【正文】 電機的轉(zhuǎn)速不可能完全一樣，就存在兩個雨刮擺動不同步的問題。此次設(shè)計采用 40 引腳的單片機 AT89S52，設(shè)計中運用 ULN2021AN 驅(qū)動芯片來驅(qū)動步進電機的運轉(zhuǎn)，克服了電機在低頻工作時的噪音大，震動大的缺點。 第 Ⅰ 頁 汽車雨刮器的自動控制系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn) 設(shè)計總說明 本次設(shè)計的汽車自動雨刷省去了人為手動操作雨刷的問題，能夠自動感應(yīng)雨量并進行相應(yīng)的工作。自動雨刷用雨滴傳感器作為檢測器來感應(yīng)雨量的大小，把感應(yīng)信號傳給單片機，通過軟件的控制驅(qū)動芯片自動調(diào)節(jié)電機的正反轉(zhuǎn)與轉(zhuǎn)動頻率。本次設(shè)計在一定的程度上為駕駛者提供了舒適性和安全性的保障，避免了由于駕駛者手動操作雨刷的不當(dāng)而帶來的交通安 全問題，同時也大大的提高了汽車雨刷的全面性與可靠性。本文在分析了模糊控制理論及雨刮同步擺動規(guī)則的基礎(chǔ)上，提出了一種基于模糊控制的汽車智能雨刮系統(tǒng)。 關(guān)鍵詞： 雨滴傳感器；步進電機； 單片機 ；雨刮器 第 Ⅲ 頁 Car Wiper Blade Design and Implementation of Automatic Control System Design Description The design of the automatic wipers is improved further in the traditional manual based on. Automatic wiper with rain sensor as the detector size induced precipitation, the induction signal is sent to the single chip microputer. reversing and turning frequency automatic adjusting motor through the control of the software driver. The design is based on the 40pin of the mic AT89S52. That use of ULN2021AN to drive the stepper motor driver chip design operation. The pulse width modulation’s chopper driver mode. Thus greatly overe the noise when the motor work in the low frequency , vibration faults. Provide fort and safely guarantee this design in a certain extent for the driver, to avoid the traffic safety problem caused by the driver manually operated wiper improper. At the same time also greatly improve the prehensiveness and reliability of automobile windshield wiper. In intelligent windscreen wiper system of automobile, As the problem of technics, rotate speed of two electro motors are not the same pletely, so there are the problems that two wiper blades swing ansynchronous. In the thesis, a intelligent windscreen wiper system of automobile based on fuzzy control is presented, by analyzing fuzzy control theory and synchronous swing rules of windscreen wiper. The speed error and its change were used as fuzzy stable variable. According to a set of fuzzy rules, the output variable was selected to control the PWM switch. In this way, the PWM technique was used to drive the DC motor and control windscreen wiper to swing synchronously. keywords： rain sensor。