急剎車誤踩油門應急系統

摘要：針對新手開車誤踩油門而經常產生嚴重交通事故現象，文章設計由急剎車誤踩油門判斷電路、單片機控制電路、繼電器切斷油門及驅動剎車等電路構成的急剎車誤踩油門應急系統，能自動識別誤踩油門，啟動緊急剎車功能。實驗表明系統易于實現并取得較好效果，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現方法。
關鍵詞：急剎車；誤踩油門；單片機；繼電器；驅動電路

0 概述
目前我國每天考取汽車牌照的人數以萬計，其中有不少人在考取車牌后隔離相當長的一段時間才開始駕車， 這樣的新手，技術不熟練，當開車遇到緊急情況時，如：遇到行人、障礙物或快速迎面而來的汽車時，慌亂中，經常會誤把油門當成剎車踩，使車突然加速，造成車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，很容易誤把油門當成剎車踩，從而產生交通事故慘劇。
本文提出的急剎車誤踩油門應急系統是由急剎車誤踩油門判斷電路、單片機控制電路、繼電器切斷油門及驅動剎車等硬件電路，配以相應的軟件控制，以識別誤踩油門，實現緊急驅動剎車功能，避免惡性事故發生。

1 系統結構及工作原理
本系統主要由急剎車誤踩油門判斷電路、單片機控制電路、繼電器切斷油門、驅動剎車并發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 急剎車誤踩油門判斷電路
急剎車誤踩油門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。當踩油門時，與油門相連的電磁感應器由于電磁感應產生感應信號，通過單片機ATmega8芯片中A／D轉換為數字電壓信號，設定正常加速時踩油門產生經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，反之為正常踩油門加速，從而實現判斷誤踩油門功能。同時由于在緊急剎車情況下，踩剎車的速度與力度相對每個人都有所不同，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：8k字節的系統內可編程Flash(具有同時讀寫的能力，即RWW)，512字節EEPROM，1k字節SRAM，32個通用I／O口線，32個通用工作寄存器，三個具有比較模式的靈活的定時器／計數(T／C)，片內／外中斷，可編程USART，面向字節的兩線串行接口，10位6路(8路為TQFP與MLF封裝)ADC，具有片內振蕩器的可編程看門狗定時器，一個SPI串行端口，以及五種可以通過軟件進行選擇的省電模式。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，異步定時器繼續運行，允許用戶保持一個時間基準，而其余功能模塊處于休眠狀態；ADC噪聲抑制模式時終止CPU和除了異步定時器與ADC以外所有I／O模塊的工作，以降低ADC轉換時的開關噪聲；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，使得器件只消耗極少的電流，同時具有快速啟動能力。
單片機控制電路原理如圖2所示。

圖中當踩動油門時，電磁感應器產生的模擬電壓由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行對比，當該電壓超過基準電壓時，表示誤踩油門，分別由PD0、PD1腳輸出的比較電壓經驅動電路90141、90142放大后由驅動繼電器JR2、JR1驅動，從而斷開油門，啟動剎車系統功能，同時由PD3、PD2輸出信號并啟動蜂鳴器和紅色LED燈作警告提示。