汽车自动雨刷控制系统的设计
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Keyword：SCM，Sensors，Stepper motor，Automatic wipers Control System Design
前 言
在汽车制造业飞速发展的今天，汽车中已经安装了越来越多的自动控制系统增加主动和被动安全性。据统计，全世界雨天行车有7％的事故是由于驾驶员手动操作雨刷引起的，所以，一种具有极高可靠性能的汽车自动雨刷控制系统显的非常的重要，汽车自动雨刷控制系统使驾驶员免除手动操作雨刷的麻烦，有效地提高了雨天行车的安全性和雨刷的可靠度。国外许多汽车厂商研制以雨水传感器为基础的汽车自动雨刷控制系统，来代替传统的机械结构的雨刮器，但不是价格昂贵就是系统不完善。现在开发的汽车雨刷控制系统中，将雨滴传感器检出的雨水强度实成时测量值变电信号，根据电信号的大小，自动设定雨刮器工作的时间间隔，控制雨刮器动作。目前市场上的雨水传感器大都是依据以下三种工作原理制成的：利用压电振子的传感器、利用静电电容的传感器、利用光强变化的传感器与控制器相连接，控制雨刷电机的工作。第一种和第二种是要把雨水传感器安装在汽车的外面，雨滴直接滴在传感器上，第三种把雨水传感器安装在风挡玻璃驾驶室上，第三种把雨水传感器安装在风挡玻璃驾驶室一侧，通过雨滴滴落在玻璃上引起反射光强的变化感应传感器。
2.4.1单片机复位后的状态的分析21
2.5时钟电路的设计与工作原理分析23
2.5.1振荡器特性23
2.5.2时钟电路的设计23
2.5.3单片机的基本时序单位24
2.6检测电路的设计与分析25
2.6.1雨水传感器工作原理25
2.6.2硬件设计与实现26
第三章汽车自动雨刷控制系统统软件设计29
3.1主程序设计29
摘要IV
AbstractV
前百度文库1
第一章汽车自动雨刷控制系统总体设计和主要特点2
1.1汽车自动雨刷控制系统的设计思路2
1.2方案的选择设计与原理方框图2
1.2.1控制方案比较2
1.2.2原理方框图5
1.3汽车自动雨刷控制系统的主要特点5
第二章控制系统的硬件设计6
2.1电源电路的设计与分析6
2.2中央控制器——AT89C20518
2.2.1 AT89C2051的特点8
2.2.2 AT89C2051的功能描述8
2.2.3 AT89C2051的管角说明9
2.3电机控制电路分析与设计12
2.3.1步进电机的基本原理及特点12
2.3.2步进电机驱动芯片16
2.3.3步进电与驱动芯片连接电路设计20
2.4复位电路的设计20
2.4.1单片机复位电路基本原理及特点20
汽车自动雨刷控制系统的设计
摘 要
本设计主要完成以传感器作为检测器并通过软件的设计实现适时地对雨刷电机的转停、正转及反转，从而实现对汽车雨刷的自动控制。这次设计是传感器技术和现代控制技术在在汽车制造业中的应用，并且设计中运用步进电机代替传统的雨刷电机，通过传感器检测到的雨量大小的信号，把信号输入单片机AT89C2051过程序控制步进电机的启动、电机转动速度及正反转时间。设计中运用TA8435H作为步进电机的驱动芯片，其是脉宽调制式斩波驱动方式，这样能克服步进电机在低频工作时，会有振动大、噪声大的缺点。此设计能免去驾驶员对雨刷的反复操作，提高了驾驶的安全性和舒适性,减少由于驾驶员对雨刷操作带来的交通事故，也大大提高了汽车雨刷运行的可靠度。
3.1.1主程序的初始化容30
3.1.2代码转换程序30
3.2中断服务程序30
3.2.1中断服务程序的设计31
3.3检测脉冲及电机运行程序的设计32
第四章汽车自动雨刷控制系统的安装与调试33
4.1电路图的绘制与PCB板的制作33
4.1.1电路图的绘制33
4.1.2 PCB板的制作33
4.2元件的识辩与检测35
关键词：汽车自动雨刷控制系统，单片机，传感器，步进电机
Automatic wipers Control System Design
Abstract
The sensors designed mainly to the completion as a detector and software design to achieve a timely manner on the wipers to stop the motor, and are to reverse in order to achieve the automatic control of the vehicle wipers. The design is modern sensor technology and control technology in the automobile manufacturing industry in the application and use of the design of the stepper motor instead of the traditional wipers motors, sensors detected by the size of the rainfall signal, the signal input in the SCM AT89C2051 Stepper motor controlled by the start of motor rotation speed and positive and time. Design TA8435H use as a stepping motor driver chip, it is the PWM chopper drive, so overcome stepper motor in the low-frequency work, there will be vibration, noise major shortcomings. This design can be removed from the driver of the wipers of repeated operations, improve driving safety and comfort, reduce the pilot operation of the wipers the accident, greatly improving the reliability of the car wipers running.
