【正文】 案分析選擇 11 控制線路優(yōu)化設(shè)計(jì)方案一 11 觸點(diǎn)燒蝕原因的分析 10 第 3 章 線路優(yōu)化及開關(guān)設(shè)計(jì) 9 本章小結(jié) 7 賽馬轎車電動(dòng)后視鏡開關(guān)特點(diǎn) 7 賽馬轎車電動(dòng)后視鏡結(jié)構(gòu)及工作原理 6 賽馬轎車電動(dòng)后視鏡 4 后視鏡功能介紹及其種類 1 電動(dòng)后視鏡控制發(fā)展趨勢(shì) 在不破壞原車結(jié)構(gòu)的同時(shí)，便于拆 卸與安裝，使用控制簡(jiǎn)單可靠。 此次 設(shè)計(jì)針對(duì)機(jī)械觸點(diǎn)式電動(dòng)后視鏡開關(guān)存在 缺點(diǎn)，依據(jù)賽馬轎車電動(dòng)后視鏡的結(jié)構(gòu)進(jìn)行必要的技 術(shù)改進(jìn)。 本科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì) 賽馬轎車 智 能 電 動(dòng)后視鏡開關(guān) 及控制線路優(yōu)化設(shè)計(jì) 院系 名稱 ： 汽車與交通工程學(xué)院 專業(yè)班級(jí) ： 車輛工程 學(xué)生姓名 ： 指導(dǎo)教師 ： 職 稱 ： 高級(jí)實(shí)驗(yàn)師 The Graduation Design for Bachelor39。分析其觸點(diǎn)燒蝕的原因，進(jìn)行電路設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)后視鏡的 控 制 。具有很好的互換性。 1 引言 1 研究的目的和意義 1 設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容 7 賽馬轎車電動(dòng)后視鏡控制線路及 工作原理 9 后視鏡折疊及加熱除霧功能 11 設(shè)計(jì)原則 16 試驗(yàn)分析 17 本章小結(jié) 17 第 4 章 賽馬轎車后視鏡控制程序編制 22 原車控制開關(guān)實(shí)際尺寸測(cè)量 25 按鍵設(shè)計(jì) 31 1 第 1章 緒 論 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(gè)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(dú)立調(diào)節(jié)以滿足不同視角的需要。 研究的目的和意義 目前，賽馬轎車電動(dòng)后視鏡開關(guān)采用即觸點(diǎn)控制方式，在 操縱電動(dòng)后視鏡時(shí)，經(jīng)常出現(xiàn)觸點(diǎn)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(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)汽車電動(dòng)后視鏡的方便控制，設(shè)計(jì)基于單片機(jī)控制技術(shù)控制開關(guān)。于是更多的廠家將目光轉(zhuǎn)投向電動(dòng)后視鏡的控制部分，使其具有自動(dòng)調(diào)節(jié)、自動(dòng)回位、記憶等功能。駕駛員預(yù)先調(diào)整好適合自己的后視鏡位置并存儲(chǔ)在相應(yīng)的控制單元，開車時(shí)只需調(diào)出即可，免去了反復(fù)調(diào)節(jié)的麻煩。駕駛員購(gòu)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。 圖 設(shè)計(jì)思路流程圖 設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容 設(shè) 計(jì)出基于單片機(jī)控制技術(shù)的智能電動(dòng)后視鏡開關(guān)。 查找賽馬轎車及其它車型電動(dòng)后視鏡控制電路圖 確定設(shè)計(jì)方案 繪制電路圖 對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行試驗(yàn)分析 設(shè)計(jì)電路并進(jìn)行試驗(yàn)分析 比較分析各車型電動(dòng)后視鏡工作原理及觸點(diǎn)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(duì)控制開關(guān)進(jìn)行設(shè)計(jì) 3 通過多方面查找數(shù)據(jù)，并結(jié)合其它典型電動(dòng)機(jī)控制電路特點(diǎn)，完成如下工作： 首先學(xué)習(xí) 單片機(jī)知識(shí) ，進(jìn)行知識(shí) 儲(chǔ)備 ，掌握 電動(dòng)后視鏡工作原理 。 然后 按照設(shè)計(jì)方案工作原理進(jìn)行單片機(jī)編程 。通常垂直方向的運(yùn)動(dòng)由一個(gè)電動(dòng)機(jī)控制，水平方向傾斜運(yùn)動(dòng)由另一個(gè)電動(dòng)機(jī)操控。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。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。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。從行車安全的角度出發(fā)，有一個(gè)映像失真率的問題。