賽馬轎車智能電動后視鏡開關(guān)及控制線路優(yōu)化設(shè)計【5張CAD圖紙+PDF圖】

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SY-025-BY-1 畢業(yè)設(shè)計（論文）題目審定表 指導(dǎo)教師姓名 鮑宇 職稱 高級實驗師 從事 專業(yè) 汽車運用 是否外聘 □是■否 題目名稱 賽馬轎車智能電動后視鏡開關(guān)及控制線路優(yōu)化設(shè)計 課題適用專業(yè) 車輛工程 課題類型 Z 課題簡介：（主要內(nèi)容、意義、現(xiàn)有條件、預(yù)期成果及表現(xiàn)形式。） 目前，賽馬轎車電動后視鏡開關(guān)采用即觸點控制方式，在操縱電動后視鏡時，經(jīng)常出現(xiàn)觸點燒蝕的現(xiàn)象，給駕駛員帶來很多不便，為了解決上述問題，同時實現(xiàn)對汽車電動后視鏡的方便控制，設(shè)計基于單片機控制技術(shù)控制開關(guān)。 采用單片機控控制開關(guān)后，降低了電動后視鏡的故障率，從而降低行車安全事故的發(fā)生率，保障了人身安全，通過本次課程設(shè)計還能充分發(fā)揮我的創(chuàng)新思維，對培養(yǎng)創(chuàng)新思維及科學(xué)分析方法也十分有益。 指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日 教 研 室 意 見 1 選題與專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)的符合度 □好 □較好 □一般 □較差 2 對學(xué)生能力培養(yǎng)及全面訓(xùn)練的程度 □好 □較好 □一般 □較差 3 選題與生產(chǎn)、科研、實驗室建設(shè)等實際的結(jié)合程度 □好 □較好 □一般 □較差 4 論文選題的理論意義或?qū)嶋H價值 □好 □較好 □一般 □較差 5 課題預(yù)計工作量 □較大 □適中 □較小 6 課題預(yù)計難易程度 □較難 □一般 □較易 教研室主任簽字： 年 月 日 系（部）教學(xué)指導(dǎo)委員會意見： 負(fù)責(zé)人簽字： 年 月 日 注：課題類型填寫 W.科研項目；X.生產(chǎn)（社會）實際；Y.實驗室建設(shè)；Z.其它。 畢業(yè)設(shè)計評閱人評分表 學(xué)生 姓名 閆涵 專業(yè) 班級 汽車與交通工程學(xué)院 指導(dǎo)教 師姓名 鮑宇 職稱 高級實驗師 題目 賽馬轎車智能電動后視鏡開關(guān)及控制線路優(yōu)化設(shè)計 評閱組或預(yù)答辯組成員姓名 出席 人數(shù) 序號 評 價 項 目 滿分 得分 1 選題與專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)的符合程度，綜合訓(xùn)練情況；題目難易度 10 2 題目工作量；題目與工程實踐、社會實際、科研與實驗室建設(shè)等的結(jié)合程度 10 3 綜合運用知識能力（設(shè)計涉及學(xué)科范圍，內(nèi)容深廣度及問題難易度）；應(yīng)用文獻(xiàn)資料能力 15 4 設(shè)計（實驗）能力；計算能力（數(shù)據(jù)運算與處理能力）；外文應(yīng)用能力 25 5 計算機應(yīng)用能力；對實驗結(jié)果的分析能力（或綜合分析能力、技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析能力） 15 6 插圖（圖紙）質(zhì)量；設(shè)計說明書撰寫水平；設(shè)計的實用性與科學(xué)性；創(chuàng)新性 20 7 設(shè)計規(guī)范化程度（設(shè)計欄目齊全合理、SI制的使用等） 5 得 分 Y= 評 語：（參照上述評價項目給出評語，注意反映該論文的特點） 回答問題： 正確□ 基本正確□ 基本不正確□ 不能回答所提問題□ 研究能力或設(shè)計能力：強□ 較強□ 一般□ 較弱□ 很弱□ 工作量： 大□ 較大□ 適中□ 較少□ 很少□ 說明書規(guī)范性： 好□ 較好□ 一般□ 較差□ 很差□ 圖紙規(guī)范性： 好□ 較好□ 一般□ 較差□ 很差□ 成果質(zhì)量（設(shè)計方案、設(shè)計方法、正確性） 好□ 較好□ 一般□ 較差□ 很差□ 其他： 　 評閱人或預(yù)答辯組長簽字： 年 月 日 注：畢業(yè)設(shè)計（論文）評閱可以采用2名評閱教師評閱或集體評閱或預(yù)答辯等形式。 優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計（論文）推薦表 題 目 賽馬轎車智能電動后視鏡開關(guān)及控制線路優(yōu)化設(shè)計 類別 畢業(yè)設(shè)計 學(xué)生姓名 閆涵 院（系）、專業(yè)、班級 汽車與交通工程學(xué)院車輛07-11 指導(dǎo)教師 鮑宇 職 稱 高級實驗師 設(shè)計成果明細(xì)： 答辯委員會評語： 答辯委員會主任簽字（蓋章）： 院、系公章： 年 月 日 備 注： 注：“類別”欄填寫畢業(yè)論文、畢業(yè)設(shè)計、其它 優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計（論文）推薦表 題 目 賽馬轎車智能電動后視鏡開關(guān)及控制線路優(yōu)化設(shè)計 類別 畢業(yè)設(shè)計 學(xué)生姓名 閆涵 院（系）、專業(yè)、班級 汽車與交通工程學(xué)院車輛07-11 指導(dǎo)教師 鮑宇 職 稱 高級實驗師 設(shè)計成果明細(xì)： 答辯委員會評語： 答辯委員會主任簽字（蓋章）： 院、系公章： 年 月 日 備 注： 注：“類別”欄填寫畢業(yè)論文、畢業(yè)設(shè)計、其它 畢業(yè)設(shè)計（論文）過程管理材料 題 目 賽馬轎車智能電動后視鏡開 關(guān)及控制線路優(yōu)化設(shè)計 學(xué)生姓名 閆涵 院系名稱 汽車與交通工程學(xué)院 專業(yè)班級 車輛07-11 指導(dǎo)教師 鮑宇 職 稱 高級實驗師 教研室 車輛工程 起止時間 2011.2.28～2011.6.24 教 務(wù) 處 制 本科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計 賽馬轎車智能電動后視鏡開關(guān) 及控制線路優(yōu)化設(shè)計 院系名稱： 汽車與交通工程學(xué)院 專業(yè)班級： 車輛工程07-11班 學(xué)生姓名： 閆 涵 指導(dǎo)教師： 鮑 宇 職 稱： 高級實驗師 黑 龍 江 工 程 學(xué) 院 二○一一年月 The Graduation Design for Bachelor's Degree The Optimization Design of Saima Intelligent Electric Rear-view Mirror Control Switch and Circuit Candidate: Yan Han Specialty: Vehicle Engineering Class: B07-11 Supervisor: Senior Laboratory. Bao Yu Heilongjiang Institute of Technology 2011-06·Harbin 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 摘 要 汽車后視鏡反映汽車后方、側(cè)方和下方的情況，使駕駛者可以間接看清楚這些位置的情況，擴(kuò)大了駕駛者的視野范圍。