立即熄滅，當右轉向開關R關閉后又恢復閃爍；此時若需左轉，再打開左轉向開關L、D2、D4、D6燈會立即熄滅，當左轉向開關L關閉后又恢復閃爍，從實現轉向功能[5-7]。

圖1　電路設計Fig.1 Circuit design

1電路設計

單片機作為一種微型電腦，通過對它輸入特定程序，便可實現相應的需求。通過對按鍵和發光二極管的控制來模擬汽車危險報警和轉向燈，AVR單片機控制原理如圖2所示，S20按鍵控制12345678發光二極管亮滅，代替危險報警燈；S21按鍵控制1234發光二極管發光5678發光二極管熄滅，代替新型右轉向燈；S22按鍵控制5678發光二極管發光1234發光二極管熄滅，代替新型左轉向燈。

圖2　AVR單片機控制原理Fig.2 The control principle of AVR single chip microcomputer

發光二極管工作的基本原理就是通過給其正負兩端加上一定的電壓，二極管由正極到負極有一定電流經過，從而發光。發光二極管采取灌電流的工作方式，即當單片機向對應的控制I/O口寫入“0”時，與之相連接的二極管發光，當單片機向對應的控制I/O口寫入“1”時，與之相連接的二極管熄滅[5]。

ATmeaga128A共有53個I/O口，其中D0-D7連接到PB0-PB7作為8位LED發光二極管的控制口，S20、S21、S22分別連接到單片機的PC4、PC5、PD0作為3個按鍵的控制口[8-9]。通過將單片機的PB0-PB7口設置為輸出狀態，根據S20、S21、S22三個按鍵的按下情況，控制不同的發光二極管點亮或熄滅。

2控制程序設計

#include “avr/io.h”

#include “stdio.h”

#include “math.h”

#include “string.h”

volatile unsigned char aaa=0；

#define S20_DIR DDRC&=(～(1<<4))

#define S20_IN_MODE PORTC|=(1<<4)

#define S20_CHECK(PINC&(1<<4))

#define S21_DIR DDRC&=(～(1<<5))

#define S21_IN_MODE PORTC|=(1<<5)

#define S21_CHECK(PINC&(1<<5))

#define S22_DIR DDRD&=(～(1<<0))

#define S22_IN_MODE PORTD|=(1<<0)

#define S22_CHECK(PIND&(1<<0))

#define led_dir DDRB=0XFF

#define led_off PORTB=0XFF

#define led_on PORTB=0

#define left_led_on PORTB=0X0F

#define left_led_off PORTB=0XFF

#define right_led_on PORTB=0XF0

#define right_led_off PORTB=0XFF

int main()

{

S20_DIR；

S20_IN_MODE；

S21_DIR；

S21_IN_MODE；

S22_DIR；

S22_IN_MODE；

led_dir；

led_off；

while(1)

{

if(!S20_CHECK)

{

led_on；

while(!S20_CHECK)；

aaa++；

if(aaa==2){aaa=0；led_off；}

}

// else

// {led_off；}

if(!S21_CHECK)

{left_led_on；}

// else{left_led_off；}

if(!S22_CHECK)

{right_led_on；}

// else

// {right_led_off；}

}

}

/*volatile signed char aa=0；

volatile unsigned int i，j，val；

volatile unsigned int *p；//=(volatile unsigned int*)(0x0100)；

int main()

{

int a[9]={1，8，9，51，0，2，45，8}；

/*for(i=0；i<8；i++)

for(j=0；j<8-i；j++)

{

if(a[j]

{

a[8]=a[j]；

a[j]=a[j+1]；

a[j+1]=a[8]；

}

}while(1)

{

a[8]=9；

SP=0X025F；

*(volatile unsigned int*)(0x0100)=a[8]；

*p=*(unsigned int*)(0x0100)；

val=30；

}

}*/

PORTX代表數據寄存器[10-11]，十六進制轉化為二進制后每一位控制一個端口。DDRX代表方向寄存器，同理轉化為二進制后0代表輸入，1代表輸出。PINX代表輸入引腳寄存器，當I/O工作在輸入方式，要讀取外部引腳上的電平時，應讀取PINxn的值，而不是PORTxn的值。

