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基于单片机的汽车智能雨刮器设计-(2).doc

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基于单片机的汽车智能雨刮器设计-(2).doc

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摘要 1
Abstract 2
前言 3(精品文档请下载)
第一章自动雨刷控制系统的总体设计 4(精品文档请下载)
1。1自动雨刷控制系统设计思路 4(精品文档请下载)
1。2设计原理方框图 4(精品文档请下载)
1。3系统使用部件选择 4(精品文档请下载)
1。,AT89C2051的比较和选择 5(精品文档请下载)
1。3。2电机选择 6(精品文档请下载)
1。3。3电机驱动芯片的选择 7(精品文档请下载)
1。4汽车自动雨刷控制系统的主要特点 11(精品文档请下载)
第二章控制系统的硬件设计 13(精品文档请下载)
2。1电源电路的设计和分析 13(精品文档请下载)
2。2单片机模块设计 14(精品文档请下载)
2。 14(精品文档请下载)
17(精品文档请下载)
2。3感应模块的设计和分析 20(精品文档请下载)
21(精品文档请下载)
21(精品文档请下载)
2。 25(精品文档请下载)
第三章汽车自动雨刷控制系统软件的设计 29(精品文档请下载)
2
29(精品文档请下载)
3。1。1主程序的初始化内容 30(精品文档请下载)
3。1。2代码转换程序 30(精品文档请下载)
3。2中断效劳程序 30(精品文档请下载)
3。2。1中断效劳程序的设计 31(精品文档请下载)
31(精品文档请下载)
第四章汽车自动雨刷控制系统调试 33(精品文档请下载)
4。1调试单片机最小系统 33(精品文档请下载)
4。2问题分析及雨滴感应模块调试 33(精品文档请下载)
4。3步进电机驱动模块调试 33(精品文档请下载)
34(精品文档请下载)
第五章总结和展望 36(精品文档请下载)
参考文献 37(精品文档请下载)
致谢 38(精品文档请下载)
附录I 39(精品文档请下载)
附录II 42(精品文档请下载)
附录III 61(精品文档请下载)
摘要
本次设计的汽车自动雨刷省去了人为手动操作雨刷的问题,可以自动感应雨量并进展相应的工作。自动雨刷用雨滴传感器作为检测器来感应雨量的大小,把感应信号传给单片机,通过软件的控制驱动芯片自动调节电机的正反转和转动频率。此次设计采用40引脚的单片机AT89S52,设计中运用ULN2003AN驱动芯片来驱动步进电机的运转,抑制了电机在低频工作时的噪音大,,防止了由于驾驶者手动操作雨刷的不当而带来的交通安全问题,同时也大大的进步了汽车雨刷的全面性和可靠性.(精品文档请下载)
关键词:汽车自动雨刷,雨滴传感器,单片机,步进电机
Abstract
,theinductionsignalissenttothesinglechipmicrocomputer。。ThatuseofULN2003ANtodrivethesteppermotordriverchipdesignoperation。Thepulsewidthmodulation',vibrationfaults。Providecomfortandsafelyguaranteethisdesigninacertainextentforthedriver,toavoidthetrafficsafetyproblemcausedbythedrivermanuallyoperatedwiperimproper。Atthesametimealsogreatlyimprovethecomprehensivenessandreliabilityofautomobilewindshieldwiper.(精品文档请下载)
Keyword:Automaticwipers,Rainsensor,SCM,Steppermotor(精品文档请下载)
前言
根据科学家针对消费者对中性车产品属性偏好的研究,结果显示消费者对装备及式样依序包括预缩安全带、前座安全气囊、驾驶席安全气囊、主动护颈头枕、前雾灯、可调间歇式雨刷、电动收藏广角后视镜、倒车雷达等。可见,对安全性的设备已超过了对舒适性的设备需求。其中对可调间歇雨刷的需求排在了第六位,消费者认为汽车雨刷必须具有可调频率,,再去手动调节雨刷,不仅使驾驶者分心,而且使玻璃上落雨量刮除明晰度不一,两者均关系到驾驶的安全。(精品文档请下载)
随着当今社会经济的迅速开展,对汽车性能的追求那么在不断的提升,随着汽车制造业不断的创新,汽车中安装了越来越多自动控制系统,增加了汽车的安全性和舒适性,据统计,在雨天行车,世界上因为驾驶员对雨刷的操作不当而带来的交通事故占6%之多。,有效的进步了在雨天驾驶的安全性和可靠性;同时,也防止了因为路边积水溅在挡风玻璃上,驾驶员来不及操作而恐慌造成的交通事故。(精品文档请下载)
国内外许多汽车厂商以雨水传感器为根底的自动雨刷控制系统,不是格昂贵就是系统不完善,反映不灵敏。现今,那么主要是把用雨水传感器检测出来的雨量大小的信号转变成电信号,然后传递给单片机,通过软件的控制来控制电机驱动芯片从而带动电机的旋转。目前市场上的雨量传感器大都分为以下两种:利用电阻压变,光强变化的传感器和各种信号控制器连接,来控雨刷电机的转动。前一种是把传感器直接装在汽车挡风玻璃的外侧,雨滴直接落在传感器上来感应雨量的大小;后一种那么是安装在挡风玻璃内侧,由光照引起的折射强度的变化来检测雨量的大小。
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因为汽车雨刷主要功能是刮除挡风玻璃上的水渍及污垢,给驾驶者提供一个明晰的视野,所以自动雨刷系统属于必须的安全设备。主动性安全系统是每个汽车系统工程师努力目的之一,雨刷系统是每辆车上为保证挡风玻璃明晰的唯一选择。而此次设计的自动雨刷,乃目前各车厂投注心力的开发方向。(精品文档请下载)
第一章自动雨刷控制系统的总体设计
本章主要阐述设计的整体设计思路,系统使用部件选择,设计原理框图和本次设计系统的主要特点.
1。1自动雨刷控制系统设计思路
设计的总体思路是:运用雨滴传感器感应雨量的大小,把感应信号输给单片机系统,然后通过软件控制雨刷电机根据相应的环境做出不同的转动。例如,当检测为小雨量的时候,电机工作在小雨形式(电机旋转一个来回要停留10秒再继续进展旋转);当检测为中大雨的时候那么,启动中大雨运转形式(电机旋转一个来回停顿5秒后再继续工作);当检测为大雨的时候,那么启动大雨运转形式(电机连续进展来盘旋转).设计中运用AT89S52单片机,步进电机采用ULN2003AN驱动芯片进展驱动.
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本次设计由检测部分,控制部分,驱动部分组成,:

