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【摘 要】本设计是基于电子油门的汽车,设计的一款自动控制系统.本系统能智能控制电子油门的大小,以达到自动驾驶的目的.对于长途驾驶或者汽车的自动驾驶模式的研究探讨具有重要意义.
【关 键 词】电子巡航,电路,汽车,设计应用
一、自动驾驶系统简介
自动驾驶系统是使汽车工作在发动机有利转带范围内,减轻驾驶员的驾驶操纵劳动强度,提高行驶舒适性的汽车自动行驶装置.自动驾驶系统英文为cruisecontrolsystem,缩写为CCS.自动驾驶系统又称为巡航行驶装置、速度控制系统、恒速行驶系统或巡行控制系统等.
巡航控制系统自1961年在美国首次应用以来,已经广泛普及.在美国大多数轿车上均装用了过航控制系统.日本和欧洲生产的轿车装用定速自动驾驶系统的比例也越来越高.我国一汽大众生产的奥迪A6、上海大众帕萨特以及广州本田雅阁也装了巡航控制系统.
在大陆型的国家,驾驶汽车长途行驶的机会较多,在高速公路上长时间行驶时,打开该系统的自动操纵开关后,巡航控制系统将根据行车阻力自动增减节气门开度,使汽车行驶速度保持一定的.并且可以避免驾驶员频繁踩油门踏板,而保证汽车以预先设定的速度行驶.汽车在一定条件下恒速行驶,大大地减轻了驾驶员的疲劳强度.由于巡航控制系统能自动地维持车速,避免了不必要的油门踏板的人为变动,进而改善了汽车的燃料经济性和发动机的排放性.基本功能是自控油门,解放右脚,驾驶轻松.调节精神,缓解疲劳,增加安全系数.经济速度定速,省油、省车.
二、自动驾驶系统原理及设计结构
如图1,汽车电子自动驾驶系统,有相连的发射器、接收器、电磁执行器和常闭断电开关,发射器有PT2262L编码芯片电路,其四个数据输入端分别连有解除开关、定速开关、减速开关和加速开关.当按动定速、加速、减速、解除按键时YF发射器会发射相应的一组编码数据.接收器PT2272接到单片机U的指令进行接收和译码.将接收的编码数据进行解码,在输出端10-13脚进行相应的定速、加速、减速、解除的操作.定速时13脚输出高电平,控制油门电机M不动,以达到定速的目的,加速时12脚输出高电平,使油门电机前进,达到加速的目的,减速时11脚输出高电平,控制油门电机反转,以达到减速的目的.解除时10脚输出高电平,油门电机无控制信号,正常行车.接收器YS有PT2272L解码芯片电路,其三个数据输出端分别通过开关三极管与继电器相连,电磁执行器有减速电机,电机轴端有软铁块,轴上套有连有柔性油门线的电磁铁,继电器的输出端与电机和电磁铁相连.遥控发射器装在汽车驾驶室内,遥控接收器和电磁执行器装在汽车发动机仓内,柔性油门线连在油门上,常闭断电开关的动触头与刹车踏板相连.本实用新型在汽车行驶中保持汽车当前的油门开度不变,使汽车在较平坦的一大段公路上能定速巡航,也可以使汽车加速或减速行驶.一种汽车电子自动驾驶系统,其特征在于：有相连的遥控发射器、遥控接收器、电磁执行器和常闭断电开关,遥控发射器有壳体,壳体上有触发式常开定速开关、触发式常开解除开关、触发式常开加速开关和触发式常开减速开关,壳体内有遥控发射电路板,遥控发射电路板上有遥控发射电路,遥控发射电路有相连的PT2262L编码芯片电路、F05C发射模块电路和电池,PT2262L编码芯片的四个数据输入端10脚、11脚、12脚和13脚中,10脚和13脚分别连有解除开关接点和定速开关接点,解除开关接点和定速开关接点分别与PT2262L编码芯片的电源输入端18脚相连,11脚和12脚分别连有减速开关接点和加速开关接点,减速开关接点和加速开关接点分别通过隔离二极管与13脚和18脚相连,F05C发射模块的输入端与PT2262L编码芯片的输出端17脚相连,定速开关、解除开关、加速开关和减速开关,分别有一个电接点分别与定速开关接点、解除开关接点、加速开关接点和减速开关接点相连,定速开关、解除开关、加速开关和减速开关的另一个电接点和F05C发射模块的电源输入端与电池的正极相连,遥控接收器有壳体,壳体内有遥控接收电路板,遥控接收电路板上有遥控接收电路,遥控接收电路有相连的J04E接收模块电路、PT2272L解码芯片电路和供电电路,PT2272L解码芯片与上述PT2262L编码芯片有