基於微控制器的智慧LED緊急剎車燈的設計開題報告的論文

　　一、開題報告背景和意義

　　汽車發生追尾的真正原因是因為前後車“剎車不同步”。急剎車時，後車司機始終滯後於前車，對於120 km／h的車速，需要向前多衝17米。哪怕向前少衝1米,也許就少發生一場追尾事故。本開題報告研究的智慧LED緊急剎車燈系統是在車輛緊急剎車時，利用LED車燈優異的特性快速點亮剎車燈,警示後車，從而避免事故發生。本開題報告將以STC89C51微控制器為控制核心利用加速度感測器迅速獲取車輛加速度的變化，並將結果傳輸至STC89C51微控制器，STC89C51微控制器再對接收到的加速度資訊進行判斷、處理，並根據處理決定是否點亮緊急剎車燈。

　　二、開題報告任務的主要內容

　　本開題報告主要完成基於STC89C51的智慧LED緊急剎車燈的設計與製作。

　　1．主要任務：

　　（1）完成加速感測器與LED控制等相關資料的'收集整理；

　　（2）完成電路原理圖的設計；

　　（3）完成印刷電路板設計與製作；

　　（4）完成軟體設計；

　　（5）完成軟體與硬體的聯調，實現設計功能；

　　（6）完成對製作實物的測試；

　　（7）完成畢業設計報告。

　　2．設計要求：

　　（1）以微控制器作為核心控制元件；

　　（2）當車速下降時即點亮剎車燈；

　　（3）為了增強亮度，車燈不少於24個LED。

　　三、已具備的條件

　　學院實驗室擁有微控制器程式下載板、PROTUS程式模擬軟體、PROTEL99SEPCB

　　製作軟體、MEDWIN程式編譯軟體等開發條件。在校其間我們學習和掌握了以上硬體和軟體的使用方法。此外我們可以方便的購買到元器件，例如：LED發光二極體、晶片STC89C51、MMA1260D感測器等。最後，學院和校內外基地均有微控制器應用系統的專案開發和勝任畢業設計指導工作的師資團隊，為本開題報告的順利完成提供了軟硬體的保證。

　　四、開題報告任務實施思路與方案

　　本系統設計的硬體電路主要是由微控制器控制電路、感測器、電壓比較器電路、電源電路、發光二極體陣列電路等組成。圖1所示為系統硬體結構框圖：1．微控制器控制電路

　　微控制器控制電路由STC89C51型微控制器、電壓比較電路構成，用於將採集到的加速度感測器訊號，與預先設定的閾值相比較，控制發光二極體的閃爍，如圖2所示。STC89C51判斷和處理加速度感測器MMA1260D測得的資訊，若滿足條件則透過微控制器的I/O口產生3路訊號施加到3個繼電器依次對內、中、外三圈的LED燈進行點亮控制。若不滿足條件，則LED燈熄滅。

　　2．感測器與微控制器的介面電路

　　MMA1260D加速度感測器對汽車加速度資料進行採集，MMA1260D加速度感測器的輸出電壓與加速度成正比。MMA1260D加速度感測器的輸出電壓透過電壓比較器與某一閥值比較，電壓比較器的參考電壓值可透過電位器調節，以此來調節剎車指示燈的敏感程度。微控制器根據電壓比較器的兩個不同狀態判斷是否點亮剎車指示燈。

　　3．穩壓電源電路

　　穩壓電源電路由7805組成，可將外接電源轉換為穩定的+5 V電源，向STC89C51和MMA1260D提供穩定的5 V電源。該電路主要由二極體、電阻、三端穩壓管、電容構成。當緊急剎車時，+12 V先透過電阻降壓(主要是為了三端穩壓管散熱)，然後再透過三端穩壓管電路穩定於+5 V，並與微控制器、發光二極體及加速度感測器電路連線。

　　發光二極體電路由LED、二極體和電阻構成，LED車燈的放置遵循由內到外擺成3圈，用於緊急剎車燈時由內→中→外→內迴圈點亮熄滅，且亮度較高，以此警示後面的司機注意剎車。該電路主要由STC89C51微控制器的3個引腳控制，其LED車燈放置5.軟體設計

　　根據系統硬體設計的相關要求，軟體設計用於完成系統的初始化、對加速度感測器訊號提取與分析，並根據設定的門限來決定是否點亮緊急剎車燈。系統軟體流程設計如圖4所示。採用組合語言程式設計，實現緊急剎車燈功能。一旦系統滿足門限條件，可使內、中、外三圈燈透過延時不斷以高亮度閃爍，並迴圈判斷條件來決定是否繼續點亮剎車燈，這樣就易於引起後面汽車司機的警覺。一旦門限條件不滿足，剎車燈熄滅，微控制器繼續判斷。(責任編輯：1011)

　　五、預期目標

　　完成加速感測器與LED控制等相關資料的收集整理；完成電路原理圖與印刷電路板的設計；完成硬體製作；完成軟體設計並與硬體聯調，實現設計功能，使其具有反應速度快，辨別效果好，耐震性強的特性。

　　最終完成一個完整的、可以實際應用的控制基於STC89C51的智慧LED緊急剎車燈的設計的實物。