1。3系统使用部件选择
系统主要是由单片机最小控制系统(包括晶振电路,复位电路,供电电源),雨滴感应模块,电机驱动模块组成.
,AT89C2051的比较和选择
单片机AT89S2051是具有可编程可擦除只读存储器的低电压,高性能的8位CMOS微处理器,有15根I/O线、16位定时/计数器两个、全双向的串行口一个、并且其内部含有精细的比较器和片内振荡器,具有4。25
——5。5V的电压工作范围和12MHz的工作频率,同时还具有加密阵列的二级程序存储器加锁和时钟电路等。此外还支持二种软件可选的电源节电方式。在空闲的时候,CPU停顿工作,而RAM、定时/计数器、串行口和中断系统仍然继续工作。共有20个引脚,引脚图如图1。2所示(精品文档请下载)

单片机AT89S52是种低能耗,高性能的8位CMOS微控制器,在系统中具有8K可编程Flash存储器。使用Atmel公司高密非易失性存储器技术制造,片上允许程序存储器在系统可编程,,让它在众多嵌入式控制应用系统提供高灵敏有效的解决方案。AT89S52单片机具有:8K字节Flash,256字节RAM,32位I/O口线,看门狗定时器。能实现的功能比单片机AT89C2052更加全面,内存更大,引脚更加全面引脚如图1。3所示(精品文档请下载)
图1。3单片机AT89S52引脚图
由上可知,为了更加便于操作,降低难度,不用担忧引脚不够的问题,且考虑本次毕业设计小组可以协同工作,那么选择单片机AT89S52,另外其是各性能比较全面,在郑州市场比较好买到的价格廉价的理想单片机。(精品文档请下载)
1。
设计中选择了步进电机来代替了传统的雨刷电机,相比传统的电机其更加的灵敏,精度高。步进电机是一种电脉冲转化为角位移的执行机构。通俗的来讲就是当驱动器承受到一个脉冲信号,就会相应的驱动步进电机按照设定好的方向转动一个固定的角度。通过脉冲个数可以来控制角位移量,从而到达准确定位的目的;同时也可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度,从而到达调速的目的。(精品文档请下载)
在性能上步进电机更适宜作为雨刷电机,并且其价格廉价,在市场上供货也比较多所以,所以在本次设计中选择步进电机.
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步进电机的原理接线图如图1。4所示:
图1。4步进电机原理图
1—2相励磁顺序表,从输出轴方向看-逆时针方向如下表1。1
-逆时针方向
主要的功能参数如下:
1——额定电压
2——相数
3-—减速比
4—-步距角
5-—驱动方式
6-—自定位转矩