MCU。 在汽車智能雨刮系統(tǒng)中由于兩個雨刮電機的轉(zhuǎn)速不可能完全一樣，就存在兩個雨刮擺動不同步的問題。 該系統(tǒng)將轉(zhuǎn)速偏差和轉(zhuǎn)速偏差變化量模糊化為模糊控制器的輸入語言變量，根據(jù)所制定的一套模糊控制規(guī)則來選擇控制 PWM的輸出語言變量，并以此通過脈寬調(diào)制技術(shù)來驅(qū)動直流電機， 使兩個雨刮同步擺動。為了滿足人們對汽車日益提高的要求，汽車研發(fā)及生產(chǎn)機構(gòu)必然要將越來越多的電子產(chǎn)品引入到汽車上，智能控制系統(tǒng)也成為汽車革新的主要內(nèi)容。所有自動雨刷系統(tǒng)的安裝對于汽車來說是十分重要的。 雨刮器屬汽車附件，是汽車安全行駛的重要部件，用于消除擋風(fēng)玻璃、后窗玻璃及大燈玻璃上的雨雪、灰塵和水泥等，以保證玻璃 透明清晰。自那以后，這個嬰兒逐漸成長，從單純的刮片發(fā)展到二十一世紀(jì)初的風(fēng)窗玻璃之星 —— 無支架的刮水器。汽車從只有平添駕駛發(fā)展到成為全天候的駕駛。風(fēng)窗玻璃洗滌器、間歇開關(guān)、后窗刮水器和可加熱噴水器保證了駕駛時的視野清晰與行車安全。 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 國內(nèi)外許多汽車廠商以雨水傳感器為基礎(chǔ)的自動雨刷控制系統(tǒng)，不是格昂貴就是系統(tǒng)不完善，反映不靈敏。目前市場上的雨量傳感器大都分為以下兩種：利用電阻壓變，光強變化的傳感器與各種信號控制器連接，來控雨刷電機的轉(zhuǎn)動。 因為汽車雨刷主要功能是刮除擋風(fēng)玻璃上的水漬及污垢，給駕駛者提供一個清晰的視野，所以自動雨刷系統(tǒng)屬于必須的安全設(shè)備。而此次設(shè)計的自動雨刷，乃目前各車廠投注心力的開發(fā)方向。 當(dāng)司機按下雨刮器的開關(guān)時，電動機啟動，電動機的轉(zhuǎn)速經(jīng)過蝸輪蝸桿的減速增扭作用驅(qū)動擺臂，擺臂帶動四連桿機構(gòu) 、 四連桿機構(gòu)帶動安裝在前 圍板上的轉(zhuǎn)軸左右擺動，最后由轉(zhuǎn)軸帶動雨刮片刮掃擋風(fēng)玻璃。按雨刮范圍分 , 有局部雨刮、整體雨刮、單面雨刮和雙面雨刮 。按制作材料分 ,有普通黑膠體雨刮器、透明塑料體雨刮器和磁性體雨刮器。 國外對汽車電動雨刮器的性能要求： 耐久性能 第 3 頁 美國標(biāo)準(zhǔn) 1975 年 SAEJ903b 推薦 （ 1） 總成耐久試驗 （ 2） 刮片耐久試驗 （ 3） 橡膠 片耐久試驗 日本標(biāo)準(zhǔn) 1976 年 JISD5710 推薦 （ 1） 橡膠片耐久試驗 （ 2） 總成耐久試驗 試驗后搖臂的壓力變化和試驗前相比應(yīng)在 15%以內(nèi) , 搖臂和刮片的各部分不應(yīng)有明顯的松弛、松動（配合、間隙等）或其他有害缺陷的產(chǎn)生。 刮刷性能 美國標(biāo)準(zhǔn) 1975 年 SAEJ903b 推薦 耐久試驗 試驗后刷凈性能仍應(yīng)達(dá)到 75%。 （ 5） 美國文獻介紹 傾盆大雨時的刮刷頻率可高達(dá) 80 次 /分 ,高于上述頻率則雨刮將在風(fēng)窗玻璃水而上浮掠而過 , 破壞刮水性能。采用雨滴感應(yīng)式自動雨刷控制系統(tǒng)可以使駕駛員免除手動操作雨刷的麻煩，有效地提高了雨天行車的安 全性。當(dāng)在濕路上駕駛時，駕駛者就無需動手來打開雨刮器，所以駕駛者就可以集中精力開車。在這個系統(tǒng)中雨滴傳感器的作用最重要。例如，當(dāng)檢測為小雨量的時候 ，電機工作在小雨模式（電機旋轉(zhuǎn)一個來回要停留 10秒再繼續(xù)進行旋轉(zhuǎn)）；當(dāng)檢測為中大雨的時候則，啟動中大雨運轉(zhuǎn)模式（電機旋轉(zhuǎn)一個來回停止 5 秒后再繼續(xù)工作）；當(dāng)檢測為大雨的時候，則啟動大雨運轉(zhuǎn)模式（電機連續(xù)進行來回旋轉(zhuǎn)）。 設(shè)計原理 本次設(shè)計由檢測部分，控制部分，驅(qū)動部分組成，其框圖如圖 21所示。 單片機的比較與選擇 單片機作為系統(tǒng)的核心部件它的選擇對整個系統(tǒng)起著很重要的作用。 