汽车灯光智能控制系统的研究
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汽车灯光智能控制系统的研究①
戚金凤
（广州科技职业技术学院汽车工程系
广东广州
５１
００００）
摘要：驾驶员在夜间会车时忘记切换远近光灯或切换不及时造成的交通事故时有发生，为了战少这种事故及提高驾车的安全性，本文介绍了一种汽车灯光智能控制系统，分别对谊系统的主要功能．环境光检测电路与光强判断电路，单片机控制电路，继电嚣控制车灯电路．系统供电电路．系统软件逻辑设计等作了详细的介绍，井进行了系统安装调试，试验结果表明：汽车灯光智能控制系统能有效解决驾驶员夜间会车远近光灯切换，保障了汽车驾驶受的交通安全。关键词：汽车灯光智能控制夜间会车中图分类号：ＴＮ９２９文献标识码：Ａ文章编号：１６７２－３７９ｌ（２０１４）０６（ｃ）－－０００９—０２
汽车已成为现代社会必不可少的交通运输工具之一，但是，汽车也带来了许多交通问题，因此，必须设法减少交通事故，提高行车安全。汽车照明系统是汽车的安全部件之一，其主要功能就是照亮道路，让驾驶者能够监视道路情况，及时看清障碍物并做出反应，保证汽车在夜间行驶的安全。
但是，在实际的行车过程中，传统的前照灯系统仍然存在很多问题，例如，夜间会车时，为了防止对方目眩，驾驶员在操作远近光灯开关的同时，还需要操作方向，这种同时进行的操作很容易造成事故隐患，对行车安全造成了极大的威胁。为了预防此类交通事故，提出了汽车灯光智能控制系统的设计方案。其功能如下。
（１）自动开关灯。安装有该系统的汽车在天黑（或进入隧道）时，可根据环境亮度情况自动开启示宽灯、前照大灯；天亮（或出隧道）时可自动关闭。
（２）会车变光。安装有该系统的会车双方，夜间会车时，相距ｌｏｏ～２００ｍ时，双方前照灯几乎同时由远光自动变为近光，会车完毕，双方前照灯立即自动恢复为远光（若前方近距离仍有来车，将保持近光，直到会车结束）。
（３）超车提示。在超车时，不管任何状态下，均可以手动强制闪光。（一般车辆只有在近光状态下才可以手动强制闪光）。
１２Ｖ
（４）模式选择。前照灯有手动，自动两种工作模式，由驾驶员自由选择，一键切换手动或自动，安全方便。
根据上述功能，该系统分别从系统供电电路、环境光检测与光强判断电路、单片机控制电路、继电器驱动车灯电路、按键电路等方面论述。
通状态，这样１２Ｖ电源电压经Ｑ２进入到稳压集成电路７８０５的输入端，经过内部的稳压、降压后，７８０５的第３引脚输出５Ｖ电压供汽车灯光智能控制系统的其它电路使用。
若汽车电源电压达到Ｉ
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Ｖ以上，会击穿
稳压二极管Ｄｌ，在电阻Ｒ２、Ｒ３建立三极管的偏置电压，从而使三极管Ｑｌ处于导通状态，Ｑ１的导通会使三极管Ｑ２的基极电压处于０．３Ｖ，Ｑ２不具备导通条件而截止，汽车电源电压由于Ｑ２的截止无法到达稳压集成电路７８０５的输入端，因此，７８０５第３引脚是没有电压输出的，汽车灯光智能控制系统的其它电路也因没有电源而停止工作，从而达到保护电子元器件的作用。电容Ｃｌ、ｃ２、Ｃ３在电路中起着电源路滤波的作用。
１汽车灯光智能控制系统供电电路
汽车上的电源是由汽车发电机和汽车蓄电池提供的，汽车发电机的输出电压会随着汽车发动机的转速变化，虽然汽车电源调节器也提供了一些稳压措施，但是也不能完全解决电源稳定的问题，另一方面，蓄电池在使用汽车过程中不断反复地进行充电和放电，其电压也会在不同的状态波动，造成汽车电源电压不稳。而汽车灯光智能控制系统中的单片机控制等电路是需要稳定的电压源的，因此，系统电源必须采取稳压和保护措施。电路原理图如图１所示。
如果汽车电源电压在１８Ｖ以下，三极管Ｑ１处于截止状态，而Ｑ２受Ｑ１的影响处于导
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２环境光检测与光强判断电路
环境光检测电路是将环境光照强度信号转换为电信号，光强判断电路实质是通过电压比较器向单片机提供逻辑信号，如图２所示。环境光的检测主要是通过光敏元件来完成，光敏电阻Ｒ４用于检测白天光线
、
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图１
系统电源电路图图２
环境光检测与光强判断电路
①基金项目：本文系广州科技职业技术学院资助的“汽车灯光智能控制系统”项目（项目编号为２０１２ｚＲ０７）的研究成果之一，在此特别感
