蕪湖職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　摘 要</b></p><p>　　汽車后視鏡是與汽車行駛安全相關(guān)的主要部件，良好的后視鏡視野能保證駕駛員的行車安全。汽車后視鏡僅僅使用手動(dòng)調(diào)整甚至是電動(dòng)控制是不夠的，還需要在電動(dòng)的基礎(chǔ)上增加位置存儲(chǔ)和恢復(fù)功能，以使駕駛員操作更為方便，提高后視鏡的可用性。</p><p>　　本文設(shè)計(jì)了一種位置記憶功能后視鏡與按鍵控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)能電動(dòng)

2、調(diào)節(jié)后視鏡上下轉(zhuǎn)動(dòng)、左右轉(zhuǎn)兩個(gè)角度，并能在調(diào)整后記憶存儲(chǔ)位置信息，并且可以在需要時(shí)調(diào)用位置信息。</p><p>　　本文在探討了汽車電子控制系統(tǒng)的基本組成的基礎(chǔ)上分析了本設(shè)計(jì)的位置記憶存儲(chǔ)式控制器的工作原理，在不改變汽車的任何框架，只是在原有的基礎(chǔ)上加了51-MCU、硬件電路設(shè)計(jì)和軟件程序流程，并設(shè)計(jì)了相應(yīng)的系統(tǒng)。 </p><p>　　關(guān)鍵字：記憶存儲(chǔ)；實(shí)用性安全性；后視鏡控制；按鍵；

3、線性化控制；</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘 要1</b></p><p>　　第一章 緒 論2</p><p>　　1.1 課題背景及研究意義2</p><p>　　1.1.1汽車后視鏡2</p>&l

4、t;p>　　1.1.2國(guó)內(nèi)外汽車后視鏡的發(fā)展與研究現(xiàn)狀2</p><p>　　1.2課題研究的內(nèi)容3</p><p>　　第二章方案論證與設(shè)計(jì)3</p><p><b>　　2.1 方案一3</b></p><p><b>　　2.2 方案二3</b></p>&

5、lt;p>　　2.3方案的選擇4</p><p>　　2.4 整體設(shè)計(jì)4</p><p>　　第三章：硬件模塊介紹5</p><p>　　3.1最小系統(tǒng)核心板簡(jiǎn)圖5</p><p>　　3.2獨(dú)立按鍵存儲(chǔ)電路5</p><p>　　3.3直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊6</p><p>　　

6、3.4 EEPROM6</p><p>　　第四章 軟件設(shè)計(jì)7</p><p>　　4.1運(yùn)算主程序設(shè)計(jì)7</p><p>　　4.2按鍵消抖處理7</p><p><b>　　總 結(jié)8</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)8</b></p>

7、<p><b>　　第一章 緒 論</b></p><p>　　1.1 課題背景及研究意義</p><p><b>　　汽車后視鏡</b></p><p>　　汽車后視鏡俗稱倒車鏡，是汽車的必配件，通常分為車外后視鏡和車內(nèi)后視鏡兩種。后視鏡是用來(lái)反映汽車后方、側(cè)方和下方的情況的主要部件，使駕駛員能間接觀察到其

8、車后的情況。為了駕駛員操作方便，防止行車安全事故的發(fā)生，保障人身安全，各國(guó)均規(guī)定了汽車上必須安裝后視鏡，且所有后視鏡都必須能調(diào)整方向。汽車后視鏡是與汽車行駛安全相關(guān)的主要部件，后視鏡的良好位置是保證汽車行駛安全的必要條件。美國(guó)有統(tǒng)計(jì)表明，30％的普通公路汽車事故，70％的高速公路汽車事故都是與汽車后視鏡的視野不理想有關(guān)。</p><p>　　國(guó)內(nèi)外汽車后視鏡的發(fā)展與研究現(xiàn)狀</p><p>