反射率越大鏡面反映的圖像越清晰。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(diǎn)，達(dá)到無眩目要求。 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(duì)行車安全很重要。手動(dòng)式外后視鏡多采用杠桿式，駕駛者在駕駛座上擺動(dòng)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(dòng)后視鏡的結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，一般裝配在經(jīng)濟(jì)型轎車上。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。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。它式目前中、高檔轎車普遍采用的標(biāo)準(zhǔn)裝備。 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)。 7 賽馬轎車電動(dòng)后視鏡 眾所周知，要對(duì)某一個(gè)部件進(jìn)行設(shè)計(jì)，首先要了解其工作原理，工作環(huán)境及工作特點(diǎn)。通過改變電機(jī)的電流方向，即可完成后視鏡的上下及左右調(diào)整。 如圖 所示為賽馬轎車電動(dòng)后視鏡端子結(jié)構(gòu)圖，在開關(guān)后面共有 11 各端子。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。 進(jìn)行向上調(diào)整時(shí)可將控制開關(guān)推向上策，此時(shí)控制開關(guān)分別與向上接點(diǎn)、左上接點(diǎn)結(jié)合，電路為蓄電池 → 熔斷器 → 點(diǎn)火開關(guān) → 控制開關(guān)向上接點(diǎn) → 左右調(diào)整開關(guān) → 接點(diǎn) 7→ 左側(cè)電動(dòng)機(jī) → 接點(diǎn) 1 → 電動(dòng)鏡開關(guān)接點(diǎn) 2 → 控制開關(guān)左上接點(diǎn) → 電動(dòng)鏡開關(guān)接點(diǎn) 3 → 蓄電池負(fù)極，左側(cè)后視鏡電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，完成調(diào)整 過程。 但是，由于普通觸點(diǎn)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(diǎn)燒蝕的現(xiàn)象，給廣大司機(jī)帶來很多不必要麻煩，造成安全隱患。因此，整個(gè)開關(guān)需要占用很大的空間。 本章小結(jié) 本章在一開始介紹了賽馬轎車電動(dòng)后視鏡結(jié)構(gòu)及其工作原理，并結(jié)合其控制電路對(duì)電動(dòng)后視鏡的調(diào)節(jié)過程進(jìn)行了介紹，通過對(duì)原有電路的解析，了解了其分別實(shí)現(xiàn)四個(gè)電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)工作的控制原理。 盡可能不破壞原有電路接線，便于安裝調(diào)試 電路中增加必要過載保護(hù)裝置。然而，這樣的代價(jià)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(shí)最簡(jiǎn)化成為當(dāng)代大多汽車設(shè)計(jì)師追求的目標(biāo)。因此，線路優(yōu)化是必不可少的一項(xiàng)重要任務(wù)?？傊?，無論用什么辦法來控制，控制直流電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)的基本方法就是改變電動(dòng)機(jī)兩端的電勢(shì)差。表 所示為本方案控制邏輯關(guān)系，當(dāng)需要電機(jī) A 正轉(zhuǎn)時(shí)，控制程序向幾口 1 輸出高電平信號(hào)，向其它接口輸出低電平信號(hào)，并經(jīng)放大電路放大，這樣，在電動(dòng)機(jī)兩端就會(huì)出現(xiàn)電勢(shì)差，因此電流由 1 接口流經(jīng)電動(dòng)機(jī) A 回到界面 5，從而實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī) A 的正向運(yùn)轉(zhuǎn)。如圖 所示為控制線路優(yōu)化方案二。 13 圖 方案一工作原理圖 圖 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(shí) 就會(huì)容易出現(xiàn)燒蝕，造成危害。因此選用相對(duì)較便宜的三極管。這樣，電流經(jīng)電源正極流經(jīng)三極管 Q3，進(jìn)入電動(dòng)機(jī) A，然后經(jīng)三極管Q2 回到電源負(fù)極 [5]。而 Q Q Q Q4 的導(dǎo)通和截 止是由控制程序輸出電平?jīng)Q定的 , 15 即單片機(jī)通過這個(gè)引腳實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)正反轉(zhuǎn)的控制。