毕业设计----隧道式自动洗车控制系统

1、摘摘要要 国内汽车美容行业蕴含着广阔的市场前景，本文以隧道式智能洗车系统为对象， 主要进行自动洗车过程控制系统的设计与研制。 首先，在进行充分调研和系统功能需求分析的基础上，完成了隧道式洗车控制系 统的总体方案设计。系统由单片机、电机、传感器、液压阀等部件组成。为解决北方 冬天气温低导致的洗车系统不能正常工作的问题， 本设计特别增加了洗车房内温度检 测和升温功能，以便在冬季低温时洗车房仍可运行。 其次，完成了系统的硬件设计和软件设计。硬件设计包括所有元器件的选型和电 路设计。软件设计包括控制洗车过程的所有程序，如温度检测、键盘扫描、中断处理 等。 最后，为验证设计的正确性，搭建了洗车模拟系统并

2、进行了调试。模拟系统包括 单片机最小系统板，控制板，洗车房模拟板和折叠板。经过软件和硬件的综合调试， 模拟系统能够实现洗车过程的自动化。 关键词：单片机关键词：单片机 隧道式智能洗车隧道式智能洗车 过程控制过程控制 I Abstract Nowadays car beauty industry has a widely market prospect in domestic, then on the base of tunnel type car wash system, a automatic car wash process control system is researched and

3、 developmented in this paper. Firstly, after full literature search and analysis on systems function demands, the overall scheme of tunnel type car wash system is designed. The system is composed of micro-control unit (MCU), motors, sensors, hydraulic valves,etc. The problem that car wash system can

4、 not work in the winter due to the lower tempreture is considered, thus the special function of tempreture testing and increasing is add to the system. Secondly, hardware design and software design are finished. The hardware work includes choosing componets and devices, as well as designing circuits

5、. The software work includes writing all programs used to control car wash process, such as tempreture testing, keyboard scanning, interrupt handling, etc. Lastly, to verify the design, a car wash simulation sytem is set up and debugged. The simualtion system includes a MCU least system board, a con

6、trol board, car wash room simulation board and a fold board.The results of combined debugging between hardware and software prove the system can realize automatic control on car washing process. Keywords: MCU, tunnel type car wash, process controlKeywords: MCU, tunnel type car wash, process control

7、II 目目录录 摘要 .I Abstract. II 引言 . - 1 - 1 隧道式智能洗车控制系统总体设计 . - 3 - 1.1 系统功能设计 . - 3 - 1.2 隧道式智能洗车控制系统概述 . - 3 - 2 隧道式智能洗车控制系统的硬件设计 . - 5 - 2.1 系统元器件选型及电路设计 . - 5 - 2.1.1 单片机的选择 . - 5 - 2.1.2 液位检测模块的设计 . - 5 - 2.1.3 温度检测模块的设计 . - 6 - 2.1.4 液压阀控制电路的设计 . - 8 - 2.1.5 指示灯电路的设计 . - 9 - 2.1.6 车到位检测电路的设计 . - 9

8、 - 2.1.7 烘干机控制电路的设计 . - 10 - 2.1.8 洗车刷电机正反转控制电路的设计 . - 10 - 2.1.9 急停电路的设计 .- 11 - 2.2 隧道式智能洗车控制系统的主要板块设计 . - 12 - 2.2.1 最小系统板 . - 12 - 2.2.2 控制板 . - 12 - 2.2.3 洗车房模拟板 . - 13 - 2.2.4 折叠板 . - 14 - 2.3 智能洗车系统元件清单 . - 15 - I 2.4 AT89S52单片机 I/O 端口分配. - 15 - 3 隧道式智能洗车控制系统的软件设计 . - 17 - 3.1 程序总体设计 . - 17 -

9、 3.1.1 程序结构图 . - 17 - 3.1.2 主程序设计 . - 18 - 3.1.3 自动运行子程序设计 . - 19 - 3.1.4 外部中断 0 子程序设计 . - 21 - 3.1.5 定时器 T0 中断子程序设计. - 21 - 3.1.6 键盘扫描子程序设计 . - 21 - 3.1.7 AD转换子程序设计. - 22 - 3.1.8 车到位检测子程序设计 . - 23 - 3.1.9 加温子程序设计 . - 24 - 4 隧道式智能洗车系统调试 . - 25 - 4.1 硬件调试 . - 25 - 4.1.1 硬件调试内容 . - 25 - 4.1.2 调试方法 . -