4.3元件的安装焊接与系统功能调试36
4.3.1元件安装的基本要求与原则36
4.3.2元器件的焊接37
4.3.3系统调试与分析38
总结39
参考文献40
致41
附录42
附录一汽车自动雨刷控制系统设计程序清单42
附录二汽车自动雨刷控制系统设计电路原理图46
附录三汽车自动雨刷控制系统设计电路PCB47
附录四汽车自动雨刷控制系统设计元件图48
前 言
在汽车制造业飞速发展的今天，汽车中已经安装了越来越多的自动控制系统增加主动和被动安全性。据统计，全世界雨天行车有7％的事故是由于驾驶员手动操作雨刷引起的，所以，一种具有极高可靠性能的汽车自动雨刷控制系统显的非常的重要，汽车自动雨刷控制系统使驾驶员免除手动操作雨刷的麻烦，有效地提高了雨天行车的安全性和雨刷的可靠度。国外许多汽车厂商研制以雨水传感器为基础的汽车自动雨刷控制系统，来代替传统的机械结构的雨刮器，但不是价格昂贵就是系统不完善。现在开发的汽车雨刷控制系统中，将雨滴传感器检出的雨水强度实成时测量值变电信号，根据电信号的大小，自动设定雨刮器工作的时间间隔，控制雨刮器动作。目前市场上的雨水传感器大都是依据以下三种工作原理制成的：利用压电振子的传感器、利用静电电容的传感器、利用光强变化的传感器与控制器相连接，控制雨刷电机的工作。第一种和第二种是要把雨水传感器安装在汽车的外面，雨滴直接滴在传感器上，第三种把雨水传感器安装在风挡玻璃驾驶室上，第三种把雨水传感器安装在风挡玻璃驾驶室一侧，通过雨滴滴落在玻璃上引起反射光强的变化感应传感器。
2.4.1单片机复位后的状态的分析21
2.5时钟电路的设计与工作原理分析23
2.5.1振荡器特性23
2.5.2时钟电路的设计23
2.5.3单片机的基本时序单位24
2.6检测电路的设计与分析25
2.6.1雨水传感器工作原理25
2.6.2硬件设计与实现26
第三章汽车自动雨刷控制系统统软件设计29
3.1主程序设计29
摘要IV
AbstractV
前百度文库1
第一章汽车自动雨刷控制系统总体设计和主要特点2
1.1汽车自动雨刷控制系统的设计思路2
1.2方案的选择设计与原理方框图2
1.2.1控制方案比较2
1.2.2原理方框图5
1.3汽车自动雨刷控制系统的主要特点5
第二章控制系统的硬件设计6
2.1电源电路的设计与分析6
2.2中央控制器——AT89C20518
2.2.1 AT89C2051的特点8
2.2.2 AT89C2051的功能描述8
2.2.3 AT89C2051的管角说明9
2.3电机控制电路分析与设计12
2.3.1步进电机的基本原理及特点12
2.3.2步进电机驱动芯片16
2.3.3步进电与驱动芯片连接电路设计20
2.4复位电路的设计20
2.4.1单片机复位电路基本原理及特点20
汽车自动雨刷控制系统的设计
摘 要
本设计主要完成以传感器作为检测器并通过软件的设计实现适时地对雨刷电机的转停、正转及反转，从而实现对汽车雨刷的自动控制。这次设计是传感器技术和现代控制技术在在汽车制造业中的应用，并且设计中运用步进电机代替传统的雨刷电机，通过传感器检测到的雨量大小的信号，把信号输入单片机AT89C2051过程序控制步进电机的启动、电机转动速度及正反转时间。设计中运用TA8435H作为步进电机的驱动芯片，其是脉宽调制式斩波驱动方式，这样能克服步进电机在低频工作时，会有振动大、噪声大的缺点。此设计能免去驾驶员对雨刷的反复操作，提高了驾驶的安全性和舒适性,减少由于驾驶员对雨刷操作带来的交通事故，也大大提高了汽车雨刷运行的可靠度。
3.1.1主程序的初始化容30
3.1.2代码转换程序30
3.2中断服务程序30
3.2.1中断服务程序的设计31
3.3检测脉冲及电机运行程序的设计32
第四章汽车自动雨刷控制系统的安装与调试33
4.1电路图的绘制与PCB板的制作33
4.1.1电路图的绘制33
4.1.2 PCB板的制作33
4.2元件的识辩与检测35
关键词：汽车自动雨刷控制系统，单片机，传感器，步进电机
Automatic wipers Control System Design
Abstract
The sensors designed mainly to the completion as a detector and software design to achieve a timely manner on the wipers to stop the motor, and are to reverse in order to achieve the automatic control of the vehicle wipers. The design is modern sensor technology and control technology in the automobile manufacturing industry in the application and use of the design of the stepper motor instead of the traditional wipers motors, sensors detected by the size of the rainfall signal, the signal input in the SCM AT89C2051 Stepper motor controlled by the start of motor rotation speed and positive and time. Design TA8435H use as a stepping motor driver chip, it is the PWM chopper drive, so overcome stepper motor in the low-frequency work, there will be vibration, noise major shortcomings. This design can be removed from the driver of the wipers of repeated operations, improve driving safety and comfort, reduce the pilot operation of the wipers the accident, greatly improving the reliability of the car wipers running.
4.3元件的安装焊接与系统功能调试36
4.3.1元件安装的基本要求与原则36
4.3.2元器件的焊接37
4.3.3系统调试与分析38
总结39
参考文献40
致41
附录42
附录一汽车自动雨刷控制系统设计程序清单42
附录二汽车自动雨刷控制系统设计电路原理图46
附录三汽车自动雨刷控制系统设计电路PCB47
附录四汽车自动雨刷控制系统设计元件图48