DSP器件在工業(yè)控制領(lǐng)域應(yīng)用很廣泛，從長遠(yuǎn)來看它的應(yīng)用必將越來越廣。 ARM芯片的優(yōu)點是體積小、功耗低、功能廣泛和性能高的特點，它主要應(yīng)用在比較簡單的小型的場合。 本次選擇 8 位控制器的典型代表就是 8051 微控制器的 stc12c5a60s2 單片機。而且它的價格低，對實時性要求不高的電子產(chǎn)品。引腳完全兼容，性能好，驅(qū)動能力強；抗干擾能力強；功耗更低；價格也比傳統(tǒng)的 89 系列低。 STC89C52是通過低電壓，高性能 CMOS 8位微控制器與 4K字節(jié)的只讀程序可以反復(fù)擦寫存儲器（ PEROM）和128字節(jié)的隨機存 取數(shù)據(jù)存儲器（ RAM）的生產(chǎn)，該設(shè)備采用了該公司的 STC高密度，非易失性存儲技術(shù)，與標(biāo)準(zhǔn) MCS51指令集，內(nèi)置通用 8件中央處理器（ CPU）和 Flash存儲單元，功能強大 STC89C52單片機可為您提供高性價比的許多應(yīng)用程序兼容的地方可靈活應(yīng)用于各種控制領(lǐng)域其。同時，stc12c5a60s2可降至 0Hz的靜態(tài)邏輯操作，并支持兩種軟件可選的節(jié)電工作模式。掉電方式保存 RAM中的內(nèi)容，但振蕩器停止工作并禁止其它所有部件工作直到下一個硬件復(fù)位。 外部程序存儲器（ ROM） 64K字節(jié)。 外部數(shù)據(jù)存儲器（ RAM） 64K字節(jié)。 雨滴傳感器的分類 壓電振子原理的雨滴傳感器 雨滴傳感器又叫雨滴檢測傳感器，用于檢測是否下雨及雨量的大小，廣泛用于汽車自動刮水系統(tǒng)、智能燈光系統(tǒng)和智能天窗系統(tǒng)中。在汽車智能燈光系統(tǒng)中檢測車輛 行駛的環(huán)境，自動調(diào)整燈光模式，提高車輛在惡劣環(huán)境下行駛的安全性 。 第 9 頁 圖 23 靜電電容傳感器 雨滴傳感器種類 雨滴傳感器的種類有 :(1)根據(jù)雨滴沖擊能量的變化進行檢測 。(3)利用光亮變化進行檢測?？衫霉鈴姷乃p信號控制雨刮器的動作。所以采用第三種方法，利用光強變化來實現(xiàn)的雨滴傳感器。 圖 24 雨滴傳感器內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 第 10 頁 紅外雨滴傳感器的原理 本設(shè)計中的雨滴傳感器選用紅外雨滴傳感器，屬于光量變化原理雨滴傳感器的一種。（玻璃 水）和 63176。如果在擋風(fēng)玻璃上有雨，雨量越大，反射回來的光越多。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。主要考慮到 LCD1602的 價格便宜，使用方便，我們在學(xué)習(xí)中接觸的也比較多。 液晶顯示簡介 ①液晶顯示原理 液晶顯示的原理是利用液晶的物理特性，通過電壓對其顯示區(qū)域進行控制，有電就有顯示，這樣即可以顯示出圖形。②液晶顯示器的分類 液晶顯示的分類方法有很多種，通?？砂雌滹@示方式分為段式、字符式、點陣式等。如果根據(jù)驅(qū)動方式來分，可以分為靜態(tài)驅(qū)動（ Static）、單純矩陣驅(qū)動（ Simple Matrix）和主動矩陣驅(qū)動（ Active Matrix）三種。例如屏的第一行的亮暗由 RAM區(qū)的 000H—— 00FH的 16字節(jié)的內(nèi)容決定，當(dāng)（ 000H） =FFH時，則屏幕的左上角顯示一條短亮線，長度為 8個點；當(dāng)（ 3FFH） =FFH時，則屏幕的右下角顯示一條短亮線；當(dāng)（ 000H） =FFH，（ 001H）=00H，（ 002H） =00H，??（ 00EH） =00H，（ 00FH） =00H時，則在屏幕的頂部顯示一條由 8段亮線和 8條暗線組成的虛線。 字符的顯示 用 LCD顯示一個字符時比較復(fù)雜，因為一個字符由 6 8或 8 8點陣組成，既要找到和顯示屏幕上某幾個位置對應(yīng)的顯示 RAM區(qū)的 8字節(jié)，還要使每字節(jié)的不同位為“ 1”，其它的為“ 0”，為“ 1”的點亮，為“ 0”的不亮。但由于內(nèi)帶字符發(fā)生器的控制器來說，顯示字符就比較簡單了，可以讓控制器工作在文本方式，根據(jù)在 LCD上開始顯示的行列號及每行的列數(shù)找出顯示 RAM對應(yīng)的地址，設(shè)立光標(biāo)，在此送上該字符對應(yīng)的代碼即可。 1602字符型 LCD簡介 第 12 頁 字符型液晶顯示模塊是一種專門用于顯示字母、數(shù)字、符