基于设计的型汽车雨刮控制器

第６期
高波等：基于ＰＩＣｌ２Ｆ６２９设计的ＬＧＹＧ型汽车雨刮控制器
１９
低，投人市场时的市场售价仅为６０影只。
２主要技术参数和功能
２．１主要技术参数 汽车雨刮器采用单片机控制，不仅设计先进、 控制精度高、抗干扰能力强，而且安装使用方便，工 作状态稳定，在同类产品中居于领先水平。其主要 技术指标如下： 标称电压：２４Ｖｄｃ； 工作电压：１８Ｖｄｃ～３０Ｖｄｃ； 工作环境温度：一３０＇ｔ２～７０℃； 单速刮水工作时间：（１±０．０５）Ｓ； 间歇刮水断开时间：（５±０．５）Ｓ。 ２．２功能 １、雨量较大时的刮水控制：雨天时，驾驶员打 开刮水开关，当雨量较大时，系统发出单速控制指 令，通过单片机打开单速控制开关，雨刮控制器的 单速刮水开始工作； ２、雨量较小时的挂水控制：雨天时，驾驶员打 开刮水开关，当雨量较小时，系统发出间歇控制指 令，单片机打开间歇控制开关，雨刮器的间歇挂水 开始工作。
代汽车正从一种单纯的交通工具朝着人们需求和 安全、节能、环保的方向发展。为了满足人们对汽 车日益提高的要求，汽车研发及生产机构必然要将
越来越多的电子产品引入到汽车上。随着汽车电
子的迅猛发展，机械式、晶体管式的汽车雨刮器越 来越满足不了汽车刮水系统的要求，原来的雨刮器
收稿日期：２０１４一０９—１５
万方数据
ｃａｒ
ａ
ｃｏｎｔｒｏｌ ｕｎｉｔ ｏｆ ａｕｔｏｍｏｔｉｖｅ ｗｉｐｅｒ ｓｙｓｔｅｍ，ｉｓ ｔｈｅ ｍｏｓｔ ｃｒｉｔｉｃａｌ ｐａｒｔｓ
ｅ－
ｗｉｐｅｒ ｓｙｓｔｅｍ．Ｉｔ ｉｓ ｔｈｅ
ｍｏｓｔ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｇｕａｒａｎｔｅｅ ｆｏｒ ｔｈｅ ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ｗｉｐｅｒ ｓｙｓｔｅｍ．Ｆｏｒ ａｕｔｏｍｏｔｉｖｅ
＃ｉｎｃｌｕｄｅ
ｓｔａｔｕｓ
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Ｃ
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０５ １９ｈ
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图６顺控（逆控）信号采样原理图
ｔｒｉｓｉｏ
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８５ｈ
ＯＳＣＣＡＬ
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ｃｏｕｎｔｅｒ
ｅｑｕ
２０ｈ ２２ｈ； ２３ｈ； ２４ｈ； ２６ｈ；
ｃｏｕｎｔｌ ＣＯＵＮＴ２ ｃｏｕｎｔ３ ＣＯＵｎｔ４
ＧＰＩＯ，０ ＧＰＩＯ．２ ＧＰＩＯ，３ ＤＳ２ ＧＰＩＯ。４ Ｓ７ｒＡＲＴ ＤＳ３ ｌｏｏｐ２
ｇｏｔｏ ｇｏｔｏ
ＪＸ
ｄｅｌａｙ２０ｍｓ
ｍｏｖ］ｗ
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ｃｏｕｎｔ３
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ＢＣＦ ＢＣＦ ｃａｌｌ ＧＯＴＯ
ＧＰＩＯ，０ ＧＰＩＯ，２ ｄｅｌａｙＯ．１ｓ ＤＳ
ａｔ
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ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ，ｇｏｏｄ