9、;　　國(guó)內(nèi)外后視鏡的發(fā)展過(guò)程可以分為三個(gè)階段。</p><p>　　第一階段是無(wú)調(diào)整或簡(jiǎn)單調(diào)整階段。早期的汽車后視鏡如同早期的汽車，只是一個(gè)純粹的機(jī)械產(chǎn)品，最早的后視鏡是固定的，而后發(fā)展出現(xiàn)的機(jī)械調(diào)整也只是由駕駛員進(jìn)行的手動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)，經(jīng)常出現(xiàn)的問(wèn)題是駕駛員右側(cè)的后視鏡無(wú)法調(diào)整到最佳的視野位置。這種調(diào)節(jié)方式費(fèi)時(shí)費(fèi)力，基本上不可能一次調(diào)節(jié)到位。</p><p>　　第二階段是電動(dòng)調(diào)整階段。駕駛員

10、手動(dòng)調(diào)整或者拉索調(diào)整存在的極大的不便促使研究人員研究開(kāi)發(fā)了電動(dòng)調(diào)整的后視鏡。駕駛員在車內(nèi)可以通過(guò)調(diào)整按鈕或者搖桿調(diào)整后視鏡的角度。駕駛員調(diào)整后視鏡相對(duì)手動(dòng)調(diào)整來(lái)說(shuō)比較方便。電動(dòng)調(diào)整后視鏡也是現(xiàn)在使用最為廣泛的轎車車用后視鏡，現(xiàn)在國(guó)內(nèi)使用的較多，國(guó)內(nèi)外對(duì)于電動(dòng)調(diào)整后視鏡的研究已經(jīng)比較成熟了，現(xiàn)在電動(dòng)后視鏡已經(jīng)作為一個(gè)比較常見(jiàn)的標(biāo)準(zhǔn)配置安裝在轎車上使用了。</p><p>　　第三個(gè)階段是記憶存儲(chǔ)式調(diào)整階段。駕駛員對(duì)

11、于后視鏡調(diào)整的不便性并未通過(guò)電動(dòng)調(diào)整得到根本的解決，一部車如果新的駕駛員使用勢(shì)必需要重新調(diào)整后視鏡的位置。家用轎車一般都有若干個(gè)駕駛者，時(shí)時(shí)調(diào)整的不便性體現(xiàn)的比較明顯。一些汽車公司已經(jīng)研究開(kāi)發(fā)了記憶存儲(chǔ)式后視鏡以提高后視鏡的可用性，而高檔轎車車型已經(jīng)開(kāi)始配備這種后視鏡。</p><p><b>　　課題研究的內(nèi)容</b></p><p>　　本文討論的記憶存儲(chǔ)式后視鏡

12、控制器是針對(duì)轎車的外后視鏡設(shè)計(jì)的。本設(shè)計(jì)的記憶存儲(chǔ)式控制器通過(guò)51-MCU進(jìn)行電機(jī)精確控制的控制，可以完成后視鏡的上下和左右方向的角度調(diào)整，駕駛員可以根據(jù)個(gè)人自身特點(diǎn)和駕駛習(xí)慣來(lái)調(diào)整后視鏡，然后進(jìn)行記憶存儲(chǔ)，在位置改變后，駕駛員可以使用恢復(fù)功能進(jìn)行方便的位置復(fù)原。位置調(diào)整誤差可控制在一定范圍內(nèi)。</p><p><b>　　方案論證與設(shè)計(jì)</b></p><p>&l

13、t;b>　　2.1 方案一</b></p><p>　　根據(jù)低成本和不對(duì)原有汽車的的任何改造，本系統(tǒng)選用MCS-51系列單片機(jī)STC89C52為主控機(jī)。通過(guò)擴(kuò)展必要的外圍接口電路，實(shí)現(xiàn)對(duì)倒車鏡位置的調(diào)整、記憶存儲(chǔ)及恢復(fù)存儲(chǔ)的位置。記憶存儲(chǔ)后視鏡控制裝置包括三個(gè)部分：步進(jìn)電機(jī)電路、按鍵控制輸入電路、單片機(jī)微控制電路。用步進(jìn)電機(jī)作為輸出電路，矩陣鍵盤(pán)作為輸入電路。模塊圖如圖2.1所示。</p&

14、gt;<p><b>　　圖2.1</b></p><p><b>　　2.2 方案二</b></p><p>　　根據(jù)低成本和不改變?cè)衅嚨牡娜魏胃脑斓脑O(shè)想，選擇STC89C52為主控機(jī)，通過(guò)擴(kuò)展必要的外圍接口電路，實(shí)現(xiàn)對(duì)記憶存儲(chǔ)后視鏡調(diào)整的設(shè)計(jì)。電路包括四個(gè)部分：直流電機(jī)作為輸出電路，矩陣鍵盤(pán)作為輸入部分，運(yùn)算模塊，單片機(jī)控制

