车辆工程毕业设计（论文）赛马轿车智能电动后视镜开关及控制线路优化设计【全套图纸】.doc

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1、 本科学生毕业设计赛马轿车智能电动后视镜开关及控制线路优化设计 院系名称： 汽车与交通工程学院 专业班级： 车辆工程 学生姓名： 指导教师： 职 称： 高级实验师 The Graduation Design for Bachelors DegreeThe Optimization Design of Saima Intelligent Electric Rear-view Mirror Control Switch and CircuitCandidate: Specialty: Vehicle EngineeringClass: B07-11Supervisor: Senior Labora

2、tory. Heilongjiang Institute of Technology 摘 要汽车后视镜反映汽车后方、侧方和下方的情况，使驾驶者可以间接看清楚这些位置的情况，扩大了驾驶者的视野范围。汽车后视镜的控制应简单可靠，并且可以依据驾驶员的要求随时进行调节。此次设计针对机械触点式电动后视镜开关存在缺点，依据赛马轿车电动后视镜的结构进行必要的技术改进。分析其触点烧蚀的原因，进行电路设计，实现对电动后视镜的控制。结合单片机的发展及其在汽车上的应用，提出利用单片机控制电动后视镜转动的设计方案。取消机械触点，并对控制电路进行优化设计以及部分改装，使控制线路简化，从而在保证实现电动后视镜控制，同时减

3、少了原车电路复杂的控制线束。在不破坏原车结构的同时，便于拆卸与安装，使用控制简单可靠。具有很好的互换性。 全套图纸，加153893706关键词：电动后视镜；单片机；控制电路；直流电动机；优化设计ABSTRACTMotor vehicle rear-view mirror to reflect the rear, side and the bottom of the situation, so that drivers can see clearly the location of the indirect, expanded the scope of the vision of motoris

4、t. The rear-view mirror control of the car should be simple and reliable, and the driver can be based on the request at any time to regulate by the driver.The contact is designed according to the shortcomings of the mechanical-electrical switch mirrors, based on the structure of the the race cars re

5、ar-view mirrors and complete necessary technical improvements. Analysis of the reason for the erosion of their contacts and take the designation of the circuit, so that finish the implementation of the manipulation of electric rearview mirror. Then joined the development of SCM and consider its appl

6、ication in the automobile, and proclaim the designation by using SCM to control rotating electric mirror. However this design canceled the mechanical contact and optimize the control circuit design and make some new modifications, in order to simplify the control lines. In order to ensure that the r

7、ealizations of electrical control of the rear-view mirror of the original car at the same time it can reduce the complexity of the control circuit wiring harness. While the car does not destroy the original structure. For demolition and installation, the use of simple and reliable control.And it has

8、 a wonderful interchangeability.Key words： Electric Rear-view Mirrors； Single-Chip Microcomputer；Control Circuits；Delect Current Motor；The Optimization Design目 录摘要IAbstractII第1章 绪论11.1 引言11.2 研究的目的和意义11.3 电动后视镜控制发展趋势11.4 设计的流程11.5 设计的主要内容2第2章 赛马轿车电动后视镜及工作原理42.1 电动后视镜结构42.2 后视镜功能介绍及其种类42.3 后视镜发展趋势62.

9、4 赛马轿车电动后视镜72.4.1 赛马轿车电动后视镜结构及工作原理72.4.2 赛马轿车电动后视镜控制线路及工作原理72.5 赛马轿车电动后视镜开关特点92.6 后视镜折叠及加热除雾功能92.7 本章小结10第3章 线路优化及开关设计113.1 设计原则113.2 控制线路优化方案113.2.1 触点烧蚀原因的分析113.2.2 控制线路优化设计方案一123.2.3 控制线路优化设计方案二123.2.4 控制线路优化设计方案三143.3 方案分析选择153.4 优化后的控制电路及其工作原理153.5 控制电路元件选择及参数确定163.5.1 电路组成163.5.2 元件选择参数确定163.6