汽車后視鏡的控制應(yīng)簡單可靠，并且可以依據(jù)駕駛員的要求隨時進(jìn)行調(diào)節(jié)。 此次設(shè)計針對機械觸點式電動后視鏡開關(guān)存在缺點，依據(jù)賽馬轎車電動后視鏡的結(jié)構(gòu)進(jìn)行必要的技術(shù)改進(jìn)。分析其觸點燒蝕的原因，進(jìn)行電路設(shè)計，實現(xiàn)對電動后視鏡的控制。結(jié)合單片機的發(fā)展及其在汽車上的應(yīng)用，提出利用單片機控制電動后視鏡轉(zhuǎn)動的設(shè)計方案。取消機械觸點，并對控制電路進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計以及部分改裝，使控制線路簡化，從而在保證實現(xiàn)電動后視鏡控制，同時減少了原車電路復(fù)雜的控制線束。在不破壞原車結(jié)構(gòu)的同時，便于拆卸與安裝，使用控制簡單可靠。具有很好的互換性。 關(guān)鍵詞：電動后視鏡；單片機；控制電路；直流電動機；優(yōu)化設(shè)計  ABSTRACT Motor vehicle rear-view mirror to reflect the rear, side and the bottom of the situation, so that drivers can see clearly the location of the indirect, expanded the scope of the vision of motorist. The rear-view mirror control of the car should be simple and reliable, and the driver can be based on the request at any time to regulate by the driver. The contact is designed according to the shortcomings of the mechanical-electrical switch mirrors, based on the structure of the the race car’s rear-view mirrors and complete necessary technical improvements. Analysis of the reason for the erosion of their contacts and take the designation of the circuit, so that finish the implementation of the manipulation of electric rearview mirror. Then joined the development of SCM and consider its application in the automobile, and proclaim the designation by using SCM to control rotating electric mirror. However this design canceled the mechanical contact and optimize the control circuit design and make some new modifications, in order to simplify the control lines. In order to ensure that the realizations of electrical control of the rear-view mirror of the original car at the same time it can reduce the complexity of the control circuit wiring harness. While the car does not destroy the original structure. For demolition and installation, the use of simple and reliable control.And it has a wonderful interchangeability. Key words： Electric Rear-view Mirrors； Single-Chip Microcomputer；Control Circuits；Delect Current Motor；The Optimization Design II 目 錄 摘要 I Abstract II 第1章 緒論 1 1.1 引言 1 1.2 研究的目的和意義 1 1.3 電動后視鏡控制發(fā)展趨勢 1 1.4 設(shè)計的流程 1 1.5 設(shè)計的主要內(nèi)容 2 第2章 賽馬轎車電動后視鏡及工作原理 4 2.1 電動后視鏡結(jié)構(gòu) 4 2.2 后視鏡功能介紹及其種類 4 2.3 后視鏡發(fā)展趨勢 6 2.4 賽馬轎車電動后視鏡 7 2.4.1 賽馬轎車電動后視鏡結(jié)構(gòu)及工作原理 7 2.4.2 賽馬轎車電動后視鏡控制線路及工作原理 7 2.5 賽馬轎車電動后視鏡開關(guān)特點 9 2.6 后視鏡折疊及加熱除霧功能 9 2.7 本章小結(jié) 10 第3章 線路優(yōu)化及開關(guān)設(shè)計 11 3.1 設(shè)計原則 11 3.2 控制線路優(yōu)化方案 11 3.2.1 觸點燒蝕原因的分析 11 3.2.2 控制線路優(yōu)化設(shè)計方案一 12 3.2.3 控制線路優(yōu)化設(shè)計方案二 12 3.2.4 控制線路優(yōu)化設(shè)計方案三 14 3.3 方案分析選擇 15 3.4 優(yōu)化后的控制電路及其工作原理 15 3.5 控制電路元件選擇及參數(shù)確定 16 3.5.1 電路組成 16 3.5.2 元件選擇參數(shù)確定 16 3.6 試驗分析 17 3.7 本章小結(jié) 17 第4章 賽馬轎車后視鏡控制程序編制 19 4.1 單片機介紹 19 4.2 單片機選擇 20 4.3 控制程序流程圖的編寫 20 4.4 本章小結(jié) 21 第5章 賽馬轎車后視鏡開關(guān)設(shè)計 22 5.1 設(shè)計原則 22 5.2 安裝位置確定 22 5.3 原車控制開關(guān)實際尺寸測量 24 5.4 外觀及按鍵設(shè)計 25 5.4.1 開關(guān)外型設(shè)計 25 5.4.2 按鍵設(shè)計 27 5.4.3 外觀確定 27 5.5 本章小結(jié) 27 結(jié)論 28 參考文獻(xiàn) 29 致謝 30 附錄 31 第1章 緒 論 1.1引言 后視鏡是汽車必備的安全裝置之一, 可以分為內(nèi)后視鏡、外后視鏡和下后視鏡等, 本文特指的是位于車門附近的左右后視鏡, 這兩個后視鏡主要用來觀察道路兩側(cè)后方的情況, 要求能進(jìn)行獨立調(diào)節(jié)以滿足不同視角的需要。后視鏡的動作是通過直流電動機控制, 每個后視鏡內(nèi)裝有2個直流電動機來分別控制其水平方向和垂直方向的旋轉(zhuǎn)。