基于合泰HT66F70A单片机的智能远近光灯切换系统设计

李雪锋，陈硕,2

（1.泉州信息工程学院，福建 泉州 362000；2.福州大学，福州 350000）

1 引言

据不完全统计，中国仅在2017年，夜间车祸所占的比例在全年车祸中占了60%，而错误使用远光灯所引发的车祸占其中的30%[1]。我国道路交通安全法实施条例规定：机动车夜间会车“须距对面来车150m外互闭远光灯，改用近光灯”。但多数司机在夜间行车或光线不足时，为了获得更好的行车视线，即使对向有来车仍不愿将远光灯换为近光灯。

2 系统总体设计

2.1 设计构想

系统采用HT66F60A单片机为核心的控制芯片，光敏元件信号及超声波传感器作为检测元件，与其他控制系统比较，我们所采用HT66F60A单片机的控制系统，可以完成三大功能：①可以实时检测机动车前方的外部亮度从而自动开启近光灯的操作；②在会车时能够自动检测机动车前方车辆灯光的使用情况，自动关闭远光灯并提醒对方车辆关闭远光灯的操作；③通过一键式选择，开启本智能灯光辅助系统，或切换到机动车原有的手动切换远近光灯功能。

2.2 关键问题

在汽车日常行驶过程中，为了方便和简化驾驶员的操作，让轿车在行驶过程中越加方便和安全，目前许多汽车虽然已装有智能车灯控制系统，但是，由于生产厂家和型号的不同使得智能车灯控制系统在研发中很难有一个统一的标准。目前而言，智能车灯控制系统并不完善，存在以下关键问题：

①汽车型号种类繁多，单一型号的智能控制系统无法运用于其他车型；

②智能控制系统较为单一，并无切换远近灯光功能。

3 系统设计

3.1 硬件设计

在整个系统的硬件设计中，包括有光敏元件及相应电路、按键模块、人机界面的显示模块以及单片机必要的晶振和复位模块。在本设计中，单片机为控制中枢，负责接收传感器发送过来的信号加以判断是否达到条件并输出信号，控制蜂鸣器、液晶屏和继电器开关远近光灯以实现设想的功能。两个光敏传感器，一个安装在汽车的前部挡风玻璃前，感应外界光强，另一个安装在后视镜支架上，感应会车光照强度，超声波传感器检测与对向来车的距离，将其设置在车辆前端左侧。系统硬件电路图见图1。

图1系统硬件电路设

3.1.1 按键选择

系统设有模式切换的按钮、远光灯按钮、近光灯按钮。系统最初的模式是手动模式，驾驶员若想用自动切换模式时，只需按下模式切换按键。在自动切换远近光灯的模式中，灯光若处于远光灯的状态时，驾驶员依然可以手动将远光灯切成近光灯，这一点保证了驾驶员在驾驶过程中，遇见行人或转弯或其他紧急情况时，可以紧急将远光灯切成近光灯。

3.1.2 人机界面

设有液晶显示屏，会显示当前的操作模式是手动模式还是自动模式，同时也会显示当前的照明状态是近光灯还是远光灯。

3.2 主控器

单片机是智能车灯切换系统的核心控制电路，该系统设计目的是指导学生参加第十一届福建省“合泰杯”大学生单片机应用设计竞赛，根据设计系统所需的I/O引脚，选用HT66F70A单片机，HT66F70A单片机是一款A/D型，具有8位高性能精简指令集的Flash单片机。该系列单片机具有一系列功能和特性，可以给用户提供极大的方便。

3.3 光敏传感器

能够用来检测光线强弱的光敏传感器由光敏二极管、光敏三极管及光敏电阻等组成。由于光敏电阻相比于其他两种光敏元件具有体积小、灵敏度高、光谱特性好、价格便宜等优势，因此，选择光敏电阻作为光线强弱的检测元件[2]。

采用LM393电压比较器与光敏电阻一起组成环境光检测模块和会车灯光检测模块。在调试时，可根据自己的需要手动调节阈值以达到效果。光敏元件检测光信号转换为输出电压输入LM393芯片3引脚，调节可变电阻R5的电压可改变设定阈值并输送到LM393芯片2引脚，将两个电压值进行比较，其结果分别输入到单片机pe7和ph0。

3.4 超声波传感器

超声波传感器采用毫米波雷达[3]，系统将它采集到的信号与设定的距离阈值比较，其结果输送给HT66F70A单片机的ph1，结合会车光敏电阻输送的信息，由单片机处理与预判是否开启远光灯。由于毫米波雷达碰到障碍物就会返回并输出信号，因此，毫米波雷达还应在判断两个车是快速接近的前提下，测出两车的距离。

3.5 继电器模块

系统采用继电器控制近光灯的开启与关闭以及远近光灯的自动切换，当光敏电阻1检测环境光输出的电压值大于阈值时，pe7输出低电平，这时通过程序设计使pe4输出为高电平，使继电器线圈得电，打开近光灯，反之关闭近光灯。当毫米波雷达检测与对向来车的距离小于等于设定阈值，且光敏电阻2检测会车灯光输出的电压值小于设定阈值时，ph0输出高电平，这时通过程序设计使pe6输出为低电平，使控制远光灯的继电器线圈失电，通过延时程序使pe4输出高电平，控制近光灯的继电器得电，重复三次用于提醒对方来车，反之切远光灯。

系统设计了继电器驱动电路，一是为了隔离汽车车灯开启与关闭时产生的电磁干扰，二是弥补了单片机输出的控制信号无法驱动汽车车灯的缺陷。在选择继电器类型时需考虑电路的工作电压，一般电路工作电压应该是继电器额定工作电压的0.86左右，另外，须考虑继电器线圈电源的类型，系统采用的是直流供电，所以在选择继电器线圈的时候须是直流电压的继电器。电路通过三极管Q5对电信号进行放大，从而驱动汽车前照灯进行工作。继电器控制线路设有二极管，其目的是为了避免继电器在闭合时，其线圈两端产生较高的反向电压，起到续流作用，使得汽车前照灯在接收到信号后能稳定工作。

4 结语

在设计与测试过程中发现，相比其他采用光控器和延时器组成的控制系统，我们所采用的HT66F60A单片机控制系统，控制精度更好，造价更便宜，且操作简单，方便用户日后的维修保养。