10、 试验分析173.7 本章小结17第4章 赛马轿车后视镜控制程序编制194.1 单片机介绍194.2 单片机选择204.3 控制程序流程图的编写204.4 本章小结21第5章 赛马轿车后视镜开关设计225.1 设计原则225.2 安装位置确定225.3 原车控制开关实际尺寸测量245.4 外观及按键设计255.4.1 开关外型设计255.4.2 按键设计275.4.3 外观确定275.5 本章小结27结论28参考文献29致谢30附录31第1章 绪 论1.1引言后视镜是汽车必备的安全装置之一, 可以分为内后视镜、外后视镜和下后视镜等, 本文特指的是位于车门附近的左右后视镜, 这两个后视镜主要用来

11、观察道路两侧后方的情况, 要求能进行独立调节以满足不同视角的需要。后视镜的动作是通过直流电动机控制, 每个后视镜内装有2个直流电动机来分别控制其水平方向和垂直方向的旋转。其调节的功能包括: 左后视镜水平方向旋转、左后视镜垂直方向旋转、右后视镜水平方向旋转、右后视镜垂直方向旋转1。还有一个直流电动机是控制折叠和展开的旋转。1.2研究的目的和意义目前，赛马轿车电动后视镜开关采用即触点控制方式，在操纵电动后视镜时，经常出现触点烧蚀的现象，给驾驶员带来很多不便，为了解决上述问题，同时实现对汽车电动后视镜的方便控制，设计基于单片机控制技术控制开关。采用单片机控控制开关后，降低了电动后视镜的故障率，从而降

12、低行车安全事故的发生率，保障了人身安全，通过本次课程设计还能充分发挥我的创新思维，对培养创新思维及科学分析方法也十分有益。1.3电动后视镜控制发展趋势 随着现代科学技术的发展，越来越多的电子科学技术在汽车上应用。普通的电动后视镜已经不能满足用户的需求，人们需要电动后视镜具有更多的功能，如自动调节、记忆等。于是更多的厂家将目光转投向电动后视镜的控制部分，使其具有自动调节、自动回位、记忆等功能。电动后视镜控制将走向智慧化、人性化。早期的电动后视镜大多采用机械触点开关，由于接触不良而导致烧蚀的现象经常发生，并且控制反应慢，不准确。现在，大多数都采用电子芯片进行控制，不仅可以更稳定、可靠的工作，还具有

13、记忆功能。驾驶员预先调整好适合自己的后视镜位置并存储在相应的控制单元，开车时只需调出即可，免去了反复调节的麻烦。因此这种具有记忆功能的电动后视镜适合于多个驾驶员不定期的开同一辆车2。1.4设计的流程 现在，大多数驾驶员都不具备专业的汽车维修知识，对于汽车电器的维修知识更是匮乏。因此，本次设计主要对原有电动后视镜的控制线路进行优化并根据原车位置对开关外型进行设计，使其便于接线、安装。驾驶员购买后，不必到专门的汽车维修店，只需在家按照说明自己更换。这样进一步降低了更换后视镜开关的成本。 此次设计的主要原则为依据理论分析进行试验分析，最终方案结果以试验数据为准。设计思路见如下流程图。查找赛马轿车及其

14、它车型电动后视镜控制电路图确定设计方案绘制电路图对设计方案进行试验分析设计电路并进行试验分析比较分析各车型电动后视镜工作原理及触点烧蚀原因提出解决思路及可行方案并进行比较分析NNYY 对控制开关进行设计图1.1 设计思路流程图1.5设计的主要内容设计出基于单片机控制技术的智能电动后视镜开关。以解决赛马轿车电动后视镜触点烧蚀现象。通过对原车控制线路的优化设计，简化控制线路。并进行后视镜开关外型的设计。通过多方面查找数据，并结合其它典型电动机控制电路特点，完成如下工作：首先学习单片机知识，进行知识储备，掌握电动后视镜工作原理。整理设计思路，确定设计路线，拟出多种设计方案，并对设计方案进行比较、分析

15、。确定出最终方案并进行电路设计，进行实验分析。确定出最终控制电路并给出电子元器件参数。然后按照设计方案工作原理进行单片机编程。最后实际测量赛马轿车电动后视镜控制开关安装位置及安装尺寸，在不改变原车结构的同时进行开关外形设计，利用CAD绘制工程图，利用Protel软件绘制电路图。第2章 赛马轿车电动后视镜及工作原理2.1电动后视镜结构电动后视镜的背部都装有两套电动机和驱动器。可控制其上下及左右运动。通常垂直方向的运动由一个电动机控制，水平方向倾斜运动由另一个电动机操控。并且均为永磁型电动机。如图2.1所示为电动后视镜结构图，它由后视镜、后视镜调整器构成3。图2.1 电动后视镜结构图2.2后视镜功

