【正文】 向盤控制系統(tǒng)采用單片機作為系統(tǒng)的控制中心。圖24 編碼器外形尺寸圖 控制模塊設(shè)計方案控制系統(tǒng)作為系統(tǒng)的核心，主要實現(xiàn)數(shù)據(jù)的處理、控制實時性等問題。本設(shè)計采用GZS3804系列增量式光電編碼器，其性能可靠，輸出為方波信號，波形規(guī)整，使用電壓范圍寬，每圈輸出脈沖數(shù)為500個，最大轉(zhuǎn)速4800rpm，消耗電流小于120mA，電源電壓：+5V，輸出電壓：高電平大于85%Vcc，響應(yīng)頻率：0~80KHz。的脈沖，不僅可以測速，還可以判斷旋轉(zhuǎn)方向[5]。常用的旋轉(zhuǎn)編碼器有增量式和絕對值式，一般測速選擇增量式?，F(xiàn)在速度測量的傳感器，大部分選用旋轉(zhuǎn)編碼器。3. 車速檢測環(huán)節(jié)設(shè)計方案道路彎度的大小決定了轉(zhuǎn)彎時的最高車速，如果車速超過轉(zhuǎn)彎時的極限車速時，汽車就有可能飛出，造成嚴(yán)重的交通事故。圖23 電位器測量路面傾角示意圖圖23（a）為水平路面時電位器的指針位置，當(dāng)路面傾角為時，電位器的指針也隨著改變角度。因此，電位器的輸出電壓也隨著改變，從而可測得路面的傾斜角度。本電位器采用垂直安裝方式，在電位上連接一重物，重物一端固定在電位器的旋轉(zhuǎn)軸上，另一端為自由端，就如單擺一樣。因此，應(yīng)對路面傾角進行測量。4圈精密電位器的輸出電壓與電位器轉(zhuǎn)角的關(guān)系如圖22所示。綜上所述，電位器輸出的電壓的大小與電位器轉(zhuǎn)角大小成正比關(guān)系。由此可知，電位器接入電路中的電阻的大小與接入電路中的電阻絲的長度成正比關(guān)系。電阻做好后，、就固定不變。一般情況下，、為固定值，由此可知，電位器兩端的輸出電壓與接入電路的電阻大小成正比關(guān)系。其實，電位器其實就是一個可變電阻，通過中間觸頭的位置變化，改變電位器的電阻大小，從而改變輸出電壓的大小。（10圈），而一般汽車的方向盤最大轉(zhuǎn)角為1440176。5%，功率2W；外徑22mm。本設(shè)計采用M22S10型精密多圈電位器,其特點如下：屬線繞多圈電位器；長壽命， 旋轉(zhuǎn)壽命：500萬轉(zhuǎn)以上；高可靠性；線性度好，線性精度：177。各角位移傳感器的特性如表21所示。隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展，電量測量技術(shù)已經(jīng)非常成熟，因此，可以通過電量的測量間接測量方向盤的角位移信號。因此，選擇合適的檢測元件，對于系統(tǒng)的設(shè)計有非常重要的作用。 檢測模塊設(shè)計方案檢測環(huán)節(jié)是系統(tǒng)的第一個環(huán)節(jié)，用來感受被測信號，并將被測信號轉(zhuǎn)換為合適于系統(tǒng)后續(xù)處理的電信號。整個系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖21所示。按照系統(tǒng)設(shè)計要求，可將方向盤角度檢測系統(tǒng)分為硬件和軟件兩部分，分別進行設(shè)計。控制模塊：方向盤角度檢測系統(tǒng)的控制中心，主要對采集的信號按設(shè)計要求進行相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理。廣西大學(xué)畢業(yè)設(shè)計論文 第二章 方向盤角度檢測系統(tǒng)概述第二章 方向盤角度檢測系統(tǒng)概述 方向盤角度檢測系統(tǒng)的設(shè)計要求汽車方向盤角度檢測系統(tǒng)是一種實時檢測方向盤轉(zhuǎn)角，測定轉(zhuǎn)彎速度，并在轉(zhuǎn)彎速度過高時進行報警的裝置，系統(tǒng)由三部分組成：檢測模塊、控制模塊及顯示模塊。