【正文】 江西科技學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 密級： 學(xué)號： 2021266629 本科生畢業(yè)（設(shè)計）論文 題目： 汽車車窗防夾技術(shù)的研究 學(xué) 院 ： 汽車工程學(xué)院 專 業(yè)： 汽車維修與檢測 班 級： 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)老師： 完成日期： 江西科技學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 目 錄 汽車車窗簡介 1 汽車電動車窗的組成與類型 1 電動車窗的組成 1 第一章 汽車電動車窗的組成與類型 2 系統(tǒng)的總體框圖 2 系統(tǒng)的各部分硬件結(jié)構(gòu) 3 第二章 軟件設(shè)計 12 軟件流程圖 12 第四章 車窗控制軟硬件的調(diào)試 15 硬件的檢測 15 車窗防夾驗證與結(jié)果 16 軟件功能的檢測 18 第五章 總結(jié) 19 參考文獻(xiàn) 20江西科技學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 1 第一章 汽車車窗簡介 所謂電動車窗，一般是指其玻璃升降器能自動升、降門窗玻璃，即使在行車過程中也能方便地開、關(guān)門窗。所以電動車窗又叫自動車窗，過去僅裝在高級轎車上，而在現(xiàn)代轎車上己被普遍采用。 電動車窗系統(tǒng)是通過開關(guān)操作開閉車窗的系統(tǒng)，當(dāng)電動車窗開關(guān)操作時，電動車窗電動機(jī)旋轉(zhuǎn)，車窗開閉調(diào)節(jié)器（圖 2 一 l ）把電動車窗電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換成上下運動打開或關(guān)閉車窗。 圖 2 一 1 電動門窗 電動車窗的組成 汽車電動車窗主要由升降控制開關(guān)、電動機(jī)、升降機(jī)構(gòu)和繼電器等組成，它是利用開關(guān)控制電動機(jī)的電流方向，實現(xiàn)車窗的升（關(guān)）降（開）。 車窗電動機(jī)都是雙向的，分永磁式和雙繞組串勵式兩類。永磁式直流電動機(jī)是通過改變輸入電樞繞組的電流方向使電動機(jī)以不同的方向旋轉(zhuǎn)。雙繞組串勵式直流電動機(jī)有兩個繞向相反的磁場繞組，一個稱為上升繞組，另一個稱為下降繞組，通電后產(chǎn)生相反方向的磁場，即可改變電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向。一般使用雙 向永磁繞線（雙繞組串聯(lián)）式電動機(jī)。 每個車窗都有一個電動機(jī)，是一種不直接接地型電動機(jī)。為防止電路過載，電動車窗電路有一個或多個熱敏開關(guān)，以免電動機(jī)因超載而燒壞。熱敏開關(guān)為雙金屬結(jié)構(gòu)，當(dāng)電動機(jī)電路電流過大時，雙金屬片受熱，產(chǎn)生彎曲變形，使觸點打開，切斷電路；當(dāng)電路斷開后，雙金屬片冷卻，變形消失，觸點再次閉合。如此江西科技學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 2 重復(fù)開閉，使電動機(jī)的平均電流不超過規(guī)定值，從而確保電動機(jī)不致過載燒壞。有的車上還設(shè)有延時開關(guān)，可在點火開關(guān)斷開后約 10min 內(nèi)或車門打開以前，電動車窗仍接通電源，使駕駛員或乘客仍可操縱控制開關(guān)關(guān)閉車窗 。 所有電動車窗都有兩套控制裝置，一套為總開關(guān)，可由駕駛員通過總控制開關(guān)操縱四個車窗的升降；另一套為分開關(guān)，分別裝在每個車窗中部，可由乘客操縱身邊車窗的升降。總開關(guān)和分開關(guān)互不干涉，均可獨立控制。 第二章 汽車電動車窗的組成與類型 本設(shè)計為車窗電流檢測系統(tǒng)，完成的功能有控制車窗的升降并起到防夾的功能，硬件總體分為按鍵部分、電壓轉(zhuǎn)換部分、 PIC 的最小系統(tǒng)、控制電機(jī)部分、電機(jī)電流采樣部分和霍爾傳感器計數(shù)部分?？傮w框圖如下所示： 圖 電流檢 測系統(tǒng)的總體框圖 如圖所示 ,當(dāng)采樣到按鈕信號或由上位機(jī)通過 LIN 發(fā)過來的控制指令時 ,MCU江西科技學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 3 被喚醒 ,調(diào)入電機(jī)控制程序。電機(jī)控制車窗運行有兩種模式 —— 上升或下降。在每一種模式執(zhí)行過程中 ,如果采集到由按鈕發(fā)出的執(zhí)行反方向運行信號時 ,程序控制電機(jī)立即切換到另一種運行模式。