10、 25 - 4.2 软件调试 . - 25 - 4.3 软硬件综合调试 . - 26 - 4.4 系统调试过程中遇到的问题 . - 27 - 结论 . - 28 - 致谢 . - 29 - 参考文献 . - 30 - II 引引言言 我国“自动化洗车系统”制造业发展历程才 20 多年，还处于成长初期，众多品牌 基本处于尝试阶段，网络建设的规范化程度、稳定性也不高。众多企业管理、控制、 技术、服务能力不强，非常成功且具备真正意义上的领导品牌还没有成长起来。时至 今日没有一家洗车机制造企业能够在汽车后市场行业中取得绝对的优势。 目前国内自 动化洗车设备制造公司，具备一定影响力的 26 家（注：上海

11、 9 家，北京 5 家，浙江 3 家，江苏 4 家，淄博 3 家，西安 1 家，厦门 1 家）。随着近年来汽车工业的高速发 展，市场对于自动化洗车设备的需求量呈逐年增长趋势，据统计国内经营汽车后市场 商家达到 30 多万家，其中经营洗车项目的就达到十几万家。整个行业产品属性无任 何差别化，产品特性主要集中在几类，隧道式、往复式、龙门式、相对而言，仿制性 较强，技术壁垒弱，所以竞争角逐的范围呈现出当地性与区域性。 随着我国汽车工业的飞速发展和人民生活水平的不断提高， 中国已成为全球最大 的汽车市场，据专家预测，未来的 5-15 年中，中国汽车保有量将增长 4-6 倍。汽车 拥有量不断的增加就为汽

12、车服务后市场带来了不可估量的财富。 据国家统计局显示，2010 年末全国民用汽车保有量为 10619 万辆，比上年末增 长 21.8%。现在您应该了解未来汽车服务后市场潜在的巨大商机，那么有一种产品可 以让您轻松赢取汽车服务后市场所带来的巨大利润。曾作为身份地位象征的汽车，现 已成为人们的代步工具， 与之相配套的汽车服务市场必将成为未来中国新的经济增长 点。投资汽车清洗及美容服务护理也日益成为一个极具潜力的新兴投资项目。 市场前景：由于汽车数量的日益增长以及人们对汽车观念的改变，今后的驾驶者 与以往相比，其观念也将从以修车为主转变为护理为主，汽车保养护理的好，将会提 高汽车的工作性能并延长汽车

13、的使用寿命； 因此汽车美容行业必将因其所蕴含的巨大 利润和广阔的市场前景从而成为今后的投资点之一。 市场现状： 目前我国都市的大多数洗车站都是只能简单的擦洗或用高压水龙头冲 洗或是手工洗车为主（水桶加抹布），没有自动清洗和打蜡设备，没有污水和污泥设 备，洗车用水不能循环使用，从而耗费了大量城市原本就紧缺的水资源，污水漫流造 成的环境污染也影响了都市的良好市容。这些洗车站点大多没有专业的汽车美容技 师，无法对车辆进行科学、细致、全面的保养和护理服务，有些错误的洗车方法甚至 会对汽车的漆面造成严重的损伤。传统的手工洗车方式，时间长，耗水量大，污染严 重，与城市管理规划和高速发展的洗车需求不符。 代

14、表时代发展的高科技产品全自 动电脑洗车机应运而生，将代替传统的洗车方式，该设备造型美观、用水量小、洗车 速度、高效节能、环保无污染并具有多种功能选择，是广大洗车业的最佳选择。因 此建立一个环保型的以全自动电脑洗车机为龙头的综合型汽车美容保养护理中心， 将 - 1 - 会给都市的大量车辆带来优质、专业、高效的美容保养和护理服务，同时也将促进都 市汽车服务的进一步发展。 目前市场：隧道式洗车机为龙门式洗车机的换代产品，也是目前国际市场的主流 机型，其特点为： 1)全自动机清洗作业，降低企业人力资源运营成本，减少开支。 2)洗车速度快。 3)洗车成本低。 4)环保节约。 5)能耗低、噪声小和洗车快。