16、能介绍及其种类汽车后视镜属于重要安全件，它的镜面、外形和操纵都颇讲究。后视镜的质量及安装都有相应的行业标准，不能随意。后视镜以安装位置划分，分为外后视镜、下后视镜和内后视镜。以用途划分，外后视镜反映汽车后侧方，下后视镜反映汽车前下方，内后视镜反映汽车后方及车内情况。用途不一样，镜面结构也会有所不同。一般后视镜镜面主要有两种，一种是平面镜，顾名思义镜面是平的，用术语表述就是“表面曲率半径R无穷大”，这与一般家庭用镜一样，可得到与目视大小相同的映像，这种平面镜常用做内后视镜。另一种是凸面镜，镜面呈球面状，具有大小不同的曲率半径，它的映像比目视小，但视野范围大，好像相机“广角镜”的作用，这种凸面镜常

17、用做外后视镜和下后视镜。轿车及其它轻型乘用车一般装配外后视镜和内后视镜，大型商用汽车（大客车和大货车）一般装配外后视镜、下后视镜和内后视镜。后视镜有一个视界的问题，也就是指镜面所能够反映到的范围。业界有视界三要素的提法，即驾驶者眼睛与后视镜的距离；后视镜的尺寸大小和后视镜的曲率半径。这三要素之间具有一定的关系，当后视镜的距离和尺寸相同时，镜面的曲率半径越小，镜面反映的视界越大。当镜面的曲率半径相同时，镜面的尺寸越大，镜面反映的视界越大。但是，事物总有两重性，虽然镜面的曲率半径越小视野范围越大，但同时镜面反映的物体变形程度也越大，这有些像“哈哈镜”，往往会造成驾驶者的错觉。从行车安全的角度出发，

18、有一个映像失真率的问题。行业标准规定，平面镜的失真率不得大于3%，凸面镜的失真率不得大于7%，要求不能反映有歪曲变形的实物图像。因此，镜面的曲率半径就有一个限制范围，行业标准规定外后视镜的曲率半径为R1200，内后视镜的曲率半径为无限大（平面镜）。同时，后视镜也有一个反射率指标。反射率越大镜面反映的图像越清晰。反射率的大小与镜内表面反射膜材料有关。汽车后视镜反射膜一般用银和铝为材料，它们的最小反射率为80%。高反射率在一些场合会有副作用，例如夜间行车在后面汽车前大灯的照射下，经内后视镜的反射会使驾驶者产生眩目感，影响行车安全。因此内后视镜一般采用棱形镜，虽然镜面也是平的，但其截面形状是棱形，它

19、利用棱形镜的表面反射率与里面反射率不一样的特点，达到无眩目要求。白天采用反射率为80%的银质或铝质里面反射膜，晚上则用反射率只有4%左右的表面玻璃。为此，晚上只需略为将白天位置的内后视镜转动一下角度就行了。目前有一种自动变色的内后视镜，它的电子感光检测器能自动分辨外界的自然光和强加光源，通过电流变化在几秒钟内调节镜内的变色材料，从无色变到有色以调节内后视镜的反射率，从而解决眩目问题。驾驶者眼睛与后视镜的距离，也就是后视镜的安装位置，直接影响到后视镜的视界、清晰程度和汽车轮廓尺寸，对行车安全很重要。因此，后视镜的安装位置要求达到行业标准的视界要求；后视镜应尽可能靠近驾驶者的眼睛，应方便驾驶者观察

20、，头部及眼球转动尽量小；后视镜应安装在车身上下振动最小的位置上。以现在的轿车为例，外后视镜主要装配在前车门上，控制方式有电动式和手动式。电动式外后视镜的镜片后面装有驱动机构，它由小型可逆式直流电动机、减速齿轮、电磁离合器组成，驾驶者在车内控制开关对外后视镜进行上下左右调整，调整范围30度以内，并可以折叠。手动式外后视镜多采用杠杆式，驾驶者在驾驶座上摆动车门上相应的小手柄，即可上下左右调整镜面角度，这种手动后视镜的结构比较简单，一般装配在经济型轿车上。外后视镜外形轮廓不但影响到车身的外观，也影响到车身尺寸，行业标准有轿车外后视镜的安装位置不得超出汽车最外侧250毫米的规定。同时，由于一般轿车的速