15、部分。模塊圖如圖2.2所示。</p><p><b>　　圖2.2</b></p><p><b>　　2.3方案的選擇</b></p><p>　　如果選擇步進(jìn)電機(jī)，勢(shì)必會(huì)對(duì)車的后視鏡進(jìn)行一定的改裝，所普及的車輛來(lái)改造大大增加了成本，而且步進(jìn)電機(jī)的成本遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于直流電機(jī)，由于再不對(duì)車輛有任何的改動(dòng)和低成本的情況來(lái)看，以原車

16、倒車鏡直流電機(jī)作為后視鏡執(zhí)行裝置，只需要進(jìn)行外開(kāi)關(guān)接頭的轉(zhuǎn)換，在原有后視鏡的基礎(chǔ)上不會(huì)任何的變動(dòng)，不僅節(jié)約了成本，還能普遍的對(duì)現(xiàn)有的車輛進(jìn)行記憶后視鏡功能的增加。</p><p><b>　　2.4 整體設(shè)計(jì)</b></p><p>　　根據(jù)記憶存儲(chǔ)后視鏡的功能和指標(biāo)要求，本設(shè)計(jì)系統(tǒng)選用MCS-51系列單片機(jī)STC89C51為主控機(jī)。通過(guò)擴(kuò)展必要的外圍接口電路，實(shí)現(xiàn)對(duì)

17、記憶存儲(chǔ)后視鏡的設(shè)計(jì)。記憶存儲(chǔ)后視鏡電路包括三個(gè)部分：直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路、鍵盤(pán)作為輸入部分、單片機(jī)微控制電路。如2.3圖所示</p><p>　　第三章：硬件模塊介紹</p><p>　　3.1最小系統(tǒng)核心板簡(jiǎn)圖</p><p>　　單片機(jī)最小系統(tǒng)，也叫做單片機(jī)最小應(yīng)用系統(tǒng)，是指用最少的原件組成單片機(jī)可以工作的系統(tǒng)。單片機(jī)最小系統(tǒng)的三要素就是電源、晶振、復(fù)位</

18、p><p>　　電路，如圖3.1所示</p><p><b>　　圖3.1</b></p><p>　　3.2獨(dú)立按鍵存儲(chǔ)電路</p><p>　　常用的按鍵電路有兩種形式，獨(dú)立式按鍵和矩陣式按鍵，獨(dú)立式按鍵比較簡(jiǎn)單，它們各自與獨(dú)立的輸入線相連接，記憶倒車后視鏡只需要簡(jiǎn)單地4個(gè)獨(dú)立按鍵就能很好地解決上下左右的角度調(diào)整（按鍵如

19、圖2.2所示）</p><p>　　記憶按鍵功能的介紹：</p><p>　　K1進(jìn)行向上的調(diào)整，K2進(jìn)行向下的調(diào)整，K3通過(guò)讀取EEPROM記錄的數(shù)據(jù)，K4調(diào)節(jié)脈沖， 如果需要進(jìn)行左右調(diào)節(jié)，將擺臂開(kāi)關(guān)打開(kāi)，通過(guò)K1進(jìn)行向左調(diào)節(jié)，K2進(jìn)行向右調(diào)節(jié)，K3仍然讀取EEPROM記錄的數(shù)據(jù)，K4調(diào)節(jié)脈沖。 </p><p>　　圖2.2 獨(dú)立按鍵原理圖</p>

20、;<p>　　3.3直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊</p><p>　　本設(shè)計(jì)采用MC33886作為一個(gè)單片機(jī)H橋，是理想的功率分流馬達(dá)和雙向推力電磁控制器。它的集成電路包含內(nèi)部邏輯控制，電荷泵，門(mén)控驅(qū)動(dòng)及低讀選通金屬-氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)管輸出電路。輸出負(fù)載脈寬調(diào)制（PWM-ed）的頻率可達(dá)10KHZ一個(gè)故障狀態(tài)輸出可以報(bào)告欠壓，短路，過(guò)熱的情況。兩路獨(dú)立輸入控制兩個(gè)半橋的推拉輸出電路的輸入，兩個(gè)無(wú)效輸入使H-橋

