1 引言

　　汽車發(fā)生追尾的真正原因是因?yàn)榍昂筌噭x車不同步。急剎車時(shí)，后車司機(jī)始終滯后于前車，對(duì)于120 km/h的車速，需要向前多沖17米。哪怕向前少?zèng)_1米,也許就少發(fā)生一場(chǎng)追尾事故。LED車燈具有反應(yīng)速度快,辨識(shí)效果好，耐震性強(qiáng)等特性。智能LED緊急剎車燈系統(tǒng)是在車輛緊急剎車時(shí)，利用LED車燈優(yōu)異的特性快速點(diǎn)亮剎車燈,警示后車，從而避免事故發(fā)生。本文以ATmega8L單片機(jī)為核心給出一種智能LED剎車燈的設(shè)計(jì)方案，該系統(tǒng)設(shè)計(jì)利用加速度傳感器迅速獲取車輛加速度的變化，并將結(jié)果傳輸至ATmega8L單片機(jī)，ATmega8L單片機(jī)再對(duì)接收到的信息進(jìn)行判斷、處理，并根據(jù)結(jié)果決定是否點(diǎn)亮緊急剎車燈。

　　2 器件選型

　　2.1 ATmega8L簡(jiǎn)介

　　本系統(tǒng)設(shè)計(jì)選用美國(guó)Atmel公司推出的AT-mega8L器件,它是基于增強(qiáng)的AVR RISC 結(jié)構(gòu)的低功耗8位CMOS微控制器,增強(qiáng)型RISC內(nèi)載Flash的單片機(jī),片上Flash存儲(chǔ)器附在用戶產(chǎn)品中，可隨時(shí)編程,易于用戶產(chǎn)品設(shè)計(jì)，便于產(chǎn)品更新。AT-mega8L具有先進(jìn)的指令集和單時(shí)鐘周期指令執(zhí)行時(shí)間，其數(shù)據(jù)吞吐率高達(dá)1 MIPS/MHz，從而緩解系統(tǒng)在功耗和處理速度之間的矛盾。同時(shí),ATmega8L內(nèi)部集成有增強(qiáng)RISC 8位CPU與在線系統(tǒng)編程和應(yīng)用編程的Flash存儲(chǔ)器，使其成為功能強(qiáng)大的單片機(jī),為許多嵌入式控制應(yīng)用提供了靈活且低成本的解決方案。

　　ATmega8L內(nèi)含8 KB的系統(tǒng)內(nèi)可編程Flash(具有同時(shí)讀寫的能力，即RWW)，512字節(jié)EEPROM，1KB SRAM,32個(gè)通用I/O端口線，32個(gè)通用工作寄存器，3個(gè)具有比較模式的靈活的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器(T/C)，片內(nèi)/外中斷，可編程串行USART，面向字節(jié)的兩線串行接口,10位6路(8路為TQFP與MLF封裝)A/D轉(zhuǎn)換器，具有片內(nèi)振蕩器的可編程看門狗定時(shí)器，1個(gè)SPI串行端口，以及5種可通過(guò)軟件選擇的省電模式。

　　2.2 MMA1260D簡(jiǎn)介

　　本系統(tǒng)設(shè)計(jì)選用MMA1260D作為加速度傳感器。MMA1260D是一款1.5 g的z軸向加速度傳感器，它由G-單元和信號(hào)調(diào)理ASIC電路兩部分組成。其中，G-單元是機(jī)械結(jié)構(gòu)，采用半導(dǎo)體制作技術(shù)、由多晶硅半導(dǎo)體材料制成，并且密封。而信號(hào)調(diào)理ASIC電路是由積分、放大、濾波、溫度補(bǔ)償、控制邏輯和EEPROM相關(guān)電路、振蕩器、時(shí)鐘生成器、以及自檢等電路組成，用于完成G-單元測(cè)量的電容值向電壓輸出的轉(zhuǎn)換。

　　G-單元相當(dāng)于在兩個(gè)固定的電容極板中間放置一個(gè)可移動(dòng)的極板。當(dāng)加速度作用于系統(tǒng)時(shí),中間極板偏離靜止位置。利用中間極板偏離靜止位置的距離測(cè)量加速度，中間極板與一個(gè)固定極板的距離增加，而與另一個(gè)固定極板的距離減少，且距離變化值相等。距離的變化使得兩極板間的電容改變，電容值的計(jì)算公式：C=Ae/D,其中A是極板的面積，D是極板間的距離，e是電介質(zhì)常數(shù)。信號(hào)調(diào)理ASIC電路將G-單元測(cè)量的兩電容值轉(zhuǎn)換為加速度值，并使加速度與輸出電壓成正比。濾波單元由二階開(kāi)關(guān)電容濾波器組成，用Bessel實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)的延時(shí)響應(yīng)，從而將脈沖完整保留。自檢單元用于保證G-單元和加速計(jì)中的電路工作正常,在G-單元中有4個(gè)極板,當(dāng)ST引腳施加高電平時(shí)，校準(zhǔn)電壓加在自檢極板和中間極板之間，在電場(chǎng)的作用下使中間極板移動(dòng)，由信號(hào)調(diào)理ASIC電路測(cè)得的偏移應(yīng)與輸出電壓成比例。

　　3 硬件電路設(shè)計(jì)

　　本系統(tǒng)設(shè)計(jì)的硬件電路主要是由單片機(jī)控制電路、傳感器與單片機(jī)的接口電路、電源電路、發(fā)光二極管陣電路等組成。圖1所示為系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)原理圖。