21、度提高，风阻和噪声是设计者要考虑的重要问题，因此外后视镜外形轮廓要符合空气动力学，用圆滑的线条尽量减少风阻及风噪。 后视镜还有一些其他的分类方法，如： 按后视镜的镜面形状可分为平面镜、球面镜和双曲率镜面三大系列。另外还有一种棱形镜，棱形镜的镜表面平坦，但其横截面为棱形，通常用作防眩目的内后视镜。 按制镜时涂用的反射膜材料可分为铝镜、铬镜、银镜，兰镜等4种。 按后视镜的调节方式可分为车外调节和车内调节2种。(1)车外调节式； 这种方式式在停车状态下，通过用手直接调节境况或镜面的位置的方式来完成视角的调节，该方式费时费力，和难方便地一次性完成，驾驶员需要在座位上用手伸出车窗外调节，在行车，雨天等情

22、况下很不方便。一般的大型汽车，载货汽车和搭档客车都采用外调节方式，以降低成本。(2)车内调节式； 这种方式可为驾驶员在行驶过程中调节后视镜，观察后视野提供较为方便的条件。中、高档轿车大都采用内调节方式，该方式又分为手动调节式（钢丝索传动调节或手柄调节）和电动调节2种。电动后视镜为驾驶员提供更便捷、更舒适的操作条件。它式目前中、高档轿车普遍采用的标准装备。2.3后视镜发展趋势 目前一些汽车的外后视镜还具有除霜除雾功能和洗涤功能。由于外后视镜最外端面也就是汽车最宽的位置，所以有些车上外后视镜前端还增加了侧面转向灯，可以醒目提示汽车转弯方向。至于内后视镜的附加功能就更加多了，在内后视镜后面装置集成芯

23、片，利用液晶显示可将倒车雷达、来电显示、内外温度、汽车速度、胎压、CD及GPS显示等等信息在内后视镜上反映出来。 随着科技的发展，用摄像系统取替后视镜已经成为一些厂家今后的新目标。它通过车辆两侧和车尾的摄像装置及红外线装置，将摄到的图像在后视显示屏上显示出来。例如第七届北京国际车展上日产ideo概念车没有传统的后视镜，四周一共安装了14个摄像机（8个平面视图摄像机和6个环视摄像机），其作用除了能够帮助驾驶员确保行驶安全外，还能用来扩展信息和收集图像。整个仪表板是一个显示屏，显示了汽车后面及两侧的图像，取替了后视镜的作用3。2.4赛马轿车电动后视镜众所周知，要对某一个部件进行设计，首先要了解其工

24、作原理，工作环境及工作特点。因此，本节主要针对赛马轿车电动后视镜的结构，控制线路，端子接口情况进行介绍。2.4.1赛马轿车电动后视镜结构及工作原理目前赛马轿车电动后视镜采用和大多数车型一样的结构，其背后装有两套电动机和驱动器，可操纵反射镜上下及左右转动。通常上下方向的转动用一个电机控制，左右方向的转动由另一个电机控制。通过改变电机的电流方向，即可完成后视镜的上下及左右调整。有的车型电动后视镜还带有伸缩功能，有伸缩开关控制伸缩电机工作，使整个后视镜回转伸出或缩回。2.4.2赛马轿车电动后视镜控制线路及工作原理如图2.2所示为赛马轿车伸缩式电动后视镜控制系统电路图。在进行调整时，首先通过左右调整开

25、关选择好要调整的后视镜，如图调整左后视镜时，开关打向左侧，图2.2 赛马轿车电动后视镜控制电路此时开关分别与7、8接点接通，再通过控制开关即可进行该后视镜的上下或左右调整。如图2.2所示为赛马轿车电动后视镜端子结构图，在开关后面共有11各端子。其工作原理如表3.1所示，当调节左侧后视镜向上转动时，将端子1与端子6相连，端子9与端子10相连。当需要其向下转动时，则将端子6与端子9相连，端子6与端子11相连。图2.3 赛马轿车电动后视镜开关端子图2.4 开关位置与端子连接情况逻辑关系图 图2.4所示为控制一侧电动后视镜运动的逻辑关系。我们都知道，汽车车身大部分是金属，所以汽车电气采用单线制，多数为