其調(diào)節(jié)的功能包括: 左后視鏡水平方向旋轉(zhuǎn)、左后視鏡垂直方向旋轉(zhuǎn)、右后視鏡水平方向旋轉(zhuǎn)、右后視鏡垂直方向旋轉(zhuǎn)[1]。還有一個直流電動機是控制折疊和展開的旋轉(zhuǎn)。 1.2研究的目的和意義 目前，賽馬轎車電動后視鏡開關(guān)采用即觸點控制方式，在操縱電動后視鏡時，經(jīng)常出現(xiàn)觸點燒蝕的現(xiàn)象，給駕駛員帶來很多不便，為了解決上述問題，同時實現(xiàn)對汽車電動后視鏡的方便控制，設(shè)計基于單片機控制技術(shù)控制開關(guān)。 采用單片機控控制開關(guān)后，降低了電動后視鏡的故障率，從而降低行車安全事故的發(fā)生率，保障了人身安全，通過本次課程設(shè)計還能充分發(fā)揮我的創(chuàng)新思維，對培養(yǎng)創(chuàng)新思維及科學(xué)分析方法也十分有益。 1.3電動后視鏡控制發(fā)展趨勢 隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，越來越多的電子科學(xué)技術(shù)在汽車上應(yīng)用。普通的電動后視鏡已經(jīng)不能滿足用戶的需求，人們需要電動后視鏡具有更多的功能，如自動調(diào)節(jié)、記憶等。于是更多的廠家將目光轉(zhuǎn)投向電動后視鏡的控制部分，使其具有自動調(diào)節(jié)、自動回位、記憶等功能。電動后視鏡控制將走向智慧化、人性化。 早期的電動后視鏡大多采用機械觸點開關(guān)，由于接觸不良而導(dǎo)致燒蝕的現(xiàn)象經(jīng)常發(fā)生，并且控制反應(yīng)慢，不準(zhǔn)確?，F(xiàn)在，大多數(shù)都采用電子芯片進(jìn)行控制，不僅可以更穩(wěn)定、可靠的工作，還具有記憶功能。駕駛員預(yù)先調(diào)整好適合自己的后視鏡位置并存儲在相應(yīng)的控制單元，開車時只需調(diào)出即可，免去了反復(fù)調(diào)節(jié)的麻煩。因此這種具有記憶功能的電動后視鏡適合于多個駕駛員不定期的開同一輛車[2]。 1.4設(shè)計的流程 現(xiàn)在，大多數(shù)駕駛員都不具備專業(yè)的汽車維修知識，對于汽車電器的維修知識更是匱乏。因此，本次設(shè)計主要對原有電動后視鏡的控制線路進(jìn)行優(yōu)化并根據(jù)原車位置對開關(guān)外型進(jìn)行設(shè)計，使其便于接線、安裝。駕駛員購買后，不必到專門的汽車維修店，只需在家按照說明自己更換。這樣進(jìn)一步降低了更換后視鏡開關(guān)的成本。 此次設(shè)計的主要原則為依據(jù)理論分析進(jìn)行試驗分析，最終方案結(jié)果以試驗數(shù)據(jù)為準(zhǔn)。設(shè)計思路見如下流程圖。 查找賽馬轎車及其它車型電動后視鏡控制電路圖 確定設(shè)計方案 繪制電路圖 對設(shè)計方案進(jìn)行試驗分析 設(shè)計電路并進(jìn)行試驗分析 比較分析各車型電動后視鏡工作原理及觸點燒蝕原因 提出解決思路及可行方案并進(jìn)行比較分析 N N Y Y 對控制開關(guān)進(jìn)行設(shè)計 圖1.1 設(shè)計思路流程圖 1.5設(shè)計的主要內(nèi)容 設(shè)計出基于單片機控制技術(shù)的智能電動后視鏡開關(guān)。以解決賽馬轎車電動后視鏡觸點燒蝕現(xiàn)象。通過對原車控制線路的優(yōu)化設(shè)計，簡化控制線路。并進(jìn)行后視鏡開關(guān)外型的設(shè)計。 通過多方面查找數(shù)據(jù)，并結(jié)合其它典型電動機控制電路特點，完成如下工作： 首先學(xué)習(xí)單片機知識，進(jìn)行知識儲備，掌握電動后視鏡工作原理。整理設(shè)計思路，確定設(shè)計路線，擬出多種設(shè)計方案，并對設(shè)計方案進(jìn)行比較、分析。確定出最終方案并進(jìn)行電路設(shè)計，進(jìn)行實驗分析。確定出最終控制電路并給出電子元器件參數(shù)。 然后按照設(shè)計方案工作原理進(jìn)行單片機編程。 最后實際測量賽馬轎車電動后視鏡控制開關(guān)安裝位置及安裝尺寸，在不改變原車結(jié)構(gòu)的同時進(jìn)行開關(guān)外形設(shè)計，利用CAD繪制工程圖，利用Protel軟件繪制電路圖。  第2章 賽馬轎車電動后視鏡及工作原理 2.1電動后視鏡結(jié)構(gòu) 電動后視鏡的背部都裝有兩套電動機和驅(qū)動器?？煽刂破渖舷录白笥疫\動。通常垂直方向的運動由一個電動機控制，水平方向傾斜運動由另一個電動機操控。并且均為永磁型電動機。 如圖2.1所示為電動后視鏡結(jié)構(gòu)圖，它由后視鏡、后視鏡調(diào)整器構(gòu)成[3]。 圖2.1 電動后視鏡結(jié)構(gòu)圖 2.2后視鏡功能介紹及其種類 汽車后視鏡屬于重要安全件，它的鏡面、外形和操縱都頗講究。后視鏡的質(zhì)量及安裝都有相應(yīng)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，不能隨意。 后視鏡以安裝位置劃分，分為外后視鏡、下后視鏡和內(nèi)后視鏡。以用途劃分，外后視鏡反映汽車后側(cè)方，下后視鏡反映汽車前下方，內(nèi)后視鏡反映汽車后方及車內(nèi)情況。用途不一樣，鏡面結(jié)構(gòu)也會有所不同。一般后視鏡鏡面主要有兩種，一種是平面鏡，顧名思義鏡面是平的，用術(shù)語表述就是“表面曲率半徑R無窮大”，這與一般家庭用鏡一樣，可得到與目視大小相同的映像，這種平面鏡常用做內(nèi)后視鏡。另一種是凸面鏡，鏡面呈球面狀，具有大小不同的曲率半徑，它的映像比目視小，但視野范圍大，好像相機“廣角鏡”的作用，這種凸面鏡常用做外后視鏡和下后視鏡。 轎車及其它輕型乘用車一般裝配外后視鏡和內(nèi)后視鏡，大型商用汽車（大客車和大貨車）一般裝配外后視鏡、下后視鏡和內(nèi)后視鏡。 后視鏡有一個視界的問題，也就是指鏡面所能夠反映到的范圍。業(yè)界有視界三要素的提法，即駕駛者眼睛與后視鏡的距離；后視鏡的尺寸大小和后視鏡的曲率半徑。這三要素之間具有一定的關(guān)系，當(dāng)后視鏡的距離和尺寸相同時，鏡面的曲率半徑越小，鏡面反映的視界越大。當(dāng)鏡面的曲率半徑相同時，鏡面的尺寸越大，鏡面反映的視界越大。但是，事物總有兩重性，雖然鏡面的曲率半徑越小視野范圍越大，但同時鏡面反映的物體變形程度也越大，這有些像“哈哈鏡”，往往會造成駕駛者的錯覺。從行車安全的角度出發(fā)，有一個映像失真率的問題。行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，平面鏡的失真率不得大于3%，凸面鏡的失真率不得大于7%，要求不能反映有歪曲變形的實物圖像。因此，鏡面的曲率半徑就有一個限制范圍，行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定外后視鏡的曲率半徑為R1200，內(nèi)后視鏡的曲率半徑為無限大（平面鏡）。 同時，后視鏡也有一個反射率指標(biāo)。反射率越大鏡面反映的圖像越清晰。反射率的大小與鏡內(nèi)表面反射膜材料有關(guān)。汽車后視鏡反射膜一般用銀和鋁為材料，它們的最小反射率為80%。高反射率在一些場合會有副作用，例如夜間行車在后面汽車前大燈的照射下，經(jīng)內(nèi)后視鏡的反射會使駕駛者產(chǎn)生眩目感，影響行車安全。因此內(nèi)后視鏡一般采用棱形鏡，雖然鏡面也是平的，但其截面形狀是棱形，它利用棱形鏡的表面反射率與里面反射率不一樣的特點，達(dá)到無眩目要求。