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ｃｏｎｔｒｏｌ
ｃａｌ＂ｗｉｐｅｒ
ｒｅｌａｔｉｖｅｌｙ ｌｏｗ
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ａｕｔｏｍｏｂｉｌｅ ｗｉｐｅｒ，ＰＩＣｌ２Ｆ６２９ ｃｈｉｐ，ｈａｒｄｗａｒｅ ａｎｄ ｓｏｆｔｗａｒｅ
ｄｅｓｉｇｎ，ａｎｔｉ—ｊａｍｍｉｎｇ
１
引言
汽车工业是国民经济发展的支柱产业之一，现
功能单一，只有简单的刮水功能，且操作烦琐。因 此，研制新型、多功能的电子式雨刮器就提到了许 多汽车厂家的议事日程上。 我公司根据市场及用户的要求，自主开发出 ＬＧＹＧ型汽车雨刮控制器（以下简称汽车雨刮器）， 该产品为单片机统一控制的电子式智能汽车雨刮 器，除应满足一般汽车雨刮器的电气性能外，还满 足间歇刮水的功能，应用单片机控制，工作稳定性 和抗干扰性能也得到很大的提高，本产品的成本较
电
图５间歇５ｓ控制（单速控制）信号采样原理图
其中，顺控信号、逆控信号的采样设计原理图
如图６所示。
采样顺控信号时，顺控信号为低电平，５Ｖ电压
图４稳压供电电路原理图
信号经过方法二极管Ｄ１０，再经过Ｒ８、耵分压后，
电压信号接入单片机的ＧＰ３引脚； 采样逆控信号时，逆控信号为低电平，５Ｖ电压 信号经过方法二极管Ｄ９，再经过Ｒ６、Ｒ５分压后，电 压信号接人单片机的ＧＰ５引脚； ３．３输出控制电路 输出控制电路的设计原理图如图７所示。输 出控制电路分为正转输出控制电路和反转输出控 制电路，单片机ＧＰ２输出为高电平时，经过Ｒ１７、 Ｒ１８分压后，三极管Ｑ１接通，进而继电器Ｋ２接通，
Ｊｘ３
ＪＸ３
ＢＣＦ ＢＣＦ ＧＰＩＯ．０ ＧＰＩＯ．２ ０Ｘ１８ ＣＯＵＮＴ２
ＭＯＶＬＷ
ＭＯＶＷＦ
ＤＥＬＡＹ０２ ｃａｌｌ ＢＴＦＳＳ ＧＯＴＯ ｄｅｃｆｓｚ
ｄｅｌａｙＯ．２ｓ ＧＰＩＯ．５ ＳＴＡＲＴ ＣＯＵＮＴ２，１ ＤＥＬＡＹ０２
ＢＣＦ ＢＳＦ ＢＴＦＳＣ ＧＯＩＴＯ ＢｒＩ＇Ｉ喝Ｓ ＧＯＴＯ ＧＯＴＯ
ｍｏｗｆ
ｃｏｕｎｔｌ ｃｏｕｎｔｌ，１
ｄｅｃｆｓｚ
ｇｏｔｏ
ｄｅｃｆｓｚ
ｇｏｔｏ
ｒｅｔｔｔｌｌ３１
５
结束语
本文通过对基于ＰＩＣｌ２Ｆ６２９设计的ＬＧＹＧ型汽
车雨刮控制器的硬件电路设计和软件电路设计的 介绍，并且详ຫໍສະໝຸດ Baidu介绍了稳压供电电路设计、信号采
０ｘ０２
ｄｅｌａｙ０．２ｓ
ｍｏｖｌｗ
样电路设计、输出控制电路设计、软件程序设计，并 经过技术攻关，研制出ＬＧＹＧ型汽车雨刮控制器， 经鉴定试验，其各项技术指标均达到了设计要求。
ｌｏｏｐｌ
ｄｅｅｆｓｚ
ｇｏｔｏ
ｌｏｏｐｌ ｃｏｕｎｔ３，１ ｌｏｏｐ２
ｄｅｃｆｓｚ
ｇｏｔｏ
ｒｅｔｔＬｌｌＴＩ
ＪＸ
ＢＳＦ ＢＣＦ ＢＴＦＳＣ ＧＯＴＯ ＧＯＴＯ ＧＰＩＯ，０ ＧＰＩＯ，２ ＧＰＩＯ，１ ｍＯＯ ｄｅｌａｙＯ．Ｉ
ｓ
ｍｏｖｌｗ
０ｘ０１
ｍｏｖｗｆ
ｃｏｕｎｔ４ ０ｘ８２ ｃｏｕｎｔ３ ０ｘｆｆ
Ｔｈｅ Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ＬＧＹＧ Ａｕｔｏ
（４０ｔｈ
Ｗｉｐｅｒ
Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ｂａｓｅｄ
ｏｎ
ＰＩＣｌ２Ｆ６２９
ＧＡＯ Ｂｏ，ＺＨＡＯ Ｈｕｉ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｃｈｉｎａ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｇｒｏｕｐ
Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｕｔｏｍｏｂｉｌｅ ｗｉｐｅｒ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ，ａｓ ｏｆ ｔｈｅ
２０１４年
ｃｌｒｆ ＢＴＦＳＳ ＧＯＴＯ ＧＯＴＯ Ｘ０９９
ｇｐｉｏ ＧＰＩＯ，４ Ｘ０９９ ＤＳ
ＪＸ２
ＢＴＦＳＳ ＧＯＴＩＤ ＧＯＴＯ ＧＰＩＯ．５ ｓＴＡＲＴ ＢＣＦ ＢＳＦ ＢＴＦＳＣ ＧＰＩＯ，０ ＧＰＩＯ，２ ＧＰＩＯ．３
Ｊ）（
ＧＯＴＯⅨ２
ＤＳ ＢＳＦ ＢＣＦ ＢＴＦＳＣ ＧＯＴＯ ＧｏＴｏ ＤＳｌ ＢＣＦ ＢＣＦ ｃａｌｌ ＧＰＩＯ，０ ＧＰＩＯ，２ ｄｅｌａｙＯ．１ｓ ＧＰＩＯ，０ ＧＰＩＯ，２ ＧＰＩＯ，１ ＤＳ ＤＳｌ ＧＯＴＯ
３．２输入信号采样电路 输入信号采样电路的设计原理图如图５、图６ 所示。输入信号主要有间歇５ｓ控制信号、单速控制 信号、顺控信号和逆控信号组成。其中，间歇５ｓ控 制信号、单速控制信号采样的设计原理图如图５所
示。
间歇５ｓ控制信号经过防反二极管Ｄ１１后，再 经过分压电子Ｒ１０、Ｒ１ １分压，电压信号接入单片机
ｌｅｃｔｒｏｎｉｅｓ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ ｉｎ ａｕｔｏｍｏｔｉｖｅ ｓｙｓｔｅｍｓ，ＬＧＹＧ ｃａｌ＂ｗｉｐｅｒ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ ｉｓ ｄｅｓｉｇｎｅｄ．Ｂｙ ｔｈｅ ｃｈｏｉｃｅ ｏｆ ＰＩＣｌ２Ｆ６２９ ｃｈｉｐ ａｎｄ ｅｆｆｅｃｔ ｔｈｅ
ｄｅｓｉｇｎ
ｏｆ ｈａｒｄｗａｒｅ ａｎｄ ｓｏｆｔｗａｒｅ，ａ ｌｏｗ—ｐｏｗｅｒ，ａｎｔｉ—ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ，ｒｅｌｉａｂｌｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｙｓｔｅｍ ｗｉｔｈ ｇｏｏｄ ｍａｒｋｅｔ ｐｒｏｓｐｅｃｔｓ ｉｓ ａｃｈｉｅｖｅｄ
ｍｏｖｗｆ ｍ０ ｍｏｖｌｗ ｍｏｖｗｆ
ｃｏｕｎｔ４ ０ｘ８２ ＣＯＵＩｌｔ３ Ｏｘｆｆ
ｌｏｏ＃１
ｌｏｏｐ５ １
ｇｏｔｏ
ｍＯＶｌｗ
参考文献：
［１］ 陈志刚，刘凯，赵辉．ＹＧ２４型雨刮间隙控制器的设计 机电元件２０１３．４． ［２］林晓东．雨刮器的电路设计．汽车电器２００２．７． ［３］杨义先．浅谈雨刮器的设计．汽车配件２００１．５． ［４］ＱＣ／Ｔ４１３—２００２汽车电气设备基本技术条件．
３．１稳压供电电路的设计
ｘ垂。４ 隹 叶茸
单速控制信号经过防反二极管Ｄ１２后，再经过 分压电子Ｒ１３、Ｒ１４分压，电压信号接人单片机的 ＧＰ０引脚；
图３汽车雨刮器的外围接线图
稳压供电电路的设计原理图如图４所示。电
源＋经过防反二极管Ｄ２，电感Ｌ１和限流电阻Ｒ１
后接到ｕ２（７８１１）５）的Ｖｉｎ端，经过Ｕ２稳压，Ｖｏｕｔ输 出为无干扰的５Ｖ电压给单片机ＰＩＣｌ２Ｆ６２９供电。 图４中的ｃ１、Ｃ２、ｃ３、Ｃ４为滤波电容。
的ＧＰ４引脚；
万方数据
第６期
高波等：基于ＰＩＣｌ２Ｆ６２９设计的ＬＧＹＧ型汽车雨刮控制器
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正转端ｕ输出高电平，雨刮电机正转；单片机ＧＰｌ 输出为高电平时，经过Ｒ１５、Ｒ１６分压后，三极管Ｑ２ 接通，进而继电器Ｋ１接通，正转端也输出高电平， 雨刮电机反转。
具体程序如下：