軟件設(shè)計中對于系統(tǒng)的工作流程進行詳細(xì)介紹，并且介紹了一種AVR單片機基于C語言的編譯器和集成環(huán)境，在此環(huán)境下對ATmega16進行編譯、開發(fā)，實現(xiàn)系統(tǒng)狀態(tài)的顯示及對其的控制。系統(tǒng)硬件設(shè)計包括檢測電路、AD轉(zhuǎn)換電路、單片機外圍電路、角度顯示，報警電路等。接下來在第二章對系統(tǒng)的設(shè)計方案及小車方向盤角度檢測系統(tǒng)進行介紹，在確定了系統(tǒng)設(shè)計方案后，開始對系統(tǒng)進行硬件及軟件設(shè)計。此裝置用以測量方向盤的實時轉(zhuǎn)角，快速確定方向盤位置，以及在高速轉(zhuǎn)彎時予以報警，以避免方向盤跑偏和行車過程中方向盤轉(zhuǎn)角過大而造成的事故的發(fā)生。汽車方向盤角度檢測系統(tǒng)也隸屬于汽車電子，該研究無論從理論上還是實際應(yīng)用上都有較高的價值。我國汽車電子企業(yè)中，70%以上為中外合資企業(yè)，然而國內(nèi)企業(yè)并沒有自己的知識產(chǎn)權(quán)和獨立的產(chǎn)品研發(fā)能力。總體上，我國的汽車電子技術(shù)研發(fā)水平還比較薄弱，自主開發(fā)并生產(chǎn)的汽車電子產(chǎn)品主要集中在一些技術(shù)含量不高的產(chǎn)品上。另一方面，隨著電子技術(shù)的迅猛發(fā)展，汽車電子產(chǎn)品也越來越多，汽車電子化被認(rèn)為是汽車技術(shù)發(fā)展進程中的一次革命，當(dāng)今汽車電子化程度已成為衡量一個國家汽車工業(yè)水平的重要標(biāo)志[4]。目前國內(nèi)為整車企業(yè)進行配套的汽車電子供應(yīng)商大多為中外合資企業(yè)，如博世、西門子、德爾福、偉世通等。中國將成為繼美、日、歐之后的第四大汽車市場。然而，國內(nèi)在這方面的研究非常的少，本課題的研究，將填補這方面的空白。小車方向盤角度檢測系統(tǒng)屬于汽車電子系統(tǒng)研究的一部分，汽車方向盤的轉(zhuǎn)動信號和車速信號經(jīng)過傳感器的檢測，將其送入控制中心進行處理，從而判斷汽車的行駛狀態(tài)。方向盤位置跑偏，不但會給駕駛員的駕駛帶來疲勞感，更存在很大的安全隱患[1]。方向盤是汽車轉(zhuǎn)向的直接操縱桿，其轉(zhuǎn)動位置直接影響著汽車轉(zhuǎn)向時的安全。隨著汽車數(shù)量的迅速增加，加上非專業(yè)汽車駕駛?cè)藛T的不斷增多，造成公路、街道、停車場、車庫等公共場所秩序混亂不堪，交通事故頻發(fā)，方向盤跑偏也成了事故焦點。在我國，汽車已成為小康生活的重要標(biāo)志。隨著人們生活水平的不斷提高，汽車在生活中的重要性也在不斷地提升。小車方向盤角度檢測系統(tǒng)畢業(yè)論文目錄摘 要 IAbstract II第一章 緒論 1 課題研究背景及意義 1 國內(nèi)外汽車電子的發(fā)展動態(tài) 2 論文的主要工作 2第二章 方向盤角度檢測系統(tǒng)概述 4 方向盤角度檢測系統(tǒng)的設(shè)計要求 4 方向盤角度檢測系統(tǒng)的設(shè)計方案 5 本設(shè)計的特點 9 本章小結(jié) 9第三章 方向盤角度檢測系統(tǒng)的原理介紹 11 檢測原理介紹 11 汽車轉(zhuǎn)彎性能研究 14 本章小結(jié) 17第四章 方向盤角度檢測系統(tǒng)硬件設(shè)計 18 系統(tǒng)總體硬件框圖 18 ATmega16單片機介紹 18 單片機ADC轉(zhuǎn)換原理 19 檢測環(huán)節(jié)硬件設(shè)計 20 系統(tǒng)的硬件抗干擾技術(shù) 