課程設(shè)計--智能汽車雨刷控制系統(tǒng)設(shè)計-文庫吧
2025-05-15 22:36 本頁面
【正文】 為折射角。入射角 i和折射角 r有下述關(guān)系： Sin(i)/sin(r)=n21 式中 , n21 — 第二種 介質(zhì)對第一種介質(zhì)的相對折射率。 光從光密介質(zhì)（折射率 n較大）射入光疏介質(zhì)（折射率 n較小）時，如果入射角增大到某一角度，使折射角達到 90176。時，折射光完全消失，光全部反射回原來介質(zhì)，這種現(xiàn)象叫做全反射。折射角變成 90176。時 的入射角叫做臨界角。全反射的條件是，光從光密介質(zhì)向光疏介質(zhì)入射，入射角等于大于臨界角。 設(shè)計的傳感器就是根據(jù)全反射光學(xué)原理制成。空氣的折射率是 1，水的折射率是，玻璃的折射率是 。根據(jù)式計算得出，光從玻璃入射到空氣中的臨界角是 42176。，光從玻璃入射到水中的臨界角是 63176。 （ 2）、 工作原理 雨水傳感器由紅外光發(fā)射電路和紅外光接收電路組成。如圖 4所示。 圖 5 雨水傳感器原理圖 由紅外光發(fā)射元件發(fā)出的紅外光以全反射角度在擋風(fēng)玻璃的外表面反射，其角度必須在42176。（玻璃 空氣）和 63176。（玻璃 水）之間。如果在擋風(fēng)玻璃上有水，一些光會雙倍射出，且這會引起紅外感光元 件接收到的反射光減弱。從發(fā)射元件發(fā)出的光反射到接收裝置的擋風(fēng)玻璃區(qū)域被稱之為傳感器的“敏感區(qū)域”，僅當(dāng)雨水滴到這個區(qū)域時，才可以被探測出來。為使系統(tǒng)靈敏可靠，擋風(fēng)玻璃區(qū)域和靈敏區(qū)域之間必須要有一個較好的比例。 雨量傳感器的基本實現(xiàn)電路 2﹑雨量傳感器的電路設(shè)計 （ 1）、紅外發(fā)射電路 紅外發(fā)射管采用硅光電二極管，它具有暗電流小，噪聲低，受溫度影響小，價格便宜等優(yōu)點。紅外發(fā)射管三個并聯(lián)，采用脈寬調(diào)制驅(qū)動，工作在 38kHZ的頻率下。采用這種方式可以減少發(fā)射電路的功耗。脈沖發(fā)生器采用 555電路構(gòu)成。如圖 3所示，經(jīng)式 (1) （ 2）（ 3）計算，得出 R R C1 值。微調(diào)節(jié) R2，使脈沖頻率為 38kHz。由于紅外光線肉眼看不見，所以電路中加入 LED指示燈來指示紅外發(fā)射管是否在工作。 ip1=(R1+R2)C1 （ 1） 教室日光燈控制系統(tǒng)設(shè)計 7 ip2= (2) i=1/T=(R2+2R1)C1 (3) （ 2）、紅外接收電路 紅外接收電路通常由光接收二極管、放大電路、帶通濾波器、檢波電路等組成。放大電路的任務(wù)是對光脈沖信號進行線性放大和 整形。帶通濾波器的任務(wù)是進行頻率選擇，濾除干擾信號。檢波電路濾掉載頻后檢出的原始信號。因而電路比較復(fù)雜，體積也比較大。 設(shè)計的接收電路采用德律風(fēng)根公司（ Vishay）的紅外專用集成接收芯片 TK1838，將各功能電路封裝在一起，以實現(xiàn)接收脈沖編碼信號調(diào)制的紅外光信號，塑料封裝可濾除可見光。內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖 4所示。 1腳為輸出， 2腳接地， 3腳電源接 +5V。 TK1838 只有接收到 38kHz 的脈沖信號才會作用。它具有微型一體化塑料封裝、體積小、可靠性高、內(nèi)部屏蔽、抗干擾光能力強、 5V供電、功耗低、輸出信號靈敏、價格便宜等優(yōu)點。內(nèi)部集成了放大、濾波、解調(diào)及其控制電路， 1 腳直接輸出高低電平。當(dāng)TK1838接收不到 38kHz的脈沖信號時， 1腳輸出高電平；當(dāng)接收到 38kHz的脈沖信號時，1腳輸出低電平。 （ 3）、控制電路 圖 6 一般情況下采用 2~4個紅外發(fā)射管，與紅外發(fā)射管串聯(lián)的電阻取值 要保證紅外發(fā)射管發(fā)出的光強滿足本設(shè)計的要求；紅外發(fā)射管的角度要保證紅外光在擋風(fēng)玻璃的外表面形成全反射； R R6取值滿足輸入到單片機的脈沖信號幅值滿足要求。 當(dāng)有雨滴落在擋風(fēng)玻璃的“敏感區(qū)域”時， 1腳輸出一串脈沖波，小雨時，脈沖波的數(shù)量少；大雨時，脈沖波的數(shù)量多。我們使用的雨刮電動機有低速擋和高速擋，用單片機 AT89C2051來檢測脈沖波，根據(jù)給定時間內(nèi)脈沖波數(shù)量的多少來控制雨刮器工作。 三、過程原理 控制過程如圖 ： 智能雨刷 控制系統(tǒng)設(shè)計 8 自動雨刷的控制電路 如下圖 7 所示： 圖 7 四、 軟件設(shè)計部分 系統(tǒng)軟件的設(shè)計包括主 程序的設(shè)計、電機轉(zhuǎn)速設(shè)置程序設(shè)計、各中斷服務(wù)等程序設(shè)計組成。 1 主程序設(shè)計 本設(shè)計的單片機控制程序采用 51 單片機匯編語言編寫，在編寫的過程中，盡量向結(jié)構(gòu)化、模塊化的方向編寫，整個程序的清單會在后面。 本章將對該系統(tǒng)的程序做具體分析。 MCS51 系列單片機復(fù)位后，（ PC） =0000H，而 0003H~002BH 分別為各中斷源的入口地址。所以，編程時應(yīng)在 0000H 處寫一條跳轉(zhuǎn)指令。當(dāng) CPU 接收到中斷請求信號并予以響應(yīng)后， CPU 把當(dāng)前的 P
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