ｌｉｓｔ Ｐ＝１２ｆ６２９ ＜ｐ１２ｆ６２９．ｉｎｃ＞ ０３ｈ ０ ２ ５
提供最重要的保证。针对汽车电子在车载系统中的应用，提出ＬＧＹＧ型汽车雨刮控制器的设计方案。通过
ＰＩＣｌ２Ｆ６２９芯片选择和软硬件设计，以一个相对较低的成本实现了低功耗、抗干扰、性能可靠、控制效果良好的 汽车雨刮控制系统，具有良好的市场前景。 关键词：汽车雨刮器；ＰＩＣｌ２Ｆ６２９芯片；软硬件设计；抗干扰 Ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１０００—６１３３．２０１４．０６．００６ 中图分类号：ＴＮ７８４ 文献标识码：Ａ 文章编号：１０００－６１３３（２０１４）０６－００１８—０６
３
系统的硬件电路设计
汽车雨刮器采用ＨＣｌ２Ｆ６２９单片机控制，雨量较
大时，系统发出单速控制指令，单片机打开单速控制开 关，单速刮水开始工作；雨量较小时，系统发出间歇控 制指令，单片机打开间歇控制开关，间歇刮水开始工 作。工作时，先是单片机采样到逆控信号，雨刮电机逆 转，转到位置后，单片机采样到顺控信号，雨刮电机顺 转，逆转、顺转循环进行，实现刮水功能。 根据汽车雨刮器的技术指标和要求，采用单片 机控制，单片机通过采样电路采样单速控制或间歇 ５ｓ控制信号、逆控或顺控信号，然后单片机通过正、 反转输出控制电路实现对刮水电机的控制。汽车 雨刮器的工作原理框图、电路图及接线图如图１、图
２、图３所示。
图１汽车雨刮器原理框图
图２汽车雨刮器的原理图
万方数据
机电元件
Ｘ７
１２９ＲＤ／ＷＥ——红
２０１４焦
２０３ＢＥ——熏
３０４ＢＫ／ＧＹ一羹 ３０５ＢＫＩＢＵ一堇
复位～棕—— 逆整～白——
糖拦～紫—一 反卜董—一
正转一攮——
犟 黔篆］一，十一，㈦Ｊ
汽车雨刮器主要由稳压供电电路、输入信号采 样电路（包括单速控制、间歇５ｓ控制、顺控、逆控等 信号采样）和输出控制电路（包括正转、反转）组成， 通过单片机统一控制实现其各自电路的功能。
第６期 ２０１４年１２月
机
电
元
件
ＶｏＬ ３４ Ｎｏ．６ Ｄｅｃ．２０１４
ＥＬＥＣＴＲｏⅣⅡ￡ＣＨＡＮＨ：ＡＬ Ｃ０＾Ⅱ叼小『ＥＮＴＳ
基于ＰＩＣｌ ２Ｆ６２９设计的ＬＧＹＧ型汽车雨刮控制器
高波。赵辉 （中国电子科技集团公司第四十研究所，安徽蚌埠，２３３０１０）
摘要：汽车雨刮控制器是汽车雨刮系统的控制单元，是汽车雨刮系统最关键部件，它为雨刮系统的可靠性
ｅｑｕ
ｅｑｕ ｅｑｕ
ｅｑｕ
ｏｒｇ ｇｏｔｏ ｏｒｇ
００ｈ ＭＡＩＮ １０ｈ
图７输出控制电路原理图
ＭＡＩＮ ｂｃｆ ｃｌｒｆ
４
系统的软件设计
雨刮控制器通过ＨＣｌ２Ｆ６２９执行单速控制、间歇
ｓｔａｔｕｓ，棚
ｇｐｉｏ ０Ｘ０７ ＣＭＣＯＮ
ＭＯＶＬＷ ＭＯＶＷＦ
ｂｓｆ ｍｏｖｌｗ ｍｏｖｗｆ ＣＡＬＬ
控制、正转、反转等各种控制命令，具体流程见图８。
ｓｔａｔｕｓ，ｒｐＯ ０ｘ３Ａ ｔｒｉｓｉｏ ３ＦＦＨ ＯＳＣＣＡＬ
ＭＯＶＷ下 ｂｃｆ ｃｌｒｆ ｃａｌｌ ｃａｌｌ ｃａｌｌ
ｓｔａｔｕｓ，ｑ，ｏ ｇｐｉｏ ｄｅｌａｙＯ．２ｓ ｄｅｌａｙＯ．２ｓ ｄｅｌａｙＯ．２ｓ
图８程序控制流程图
ＳＴＡＲＴ
万方数据
２２
机电元件 ＪＸｌ
ＢＣＦ ＢＣＦ ｃａｌｌ ＧＰＩＯ，０ ＧＰＩＯ，２ ｄｅｌａｙＯ・ｌ ｓ
ｍｏｖｌｗ ｍｏｖｗｆ
ＪＸ ＪＸｌ
ｌｏｏｐ６２
ｍｏｖｌｗ
万方数据
第６期
ｍｏｖｗｆ ｌｏｏｐ５２
ｇｏｔｏ
高
ｃｏｕｎｔｌ ｃｏｕｎｔｌ，１
波等：基于ＰＩＣｌ２Ｆ６２９设计的ＬＧＹＧ型汽车雨刮控制器
ｍ０
２３
ｇｏｔｏ
ｒｅｔｕｒｎ
ｄｅｃｆｓｚ
１００ｐ５２ ｃｏｕｎ［３，１ ｌｏｏｐ６２ ＣＯＵｌｌｔ４，１ ｍＯＯ ｅｎｄ