【正文】 步進電機就轉(zhuǎn)一個角度，因此非常合適 單片機 控制 ，在非超載的情況 下，電機的轉(zhuǎn)速、停止的位置只取決于脈沖信號的頻率和脈沖數(shù)，而不受負載變化的影響，電機則轉(zhuǎn)過一個步距角，同時步進電機只有周期性的無累積誤差，精度高?？臻e時， CPU停止，而讓 RAM、定時 /計數(shù)器、串行口和中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作。設(shè)計中鍵盤、電機驅(qū)動芯片的也需要做出合理的選擇，下面對幾種主要器件進行比較。步進電機運用細分發(fā)進行控制，這樣可以使電機工作更穩(wěn)定，并通過編程實現(xiàn)對汽車雨刷的控制。比如當(dāng)小雨時，雨刮器自動工作在小雨運行方案（雨刷電機轉(zhuǎn)動一個來回后停止 10s后繼續(xù)運行），當(dāng)中大雨時，雨刮器自動工作在中大雨運行方案（雨刷電機轉(zhuǎn)動一個來回后停止 5s后繼續(xù)運行），當(dāng)大雨時，雨刮器自動工作在大雨運行方案（雨刷電機 轉(zhuǎn)動一個來回后繼續(xù)運行）。此次設(shè)計中我們采用了單片機系統(tǒng)的微處理器 AT89C2051芯片、 TA8435H步進電機驅(qū)動芯片等硬件，而且它們具有集成化，智能化，高精度，高性能，高可靠性和低價格等優(yōu)點。 本次設(shè)計的汽車自動雨刷控制系統(tǒng)是基于 AT89C2051單片機、汽車雨量傳感器和雨刷電機并通過軟硬件的設(shè)計綜合實現(xiàn)的。利用自動雨刷系統(tǒng)可以減少駕駛者于行駛間的分心，確保玻璃落雨量刮除保持定量，以提升車輛的安全性。加裝感測器之自動雨刷系統(tǒng)，乃目前各車廠亟需投注心力的開發(fā)方向?？梢?，關(guān)乎安全性之配備需求已超過舒適性。 關(guān)鍵詞： 汽車雨刷自動控制系統(tǒng)；單片機；傳感器；步進電機 ABSTRACT The sensors designed mainly to the pletion as a detector and software design to achieve a timely manner on the wipers to stop the motor, and are to reverse in order to achieve the automatic control of the vehicle wipers. The design is modern sensor technology and control technology in the automobile manufacturing industry in the application and use of the design of the stepper motor instead of the traditional wipers motor, sensor detected by the stepper motor instead of the traditional wipers motors, sensors detected by the size of the rainfall signal, the signal input in the SCM AT89C2051 Stepper motor controlled by the start of motor rotation speed and positive and use as a stepping motor rotation speed and positive and time. Design TA8435 use as a stepping motor driver chip, it is the PWM chopper drive, so overe stepper motor in the lowfrequency work, there will be vibration, noise major shortings. This design can be removed from the driver of the wipers of repeated operations, improve driving safety and fort, reduce the pilot operation of the wipers the accident, greatly improving the reliability of the car wipers running. Key words: SCM。 本人簽名： 日期： 目 錄 摘 要 ? ?????????????? ?? ?? ???????????????? ?? ? 1 Abstract ? ????????? ??? ???????????????? ???????? 2 1 緒論 ? ? ???????????????? ??? ?????????? ????? ? ? 3 研究背景 ? ? ?????????????? ?? ????? ??????? ??? ?? 3 研究動機與目的 ???????????? ? ??????????????? ???? 4 2 汽車雨刷自動控制系統(tǒng)總體設(shè)計和主要特點 ?????? ? ??? ????????? ?? 5 汽車雨刷自動控制系統(tǒng)的設(shè)計思路 ????? ?????? ? ??????????? ?? 5 方案的選擇設(shè)計與原理方框圖 ???? ? ?????????????? ???????? 5 控制方案比較 ??????? ? ?????????????? ??????????? 5 原理方框圖 ????????????????????????????? ????? 7 汽車雨刷自動控制系統(tǒng)的主要特點 ????????????? ???????????? 7 3 汽車雨刷自動控制系統(tǒng) 的硬件設(shè)計 ?? ?????????????????????? ?? 8 ?????????????????????????????? 8 中央控制器 —— AT89C2051????????????????????????? ??? 9 AT89C2051的特點 ???????????????????????? ??????? 9 AT89C2051的功能描述 ???????????????????????? ????? 9 AT89C2051的管腳說明 ???????????? ????????????? ???? 10 電機控制電路分析與設(shè)計 ????????????????????? ?? ?????? 12 步進電機的基本原理及特點 ????????????????????? ?????? 12 步進電機驅(qū)動芯片 ??????????????????????? ???????? 14 步進電機與驅(qū)動芯片連接電路設(shè)計 ????????????? ??????????? 17 復(fù)位電路的設(shè)計 ????????????????????? ???????????? 