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毕业设计-智能车窗升降控制器的设计
无 锡 职 业 技 术 学 院
毕业设计说明书(论文)
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毕业设计说明书(论文)
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智能化车窗升降控制器的设计
摘要:
单片微处理器又称单片机,它是将计算机的中央处理器、输入输出接口、存储器、计数器/定时器等多个功能部件集成在一块芯片里,是具有完整计算机功能的大规模集成电路。与计算机相比,它具有更好的性价比和实时处理能力,而且体积小,抗干扰能力强,容易嵌入产品内部,成为产品的一个元件,从而使这类产品具有智能化的特征。由于单片机面向控制,它是过程控制的核心,所以单片机又称为嵌入式微控制器。
关键词:智能 控制系统 车窗 温度
1引言
近年来随着我国汽车行业的迅速发展,汽车电子市场迅速扩大,整个市场以超过40%的比例快速增长,其中车身电子产品占到整个汽车电子产品的35%~40%。在目前,车身电子的热点应用排名前三的是车载空调、车窗控制和车灯控制。在车身电子中,对半导体需求量排列前三位的应用领域分别是:车载空调,约占44%;车窗控制,约占22%;车灯控制,约占10%,第四位是电动车门控制。根据汽车电子专业调研公司的数据,去年中国汽车市场车身电子的半导体器件需求量约为19亿美元,而中国本地设计的比例大约为10%~15%之间,预计未来几年这一比例将会迅速增长。如上所述,车窗控制产品已成为车身电子产品重要的组成部分。
随着汽车的普及,人们对汽车的安全性方面也越来越重视。在车窗控制系统中,汽车电动车窗具备防夹功能成为系统的必需要求。这样当车窗上升遇到障碍物(如手、头等)时可以自动后退到底,从而可以避免事故的发生,车窗防夹功能对汽车的安全性能而言是一种十分人性化的设计。一般在驾驶员高速行驶过程中,如果手动控制车窗升降速度,则会使驾驶员分心,很有可能在调控车窗时发生安全事故,故汽车高速行驶过程中一般采用车窗自动升降。而在车窗自动升降过程中,如果车内外温度反差过大则会在
车窗开关得过程中产生过大气流,从而影响到汽车的稳定性,同时也会引起人体的不适,导致安全事故的发生。由此可见,温度因素是影响驾驶员身体不适、导致安全事故的重要原因。基于以上原因,本课题在温差控制方面作出了改进,使得车窗系统更智能化和人性化。
2总体方案设计
2.1方案一:基于LIN总线控制系统
车载网络可分为驱动网络和舒适网络。一般CAN协议用于驱动网络,而LIN协议用于舒适网络。相对于开发高速CAN网络的所需要的成本,LIN网络更适合用于性能要求不高的舒适网络,于是在车门,车窗,车灯等部件中,引入了LIN总线,这样既能满足系统运行的正常需要,又能使整车成本得以减少。此次车窗控制系统总体框架图如图1所示:
当驾驶员按下车窗按键开关时,车速传感器将信号传到微控制器,如果车速超过设定的限定车速时,通过温度传感器测得车内外温度,再由A/D转换电路将温度数据传到微控制器,使用新的车窗控制算法控制车窗电机智能实现车窗升降器的升降。在车窗升降过程中,智能功率驱动器件MC33486通过监测电机的电流变化,通过相关的防夹算法实现车窗的防夹功能,实现了车窗系统的智能化控制过程,提高了驾驶员行车过程中的安全性和舒适性。在本次设计中,车窗控制系统采用了LIN总线协议构建了车窗LIN总线网络,并使用了必威体育精装版的LIN v2.1协议规范。
2.2方案二:功能独立的模块化车窗升降控制系统
DCK103型电子车窗控制器内部由单片机、电流检测电路、输入输出接口电路、电源电路等组成。将这些组成电路的元器件焊装在一块印刷电路板上,并封装于防水、阻燃的塑料外壳内,就构成了一个智能型的电子控制器。它通过引线与汽车线路相连接实现对门窗电动机的各种控制,
3分电路设计和论证
3.1电源模块设计
目前汽车内的蓄电池电源通常都是直流+12V,汽车内很多电子设备需要依靠它来供电,比如电子打火器,各类电子仪表,自动车窗等,虽然是蓄电池,仍难以保证其稳定
输出。车载网络中主要用到两种电源:+12V、+5V,+12V的电压主要是为电机驱动供电,
+5V的电压则是给电路中的其它芯片供电,因此需要进行+12V到+5V的转换,而且车载电源的稳定性差,需要其输出电压进行稳压1161。电源电路采用了LM2576稳压电源电路芯片,对+12V转+5V供电电路可以参考图3电路。在稳压芯片LM2576瞬间停止输出时,由电感给电路供电,此时稳压二极管1N5822作为回路的一部分,可以承受更大的电流,起到反向保护的作用。图中的电容C6和
C7选用电解电容,可以有效滤除高低频干扰。这样设计的输出电压就是一个抗干扰能力很强的电源供应了。因微控制器PICl8F25J10需+3.3V电源供应才能正常工作,而图2中,由蓄电池电源转化而来的电源电压是+5V,所以在
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