21、產(chǎn)生三態(tài)輸出（呈現(xiàn)高阻抗）。</p><p>　　3.4 EEPROM</p><p>　　EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory)，電可擦可編程只讀存儲(chǔ)器--一種掉電后數(shù)據(jù)不丟失的存儲(chǔ)。 EEPROM 可以在電腦上或?qū)Ｓ迷O(shè)備上擦除已有信息，重新編程。一般用在即插即用。 EEPROM（電可擦寫(xiě)可編程只讀存儲(chǔ)器）

22、是可用戶更改的只讀存儲(chǔ)器（ROM），其可通過(guò)高于普通電壓的作用來(lái)擦除和重編程（重寫(xiě)）。</p><p><b>　　第四章 軟件設(shè)計(jì)</b></p><p>　　4.1運(yùn)算主程序設(shè)計(jì)</p><p>　　首先初始化參數(shù)，然后掃描鍵盤(pán)看是否有鍵輸入，若有，讀取按鍵。判斷按鍵是K1 、K2、K3、K4,然后是否打開(kāi)擺臂開(kāi)關(guān)，沒(méi)打開(kāi)擺臂開(kāi)關(guān)記憶后視鏡

23、是上下調(diào)整的，打開(kāi)擺臂開(kāi)關(guān)記憶后視鏡是左右調(diào)整的，通過(guò)兩者的結(jié)合可進(jìn)行上下左右的調(diào)整，K3是進(jìn)行記憶存儲(chǔ)的作用，運(yùn)算主程序框圖如3.1所示：</p><p><b>　　圖3.1</b></p><p><b>　　4.2按鍵消抖處理</b></p><p>　　通常按鍵所用的開(kāi)關(guān)都是機(jī)械彈性開(kāi)關(guān)，當(dāng)機(jī)械觸點(diǎn)斷開(kāi)、閉合時(shí)，

24、由于機(jī)械觸點(diǎn)的彈性作用，一個(gè)按鍵開(kāi)關(guān)在閉合時(shí)不會(huì)馬上就穩(wěn)定的接通，在斷開(kāi)時(shí)也不會(huì)一下子徹底斷開(kāi)，而是在閉合和斷開(kāi)的瞬間伴隨了一連串的抖動(dòng)，按鍵穩(wěn)定閉合時(shí)間長(zhǎng)短是由操作人員決定的，通常都會(huì)在 100ms 以上，刻意快速按的話能達(dá)到 40-50ms 左右，很難再低了。抖動(dòng)時(shí)間是由按鍵的機(jī)械特性決定的，一般都會(huì)在 10ms以內(nèi)，為了確保程序?qū)Π存I的一次閉合或者一次斷開(kāi)只響應(yīng)一次，必須進(jìn)行按鍵的消抖處理。當(dāng)檢測(cè)到按鍵狀態(tài)變化時(shí)，不是立即去響應(yīng)動(dòng)

25、作，而是先等待閉合或斷開(kāi)穩(wěn)定后再進(jìn)行軟件消抖處理。這個(gè)程序用了一個(gè)簡(jiǎn)單的算法實(shí)現(xiàn)了按鍵的消抖。</p><p><b>　　總 結(jié)</b></p><p>　　通此本次的作品，發(fā)現(xiàn)自己存在很多不足的地方，不是簡(jiǎn)單的做技術(shù)，我們要不斷的學(xué)習(xí)和創(chuàng)新。尤其是在創(chuàng)新方面有更大的提高，但是我也收獲了如何能夠快速的讓自己進(jìn)步，只有在時(shí)間與理論的結(jié)合，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題解決問(wèn)題，從而不斷的進(jìn)

26、步，培養(yǎng)獨(dú)立的思考能力和平時(shí)多實(shí)踐是以后成功的良好開(kāi)端，在這里特別感謝給予指導(dǎo)的老師的耐心指導(dǎo)，和團(tuán)隊(duì)相互合作。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　郭天祥《十天學(xué)會(huì)單片機(jī)和C語(yǔ)言編程》</p><p>　　張志良主編《單片機(jī)原理與控制技術(shù)》 第二版</p><p>　　宋雪松主編《手把手教