基于单片机的智能LED紧急刹车灯的设计开题报告

时间:2017-07-15 开题报告 我要投稿

一、开题报告背景和意义
      汽车发生追尾的真正原因是因为前后车“刹车不同步”。急刹车时,后车司机始终滞后于前车,对于120 km/h的车速,需要向前多冲17米。哪怕向前少冲1米,也许就少发生一场追尾事故。本开题报告研究的智能LED紧急刹车灯系统是在车辆紧急刹车时,利用LED车灯优异的特性快速点亮刹车灯,警示后车,从而避免事故发生。本开题报告将以STC89C51单片机为控制核心利用加速度传感器迅速获取车辆加速度的变化,并将结果传输至STC89C51单片机,STC89C51单片机再对接收到的加速度信息进行判断、处理,并根据处理决定是否点亮紧急刹车灯。
二、开题报告任务的主要内容
本开题报告主要完成基于STC89C51的智能LED紧急刹车灯的设计与制作。
1.主要任务:
(1)完成加速传感器与LED控制等相关资料的收集整理;
(2)完成电路原理图的设计;
(3)完成印刷电路板设计与制作;
(4)完成软件设计;
(5)完成软件与硬件的联调,实现设计功能;
(6)完成对制作实物的测试;
(7)完成毕业设计报告。
2.设计要求:
(1)以单片机作为核心控制元件;
(2)当车速下降时即点亮刹车灯;
(3)为了增强亮度,车灯不少于24个LED。
三、 已具备的条件
    学院实验室拥有单片机程序下载板、PROTUS程序仿真软件、PROTEL99SEPCB
    制作软件、MEDWIN程序编译软件等开发条件。在校其间我们学习和掌握了以上硬件和软件的使用方法。此外我们可以方便的购买到元器件,例如:LED发光二极管、芯片STC89C51、MMA1260D传感器等。最后,学院和校内外基地均有单片机应用系统的项目开发和胜任毕业设计指导工作的师资团队,为本开题报告的顺利完成提供了软硬件的保证。
四、开题报告任务实施思路与方案
本系统设计的硬件电路主要是由单片机控制电路、传感器、电压比较器电路、电源电路、发光二极管阵列电路等组成。图1所示为系统硬件结构框图:1.单片机控制电路
单片机控制电路由STC89C51型单片机、电压比较电路构成,用于将采集到的加速度传感器信号,与预先设置的值相比较,控制发光二极管的闪烁,如图2所示。STC89C51判断和处理加速度传感器MMA1260D测得的信息,若满足条件则通过单片机的I/O口产生3路信号施加到3个继电器依次对内、中、外三圈的LED灯进行点亮控制。若不满足条件,则LED灯熄灭。
2.传感器与单片机的接口电路
MMA1260D加速度传感器对汽车加速度数据进行采集,MMA1260D加速度传感器的输出电压与加速度成正比。MMA1260D加速度传感器的输出电压通过电压比较器与某一阀值比较,电压比较器的参考电压值可通过电位器调节,以此来调节刹车指示灯的敏感程度。单片机根据电压比较器的两个不同状态判断是否点亮刹车指示灯。
3.稳压电源电路
稳压电源电路由7805组成,可将外接电源转换为稳定的+5 V电源,向STC89C51和MMA1260D提供稳定的5 V电源。该电路主要由二极管、电阻、三端稳压管、电容构成。当紧急刹车时,+12 V先通过电阻降压(主要是为了三端稳压管散热),然后再通过三端稳压管电路稳定于+5 V,并与单片机、发光二极管及加速度传感器电路连接。
     发光二极管电路由LED、二极管和电阻构成,LED车灯的放置遵循由内到外摆成3圈,用于紧急刹车灯时由内→中→外→内循环点亮熄灭,且亮度较高,以此警示后面的司机注意刹车。该电路主要由STC89C51单片机的3个引脚控制,其LED车灯放置5.软件设计
根据系统硬件设计的相关要求,软件设计用于完成系统的初始化、对加速度传感器信号提取与分析,并根据设置的门限来决定是否点亮紧急刹车灯。系统软件流程设计如图4所示。采用汇编语言编程,实现紧急刹车灯功能。一旦系统满足门限条件,可使内、中、外三圈灯通过延时不断以高亮度闪烁,并循环判断条件来决定是否继续点亮刹车灯,这样就易于引起后面汽车司机的警觉。一旦门限条件不满足,刹车灯熄灭,单片机继续判断。

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