白天采用反射率為80%的銀質(zhì)或鋁質(zhì)里面反射膜，晚上則用反射率只有4%左右的表面玻璃。為此，晚上只需略為將白天位置的內(nèi)后視鏡轉(zhuǎn)動一下角度就行了。目前有一種自動變色的內(nèi)后視鏡，它的電子感光檢測器能自動分辨外界的自然光和強加光源，通過電流變化在幾秒鐘內(nèi)調(diào)節(jié)鏡內(nèi)的變色材料，從無色變到有色以調(diào)節(jié)內(nèi)后視鏡的反射率，從而解決眩目問題。 駕駛者眼睛與后視鏡的距離，也就是后視鏡的安裝位置，直接影響到后視鏡的視界、清晰程度和汽車輪廓尺寸，對行車安全很重要。因此，后視鏡的安裝位置要求達(dá)到行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的視界要求；后視鏡應(yīng)盡可能靠近駕駛者的眼睛，應(yīng)方便駕駛者觀察，頭部及眼球轉(zhuǎn)動盡量小；后視鏡應(yīng)安裝在車身上下振動最小的位置上。以現(xiàn)在的轎車為例，外后視鏡主要裝配在前車門上，控制方式有電動式和手動式。電動式外后視鏡的鏡片后面裝有驅(qū)動機構(gòu)，它由小型可逆式直流電動機、減速齒輪、電磁離合器組成，駕駛者在車內(nèi)控制開關(guān)對外后視鏡進(jìn)行上下左右調(diào)整，調(diào)整范圍30度以內(nèi)，并可以折疊。手動式外后視鏡多采用杠桿式，駕駛者在駕駛座上擺動車門上相應(yīng)的小手柄，即可上下左右調(diào)整鏡面角度，這種手動后視鏡的結(jié)構(gòu)比較簡單，一般裝配在經(jīng)濟(jì)型轎車上。 外后視鏡外形輪廓不但影響到車身的外觀，也影響到車身尺寸，行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)有轎車外后視鏡的安裝位置不得超出汽車最外側(cè)250毫米的規(guī)定。同時，由于一般轎車的速度提高，風(fēng)阻和噪聲是設(shè)計者要考慮的重要問題，因此外后視鏡外形輪廓要符合空氣動力學(xué)，用圓滑的線條盡量減少風(fēng)阻及風(fēng)噪。 后視鏡還有一些其他的分類方法，如： 按后視鏡的鏡面形狀可分為平面鏡、球面鏡和雙曲率鏡面三大系列。另外還有一種棱形鏡，棱形鏡的鏡表面平坦，但其橫截面為棱形，通常用作防眩目的內(nèi)后視鏡。 按制鏡時涂用的反射膜材料可分為鋁鏡、鉻鏡、銀鏡，蘭鏡等4種。 按后視鏡的調(diào)節(jié)方式可分為車外調(diào)節(jié)和車內(nèi)調(diào)節(jié)2種。 (1)車外調(diào)節(jié)式； 這種方式式在停車狀態(tài)下，通過用手直接調(diào)節(jié)境況或鏡面的位置的方式來完成視角的調(diào)節(jié)，該方式費時費力，和難方便地一次性完成，駕駛員需要在座位上用手伸出車窗外調(diào)節(jié)，在行車，雨天等情況下很不方便。一般的大型汽車，載貨汽車和搭檔客車都采用外調(diào)節(jié)方式，以降低成本。 (2)車內(nèi)調(diào)節(jié)式； 這種方式可為駕駛員在行駛過程中調(diào)節(jié)后視鏡，觀察后視野提供較為方便的條件。中、高檔轎車大都采用內(nèi)調(diào)節(jié)方式，該方式又分為手動調(diào)節(jié)式（鋼絲索傳動調(diào)節(jié)或手柄調(diào)節(jié)）和電動調(diào)節(jié)2種。 電動后視鏡為駕駛員提供更便捷、更舒適的操作條件。它式目前中、高檔轎車普遍采用的標(biāo)準(zhǔn)裝備。 2.3后視鏡發(fā)展趨勢 目前一些汽車的外后視鏡還具有除霜除霧功能和洗滌功能。由于外后視鏡最外端面也就是汽車最寬的位置，所以有些車上外后視鏡前端還增加了側(cè)面轉(zhuǎn)向燈，可以醒目提示汽車轉(zhuǎn)彎方向。至于內(nèi)后視鏡的附加功能就更加多了，在內(nèi)后視鏡后面裝置集成芯片，利用液晶顯示可將倒車?yán)走_(dá)、來電顯示、內(nèi)外溫度、汽車速度、胎壓、CD及GPS顯示等等信息在內(nèi)后視鏡上反映出來。 隨著科技的發(fā)展，用攝像系統(tǒng)取替后視鏡已經(jīng)成為一些廠家今后的新目標(biāo)。它通過車輛兩側(cè)和車尾的攝像裝置及紅外線裝置，將攝到的圖像在后視顯示屏上顯示出來。例如第七屆北京國際車展上日產(chǎn)ideo概念車沒有傳統(tǒng)的后視鏡，四周一共安裝了14個攝像機（8個平面視圖攝像機和6個環(huán)視攝像機），其作用除了能夠幫助駕駛員確保行駛安全外，還能用來擴(kuò)展信息和收集圖像。整個儀表板是一個顯示屏，顯示了汽車后面及兩側(cè)的圖像，取替了后視鏡的作用[3]。 2.4賽馬轎車電動后視鏡 眾所周知，要對某一個部件進(jìn)行設(shè)計，首先要了解其工作原理，工作環(huán)境及工作特點。因此，本節(jié)主要針對賽馬轎車電動后視鏡的結(jié)構(gòu)，控制線路，端子接口情況進(jìn)行介紹。 2.4.1賽馬轎車電動后視鏡結(jié)構(gòu)及工作原理 目前賽馬轎車電動后視鏡采用和大多數(shù)車型一樣的結(jié)構(gòu)，其背后裝有兩套電動機和驅(qū)動器，可操縱反射鏡上下及左右轉(zhuǎn)動。通常上下方向的轉(zhuǎn)動用一個電機控制，左右方向的轉(zhuǎn)動由另一個電機控制。通過改變電機的電流方向，即可完成后視鏡的上下及左右調(diào)整。有的車型電動后視鏡還帶有伸縮功能，有伸縮開關(guān)控制伸縮電機工作，使整個后視鏡回轉(zhuǎn)伸出或縮回。 2.4.2賽馬轎車電動后視鏡控制線路及工作原理 如圖2.2所示為賽馬轎車伸縮式電動后視鏡控制系統(tǒng)電路圖。在進(jìn)行調(diào)整時，首先通過左右調(diào)整開關(guān)選擇好要調(diào)整的后視鏡，如圖調(diào)整左后視鏡時，開關(guān)打向左側(cè)， 圖2.2 賽馬轎車電動后視鏡控制電路 此時開關(guān)分別與7、8接點接通，再通過控制開關(guān)即可進(jìn)行該后視鏡的上下或左右調(diào)整。 如圖2.2所示為賽馬轎車電動后視鏡端子結(jié)構(gòu)圖，在開關(guān)后面共有11各端子。其工作原理如表3.1所示，當(dāng)調(diào)節(jié)左側(cè)后視鏡向上轉(zhuǎn)動時，將端子1與端子6相連，端子9與端子10相連。當(dāng)需要其向下轉(zhuǎn)動時，則將端子6與端子9相連，端子6與端子11相連。 圖2.3 賽馬轎車電動后視鏡開關(guān)端子 圖2.4 開關(guān)位置與端子連接情況邏輯關(guān)系圖 圖2.4所示為控制一側(cè)電動后視鏡運動的邏輯關(guān)系。我們都知道，汽車車身大部分是金屬，所以汽車電氣采用單線制，多數(shù)為負(fù)極搭鐵。但是為了控制電動后視鏡的兩個電動機正反轉(zhuǎn)，后視鏡的電動機為雙線。為了減少導(dǎo)線的數(shù)量，兩個電動機有一個公共端（即表中導(dǎo)線端口1），及只需要三根導(dǎo)線，導(dǎo)線1、3控制一個電動機運動，，當(dāng)埠1接負(fù)極，埠3接正極時，電動機正轉(zhuǎn)，后視鏡向上轉(zhuǎn)動，反之則相反。同理，1、2控制電動機左右運動。 進(jìn)行向上調(diào)整時可將控制開關(guān)推向上策，此時控制開關(guān)分別與向上接點、左上接點結(jié)合，電路為蓄電池→熔斷器→點火開關(guān)→控制開關(guān)向上接點→左右調(diào)整開關(guān)→接點7→左側(cè)電動機→接點1 →電動鏡開關(guān)接點2 →控制開關(guān)左上接點→電動鏡開關(guān)接點3 →蓄電池負(fù)極，左側(cè)后視鏡電動機運轉(zhuǎn)，完成調(diào)整過程。