基于合泰HT66F70A單片機的智能遠近光燈切換系統設計

李雪鋒 陳碩

【摘 要】針對駕駛員在夜間或光線不佳時不當或違規使用汽車前照燈，容易引起交通事故的問題，設計了一種由光敏電阻、超聲波傳感器、合泰HT66F70A單片機等組成的智能輔助系統，該系統能夠在會車時自動將遠光燈切換為近光燈，并在對向司機錯誤使用遠光燈時給予提醒。

【關鍵詞】遠近光燈;光敏電阻;智能切換系統

【Keywords】high and low beam; photosensitive resistor; intelligent switching system

【中圖分類號】TP368? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文獻標志碼】A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文章編號】1673-1069（2018）12-0192-02

1 引言

據不完全統計，中國僅在2017年，夜間車禍所占的比例在全年車禍中占了60%，而錯誤使用遠光燈所引發的車禍占其中的30%[1]。我國道路交通安全法實施條例規定：機動車夜間會車“須距對面來車150m外互閉遠光燈，改用近光燈”。但多數司機在夜間行車或光線不足時，為了獲得更好的行車視線，即使對向有來車仍不愿將遠光燈換為近光燈。

2系統總體設計

2.1 設計構想

系統采用HT66F60A單片機為核心的控制芯片，光敏元件信號及超聲波傳感器作為檢測元件，與其他控制系統比較，我們所采用HT66F60A單片機的控制系統，可以完成三大功能：①可以實時檢測機動車前方的外部亮度從而自動開啟近光燈的操作;②在會車時能夠自動檢測機動車前方車輛燈光的使用情況，自動關閉遠光燈并提醒對方車輛關閉遠光燈的操作;③通過一鍵式選擇，開啟本智能燈光輔助系統，或切換到機動車原有的手動切換遠近光燈功能。

2.2 關鍵問題

在汽車日常行駛過程中，為了方便和簡化駕駛員的操作，讓轎車在行駛過程中越加方便和安全，目前許多汽車雖然已裝有智能車燈控制系統，但是，由于生產廠家和型號的不同使得智能車燈控制系統在研發中很難有一個統一的標準。目前而言，智能車燈控制系統并不完善，存在以下關鍵問題：

①汽車型號種類繁多，單一型號的智能控制系統無法運用于其他車型;

②智能控制系統較為單一，并無切換遠近燈光功能。

3 系統設計

3.1 硬件設計

在整個系統的硬件設計中，包括有光敏元件及相應電路、按鍵模塊、人機界面的顯示模塊以及單片機必要的晶振和復位模塊。在本設計中，單片機為控制中樞，負責接收傳感器發送過來的信號加以判斷是否達到條件并輸出信號，控制蜂鳴器、液晶屏和繼電器開關遠近光燈以實現設想的功能。兩個光敏傳感器，一個安裝在汽車的前部擋風玻璃前，感應外界光強，另一個安裝在后視鏡支架上，感應會車光照強度，超聲波傳感器檢測與對向來車的距離，將其設置在車輛前端左側。 系統硬件電路圖見圖1。

3.1.1 按鍵選擇

系統設有模式切換的按鈕、遠光燈按鈕、近光燈按鈕。系統最初的模式是手動模式，駕駛員若想用自動切換模式時，只需按下模式切換按鍵。在自動切換遠近光燈的模式中，燈光若處于遠光燈的狀態時，駕駛員依然可以手動將遠光燈切成近光燈，這一點保證了駕駛員在駕駛過程中，遇見行人或轉彎或其他緊急情況時，可以緊急將遠光燈切成近光燈。

3.1.2 人機界面

設有液晶顯示屏，會顯示當前的操作模式是手動模式還是自動模式，同時也會顯示當前的照明狀態是近光燈還是遠光燈。

3.2 主控器

單片機是智能車燈切換系統的核心控制電路，該系統設計目的是指導學生參加第十一屆福建省“合泰杯”大學生單片機應用設計競賽，根據設計系統所需的I/O引腳，選用HT66F70A單片機，HT66F70A單片機是一款A/D型，具有8位高性能精簡指令集的Flash單片機。該系列單片機具有一系列功能和特性，可以給用戶提供極大的方便。

3.3 光敏傳感器

能夠用來檢測光線強弱的光敏傳感器由光敏二極管、光敏三極管及光敏電阻等組成。由于光敏電阻相比于其他兩種光敏元件具有體積小、靈敏度高、光譜特性好、價格便宜等優勢，因此，選擇光敏電阻作為光線強弱的檢測元件[2]。

采用LM393電壓比較器與光敏電阻一起組成環境光檢測模塊和會車燈光檢測模塊。在調試時，可根據自己的需要手動調節閾值以達到效果。光敏元件檢測光信號轉換為輸出電壓輸入LM393芯片3引腳，調節可變電阻R5的電壓可改變設定閾值并輸送到LM393芯片2引腳，將兩個電壓值進行比較，其結果分別輸入到單片機pe7和ph0。

3.4 超聲波傳感器

超聲波傳感器采用毫米波雷達[3]，系統將它采集到的信號與設定的距離閾值比較，其結果輸送給HT66F70A單片機的ph1，結合會車光敏電阻輸送的信息，由單片機處理與預判是否開啟遠光燈。由于毫米波雷達碰到障礙物就會返回并輸出信號，因此，毫米波雷達還應在判斷兩個車是快速接近的前提下，測出兩車的距離。

3.5 繼電器模塊

系統采用繼電器控制近光燈的開啟與關閉以及遠近光燈的自動切換，當光敏電阻1檢測環境光輸出的電壓值大于閾值時，pe7輸出低電平，這時通過程序設計使pe4輸出為高電平，使繼電器線圈得電，打開近光燈，反之關閉近光燈。當毫米波雷達檢測與對向來車的距離小于等于設定閾值，且光敏電阻2檢測會車燈光輸出的電壓值小于設定閾值時，ph0輸出高電平，這時通過程序設計使pe6輸出為低電平，使控制遠光燈的繼電器線圈失電，通過延時程序使pe4輸出高電平，控制近光燈的繼電器得電，重復三次用于提醒對方來車，反之切遠光燈。

系統設計了繼電器驅動電路，一是為了隔離汽車車燈開啟與關閉時產生的電磁干擾，二是彌補了單片機輸出的控制信號無法驅動汽車車燈的缺陷。在選擇繼電器類型時需考慮電路的工作電壓，一般電路工作電壓應該是繼電器額定工作電壓的0.86左右，另外，須考慮繼電器線圈電源的類型，系統采用的是直流供電，所以在選擇繼電器線圈的時候須是直流電壓的繼電器。電路通過三極管Q5對電信號進行放大，從而驅動汽車前照燈進行工作。繼電器控制線路設有二極管，其目的是為了避免繼電器在閉合時，其線圈兩端產生較高的反向電壓，起到續流作用，使得汽車前照燈在接收到信號后能穩定工作。

4 結語

在設計與測試過程中發現，相比其他采用光控器和延時器組成的控制系統，我們所采用的HT66F60A單片機控制系統，控制精度更好，造價更便宜，且操作簡單，方便用戶日后的維修保養。

【參考文獻】

【1】李俐.汽車遠近光燈智能切換系統的研究[J].科技視界，2015（29）：19.

【2】楊惠.LED車燈功能控制研究[D].西安：西安工業大學，2015 .

【3】戚金鳳.汽車燈光智能控制系統的研究[J].科技咨詢，2014（18）：9-10.