26、负极搭铁。但是为了控制电动后视镜的两个电动机正反转，后视镜的电动机为双线。为了减少导线的数量，两个电动机有一个公共端（即表中导线端口1），及只需要三根导线，导线1、3控制一个电动机运动，当埠1接负极，埠3接正极时，电动机正转，后视镜向上转动，反之则相反。同理，1、2控制电动机左右运动。进行向上调整时可将控制开关推向上策，此时控制开关分别与向上接点、左上接点结合，电路为蓄电池熔断器点火开关控制开关向上接点左右调整开关接点7左侧电动机接点1 电动镜开关接点2 控制开关左上接点电动镜开关接点3 蓄电池负极，左侧后视镜电动机运转，完成调整过程。其它调整过程与向上调整过程类似，通过接通不同的开关即可完成

27、。其他后视镜动作关系见图2.54。图2.5 连接件连接及后视镜动作逻辑关系图2.5赛马轿车电动后视镜开关特点和大多数车型一样，目前赛马轿车的电动后视镜依旧采用普通的触点开关，它具有结构简单、成本低、容易实现两组电动机的正反转，因此成为众多汽车厂家的首选。但是，由于普通触点开关具有反应延缓，容易出现虚接等现象，所以经常出现触点烧蚀的现象，给广大司机带来很多不必要麻烦，造成安全隐患。通常，在汽车的正常使用期限内，需要多次更换，从而提高了维修成本，造成不必要的浪费。另外，我们知道，汽车驾驶控制面板的面积十分宝贵，所以，在满足人机工程学原理的基础上，应大大减少各部件的使用空间。但是，由于普通机械触点开

28、关触电有很大的电流通过，所以，触点横截面积不能过小。因此，整个开关需要占用很大的空间。 因此，重新调整控制原理，控制线路，控制开关的结构时十分必要的。2.6后视镜折叠及加热除雾功能在生活中，在泊车时，经常会遇到空间不足，冰雪、多雾天气下，后视镜面覆盖冰雪雾水，擦来擦去无法清洁干净，影响行车安全，为此本设计对后视镜进行折叠及加热除雾等功能控制的设计，以实现方便安全的使用。 图2.4 陶瓷加热片图2.4为为实现加热除雾功能所选用的陶瓷加热片。2.7本章小结本章在一开始介绍了赛马轿车电动后视镜结构及其工作原理，并结合其控制电路对电动后视镜的调节过程进行了介绍，通过对原有电路的解析，了解了其分别实现四

29、个电动机正反转工作的控制原理。并且，详细介绍了赛马轿车电动后视镜开关的端子接口情况。通过对其控制原理的分析，初步确定了线路控制部分改进的主题思路，对下一章线路优化设计工作做了铺垫。 第3章 线路优化及开关设计3.1设计原则1、接线布局合理，线路连接可靠。2、尽可能不破坏原有电路接线，便于安装调试3、电路中增加必要过载保护装置。依据上述设计原则，结合赛马轿车控制线路特点，制定设计方案。3.2控制线路优化方案汽车时当代交通必不可少的交通工具，对于短途运输，旅行都是最佳选择。随着人们精神生活的不断提高，就需要汽车有更多的功能以满足乘客和驾驶员的需求。然而，这样的代价就是汽车复杂的结构和本身的体重，为

30、此，使汽车在满足人们精神需求的同时最简化成为当代大多汽车设计师追求的目标。对于汽车而言，我们始终追求的都是以最简单的结构实现最复杂的功能。因此在汽车电气中，引用了总线技术，这样，大大减少了布线的麻烦。虽然如此，各个部分的线路还是很难尽如人意。因此，线路优化是必不可少的一项重要任务。由上一章可以知道，控制电动后视镜工作，其实就是分别控制安装在左右两个后视镜的四个直流电动机正反转。因此，就要求控制电路能够实现电流的双向导通，在以往的电动机控制电路中，经常用到的有双电源法，桥式电路法等。尽管单片机本身具有一定的驱动能力，但其输出电流较小，不足以直接驱动电动机这类负载较大的器件，所以必须设计电动机驱动