其它調(diào)整過程與向上調(diào)整過程類似，通過接通不同的開關(guān)即可完成。其他后視鏡動作關(guān)系見圖2.5[4]。 圖2.5 連接件連接及后視鏡動作邏輯關(guān)系圖 2.5賽馬轎車電動后視鏡開關(guān)特點 和大多數(shù)車型一樣，目前賽馬轎車的電動后視鏡依舊采用普通的觸點開關(guān)，它具有結(jié)構(gòu)簡單、成本低、容易實現(xiàn)兩組電動機的正反轉(zhuǎn)，因此成為眾多汽車廠家的首選。 但是，由于普通觸點開關(guān)具有反應(yīng)延緩，容易出現(xiàn)虛接等現(xiàn)象，所以經(jīng)常出現(xiàn)觸點燒蝕的現(xiàn)象，給廣大司機帶來很多不必要麻煩，造成安全隱患。通常，在汽車的正常使用期限內(nèi)，需要多次更換，從而提高了維修成本，造成不必要的浪費。 另外，我們知道，汽車駕駛控制面板的面積十分寶貴，所以，在滿足人機工程學(xué)原理的基礎(chǔ)上，應(yīng)大大減少各部件的使用空間。但是，由于普通機械觸點開關(guān)觸電有很大的電流通過，所以，觸點橫截面積不能過小。因此，整個開關(guān)需要占用很大的空間。 因此，重新調(diào)整控制原理，控制線路，控制開關(guān)的結(jié)構(gòu)時十分必要的。 2.6后視鏡折疊及加熱除霧功能 在生活中，在泊車時，經(jīng)常會遇到空間不足，冰雪、多霧天氣下，后視鏡面覆蓋冰雪霧水，擦來擦去無法清潔干凈，影響行車安全，為此本設(shè)計對后視鏡進(jìn)行折疊及加熱除霧等功能控制的設(shè)計，以實現(xiàn)方便安全的使用。 圖2.4 陶瓷加熱片 圖2.4為為實現(xiàn)加熱除霧功能所選用的陶瓷加熱片。 2.7本章小結(jié) 本章在一開始介紹了賽馬轎車電動后視鏡結(jié)構(gòu)及其工作原理，并結(jié)合其控制電路對電動后視鏡的調(diào)節(jié)過程進(jìn)行了介紹，通過對原有電路的解析，了解了其分別實現(xiàn)四個電動機正反轉(zhuǎn)工作的控制原理。并且，詳細(xì)介紹了賽馬轎車電動后視鏡開關(guān)的端子接口情況。通過對其控制原理的分析，初步確定了線路控制部分改進(jìn)的主題思路，對下一章線路優(yōu)化設(shè)計工作做了鋪墊。 第3章 線路優(yōu)化及開關(guān)設(shè)計 3.1設(shè)計原則 1、接線布局合理，線路連接可靠。 2、盡可能不破壞原有電路接線，便于安裝調(diào)試 3、電路中增加必要過載保護(hù)裝置。 依據(jù)上述設(shè)計原則，結(jié)合賽馬轎車控制線路特點，制定設(shè)計方案。 3.2控制線路優(yōu)化方案 汽車時當(dāng)代交通必不可少的交通工具，對于短途運輸，旅行都是最佳選擇。隨著人們精神生活的不斷提高，就需要汽車有更多的功能以滿足乘客和駕駛員的需求。然而，這樣的代價就是汽車復(fù)雜的結(jié)構(gòu)和本身的體重，為此，使汽車在滿足人們精神需求的同時最簡化成為當(dāng)代大多汽車設(shè)計師追求的目標(biāo)。 對于汽車而言，我們始終追求的都是以最簡單的結(jié)構(gòu)實現(xiàn)最復(fù)雜的功能。因此在汽車電氣中，引用了總線技術(shù)，這樣，大大減少了布線的麻煩。雖然如此，各個部分的線路還是很難盡如人意。因此，線路優(yōu)化是必不可少的一項重要任務(wù)。 由上一章可以知道，控制電動后視鏡工作，其實就是分別控制安裝在左右兩個后視鏡的四個直流電動機正反轉(zhuǎn)。因此，就要求控制電路能夠?qū)崿F(xiàn)電流的雙向?qū)?，在以往的電動機控制電路中，經(jīng)常用到的有雙電源法，橋式電路法等。 盡管單片機本身具有一定的驅(qū)動能力，但其輸出電流較小，不足以直接驅(qū)動電動機這類負(fù)載較大的器件，所以必須設(shè)計電動機驅(qū)動電路，即電動機和單片機之間的接口電路來驅(qū)動電動機工作?？傊瑹o論用什么辦法來控制，控制直流電動機正反轉(zhuǎn)的基本方法就是改變電動機兩端的電勢差。 3.2.1觸點燒蝕原因的分析 原來的賽馬轎車電動后視鏡采用普通機械觸點開關(guān)進(jìn)行控制，其通過的電流較大，并且，由于機械觸點的結(jié)合過程中，兩個金屬觸點的接觸面積是一個從少到多的過程，因此，在最開始，容易出現(xiàn)虛接的現(xiàn)象；另外，金屬觸點由于長時間使用導(dǎo)致磨損，也會出現(xiàn)接觸不良的現(xiàn)象。 3.2.2控制線路優(yōu)化設(shè)計方案一 如圖3.1所示為控制線路優(yōu)化方案一，其主要控制原理是，控制電路給控制程序一個控制信號，經(jīng)控制程序判斷四個電動機運動狀態(tài)，然后分別向1、2、3、4、5等接口輸出相應(yīng)信號，邏輯關(guān)系見表格。由于控制程序輸出的信號較小，不能夠直接驅(qū)動電動機轉(zhuǎn)動，故在五個接口和電動機之間接有放大電路。表3.1所示為本方案控制邏輯關(guān)系，當(dāng)需要電機A正轉(zhuǎn)時，控制程序向幾口1輸出高電平信號，向其它接口輸出低電平信號，并經(jīng)放大電路放大，這樣，在電動機兩端就會出現(xiàn)電勢差，因此電流由1接口流經(jīng)電動機A回到界面5，從而實現(xiàn)電動機A的正向運轉(zhuǎn)。反之若要電動機A反轉(zhuǎn)，則控制程序向幾口5輸出高電平信號，向其它接口輸出低電平信號，并經(jīng)放大電路放大，這樣，在電動機兩端就會出現(xiàn)電勢差，因此電流由1接口流經(jīng)電動機A回到界面5，從而實現(xiàn)電動機A的反向運轉(zhuǎn)。 表3.1 方案一邏輯關(guān)系 電機狀態(tài) 1界面 2界面 3界面 4界面 5界面 A正轉(zhuǎn) 1 0 0 0 0 B正轉(zhuǎn) 0 1 0 0 0 C正轉(zhuǎn) 0 0 1 0 0 D正轉(zhuǎn) 0 0 0 1 0 A反轉(zhuǎn) 0 0 0 0 1 B反轉(zhuǎn) 1 0 1 1 1 C反轉(zhuǎn) 1 1 0 1 1 D反轉(zhuǎn) 1 1 1 0 1 3.2.3控制線路優(yōu)化設(shè)計方案二 在電工電子中，經(jīng)常用到很多的控制開關(guān)，有普通的觸點開關(guān)，有電磁開關(guān)，還有用電子元器件的，如三極管，晶閘管等，還有各種類型的繼電器。 考慮到普觸電開關(guān)的動作時靠人為控制，經(jīng)常出現(xiàn)接觸不牢靠的現(xiàn)象，所以用繼電器來代替普通觸點開關(guān)。如圖3.2所示為控制線路優(yōu)化方案二。這樣，控制開關(guān)的控制電流就很小，只需使繼電器閉合即可，當(dāng)駕駛員需要對電動后視鏡進(jìn)行調(diào)整時，及需要對某個電動機進(jìn)行控制，例如若要控制如圖所示電動機A正轉(zhuǎn)時，只需讓控制程序控制繼電器1、4閉合時，電流流經(jīng)繼電器A,經(jīng)過電動機，經(jīng)繼電器B回到電源負(fù)極。若需要控制電動機A反轉(zhuǎn)時，只需讓控制程序控制繼電器3、2閉合時，電流流經(jīng)繼電器A,經(jīng)過電動機，經(jīng)繼電器B回到電源負(fù)極 這種方法簡單易懂，但是我們大家都自動，繼電器的體積大多未電磁繼電器，因此，其體積相對較大，因此不便于安裝和布置。