相同的地址码,J04E接收模块的输出端与PT2272L解码芯片的输入端14脚相连,PT2272L解码芯片的四个数据输出端10脚、11脚、12脚和13脚中,10脚悬空,11脚、12脚和13脚分别通过隔离二极管和电阻与减速开关三极管、加速开关三极管和定速开关三极管的输入端相连,加速开关三极管、减速开关三极管和定速开关三极管的输出端分别与加速继电器、减速继电器和定速继电器的电磁线圈的一端相连,加速继电器、减速继电器的电源输入端电极性相反,供电电路有电压调整模块,电压调整模块有12伏和5伏的两种电压输出端,12伏电压输出端分别与加速继电器、减速继电器和定速继电器电磁线圈的另一端相连,12伏电压输出端分别与加速继电器、减速继电器和定速继电器的电源输入端相连,5伏电压输出端与PT2272L解码芯片的电源输入端相连,5伏电压输出端通过降压电阻与J04E接收模块的电源输入端相连,电磁执行器有减速电机,减速电机轴的外端固定有软铁块,减速电机与软铁块之间的电机轴上套有可在电机轴上旋转的电磁铁,电磁铁与电机之间有限位挡和复位扭簧,限位挡在电机与电磁铁相邻的端面上,电磁铁的该端面上有与限位挡相配合的圆弧形滑槽,圆弧形滑槽的圆心角是270度～350度,电磁铁的壳体连有柔性油门线,常闭断电开关是机械式常闭断电开关,机械式常闭断电开关连有隔离二极管,常闭断电开关的动触头与隔离二极管的正极相连,常闭断电开关的定触头与遥控接收电路中的供电电路输入端相连,遥控接收电路中的加速继电器、减速继电器的电源输出端与电磁执行器的减速电机电接点相连,定速继电器的电源输出端与电磁执行器的电磁铁电接点相连.
图1汽车电子自动驾驶系统原理图三、软件部分
控制模块U（STC12LE5201AD）由单片机完成,具有稳压作用,同时写有程序.对整机进行控制.其中程序如下：
---------ADDRESS-----------
P1AEQU9DH,
ADC_CONTREQU0BCH,
ADC_RESEQU0BDH,
P1M1EQU92H,
P1M0EQU91HP3M1,
EQU0B2HP3M0EQU0B1HCCAPM0EQU0DAH,
CCONEQU0D8H,
CMODEQU0D9H,
CLEQU0E9H,
CHEQU0F9H,
CCAP0LEQU0EAH,
CCAP0HEQU0FAH,
PCA_PWM0EQU0F2H,
CCF0EQU0D8h,
CREQU0DEH,
CFEQU0DFh,
ADC_NUMEQU09H,
ADC_CH7_6_RESEQU30H,
ADC_VALUEEQU34H,
DA_LOWEQU3AH,
DA_HIGHEQU3BH,
LOW_BYTEEQU3CH,
HIGH_BYTEEQU3DH,
IN1_AD_VALUEEQU3EH,
IN2_AD_VALUEEQU3FH,
NO_TIMEEQU40H,
LED_TIMEEQU41H,
IN1EQUP1.7,
IN2EQUP1.5,
OUT_LEDEQUP1.1,
OUT_FMQEQUP1.0
OUT_VEQUP3.7,
AD_28VEQU221,
AD_26VEQU144,
IN1_YES_NOJCIN1_YES,
LCALLOUT_3,
LJMPLOP,
IN1_YEOVA,IN2_AD_VALUE,
CJNEA,#AD_26V,IN2_YES_NO,
IN2_YES_NOJCIN2_YES,
LCALLOUT_2,
LCALLDELAY_1S,
LJMPLOP,
IN2_YESLCALLOUT_1,
PCA_INTJBCCCF0,WXY1,
JBCCF,WXY3,
MOVDA_LOW,LOW_BYTE,
MOVDA_HIGH,HIGH_BYTE,
MOVA,LOW_BYTE,
ADDA,#22,
MOVLOW_BYTE,A,
MOVA,HIGH_BYTE,
ADDCA,#0,
MOVHIGH_BYTE,A,
MOVA,HIGH_BYTE,
JZOUT_21,CLRC,
MOVA,LOW_BYTE,
SUBBA,#170,
JCOUT_21,
MOVLOW_BYTE,#220,
MOVHIGH_BYTE,#0,
WXY1：JNBP3.7,WXY2,
WXY2：MOVCCAP0L,#00H,
WXY3：RETI,
