基于单片机控制的汽车防撞装置

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回　盟ｊ　执行机构，如图３所　示。该执行机构安装　同时由于５５５芯片输出激励信号带负载能力比较弱，为　了提高信号的驱动能力，在其后接人了达林顿反向输出　固定在车体合适的位　驱动器ＵＬＮ２８０１。由于超声波接收探头接收到信号非常　置上，使得滚轴位于　微小，因此每一接收电路中采用一片ＬＭ３２４芯片实现信　油门拉索与油门操纵　杆连接处，并且油门　拉索卷绕在附加机构　号放大和变换，ＬＭ３２４运放前三级组成放大器设计，后一　级组成比较器设计，通过外部中断ｊ　亍６向ＣＰＵ申请中　断，实现信号的接收检测。　测控电路后向输出控制通道主要为伺服电动机提供　的滚轴上。执行机构滚轴的转动使卷绕在滚轴上的油门　拉索长度伸缩以实现改变节气门开度，同理也可通过执　ＰＷＭ输入控制信号。单片机只要产生相应的ＰＷＭ控制　行机构滚轴的转动使卷绕在滚轴上的拉索长度伸缩来拉　信号就能实现相应的控制，因此，只要单片机Ｐ１．５、Ｐ１．６　动制动踏板以实现汽车制动目的。　为了确保执行机构具有高响应速度与控制精度，这　种附加执行机构滚轴的运动靠安装在机构上的伺服电动　机驱动，如图３所示。该伺服电动机的内部由控制芯片及　电路、直流马达、转换齿轮和回馈可变电阻等构成闭环控　制系统，外部的决策与控制中心只要提供相应的ＰＷＭ控　制信号就能实现相应的运动控制，从而驱动执行机构滚　轴的转动，精确地实现节气门开度的控制。通过这种伺服　电动机能方便地实现机械部件执行机构与控制电路的连　接，有效地实现机电耦合。　４汽车防撞装置的测控电路　汽车防撞装置的测控电路原理如图４所示。该测控　电路以单片机Ｐ８９Ｃ５１ＲＤ２为核心，配备各种外围接口元　器件，实现装置系统中传感与检测、决策与控制及人机交　互等功能。该测控电路主要由三部分组成：单片机及外围　电路、前向传感检测通道和后向输出控制通道。　单片机采用的是Ｐｈｉｌｉｐｓ公司生产的增强型５１系列　兼容单片机Ｐ８９Ｃ５１ＲＤ２。由于内集成６４ＫＢ闪存和１ＫＢ　扩展ＲＡＭ，双数据指针ＤＰＴＲ，４级中断优先级，７个中断　源，内置硬件看门狗定时器（ＷＤＴ），在６时钟模式工作下　ＣＰＵ速度是标准５１单片机的２倍，外部最高频率可达　２０ＭＨｚ　。所以该单片机能很好地满足装置系统的测控要　求，而且外围电路也相当简单。　如图４所示，在前向传感检测通道中，集成定时器　５５５工作于无稳态方式，工作运行状态受单片机Ｐ１．４端　控制，输出引脚Ｑ端产生４０ｋＨｚ方波信号作为发射传感　器所需要的激励信号　。由于装置中有多组超声波发射与　接收传感器对，所以在发送与接收电路中采用多路模拟　开关ＣＤ４０５１通过单片机Ｐ１．０～Ｐ１－３信号实现转换控制；　１　０４　ｌ机械工程师２００７年第１０期　端口分别与两台伺服电机的控制端相连，同时为伺服电　机提供驱动电源即可。另外，通过８２５５扩展平行Ｉ／Ｏ口，　进行人机交互功能设计，在此不作详细阐述。　５汽车防撞装置的系统软件　基于单片机控制的汽车防撞装置系统软件的主要任　务是实时进行汽车与障碍物的距离和车速的检测，并与　当时车速下设定的安全报警距离和危险距离进行比较，　通过模糊推理分析进行危险性程度判定。　根据推理分析的结果实时进行各种控制信号的输　出，当汽车与障碍物的距离达到时速时所设定的安全报　警距离时发出报警信号，如果司机没有采取措施（距离　与车速在减小），决策与控制系统输出相应的ＰＷＭ信　号，自动改变发动机节气门开度以实现减速；当报警减　速后司机仍未进行处理，且汽车与障碍物的距离达到时　速时所设定的危险距离状态时，决策与控制系统立即发　出紧急制动ＰＷＭ控制信号，打开自动刹车制动装置以　停车；当危险状态信号解除后，决策与控制系统会输出　控制信号，使得汽车的节气门及制动系统恢复到正常的　工作状态。　６结语　本文阐述的汽车防撞装置是采用系统工程的设计思　想，在不破坏汽车原有机械与电控系统主体结构的基础　之上，研究设计了基于单片机控制的汽车防撞装置。该装　置具有结构简单、安装方便、性价比高等特点，是对汽车　防撞领域技术方面进行有意义的探索与实践，对国内汽　车防撞装置的发展与开发有极其重要的作用。　［参考文献］　［１］罗玉元．汽车安全装置中的防碰撞系统［Ｊ］．上海汽车，２００４（３）：　３２—３４．　［２］杨维和．汽车构造［Ｍ］．北京：人民交通出版社，１９９８．　［３］王昌焱，王宏达．ＣＶＴ汽车油门控制机构的改进［Ｊ］．机械工程　师，２００５（１）：５３—５４．　［４］何用辉，黄耀志．基于ＣＡＮ总线的啤酒发酵监控系统［Ｊ］．计算　机测量与控制，２００６（２）：２０２—２０４．　［５］沈红卫．基于单片机的智能系统设计与实现［Ｍ］．北京：电子工　、　出版社．２００５．　（编辑昊天）　作者简介：何用辉（１９７９一），男，助教，硕士，主要从事机电系统辨识及　智能控制方面的教学与研究。　收稿日期：２０ｏ７一Ｏ８一Ｏｌ