在汽車上，往往將大多數(shù)繼電器裝在一起，制作成繼電器盒，安裝在特定的位置。 圖3.1 方案一工作原理圖 圖3.2 方案二工作原理圖 如上面所述，普通觸電開關(guān)需要流過很大的電流，這樣，當(dāng)接觸不牢靠時就會容易出現(xiàn)燒蝕，造成危害。而繼電器體積又相對較大，不便于安裝，所以，可以考慮用其它的元器件來代替繼電器，如三極管，晶閘管等。但由于晶閘管不能通過人為控制來斷電，因此考慮到可斷晶閘管。但由于其價格較高，不益于市場競爭。因此選用相對較便宜的三極管。其原理如圖3.3所示，當(dāng)需要電動機A正向運轉(zhuǎn)時，只需控制三極管Q1和Q4導(dǎo)通即可。這樣，電流經(jīng)電源正極流經(jīng)三極管Q1，進(jìn)入電動機A，然后經(jīng)三極管Q4回到電源負(fù)極。當(dāng)需要電動機A反向轉(zhuǎn)動時，只需控制三極管Q2和Q3導(dǎo)通即可。這樣，電流經(jīng)電源正極流經(jīng)三極管Q3，進(jìn)入電動機A，然后經(jīng)三極管Q2回到電源負(fù)極[5]。 3.2.4控制線路優(yōu)化設(shè)計方案三 圖3.3方案三工作原理圖 考慮到單片機的工作電流較小，此次設(shè)計采用橋式電路來驅(qū)動后視鏡電動機進(jìn)行運動視鏡的一個電機正反轉(zhuǎn)的原理圖。在圖3.3中, 每個電動電動機由2個NPN和2個PNP構(gòu)成橋式電路, 給各個電阻適當(dāng)?shù)倪x值,使NPN和PNP均工作在飽和狀態(tài), 即作開關(guān)來使用[6]。 當(dāng) Q1和Q4導(dǎo)通時, S電動機A正轉(zhuǎn), 當(dāng)Q2和Q3導(dǎo)通時, 電機A反轉(zhuǎn), 從而實現(xiàn)了電機的正反轉(zhuǎn)。而Q1、Q2、Q3、Q4的導(dǎo)通和截止是由控制程序輸出電平?jīng)Q定的,即單片機通過這個引腳實現(xiàn)對電機正反轉(zhuǎn)的控制。 3.3方案分析選擇 通過上一節(jié)。列出了三種主要設(shè)計方案。其中方案一原理簡單，明了?？刂瞥绦蛑恍韪鶕?jù)駕駛員的意愿，調(diào)用邏輯關(guān)系表中相應(yīng)的信息即可控制輸出不同高低電平，來控制電動機正反轉(zhuǎn)。但是，由于控制程序輸出的信號較小，不能夠驅(qū)動電動機轉(zhuǎn)動，需要串聯(lián)一個放大電路，使電流電壓放大。由于汽車上的電源多為直流，因此，放大電路選擇較為困難。且放大電路體積較大，需占用較大空間。 方案二的主要思路是用繼電器來代替原有出點開關(guān)，主要原因時繼電器閉合時間較短，且較人為閉合到位，所以不容易出現(xiàn)燒蝕現(xiàn)象。但繼電器多數(shù)體積較大，連接困難，故很難布置。 方案三的設(shè)計思路和方案二基本相同，所不同的是，方案二由繼電器充當(dāng)開關(guān)，而方案三則由三極管代替，不僅體積小，便于安裝，而且價格較便宜。表3.2對三種方案進(jìn)行了比較分析。 表3.2 方案比較分析 方案一 方案二 方案三 簡化后線路 簡單 簡單 簡單 線路布置 簡單 較復(fù)雜 復(fù)雜 元器件體積 過大 較大 較小 成本 高 高 低 工作可靠性 不好 較好 好 印制出電路板面積 大 大 小 綜上所述，此次設(shè)計采用方案三所示方法。 3.4優(yōu)化后的控制電路及其工作原理 方案三控制電路通過DC1205與單片機Vcc引腳相連，為單片機提供5V電壓，單片機控制信號通過安裝在駕駛室的電動后視鏡調(diào)節(jié)開關(guān)控制。當(dāng)需要調(diào)節(jié)左側(cè)后視鏡時， 后視鏡只需左右后視鏡選擇開關(guān)的”L”檔按下然后根據(jù)需要控制左側(cè)后視鏡按住上下左右按鈕，以控制左側(cè)后視鏡上下左右旋轉(zhuǎn)。 當(dāng)需要調(diào)節(jié)左側(cè)電動后視鏡上旋轉(zhuǎn)時，只需將選擇開關(guān)的“L”檔按下，然后按住向上按鈕即可，當(dāng)達(dá)到所需位置時松開即可。其控制過程為：“L”按下后給單片機P0.5引腳一個高電平，“左”按鈕按下后，給P0.3引腳一個高電平，通過單片機控制，使P1.0 和P2.1輸出高電平，分別控制三極管T2和T3導(dǎo)通。電流流向為：電源正極→Fuse熔斷器→點火開關(guān)→熔斷絲→繼電器→T3→直流電動機→T2→搭鐵。反之，當(dāng)需要左側(cè)電動后視鏡下旋轉(zhuǎn)時，只需將選擇開關(guān)的“L”檔按下，然后按住向下按鈕即可，當(dāng)達(dá)到所需位置時松開即可。其控制過程為：“L”按下后給單片機P0.5引腳一個高電平，“左”按鈕按下后，給P0.2引腳一個高電平，通過單片機控制，使P1.1 和P2.0輸出高電平，分別控制三極管T2和T3導(dǎo)通。電流流向為：電源正極→Fuse熔斷器→點火開關(guān)→熔斷絲→繼電器→T3→直流電動機→T2→搭鐵。 3.5控制電路元件選擇及參數(shù)確定 3.5.1電路組成 通過上述方案分析，電動后視鏡控制線路所應(yīng)用到的元器件有：89C52單片機及相應(yīng)外部電路、開關(guān)三極管、電阻、光電隔離器等。 3.5.2元件選擇參數(shù)確定 根據(jù)電動機參數(shù)可知，賽馬轎車電動機后視鏡采用額定電壓為12V，額定電流為100mA的電動機驅(qū)動。因此通過各個三極管集電極和發(fā)射極的電流為100mA。但是由于電動機會出現(xiàn)賭轉(zhuǎn)現(xiàn)象。需要對其賭轉(zhuǎn)電流進(jìn)行確定，表3.3為賽馬轎車電動后視鏡驅(qū)動電機空載、正常工作及賭轉(zhuǎn)時的電流。 在電路中所使用的光電隔離器亦稱光電耦合器，簡稱光耦。光耦合器以光為媒介傳輸電信號。它對輸入、輸出電信號有良好的隔離作用，所以，它在各種電路中得到廣泛的應(yīng)用。目前它已成為種類最多、用途最廣的光電器件之一。光耦合器一般由三部分組成：光的發(fā)射、光的接收及信號放大。輸入的電信號驅(qū)動發(fā)光二極管（LED），使之發(fā)出一定波長的光，被光探測器接收而產(chǎn)生光電流，再經(jīng)過進(jìn)一步放大后輸出。這就完成了電—光—電的轉(zhuǎn)換，從而起到輸入、輸出、隔離的作用。由于光耦合器輸入輸出間互相隔離，電信號傳輸具有單向性等特點，因而具有良好的電絕緣能力和抗干擾能力。又由于光耦合器的輸入端屬于電流型工作的低阻元件，因而具有很強的共模抑制能力。所以，它在長線傳輸信息中作為終端隔離元件可以大大提高信噪比。在計算機數(shù)字通信及實時控制中作為信號隔離的接口器件，可以大大增加計算機工作的可靠性。 光耦合器的主要優(yōu)點是：信號單向傳輸，輸入端與輸出端完全實現(xiàn)了電氣隔離，輸出信號對輸入端無影響，抗干擾能力強，工作穩(wěn)定，無觸點，使用壽命長，傳輸效率高。光耦合器是70年代發(fā)展起來產(chǎn)新型器件，現(xiàn)已廣泛用于電氣絕緣、電平轉(zhuǎn)換、級間耦合、驅(qū)動電路、開關(guān)電路、斬波器、多諧振蕩器、信號隔離、級間隔離 、脈沖放大電路、數(shù)字儀表、遠(yuǎn)距離信號傳輸、脈沖放大、固態(tài)繼電器(SSR)、儀器儀表、通信設(shè)備及微機接口中。在單片開關(guān)電源中，利用線性光耦合器可構(gòu)成光耦反饋電路，通過調(diào)節(jié)控制端電流來改變占空比，達(dá)到精密穩(wěn)壓目的。 