INIT_ADC：MOVP1M0,#0A0,
DELAY1MS：PUSH06H,
PUSH07H,
MOVR6,#20,
DELAY1MS1：MOVR7,#250,
DELAY_1S：PUSH05H,
PUSH06H,
PUSH07H,
DELAY_1S2：MOVR6,#200,
DELAY_1S1：MOVR7,#250,
AD_CONVERT：MOVR0,#ADC_CH7_6_RES,
MOVR2,#ADC_NUM,
AD_CONVER1：LCALLGET_AD_RESULT,
MOV@R0,A,
INCR0,
DJNZR2,ADC_CONVERT1,
RET,
AD_RESULT：MOVADC_RES,#0,
ORLADC_CONTR,#08H
AD_FINISH：MOVA,#10H,
ADC_LB_SORT：MOV,
R3,#ADC_NUM-1,
ADC_LB_SORT3：MOVA,R3,
MOVR2,A,
MOVR0,#ADC_CH7_6_RES,
MOVR1,#ADC_CH7_6_RES,
ADC_LB_SORT2：INCR1,
MOVA,@R0,
ADC_LB_SORT1：MOVA,INCR0,DJNZR2,ADC_LB_SORT2,
DJNZR3,ADC_LB_SORT3,RET,
OUT_1：SETBOUT_LED,
SETBOUT_FMQ,
RET,
OUT_14：JNCOUT_12,
OUT_11：JCOUT_15,
OUT_12：MOVDA_HIGH,A,
MOVDA_LOW,#0AA,
OUT_13：RET,
OUT_15：CJNEA,#128,OUT_16,
OUT_16：JNCOUT_12,
ADDA,#128,
SJMPOUT_12,
OUT_2：CLROUT_LED,
CLROUT_FMQ：MOVDA_HIGH,#150,
MOVDA_LOW,#200,OUT_21：RET,
OUT_3：CLROUT_LED,
CLROUT_FMQ：MOVDA_LOW,#15,
MOVDA_HIGH,#0,
MOVDA_HIGH,#150,
MOVDA_LOW,#200,
RET,
OUT_11：JNCOUT_12,
SETBOUT_LED,
SETBOUT_FMQ,SJMPOUT_13,
OUT_12：CJNEA,#6,OUT_14,
OUT_14：JNCOUT_15,
OUT_15：MOVLED_TIME,#0,
OUT_13：SETBOUT_FMQ,
CLRNO_XINHAO,
MOVNO_TIME,#0,
CLRC,
MOVA,#255,
OUT_110：JCOUT_111,
MOVA,#099H,
SJMPOUT_112,
OUT_111：CJNEA,#45,OUT_113,
OUT_113：JNCOUT_112,
MOVA,#45
OUT_112：MOVDA_HIGH,A,
MOVDA_LOW,#0AAH,
RET,
OUT_2：JBNO_XINHAO,OUT_231,
CJNEA,#40,OUT_232,
OUT_232：JCOUT_21,
SETBNO_XINHAO,
MOVNO_TIME,#
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0,OUT_231：MOVHIGH_BYTE,A,
MOVA,HIGH_BYTE,
JZOUT_21,
OUT_3：JBNO_XINHAO,OUT_31,
CJNEA,#40,OUT_32,
OUT_32：JCOUT_33,
SETBNO_XINHAO,
MOVNO_TIME,#0,
OUT_31：CLROUT_LED,
OUT_33：MOVA,#255,
IN2_AD：MOVDA_HIGH,#0,
MOVDA_LOW,#15H,
RET,
END.
四、结束语
本电路所设计的电子自动驾驶系统实现的功能和现有汽车上的成品定速巡航相同.但由于采用了模拟技术,使得整机的成本大大降低.控制由于采用了单片机控制,使得整机工作更加可靠,功耗更低.对于将来市场普及具有重要作用.
作者简介：董丹丹（1968―）,女,高级讲师,现供职于辽宁职业学院,拥有国家专利两项,发表国家级、省级论文30多篇,研究方向：应用电子技术.