15、隧道式洗车机可以再另行增加其他配置，如烘干 加温系统、高压水刀系统和底盘清洗系统等。适用于洗车业务量大，经济实力雄厚的 企业或洗车专营店。 本项目是研究隧道式智能洗车控制系统。 目前国内的洗车之类的汽车基础服务一 直处于落后的人工原始状态，鉴于此，开发我们自主创新的隧道式洗车房很有市场价 值。 隧道式智能洗车控制系统的控制通过单片机实现，由电机、传感器、液压阀（洗 车液和洗车水）等主要执行部件完成洗车过程。由传感器获得检测信号，通过单片机 控制电机的启动、停止和正转、反转，实现洗车过程自动运行。 - 2 - 1 1隧道式智能洗车控制系统总体设计隧道式智能洗车控制系统总体设计 1.11.1系统功

16、能设计系统功能设计 隧道式洗车设备运行过程概述：汽车进入洗车房到位，当温度检测低于 5时， 烘干机给洗车房加温后，洗车液和洗车水液压阀开启，向汽车喷射洗车液和水 5s， 然后洗车刷移位电机和自转电机启动，洗车刷从左向右运动，到达右侧限位开关后停 止，洗车液供给阀关闭；经过延时，移位电机和自转电机的运转方向均改变，洗车刷 由右向左运动， 到达左侧限位开关后， 移位电机和自转电机停止， 此时水供给阀关闭， 洗车完毕，汽车开出洗车房。由传感器对洗车液的液位进行实时检测，当液位处于储 液罐的底部时，产生报警信号。 1.21.2隧道式智能洗车控制系统概述隧道式智能洗车控制系统概述 系统方案设计框图，如图

17、 1-1 所示。 5V 电源自转电机及驱动 移位电机及驱动 供水液压阀 限位开关 车到位传感器 温度传感器 单 片 机 供液液压阀 烘干机和加热丝 光电传感器 指示灯 4 个 按键 图图 1-11-1 系统功能框图系统功能框图 - 3 - 系统功能框图介绍： 限位开关：即行程开关，为控制移位电机和自转电机的正反转开关。 车到位传感器：为接近传感器，用于车到位的检测。 温度传感器： 用于给洗车房加温。 当温度检测低于 5时， 烘干机给洗车房加温， 主要为了解决冬季洗车的困难。 液位传感器：为光电传感器，用于检测液位高度。 按键：启动按钮和急停按钮，用于启停系统。 电机：有自转电机和移位电机，为洗

18、车刷的动力核心。 指示灯：共4 个，低液位报警灯和急停报警灯，会在报警后点亮；到位灯会指示 车辆的前进和停止。 本系统的硬件由四个模块实现， 包括最小系统板， 洗车模拟板， 控制板， 折叠板， 各板设计如下： 1)最小系统板：为本系统的控制核心，市场上可直接买到。 2)洗车模拟板：直观形象的将各执行元件布局，如：限位开关，移位电机，自 转电机，液压阀，车到位传感器，车到位指示灯，烘干机等，方便观看整个系统的运 行。 3)控制板：为连接单片机最小系统和模拟板得中间板（纽带） ，单片机 I/O 口高 低电平控制控制板上光耦，最终实现控制电机的正反转等。 4)折叠板：板上布置有按钮，指示灯，温度传感

19、器等。折叠板是出于缩小整体 硬件而设计的，此板处于模拟板和控制板的中间层，折叠后可方便携带。 隧道式洗车房模拟板(包括主控核心板)，整块板完全是由模拟现实的洗车房的执 行元件组成。核心板位于模拟板的下方，与控制板处在同一层上。 整体构架是模拟板，折叠板，控制板三层组成，除单片机最小系统板外其余板都 需要手工焊接搭建。 - 4 - 2 2隧道式智能洗车控制系统的硬件设计隧道式智能洗车控制系统的硬件设计 2.12.1系统元器件选型及电路设计系统元器件选型及电路设计 2.1.12.1.1单片机的选择单片机的选择 选择 AT89s52 单片机最小系统，方便直接给 AT89s52 下载程序及之后的调试，

20、 用 8 位单片机的 IO 端口完全可以完成整个系统的控制。本系统电源由最小系统电源 提供。 2.1.22.1.2液位检测模块的设计液位检测模块的设计 液位检测有两种方案供选择： 1)液位传感器检测方式：在电路设计中液位传感器需要加 AD 转换，才可实现 模拟量转换为数字量，但考虑到液位检测不需精确，只需要一个脉冲告警即可，加之 AD 转换需要软硬件的设计和编程，增加了系统的难度。 2)光电传感器检测方式：当液位下降到一定高度时，浮子挡住传感器的光束， 立刻触发中断，报警，红色指示灯点亮。方案对比如表 2-1 所示。 表表 2-12-1 模拟量模拟量/ /数字量转换与光电传感器检测方案对比数字