31、电路，即电动机和单片机之间的接口电路来驱动电动机工作。总之，无论用什么办法来控制，控制直流电动机正反转的基本方法就是改变电动机两端的电势差。3.2.1触点烧蚀原因的分析 原来的赛马轿车电动后视镜采用普通机械触点开关进行控制，其通过的电流较大，并且，由于机械触点的结合过程中，两个金属触点的接触面积是一个从少到多的过程，因此，在最开始，容易出现虚接的现象；另外，金属触点由于长时间使用导致磨损，也会出现接触不良的现象。3.2.2控制线路优化设计方案一如图3.1所示为控制线路优化方案一，其主要控制原理是，控制电路给控制程序一个控制信号，经控制程序判断四个电动机运动状态，然后分别向1、2、3、4、5等接

32、口输出相应信号，逻辑关系见表格。由于控制程序输出的信号较小，不能够直接驱动电动机转动，故在五个接口和电动机之间接有放大电路。表3.1所示为本方案控制逻辑关系，当需要电机A正转时，控制程序向几口1输出高电平信号，向其它接口输出低电平信号，并经放大电路放大，这样，在电动机两端就会出现电势差，因此电流由1接口流经电动机A回到界面5，从而实现电动机A的正向运转。反之若要电动机A反转，则控制程序向几口5输出高电平信号，向其它接口输出低电平信号，并经放大电路放大，这样，在电动机两端就会出现电势差，因此电流由1接口流经电动机A回到界面5，从而实现电动机A的反向运转。表3.1 方案一逻辑关系电机状态1界面2界

33、面3界面4界面5界面A正转10000B正转01000C正转00100D正转00010A反转00001B反转10111C反转11011D反转111013.2.3控制线路优化设计方案二在电工电子中，经常用到很多的控制开关，有普通的触点开关，有电磁开关，还有用电子元器件的，如三极管，晶闸管等，还有各种类型的继电器。考虑到普触电开关的动作时靠人为控制，经常出现接触不牢靠的现象，所以用继电器来代替普通触点开关。如图3.2所示为控制线路优化方案二。这样，控制开关的控制电流就很小，只需使继电器闭合即可，当驾驶员需要对电动后视镜进行调整时，及需要对某个电动机进行控制，例如若要控制如图所示电动机A正转时，只需让

34、控制程序控制继电器1、4闭合时，电流流经继电器A,经过电动机，经继电器B回到电源负极。若需要控制电动机A反转时，只需让控制程序控制继电器3、2闭合时，电流流经继电器A,经过电动机，经继电器B回到电源负极这种方法简单易懂，但是我们大家都自动，继电器的体积大多未电磁继电器，因此，其体积相对较大，因此不便于安装和布置。在汽车上，往往将大多数继电器装在一起，制作成继电器盒，安装在特定的位置。图3.1 方案一工作原理图图3.2 方案二工作原理图如上面所述，普通触电开关需要流过很大的电流，这样，当接触不牢靠时就会容易出现烧蚀，造成危害。而继电器体积又相对较大，不便于安装，所以，可以考虑用其它的元器件来代替

35、继电器，如三极管，晶闸管等。但由于晶闸管不能通过人为控制来断电，因此考虑到可断晶闸管。但由于其价格较高，不益于市场竞争。因此选用相对较便宜的三极管。其原理如图3.3所示，当需要电动机A正向运转时，只需控制三极管Q1和Q4导通即可。这样，电流经电源正极流经三极管Q1，进入电动机A，然后经三极管Q4回到电源负极。当需要电动机A反向转动时，只需控制三极管Q2和Q3导通即可。这样，电流经电源正极流经三极管Q3，进入电动机A，然后经三极管Q2回到电源负极5。3.2.4控制线路优化设计方案三图3.3方案三工作原理图考虑到单片机的工作电流较小，此次设计采用桥式电路来驱动后视镜电动机进行运动视镜的一个电机正反