3實物調試

按照前文進行設計，將單片機板上的S20鍵、S21鍵、S22鍵，分別做為危險報警燈開關，右轉向燈開關，左轉向燈開關；1234號發光二極管做為右轉向燈，5678號二極管做為左轉向燈。對AVR單片機輸入編寫好的程序。

此時8個發光二極管全部為熄滅狀態。此時按下S20鍵(危險報警燈開關)，則8個發光二極管(左右轉向燈)全部發光(即危險報警燈打開，進行危險報警提醒)，如果此時按下S22(左轉向燈開關)，5678發光二極管(左轉向燈)發光，1234發光二極管(右轉向燈)熄滅(即新型左轉向燈正常工作)；如果此時按下S21(右轉向燈開關)，1234發光二極管(右轉向燈)發光，5678發光二極管(左轉向燈)熄滅(即新型右轉向燈正常工作)。

4結論

交通飛速發展的今天，車輛技術發展越來越快，無疑也暴露了越來越多的問題，危險報警燈與轉向燈之間的矛盾便是其一。運用AVR單片機原理和車燈系統基本原理對AVR單片機輸入改進后的程序，可以智能靈活的控制車燈系統的運行。

通過系統實驗表明，該系統簡單易行；造價低；工作可靠；通過對車燈系統的構造進行改善，實現了轉向燈打開的同時危險報警燈相應關閉，如打開危險報警燈的前提下，再打開左轉向燈，右測轉向燈對應關閉，使其他車輛和行人輕松分辨該車的轉向，從而增強了機動車的安全性能，將起到避免交通事故的作用。

【參考文獻】

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[2]安妮.用單片機設計汽車轉向燈控制系統[J].科技創新導報，2011，11(26)：83.

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[6]王秀.汽車轉向燈控制器設計[J].電子技術，2011，38(1)：75-77.

[7]杜利光.復雜行車環境下智能車燈控制系統設計與實現[D].北京：中國科學院，2012.

[8]張新，陳躍琴.AVR單片機應用開發24例-基于proteus仿真[M].北京：電子工業出版社，2014.

[9]邵子揚.AVR單片機應用專題精講[M].北京：北京航空航天大學出版社，2013.

[10]Barnntt R，O’cull L，Cox S.嵌入式C編程與Atmel AVR[M].周俊杰等，譯.北京：清華大學出版社，2003.

[11]黃國純，匡松.C語言程序設計[M].北京：北京希望電子出版社，2006：30-143.

Design of Servo System of the Automobile DangerousWarning Lamp and the Steering Lamp

Song Bailing，Liu Weixue，Sun Zhenwei，Zhang Hongzhi，Li Mengfei，Li Chong，Zhang Dongzhen

(Traffic College，Northeast Forestry University，Harbin 150040)

Abstract：A circuit system was designed based on AVR microcontroller and motor circuit conversion principle to improve the structure of the car light system，so that the danger warning light can be turned off while the steering light was turned on.The design can help other vehicles and pedestrians easily distinguish the steering direction of the vehicle，which can enhance the safety of motor vehicles and avoid traffic accidents.This system has many advantages such as strong function，flexible use，high reliability，low cost，small size，high reliability，and intelligent control.

Keywords：AVR single chip microcomputer；turning lamp；hazard warning light；servo system

中圖分類號：U 467.3

文獻標識碼：A

文章編號：1001-005X(2016)03-0057-03

作者簡介：第一宋百玲，博士，副教授。研究方向：動力機械自動控制與測試。E-mail：sbllht@163.com

基金項目：東北林業大學生創新項目(60202008)

收稿日期：2015-11-03

引文格式：宋百玲，劉偉學，孫振偉，等.汽車危險報警燈與轉向燈的隨動系統設計[J].森林工程，2016，32(3)：57-59.