21、量转换与光电传感器检测方案对比 检测方法精确度实物安装成本预算 液位传感器+AD 简单固定转换器+数码显示 共 80 元 需在洗车液容器 上装连通器和浮 子 方法一：液位传感器可以很精确的显示液 检测位的高低状况 方法二：光电传感器可以在低液位时发出 检测报警， 光电对射传感器8 元 基于以上原因，液位检测选择光电传感器检测方式可以节省成本。因此本系统选 用光电对射传感器作为液位检测的检测传感器。 通电后的液位传感器的信号端为高电 平，当洗车液连通器内的浮子遮挡传感器时，表明洗车液量不足，传感器发出低电平 信号，此时报警灯闪烁。液位检测电路如图 2-1 所示。 - 5 - 图图 2-12-1

22、液位检测与指示电路液位检测与指示电路 2.1.32.1.3温度检测模块的设计温度检测模块的设计 温度传感器选择热敏电阻，系统选择 MZ2 型热敏电阻。其优点有：成本低，反 应灵敏，体积小。选用热敏电阻还需要选择 AD 转换芯片，选择目标有的 ADC0809 和 ADC0804，以下进行对比，如表 2-2 所示。 表表 2-2 ADC08092-2 ADC0809 和和 ADC0804ADC0804 对比对比 ADC0809ADC0804 1. 8 路输入通道， 8 位 AD 转换1. 1 路输入通道， 8 位 AD 转换 器，即分辨率为 8 位。器，即分辨率为 8 位。 2. 转 换 时 间

23、为 100s( 时 钟 为2. 转 换 时 间 为 100s( 时 钟 为 640kHz 时 ) ， 130s （ 时 钟 为640kHz 时 ) ， 130s （ 时 钟 为 500kHz 时）。 性能参数 3. 单个5V 电源供电。 不需零点和满刻度校准。 氏度。 6. 低功耗，约 15mW。 价格 22 元 - 6 - 500kHz 时）。 3. 单个5V 电源供电。 不需零点和满刻度校准。 氏度。 6. 低功耗，约 15mW。 13 元 4. 模拟输入电压范围 05V，4. 模拟输入电压范围 05V， 5. 工作温度范围为-4085 摄5. 工作温度范围为-4085 摄 从列表中可以明

24、确看出 ADC0809 与 ADC0804 的区别在于 AD 转换的通道数， 本系统用单路AD 转换即可，综上ADC0804 的性价比较高，所以本系统选择 ADC0804 做 AD 转换芯片。 ADC0804 主要电气特性如下： 1) 工作电压：5V，即 VCC5V。 2) 模拟输入电压范围：05V，即 0Vin5V。 3) 分辨率：8 位，即分辨率为 1/28=1/256，转换值介于 0255 之间。 4) 转换时间：100us（fCK640KHz 时） 。 5) 转换误差：1LSB。 6) 参考电压：2.5V，即 Vref2.5V。 ADC0804 管脚定义如图 2-2。 图图 2-2 A

25、DC08042-2 ADC0804 硬件管脚定义硬件管脚定义 ADC0804 连接电路如图 2-3。图中的可调电阻模拟半导体温度传感器。时钟信号 由 RC 电路提供，频率计算方式是：f1/(1.1RC)。 若以图 2-3 的 R10K、C150PF 为例，则内部的转换频率是： f1/（1.110 K150PF）606KHz 更换不同的 R、C 值，会有不同的转换频率，而且频率愈高代表速度愈快。但是 需要注意 R、C 的组合，务必使频率范围是在 100KHz1460KHz 之间。 - 7 - 图图 2-3 ADC08042-3 ADC0804 连接电路连接电路 2.1.42.1.4液压阀控制电路