36、转的原理图。在图3.3中, 每个电动电动机由2个NPN和2个PNP构成桥式电路, 给各个电阻适当的选值,使NPN和PNP均工作在饱和状态, 即作开关来使用6。当 Q1和Q4导通时, S电动机A正转, 当Q2和Q3导通时, 电机A反转, 从而实现了电机的正反转。而Q1、Q2、Q3、Q4的导通和截止是由控制程序输出电平决定的,即单片机通过这个引脚实现对电机正反转的控制。3.3方案分析选择通过上一节。列出了三种主要设计方案。其中方案一原理简单，明了。控制程序只需根据驾驶员的意愿，调用逻辑关系表中相应的信息即可控制输出不同高低电平，来控制电动机正反转。但是，由于控制程序输出的信号较小，不能够驱动电动机

37、转动，需要串联一个放大电路，使电流电压放大。由于汽车上的电源多为直流，因此，放大电路选择较为困难。且放大电路体积较大，需占用较大空间。方案二的主要思路是用继电器来代替原有出点开关，主要原因时继电器闭合时间较短，且较人为闭合到位，所以不容易出现烧蚀现象。但继电器多数体积较大，连接困难，故很难布置。方案三的设计思路和方案二基本相同，所不同的是，方案二由继电器充当开关，而方案三则由三极管代替，不仅体积小，便于安装，而且价格较便宜。表3.2对三种方案进行了比较分析。表3.2 方案比较分析方案一方案二方案三简化后线路简单简单简单线路布置简单较复杂复杂元器件体积过大较大较小成本高高低工作可靠性不好较好好印

38、制出电路板面积大大小综上所述，此次设计采用方案三所示方法。3.4优化后的控制电路及其工作原理方案三控制电路通过DC1205与单片机Vcc引脚相连，为单片机提供5V电压，单片机控制信号通过安装在驾驶室的电动后视镜调节开关控制。当需要调节左侧后视镜时， 后视镜只需左右后视镜选择开关的”L”档按下然后根据需要控制左侧后视镜按住上下左右按钮，以控制左侧后视镜上下左右旋转。当需要调节左侧电动后视镜上旋转时，只需将选择开关的“L”档按下，然后按住向上按钮即可，当达到所需位置时松开即可。其控制过程为：“L”按下后给单片机P0.5引脚一个高电平，“左”按钮按下后，给P0.3引脚一个高电平，通过单片机控制，使P

39、1.0 和P2.1输出高电平，分别控制三极管T2和T3导通。电流流向为：电源正极Fuse熔断器点火开关熔断丝继电器T3直流电动机T2搭铁。反之，当需要左侧电动后视镜下旋转时，只需将选择开关的“L”档按下，然后按住向下按钮即可，当达到所需位置时松开即可。其控制过程为：“L”按下后给单片机P0.5引脚一个高电平，“左”按钮按下后，给P0.2引脚一个高电平，通过单片机控制，使P1.1 和P2.0输出高电平，分别控制三极管T2和T3导通。电流流向为：电源正极Fuse熔断器点火开关熔断丝继电器T3直流电动机T2搭铁。3.5控制电路元件选择及参数确定3.5.1电路组成通过上述方案分析，电动后视镜控制线路所

40、应用到的元器件有：89C52单片机及相应外部电路、开关三极管、电阻、光电隔离器等。3.5.2元件选择参数确定根据电动机参数可知，赛马轿车电动机后视镜采用额定电压为12V，额定电流为100mA的电动机驱动。因此通过各个三极管集电极和发射极的电流为100mA。但是由于电动机会出现赌转现象。需要对其赌转电流进行确定，表3.3为赛马轿车电动后视镜驱动电机空载、正常工作及赌转时的电流。在电路中所使用的光电隔离器亦称光电耦合器，简称光耦。光耦合器以光为媒介传输电信号。它对输入、输出电信号有良好的隔离作用，所以，它在各种电路中得到广泛的应用。目前它已成为种类最多、用途最广的光电器件之一。光耦合器一般由三部分