18 單片機復(fù)位電路基本原理及特點 ???????????????? ????????? 18 單片機復(fù)位后的狀態(tài)分析 ??????????????????? ????????? 18 時鐘電路的設(shè)計與工作原理分析 ????????????????? ????????? 19 振蕩器特性 ????????????????????????? ????????? 19 時鐘電路的設(shè)計 ???????????????????????? ???????? 19 單片機的基本時序單 位 ??????????????????? ?????????? 20 檢測電路的設(shè)計與分析 ??????????????????????? ??????? 20 雨水傳感器工作原理 ????????????????????? ????????? 21 硬件設(shè)計與實現(xiàn) ?????????????????????? ?????????? 22 4 汽車雨刷自動控制系統(tǒng)軟件設(shè)計 ???????????????????????? ??? 24 主程序設(shè)計 ???????????????????????? ????? ?????? 24 主程序的初始化內(nèi)容 ???????????????????????? ?????? 24 代碼轉(zhuǎn)換程序 ?????????????????????????? ??????? 25 中斷服務(wù)程序 ????????????????????????? ????????? 25 檢測脈沖及電機運行程序的設(shè)計 ?????????????????? ???????? 26 5 汽車雨刷自動控制系統(tǒng)的安裝與調(diào)試 ??????????????????? ?????? 27 電路 圖的繪制與 PCB板的制作 ???????????????????? ??????? 27 電路圖的繪制 ???????????????????????? ????????? 27 PCB板的制作 ????????????????????? ???????????? 27 元件的識辯與檢測 ?????????????????????????? ?????? 28 元件的安裝 焊接 與系統(tǒng)功能調(diào)試 ?????????????????????? ???? 28 元件安裝的基本要求與原則 ????? ???????????????? ?????? 28 元器件的焊接 ????????????????????????????????? 29 系統(tǒng)調(diào)試與分析 ?????????????????????????? ?????? 30 總結(jié) 與展望 ???????????????????????????? ????????? 31 參考文獻 ???????????????????????? ?????????? ?? ? 32 附 錄 ?????????????????????????? ????????? ??? 33 附錄一 汽車雨刷自動控制系統(tǒng)設(shè)計程序清單 ???????????????????? ?? 33 附錄二 汽車雨刷自動控制系統(tǒng)設(shè)計電路原理圖 ???????????????????? ? 36 致 謝 ??????? ??????????????????? ????????? ??? 37 摘 要 本設(shè)計主要完成以傳感作為檢測器并通過軟件的設(shè)計實現(xiàn)適時地對雨刷電機的轉(zhuǎn)停、正轉(zhuǎn)及反轉(zhuǎn)，從而實現(xiàn)對汽車雨刷的自動控制。 第 16周 論文答辯。 第 7周 第 9周 完成汽車雨刷自動控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計 。傳感器由紅外光發(fā)射電路和紅外光接收電路組成，實驗證明，這種雨水傳感器反應(yīng)靈敏，實時性好，性能穩(wěn)定。不過在市場上， TA8435H使用比較廣，而且控制起來也很方便，所以本設(shè)計選用 TA8435H作為電機的驅(qū)動芯片。具有兩個使能控制端口，分別控制兩個電機的啟動和制動。 最常用的是脈寬調(diào)制式斬波驅(qū)動方式，大多數(shù)專用的步進電機驅(qū)動芯片都采用這種驅(qū)動方式 調(diào)速控制。 在性能上相比步進電機很適合做雨刷電機，且在價格方面步進電機也很便宜， 市場供貨也很多。 AT89C2051 結(jié)構(gòu)與可實現(xiàn)的功能跟 AT89C1051 基本一樣，只是閃速可編程可擦除只讀存儲器 (FLASH ROM)升級到 2K，還有內(nèi)部 RAM為 128字節(jié)。 （ 1） AT89C105 AT89C2051的比較選擇 AT89C1051是一種帶 1K字節(jié)閃速可編程可擦除只讀存儲器 (FLASH ROM)的低電壓、高性能 CMOS 8位微控制器，該器件采用 ATMEL高密度、非易失存儲器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標準的 MCS51的指令集和輸出管腳相兼容，由于將多功能 8位 CPU和閃速存儲器組合在單個芯片中， ATMEL的 AT89C1051是一種高效微控制器，為很多嵌 入式控制系統(tǒng)應(yīng)用提供了一種靈活性高且價廉的解決方案。通過這些可以降低設(shè)計出來的產(chǎn)品的硬件成本和提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。本設(shè)計中單片機運用 AT89C205步進電機用 TA8435H進行驅(qū)動。此次設(shè)計中我們采用了單片機系統(tǒng)的微處理器AT89C2051芯片、 TA8435H步進電機驅(qū)動芯片等硬件，而且它們具有集成化，智能化，高精度，高性能，高可靠性和低價格等優(yōu)點?，F(xiàn)在開發(fā)的汽車雨刷控制系統(tǒng)中，將雨滴傳感器檢出的雨水強度實成時測量值變電信號，根據(jù)電信號的大小，自動設(shè)定雨刮器工作的時間間隔，控制雨刮器動作。當(dāng)在濕路上行駛時，駕駛者就無需動手來打開雨刷器，所以駕駛者就可以集中精神開車。在汽車制造業(yè)飛速發(fā)展的今天，汽車中已經(jīng)安裝了越來越多的自動控制系統(tǒng)增加主動和被動安全性。主動性安全系統(tǒng)為汽車系統(tǒng)工程師的努力目標之一，且雨刷系統(tǒng)必 然為擋風(fēng)玻璃保持清晰的唯一選擇。 第 13周 第 15周 撰寫論文。 4．書寫設(shè)計說明書，要求不少于 10000字。 2．熟悉汽車行駛工作原理，了解目前汽車雨刷國內(nèi)外生產(chǎn)應(yīng)用情況。 要求完成的主要任務(wù) 及其時間安排 : 1．查閱相關(guān)文獻資料，要求中文不少于 10 篇，英文不少于 2篇。 （ 3）對系統(tǒng)進行仿真模擬 。 第 7周 第 12周