控制程序只需根據(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(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)。 方案二的主要思路是用繼電器來代替原有出點(diǎn)開關(guān)，主要原因時(shí)繼電器閉合 時(shí)間較短，且較人為閉合到位，所以不容易出現(xiàn)燒蝕現(xiàn)象。 表 方案比較分析 方案一 方案二 方案三 簡(jiǎn)化后線路 簡(jiǎn)單 簡(jiǎn)單 簡(jiǎn)單 線路布置 簡(jiǎn)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(jì)采用方案三所示方法。其控制過程為： “L”按下后給單片機(jī) 腳一個(gè)高電平， “左 ”按鈕按下后，給 ，通過單片機(jī)控制，使 和，分別控制三極管 T2和 T3導(dǎo)通。電 流流向?yàn)椋弘娫凑龢O → Fuse 熔斷器 → 點(diǎn)火開關(guān) → 熔斷絲→ 繼電器 → T3→ 直流電動(dòng)機(jī) → T2→ 搭鐵。但是由于電動(dòng)機(jī)會(huì)出現(xiàn)賭轉(zhuǎn)現(xiàn)象。它對(duì)輸入、輸出電信號(hào)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。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。在計(jì)算機(jī)數(shù)字通信及實(shí)時(shí)控制中作為信號(hào)隔離的接口器件，可以大大增加計(jì)算機(jī)工作的可靠性。 表 電動(dòng)機(jī)工作電流 （ 單位 ： mA） 組次 電動(dòng)機(jī)狀態(tài) 電流 平均電流 空載 87 空載 空載 空載 正常負(fù)荷 正常負(fù)荷 正常負(fù)荷 正常負(fù)荷 賭轉(zhuǎn) 賭轉(zhuǎn) 賭轉(zhuǎn) 賭轉(zhuǎn) 由上表中試驗(yàn)測(cè)得的數(shù)據(jù)可知 : mAmAIC M A X 7 0 9 0 ?? 已知單片機(jī)輸出電流約為 mAIB 10? 故 7010700 ??? BM A XCII? 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) CMAXI 和 ? 值選擇型號(hào)為 S9012 的 PNP 型 開關(guān)三極管 和型號(hào)為 S9012 的 PNP 型開關(guān)三極管 [8]。 并 根據(jù)優(yōu)化方案選擇元器件。 自單片機(jī)出現(xiàn)至今，單片機(jī)技術(shù)已走過了近 20 年的發(fā)展路程。為提高單片機(jī)抗干擾能力，降低噪聲，降低時(shí)鐘頻率而不犧牲運(yùn)算速度式單片機(jī)技術(shù)發(fā)展之追求。這樣產(chǎn)品的體積變小了，成本也降低了，長(zhǎng)期使用也不會(huì)擔(dān)心精 度達(dá)不到了。隨著移動(dòng)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(jī)應(yīng)用得到了長(zhǎng)足發(fā)展。新的 CPU 類型的加盟，使單片機(jī)隊(duì)伍不斷壯大，給用戶帶來更多的選擇余地 單片機(jī)選擇 89C52 是 INTEL 公司 MCS51 系列單片機(jī)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(jī)，屬于標(biāo)準(zhǔn)的 MCS51 的 HCMOS 產(chǎn)品。在空閑模式下凍結(jié) CPU 而 RAM 定時(shí)器 、串行口和中斷系統(tǒng)維持 其功能。 因此 ,采用 89C52 單片機(jī)作為驅(qū)動(dòng)器來控制電動(dòng)后視鏡電動(dòng)機(jī)運(yùn)動(dòng)。 21 本章小結(jié) 本章首先 介紹了單片機(jī)的應(yīng) 用領(lǐng)域及在汽車上的應(yīng)用，又對(duì)所選用的 89C52 單片機(jī)進(jìn)行了介紹， 對(duì)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(jì) 的 控制程序 ，達(dá)到了對(duì)各項(xiàng)功能的控制要求，完成了本次設(shè)計(jì)的核心內(nèi)容 。但由于圖 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 ?？梢缘玫礁鼫?zhǔn)確的數(shù)據(jù)，首先對(duì)個(gè)尺寸進(jìn)行了多組測(cè)量，并求出了其平均值。 表 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 外觀及按鍵設(shè)計(jì) 開關(guān)外型設(shè)計(jì) 根據(jù)上述得到的后視鏡開關(guān)安裝尺寸，設(shè)計(jì)后視鏡開關(guān)上蓋。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(shí)施的辦法加工。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(dòng)機(jī)、蓄電池相連接 [15 ]。 本章小結(jié) 本章首先列出了對(duì)開關(guān)外型設(shè)計(jì)的要求，通過實(shí)際考察分析，將開關(guān)安裝在原有