41、组成：光的发射、光的接收及信号放大。输入的电信号驱动发光二极管（LED），使之发出一定波长的光，被光探测器接收而产生光电流，再经过进一步放大后输出。这就完成了电光电的转换，从而起到输入、输出、隔离的作用。由于光耦合器输入输出间互相隔离，电信号传输具有单向性等特点，因而具有良好的电绝缘能力和抗干扰能力。又由于光耦合器的输入端属于电流型工作的低阻元件，因而具有很强的共模抑制能力。所以，它在长线传输信息中作为终端隔离元件可以大大提高信噪比。在计算机数字通信及实时控制中作为信号隔离的接口器件，可以大大增加计算机工作的可靠性。光耦合器的主要优点是：信号单向传输，输入端与输出端完全实现了电气隔离，输出信号

42、对输入端无影响，抗干扰能力强，工作稳定，无触点，使用寿命长，传输效率高。光耦合器是70年代发展起来产新型器件，现已广泛用于电气绝缘、电平转换、级间耦合、驱动电路、开关电路、斩波器、多谐振荡器、信号隔离、级间隔离 、脉冲放大电路、数字仪表、远距离信号传输、脉冲放大、固态继电器(SSR)、仪器仪表、通信设备及微机接口中。在单片开关电源中，利用线性光耦合器可构成光耦反馈电路，通过调节控制端电流来改变占空比，达到精密稳压目的。表3.3 电动机工作电流 （单位：mA）组次电动机状态电流平均电流1.1空载89.9871.2空载81.01.3空载90.31.4空载86.72.1正常负荷100.3100.12

43、.2正常负荷103.12.3正常负荷101.42.4正常负荷99.73.1赌转697.5690.83.2赌转680.03.3赌转694.13.4赌转691.6由上表中试验测得的数据可知: 已知单片机输出电流约为故 在这里，我们应用到的只是三极管的开关作用，因此，根据和值选择型号为S9012的PNP型开关三极管和型号为S9012的PNP型开关三极管8。电路中电阻的作用是将单片机输出的电压是5V,所以使用电阻限制电流。3.6试验分析 通过上一节的计算分析，确定出电子元器件的型号和参数，通过对其中一个电动机正反转控制电路进行试验，证明上述所选元器件符合要求。3.7本章小结根据上一章对赛马轿车原有后视

44、镜控制线路工作原理的介绍，对赛马轿车控制线路进行优化设计，通过对所提车的三种方案进行比较分析，最终确定控制线路优化方案。并根据优化方案选择元器件。确定元器件参数，以确保控制系统的正常运行，使设计更加合理。第4章 赛马轿车后视镜控制程序编制4.1单片机介绍单片机，亦称单片微电脑或单片微型计算机。它是把中央处理器（CPU）、随机存取存储器（RAM）、只读存储器（ROM）、输入/输出端口 （I/0）等主要计算机功能部件都集成在一块集成电路芯片上的微型计算机9。自单片机出现至今，单片机技术已走过了近20年的发展路程。纵观20年来单片机发展历程可以看出单片机技术的发展以微处理器（MPU）技术及超规模集成

45、电路技术的发展为先导，以广泛的应用领域拉动，表现出较微处理器更具个性的发展趋势。1、单片机速度越来越快；MPU发展中表现出来的速度越来越快是以时钟频率越来越高为标志的。而单片机则有所不同。为提高单片机抗干扰能力，降低噪声，降低时钟频率而不牺牲运算速度式单片机技术发展之追求。纵观我们现在生活的各个领域，从导弹的导航装置，到飞机上各种仪表的控制，从计算机的网络通讯与数据传输，到工业自动化过程的实时控制和数据处理，以及我们生活中广泛使用的各种智能IC卡、电子宠物等，这些都离不开单片机。以前没有单片机时，这些东西也能做，但是只能使用复杂的模拟电路，然而这样做出来的产品不仅体积大，而且成本高，并且由于长期使用，元器件不断老化，控制的精度自然也会达不到标准。在单片机产生后，我们就将控制这些东西变为智能化了，我们 只需要在单片机外围接一点简单的接口电路，核心部分只是由人为的写入程序来完成。这样产品的体积变小了，成本也降低了，长期使用也不会担心精度达不到了。据统计，我国的单片机年容量已达13 亿片，且每年以大约16%的速度增长，但相对于世界市场我国的占有率还不到1%。特别是沿海地区的玩具厂等生产产品多数用到单片机，并不断地辐射向内地10。2、8位、16位、32位单片机共同发展；长期以来，单片机技术的发展是以8为机为主的。随着移动通信、网络技术、多媒体技术等高科技