在上升模式中 ,有兩種情況使得電機(jī)發(fā)生堵轉(zhuǎn) ,即玻璃上升置頂和上升過程中遭遇防夾力 ,這兩種情況的區(qū)別判斷主要是電機(jī)驅(qū)動車窗上邊緣至窗頂距離 d是否位于 4mm 處。當(dāng) d≥4mm 時 ,程序調(diào)用防夾函數(shù) ,否則停止電機(jī)運轉(zhuǎn)。在下降模式中 ,阻力主要來自車窗運行至底部的 阻擋力 ,所以直接停止電機(jī)即可。 由于本設(shè)計硬件中的電容涉及到了有極性電容，先來簡單的介紹一下有極性電容和無極性電容之間的區(qū)別。 原理上相同。（ 1）都是存儲電荷和釋放電荷；（ 2）極板上的電壓（這里把電荷積累的電動勢叫電壓）不能突變。（ 3）區(qū)別在于介質(zhì)的不同、性能不同、容量不同、結(jié)構(gòu)不同致使用環(huán)境和用途也不同。反過來講，人們根據(jù)生產(chǎn)實踐需要，實驗制造了各種功能的電容器來滿足各種電器的正常運行和新設(shè)備的運轉(zhuǎn)。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和新材料的發(fā)掘，更優(yōu)質(zhì)、多樣化的電容器會不斷涌現(xiàn)。 介質(zhì)不同。 性能不同。 容量不同。前面已經(jīng)講過同體積的電容器介質(zhì)不同容量不等 結(jié)構(gòu)不同。 使用環(huán)境和用途。 （ 1） 按鍵部分 圖 按鍵為開啟車窗動作的起始信號輸入，由于 PIC 芯片的電壓最高為 5V，所以按鍵的電源為 5V， PIC 芯片的 RA 口有 I/O 的功能，所以按鍵通過 RA RA3江西科技學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 4 進(jìn)入 PIC 芯片，使得車窗電機(jī)回路被接通，車窗進(jìn)行動作，通過程序判斷，進(jìn)一步來控制車窗電機(jī)的轉(zhuǎn)停。圖中 C C6電容的作用是硬件去抖，當(dāng)按鍵沒有被按下時，該電路輸出是高電平，同時向電容進(jìn)行充電， 使得電容具有了高低電位端，當(dāng)按鍵被按下后，該電路輸出是低電平，這是由于按鍵的按下，使得電源 —電阻 — 按鍵 — 地回路接通，同時電容 — 按鍵使得電容開始放電，此時按鍵相當(dāng)于一條導(dǎo)線，使得輸出點的電位變?yōu)榱?，這里由于按鍵的機(jī)械彈性作用，使得按鍵被按下或釋放時，會伴隨著一段時間的觸點機(jī)械抖動，然后其按鍵才穩(wěn)定下來，在觸點抖動的期間來檢測按鍵通斷與否的狀態(tài)，是很容易判斷出錯的，此時電容的作用便是去抖的功能。即是在按鍵被按下時會有一段前沿抖動，這時電容的正端的電位不會突然變化，所以按鍵的抖動不會使輸出的高電平波形抖動，同理，當(dāng)按鍵被釋放時會有一段時間的后沿抖動，又因為此時電容已完成放電，已經(jīng)沒有了高電位的存在，而電容兩端的電位又不會突變，所以可以是輸出電平保持低電平而不抖動。 （ 2） 電壓轉(zhuǎn)換電路 圖 電壓轉(zhuǎn)換電路 P2 為電源的接口，將 12V的電壓接入該電路進(jìn)行電壓轉(zhuǎn)換，電容 C CC10 為旁路電容，作用是抑制電路中可能出現(xiàn)的自激震蕩，濾除雜波，有極性的電解電容濾除低頻雜波，無極性的電容則是濾除高頻雜波的，這就填補(bǔ)了電解電容的不足，在 7805 的前側(cè)之所以并聯(lián)兩個大小不同的電容，從而能得到更平滑的波形。至于電容的 大小選擇則是由電容所能承受的電壓大小，電路輸出的電流大小來決定的，基本上大點沒有太大的影響。 R12是放電電阻作用是使得輸出的電流能夠是二極管發(fā)光，當(dāng)二極管發(fā)光時證明這個電壓轉(zhuǎn)換電路是導(dǎo)通的，標(biāo)志這電壓由 12V成功的轉(zhuǎn)換到了 5V。 江西科技學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 5 此電路是為主電路做輔助的，為芯片提供 5V的電源供電，同時 12V為繼電器提供啟動電壓，這就使得雖然板子上只有一種大小的電源輸入，通過這個電壓轉(zhuǎn)換電路卻可以得出另外大小不同的電壓值作為新的供電電源，避免了電源型號的雜多給實際的設(shè)計和應(yīng)用帶來不便。 （ 3） 霍爾計數(shù)部分 霍爾傳感器是 根據(jù)霍爾效應(yīng)制作的一種磁場傳感器?；魻栃?yīng)是磁電效應(yīng)的一種，這一現(xiàn)象是霍爾（ ， 1855— 1938）于 1879 年在研究金屬的導(dǎo)電機(jī)構(gòu)時發(fā)現(xiàn)的。后來發(fā)現(xiàn)半導(dǎo)體、導(dǎo)電流體等也有這種效應(yīng)，而半導(dǎo)體的霍爾效