谢该单位的资助。
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图３单片机控制电路
图５
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按键电路
ＲＡＭ存储器、背
入捕捉或输出比较器、８Ｍ
景调试等。这款单片机可以广泛应用于传
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感器检测、汽车电子、工业控制、电机控制等系统中。选择这款单片机作为汽车灯光智能控制系统的主控芯片，一方面可以方面地实现相对应的控制功能，另一方面也有利于系统的升级，完全能满足各方面的控制要求。
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４继电器驱动车灯电路
由于单片机输出的控制信号驱动电流很
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小，不足以驱动汽车车灯，同时为了隔离汽车车灯亮灭时产生的电磁干扰，此系统设置了继电器驱动电路。如图４所示。
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４个继电器驱动４种汽车车灯，继电器由单片机ＭＣ９Ｓ１２ＸＳｌ２８的Ｉ／０端口控制，端ｇｌＰＴＡＯ控制汽车远光灯，端Ｉ：１ＰＴＡｌ控制汽车近光灯，端口ＰＴＡ２控制汽车雾灯，端口ＰＴＡ３控制汽车转向灯闪烁。二极管Ｄ１一Ｄ４起续流保护作用，当继电器断开的瞬间，其两端会产生很大的反向电动势，此时二极管组成的续流电路可以快速把该电动势释放掉，从而有效防止三极管的损坏。
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图４继电器驱动车灯电路
三极管的放大后，此信号送入到运算放大器ＬＭ３２４的第６个引脚。由于夜间会车涉及到会车距离长短的问题，所以应用电位器ＶＲ２来调节接收汽车前方光照亮度的灵敏度。
的强弱以区分汽车是处于白天环境还是黑夜环境，白天光照强度越来越弱时，光敏电阻阻值越来越大，其两端的电压也越来越高，当达到运算放大器ＬＭ３２４的翻转电平时，运算放大器的输出状态会翻转，此信号输送到单片机电路中，起着判断白天黑夜的作用。为了便于判断白天黑夜的临界点或灵敏度，应用了电位器ＶＲｌ，其两端的电压作为比较电压，与光敏电阻Ｒ４两端电压作比较，当Ｒ４电压大于ＶＲｌ电压时，ＬＭ３２４的第１个引脚输出低电压，相反则输出高电压。
光敏三极管ＶＴｌ用于接收汽车前方的光照亮度，它与光敏电阻相比有很强的方向性和更高的灵敏度，适用于对面来车前照大灯光照强弱，有光照时其导通电阻小，导通电流大，无光或微光则相反。电阻Ｒｌ、Ｒ２和三极管ＶＴ２组成一个射极跟随器，用于放大光敏三极管检测出来的微弱电信号。当光照照射到光敏三极管的窗１７时，其导通电流会在电阻Ｒｌ两端产生电压，这个电压促使三极管ＶＴ２导通，经过
５按键电路
超车提示和模式切换功能要求系统中必须要设置按键电路，如图５所示。超车按钮与单片机的引脚ＰＴＨｌ连接，用于检测按钮的状态，当有按键按下时，引脚ＰＴＨｌ检测到低电平，反之为高电平。同理，手动自动切换按钮的检测原理也一样。
３单片机控制电路
单片机控制电路是汽车灯光智能控制系统的核心电路，它负责把系统中的其它电路连接成一个整体，为系统软件逻辑设计和编程提供硬件平台。总体设计如图３所示。
单片机选用以ＭＣ９Ｓ１２ＸＳｌ２８为核心的单片机，该系列单片机是飞思卡尔半导体公司的产品，具有抗干扰能力强、工作可靠、高性价比、指令执行速度快等优点。
ＭＣ９Ｓｌ２ＸＳｌ２８是１６位高性能精简指令集单
６结论
本文中研制的汽车灯光智能控制系统设计原理新颖，硬件结构简单，具有可靠的自动变光功能，减轻了驾驶员的劳动强度，减少交通事故发生的可能，具有良好的社会效益和经济效益。
参考文献
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片机，它内部资源非常丰富，例如，１２位１６通道ＡＴＤ模数转换器、１６位８通道定时器、ＣＡＮ总路线接口、８位８通道ＰＷＭ脉宽调制器、串行通信接Ｉ：１、串行外围接ｇｌ、８通道输
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