表3.3 電動機工作電流 （單位：mA） 組次 電動機狀態(tài) 電流 平均電流 1.1 空載 89.9 87 1.2 空載 81.0 1.3 空載 90.3 1.4 空載 86.7 2.1 正常負(fù)荷 100.3 100.1 2.2 正常負(fù)荷 103.1 2.3 正常負(fù)荷 101.4 2.4 正常負(fù)荷 99.7 3.1 賭轉(zhuǎn) 697.5 690.8 3.2 賭轉(zhuǎn) 680.0 3.3 賭轉(zhuǎn) 694.1 3.4 賭轉(zhuǎn) 691.6 由上表中試驗測得的數(shù)據(jù)可知: 已知單片機輸出電流約為 故 在這里，我們應(yīng)用到的只是三極管的開關(guān)作用，因此，根據(jù)和值選擇型號為S9012的PNP型開關(guān)三極管和型號為S9012的PNP型開關(guān)三極管[8]。 電路中電阻的作用是將單片機輸出的電壓是5V,所以使用電阻限制電流。 3.6試驗分析 通過上一節(jié)的計算分析，確定出電子元器件的型號和參數(shù)，通過對其中一個電動機正反轉(zhuǎn)控制電路進(jìn)行試驗，證明上述所選元器件符合要求。 3.7本章小結(jié) 根據(jù)上一章對賽馬轎車原有后視鏡控制線路工作原理的介紹，對賽馬轎車控制線路進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，通過對所提車的三種方案進(jìn)行比較分析，最終確定控制線路優(yōu)化方案。并根據(jù)優(yōu)化方案選擇元器件。確定元器件參數(shù)，以確?？刂葡到y(tǒng)的正常運行，使設(shè)計更加合理。 第4章 賽馬轎車后視鏡控制程序編制 4.1單片機介紹 單片機，亦稱單片微電腦或單片微型計算機。它是把中央處理器（CPU）、隨機存取存儲器（RAM）、只讀存儲器（ROM）、輸入/輸出端口 （I/0）等主要計算機功能部件都集成在一塊集成電路芯片上的微型計算機[9]。 自單片機出現(xiàn)至今，單片機技術(shù)已走過了近20年的發(fā)展路程?？v觀20年來單片機發(fā)展歷程可以看出單片機技術(shù)的發(fā)展以微處理器（MPU）技術(shù)及超規(guī)模集成電路技術(shù)的發(fā)展為先導(dǎo)，以廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域拉動，表現(xiàn)出較微處理器更具個性的發(fā)展趨勢。 1、單片機速度越來越快； MPU發(fā)展中表現(xiàn)出來的速度越來越快是以時鐘頻率越來越高為標(biāo)志的。而單片機則有所不同。為提高單片機抗干擾能力，降低噪聲，降低時鐘頻率而不犧牲運算速度式單片機技術(shù)發(fā)展之追求。 縱觀我們現(xiàn)在生活的各個領(lǐng)域，從導(dǎo)彈的導(dǎo)航裝置，到飛機上各種儀表的控制，從計算機的網(wǎng)絡(luò)通訊與數(shù)據(jù)傳輸，到工業(yè)自動化過程的實時控制和數(shù)據(jù)處理，以及我們生活中廣泛使用的各種智能IC卡、電子寵物等，這些都離不開單片機。以前沒有單片機時，這些東西也能做，但是只能使用復(fù)雜的模擬電路，然而這樣做出來的產(chǎn)品不僅體積大，而且成本高，并且由于長期使用，元器件不斷老化，控制的精度自然也會達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)。在單片機產(chǎn)生后，我們就將控制這些東西變?yōu)橹悄芑耍覀?只需要在單片機外圍接一點簡單的接口電路，核心部分只是由人為的寫入程序來完成。這樣產(chǎn)品的體積變小了，成本也降低了，長期使用也不會擔(dān)心精度達(dá)不到了。據(jù)統(tǒng)計，我國的單片機年容量已達(dá)1——3 億片，且每年以大約16%的速度增長，但相對于世界市場我國的占有率還不到1%。特別是沿海地區(qū)的玩具廠等生產(chǎn)產(chǎn)品多數(shù)用到單片機，并不斷地輻射向內(nèi)地[10]。 2、8位、16位、32位單片機共同發(fā)展； 長期以來，單片機技術(shù)的發(fā)展是以8為機為主的。隨著移動通信、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、多媒體技術(shù)等高科技產(chǎn)品進(jìn)入家庭，32位單片機應(yīng)用得到了長足發(fā)展。 3、單片機使用壽命長； 這里所說的長壽，一方面指用單片機開發(fā)的展品可以穩(wěn)定可靠地工作10年、20年，另一方面是指與微處理器相比的長壽命。伴隨著半導(dǎo)體技術(shù)的飛速發(fā)展，MPU更新?lián)Q代的速度越來越快，以386、486、586為代表的MPU，很短的時間內(nèi)就被淘汰出局。而傳統(tǒng)的單片機如68HC05、8051等年齡已有15歲，產(chǎn)量仍是上升的，這一方面是由于其對相應(yīng)應(yīng)用領(lǐng)域的適應(yīng)性；另一方面是由于以該類CPU為核心，集成以更多I/O功能的不斷豐富，有著相當(dāng)長生存周期。新的CPU類型的加盟，使單片機隊伍不斷壯大，給用戶帶來更多的選擇余地 4.2單片機選擇 89C52是INTEL公司MCS-51系列單片機中基本的產(chǎn)品，它采用INTEL公司可靠的CHMOS工藝技術(shù)制造的高性能8位單片機，屬于標(biāo)準(zhǔn)的MCS-51的HCMOS產(chǎn)品。它結(jié)合了HMOS的高速和高密度技術(shù)及CHMOS的低功耗特征，它基于標(biāo)準(zhǔn)的MCS-51單片機體系結(jié)構(gòu)和指令系統(tǒng)，屬于80C51增強型單片機版本，集成了時鐘輸出和向上或向下計數(shù)器等更多的功能，適合于類似馬達(dá)控制等應(yīng)用場合。80C52內(nèi)置8位中央處理單元、256字節(jié)內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器RAM、8k片內(nèi)程序存儲器（ROM）32個雙向輸入/輸出(I/O)口、3個16位定時/計數(shù)器和5個兩級中斷結(jié)構(gòu)，一個全雙工串行通信口，片內(nèi)時鐘振蕩電路。此外，89C52還可工作于低功耗模式，可通過兩種軟件選擇空閑和掉電模式。在空閑模式下凍結(jié)CPU而RAM定時器、串行口和中斷系統(tǒng)維持其功能。掉電模式下，保存RAM數(shù)據(jù)，時鐘振蕩停止，同時停止芯片內(nèi)其它功能。89C52有PDIP(40pin)和PLCC(44pin)兩種封裝形式。89C單片機為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價廉的方案[11]。 因此,采用89C52單片機作為驅(qū)動器來控制電動后視鏡電動機運動。 4.3控制程序流程圖的編寫 下圖為本設(shè)計的控制程序流程圖，通過對左右后視鏡選擇開關(guān)信號和上下左右調(diào)節(jié)信號的選擇進(jìn)行判斷，通過對各輸出引腳輸出不同的信號，控制優(yōu)化線路中三極管的導(dǎo)通與關(guān)閉，從而控制電動機正反轉(zhuǎn)。其控制程序見附錄[12]。 