25 本章小結(jié) 27第五章 方向盤角度檢測系統(tǒng)軟件設(shè)計 28 AVR單片機軟件開發(fā)環(huán)境介紹 28 方向盤角度檢測系統(tǒng)軟件設(shè)計 28 軟件抗干擾技術(shù) 35 本章小結(jié) 37第六章 總結(jié)與展望 38 總結(jié) 38 研究展望 38參考文獻 40致 謝 41廣西大學(xué)畢業(yè)設(shè)計論文 第一章 緒論第一章 緒論 課題研究背景及意義自從1886年第一輛機動汽車誕生以來，汽車一直作為人類最重要的交通工具。20世紀(jì)以來，汽車工業(yè)發(fā)展迅速，我國汽車產(chǎn)業(yè)也初見規(guī)模。在現(xiàn)代人的觀念中，汽車不單單是一輛交通工具，它更體現(xiàn)了一個人的品味、生活方式和價值觀念。汽車走進私人家庭，已不再是夢想。汽車事故嚴(yán)重威脅著人們的生命安全和生活秩序，每年因為方向盤跑偏和高速行車時方向盤瞬間轉(zhuǎn)移角度過大而造成的撞車、翻車事故不在少數(shù)。現(xiàn)在國內(nèi)生產(chǎn)的很大部分汽車上還沒有檢測方向盤轉(zhuǎn)角的電子儀器儀表，使得駕駛員在駕駛和泊車時不得不憑經(jīng)驗和感覺去判斷方向盤轉(zhuǎn)動位置所在，這時難免發(fā)生感覺誤差，造成方向盤未回正或轉(zhuǎn)動角度過大的現(xiàn)象發(fā)生，給開車和泊車帶來不便。因此，方向盤角度檢測系統(tǒng)的設(shè)計對汽車行車停車安全至關(guān)重要，對提高汽車系統(tǒng)的可靠性有非常重要的意義。沒有方向盤的角度檢測系統(tǒng)，汽車的安全性能會大打折扣。 國內(nèi)外汽車電子的發(fā)展動態(tài)隨著中國加入WTO，以及國內(nèi)龐大的汽車市場對世界各大汽車公司的吸引力，迄今為止，我國的汽車擁有量已經(jīng)突破5000萬輛，汽車的產(chǎn)量也在迅猛提升。據(jù)預(yù)測，21世紀(jì)全球范圍內(nèi)能夠存活的特大型汽車生產(chǎn)集團將整合為六至八家[2]。這些供應(yīng)商都以O(shè)EM身份為整車企業(yè)配套，他們掌握著汽車零部件的核心技術(shù)[3]。我國汽車電子技術(shù)研究起步較晚，主要集中在清華、北理工大、吉林工大、上海交大等一些高校，以及一汽、二汽等大型國企的研發(fā)中心。面對國內(nèi)巨大的汽車市場，國外汽車電子供應(yīng)商積極介入我國的汽車電子領(lǐng)域。因此，我國的汽車電子化與世界發(fā)達(dá)國家相比，還有很大的距離。 論文的主要工作論文主要闡述了一種小車方向盤角度檢測裝置的設(shè)計方法。本論文在第一章先概述了課題研究的背景及意義，以及本論文的主要工作。在第三章，講述了采用ATmeg16系列單片機為核心的小車方向盤角度檢測系統(tǒng)的硬件設(shè)計。第四章對系統(tǒng)軟件進行了設(shè)計。最后對論文作一個全文總結(jié)，并對系統(tǒng)的應(yīng)用做以展望。檢測模塊：由傳感器檢測方向盤實時轉(zhuǎn)角信號、轉(zhuǎn)彎時的路面傾角信號及車速信號。顯示報警模塊：用于顯示方向盤的實時轉(zhuǎn)角，并高速轉(zhuǎn)彎存在安全隱患時進行報警。系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)主要由檢測模塊、控制模塊和顯示模塊構(gòu)成，軟件部分對不同的子系統(tǒng)分別進行編程，便于調(diào)試和移植。圖21 汽車方向盤角度檢測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理圖 方向盤角度檢測系統(tǒng)的設(shè)計方案 方向盤角度檢測系統(tǒng)有三大模塊，系統(tǒng)設(shè)計方