當(dāng)有鍵按下，則判斷P1.7是否為高電平，若是，再依次判斷P0.0、P0.1、P0.2、P0.3、P0.4、P0.5、P0.6是否為高電平，依次對應(yīng)左后視鏡上轉(zhuǎn)、左后視鏡下轉(zhuǎn)、左后視鏡左轉(zhuǎn)、左后視鏡右轉(zhuǎn)、左后視鏡加熱除污、折回、展開；若P1.7為低電平，是則依次判斷P2.0、P2.1、P2.2、P2.3、P2.4、P2.5、P2.6是否為高電平，依次對應(yīng)右后視鏡上轉(zhuǎn)、右后視鏡下轉(zhuǎn)、右后視鏡左轉(zhuǎn)、右后視鏡右轉(zhuǎn)、右后視鏡加熱除污、折回、展開 [13]。 4.4本章小結(jié) 本章首先介紹了單片機的應(yīng)用領(lǐng)域及在汽車上的應(yīng)用，又對所選用的89C52單片機進(jìn)行了介紹，對程序的流程圖進(jìn)行了編寫，然后通過流程圖編寫出了基于C語言的適用于本次設(shè)計的控制程序，達(dá)到了對各項功能的控制要求，完成了本次設(shè)計的核心內(nèi)容。 第5章 賽馬轎車后視鏡開關(guān)設(shè)計 5.1設(shè)計原則 1、便于安裝，并且安裝可靠，不能出現(xiàn)安裝不穩(wěn)、松動等現(xiàn)象； 2、由于駕駛員要隨時對后視鏡進(jìn)行調(diào)節(jié)，因此要求其控制方便； 3、按鍵大小適當(dāng)，按鍵力度不宜過大或過??； 4、要求外型美觀與原車色調(diào)一致。 5.2 安裝位置確定 由于此次設(shè)計是對原有控制開關(guān)進(jìn)行改進(jìn)，因此要求后視鏡控制開關(guān)的安裝位置必須恰當(dāng)，保證駕駛員隨時可以對后視鏡位置進(jìn)行調(diào)控。圖5.1為賽馬轎車駕駛室控制面板，由于控制原件的位置相對集中，因此，后視鏡開關(guān)的的安裝比較困難，圖5.2和圖5.3為兩個可以參考的位置。但由于圖5.3中控制器件較多，位置較密，不易安裝其它零部件，因此，還考慮安裝在原有后視鏡開關(guān)位置，如圖5.2。 圖5.1賽馬轎車駕駛室控制面板 圖5.2賽馬轎車原有后視鏡開關(guān)安裝位置 5.3賽馬轎車主控制面板 5.3原車控制開關(guān)實際尺寸測量 對于替換原車控制開關(guān)，首先，我們要對原車型后視鏡開關(guān)的外形尺寸進(jìn)行測量，以便確定所設(shè)計開關(guān)的安裝尺寸。這樣才能保證所設(shè)計的開關(guān)能夠穩(wěn)定可靠的安裝在車內(nèi)。 圖5.4賽馬轎車電動后視鏡開關(guān)結(jié)構(gòu)圖 如圖5.4所為賽馬轎車電動后視鏡零件圖，圖中標(biāo)出了其主要外形尺寸及安裝?？梢缘玫礁鼫?zhǔn)確的數(shù)據(jù)，首先對個尺寸進(jìn)行了多組測量，并求出了其平均值。主要測量資料見表5.1。 表5.1 原有尺寸測量數(shù)據(jù) 測量一 測量二 測量三 平均值 a/毫米 48.012 47.988 48.024 48.008 b/毫米 4.032 4.106 4.102 4.060 c/毫米 7.211 7.102 7.082 7.132 d/毫米 2.108 2.220 2.212 2.147 e/毫米 17.512 17.820 17.420 17.584 f/毫米 11.512 11.610 11.434 11.519 A/度 155.3 155.1 155.5 155.3 B/度 124.1 124.3 124.2 124.2 C/度 133.1 133.2 133.4 133.2 經(jīng)過實際測量，將所設(shè)計開關(guān)的上蓋的安裝尺寸設(shè)計與原有開關(guān)安裝尺寸相同，主要就不用改變原車安裝位置及安裝尺寸。由于開關(guān)采用塑料件鑄造，因此，可將上述尺寸圓整，得到表3.4所示安裝尺寸。 表5.2 最終確定尺寸 (單位：mm) a b c d e f A B C 尺寸 48 4 7 2 18 12 155 124 133 5.4外觀及按鍵設(shè)計 5.4.1開關(guān)外型設(shè)計 根據(jù)上述得到的后視鏡開關(guān)安裝尺寸，設(shè)計后視鏡開關(guān)上蓋。如圖5.5所示，對于左右后視鏡選擇開關(guān)，選用普通三位帶恢復(fù)的機械開關(guān)即可，由于價格比較便宜，可以在市場上購買，然后安裝到1所示位置。2所示為后視鏡安裝時的鎖緊裝置，其形狀大小和原車開關(guān)一樣，因此可以很好的裝到原來的位置。 塑料的成型加工過程即塑料制品的生產(chǎn)過程，是一個非常關(guān)鍵而又復(fù)雜的過程。在此過程中，必須根據(jù)各種材料的固有性質(zhì)，利用加熱、加壓、溶脹或溶解等一切可以實施的辦法加工。因此，外型是設(shè)計十分重要[14]。 1左右后視鏡選擇開關(guān)安裝槽 2鎖緊裝置 圖5.5 后視鏡開關(guān)上蓋 如圖5.6為所設(shè)計的開關(guān)底座。將電路板直接安裝在殼底，用四個螺釘緊固，然后整個底座通過卡扣與上蓋相連。導(dǎo)線通過開關(guān)底座底部的導(dǎo)線孔引出，與后視鏡電動機、蓄電池相連接[15 ]。 1導(dǎo)線孔 2卡扣 圖5.6 開關(guān)底座 5.4.2 按鍵設(shè)計 由于按鍵只是起到對點偏激程序進(jìn)行控制，所以，為了美觀，采用膜式觸摸開關(guān)，這樣只需將控制按鍵貼在開關(guān)上蓋即可。 5.4.3 外觀確定 為了美觀并且和原車內(nèi)飾色調(diào)一致，所設(shè)計的開關(guān)外觀顏色將設(shè)計不同顏色。但由于外殼生活貼有控制按鍵，座椅只需設(shè)計多種膜式按鍵顏色即可。 5.5本章小結(jié) 本章首先列出了對開關(guān)外型設(shè)計的要求，通過實際考察分析，將開關(guān)安裝在原有電動后視鏡開關(guān)位置。以便于更換安裝。對與開關(guān)的顏色，根據(jù)實際賽馬轎車內(nèi)飾顏色，給予了多種選擇盡量保持了開關(guān)外形的美觀，并與原車控制面板的顏色保持一致，以確保整體視覺效果。 結(jié) 論 本次設(shè)計主要針對電動后視鏡的控制線路及控制開關(guān)進(jìn)行改進(jìn)，通過降低流過控制開關(guān)的電流來改善普通觸點開關(guān)容易燒蝕的問題。由于要對四個電動機分別進(jìn)行正反轉(zhuǎn)控制，就要有大量的導(dǎo)線，因此，簡化線束對于改進(jìn)后開關(guān)的安裝十分有利。 通過多方面查找數(shù)據(jù)，并結(jié)合其它典型電動機控制電路特點，完成了如下工作： （1）單片機知識儲備； （2）通過實際拆裝，了解了電動后視鏡工作原理； （3）擬出多種設(shè)計方案，并對設(shè)計方案進(jìn)行比較、分析，確定出最終方案。設(shè)計電路，選擇電子元器件并進(jìn)行實驗分析。確定出最終控制電路； （4）按照設(shè)計方案工作原理進(jìn)行單片機編程； （5）實際測量賽馬轎車電動后視鏡控制開關(guān)安裝位置及安裝尺寸，并結(jié)合所測數(shù)據(jù)進(jìn)行開關(guān)外形設(shè)計，并繪制工程圖； （6）利用Protel軟件進(jìn)行電路版設(shè)計； （7）利用CAD軟件繪制了裝配圖和零件圖； 本文雖然介紹了賽馬轎車智能電動后視鏡控制線路及開關(guān)的設(shè)計過程，但由于知識水平和時間的限制，本設(shè)計許多過程介紹的過于簡單。另外，本設(shè)計對所有電子元器件型號的選擇均采用先理論分析后試驗的方法，最終型號以試驗結(jié)果為準(zhǔn)。  參考文獻(xiàn) [1]黃繼昌等.電子元器件應(yīng)用手冊[S].北京：人民郵電出版社[S]，2004.7. 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