26、的设计液压阀控制电路的设计 通过控制单片机 I/O 口的高低电平，可以实现控制液压阀的开闭，电路原理是通 过控制光耦将两侧的电源隔离，被控端接 DC+5V 继电器，来控制液压阀。当P15 给 低电平时通过光耦使继电器吸合，+5V 电流通过液压阀线圈，使液压阀打开，同时指 示灯点亮。如图 2-4 所示。 图图 2-42-4 液压阀控制电路液压阀控制电路 - 8 - 2.1.52.1.5指示灯电路的设计指示灯电路的设计 将 LED 的负极接入单片机 I/O 口，正极接 1K 的上拉电阻到+5V 即可。图 2-5 为 指示灯电路。 图图 2-52-5 指示灯电路指示灯电路 2.1.62.1.6车到位

27、检测电路的设计车到位检测电路的设计 车到位检测使用红外线接近传感器来实现，当有车身接近时，D2 发出的红外线 由于物体遮挡而反射回来被红外接收管 Q2 接收，此时传感器信号由高电平转为低电 平，并产生持续信号，传给单片机 P05 口，此时车到位。原理图如图 2-6 所示。 图图 2-62-6 车到位传感器电路车到位传感器电路 - 9 - 2.1.72.1.7烘干机控制电路的设计烘干机控制电路的设计 电路选用光耦将控制端与被控端隔离，烘干机与电加温丝并联，方便给洗车间加 温。当 P14 给低电平时通过光耦使继电器吸合，+5V 电流流入烘干机，烘干机启动。 继电器选一组常开触点的即可，风机转子相当

28、于一个线圈，在电路设计中需要加续流 二极管做电路保护。烘干机电路如图 2-7 所示。 图图 2-72-7 烘干机控制电路烘干机控制电路 2.1.82.1.8洗车刷电机正反转控制电路的设计洗车刷电机正反转控制电路的设计 控制电机正反转的基本原理：是控制流过电机电流的方向，当电流从红色导线流 入是电机假设是正转，当电流从黑色导线流入为电机反转。利用这一原理，本系统设 计利用有两组常开触点的继电器作为控制电流流向的元件，控制正转一组电路，控制 反转一组电路，如图 2-8。在编程中一定注意，决对不能给控制同一个电机正反转的 I/O 口同时低电平，这样会导致控制电机正反转的两个继电器同时吸合，由电路原理

29、 图知，电源短路。 - 10 - 图图 2-82-8 洗车刷电机正反转控制电路洗车刷电机正反转控制电路 2.1.92.1.9急停电路的设计急停电路的设计 本系统设有急停电路。为保证洗车过程的安全性，当洗车设备运行时遇到特殊情 况时，可直接按下紧急停止按钮使设备急停。急停按键S0 接入单片机 P3.2 口，此时 面板上的控制灯 P1 点亮。当需要启动时，按下启动按钮，洗车重新开始。考虑到整 个洗车过程仅只几分钟时间，没有必要专门还原原始状态，可直接重新开始。如图 2-9 所示。 图图 2-92-9 急停电路急停电路 - 11 - 2.22.2隧道式智能洗车控制系统的主要板块设计隧道式智能洗车控制

30、系统的主要板块设计 隧道式智能洗车控制系统硬件包括四大部分：最小系统板，控制板，洗车房模拟 板，折叠板。 2.2.12.2.1最小系统板最小系统板 最小系统板市场上直接买到，有下载软件可直接下载程序，并可控制I/O 口，将 I/O 分配完后，就可直接接排线，控制执行设备。最小系统如图 2-10 所示。 图图 2-102-10 最小系统最小系统 2.2.22.2.2控制板控制板 控制板为连接单片机最小系统和模拟板的中间板（纽带） ，上面布局有+5V 继电 器，TLP-2 光耦，电阻，ADC0804 模数转换芯片等按照原理图连接组成，单片机 IO 口高低电平控制控制板上光耦，最终实现控制电机的正反

31、转等。 控制板布局如图 2-11 所示。 图图 2-112-11 控制板布局图控制板布局图 - 12 - 2.2.32.2.3洗车房模拟板洗车房模拟板 洗车房模拟板布置了各执行元件，包括：自转电机，移位电机，液压阀模拟灯， 行程开关，液位传感器，车到位传感器模拟开关，烘干机，电热丝模拟灯等。运行时 需要手动按下传感器和行程开关。 模拟板上的某些执行件选择用开关和 LED 灯模拟， 如： 1)液压阀用 LED 灯做模拟； 2)车到位的传感器选用了带锁的开关来模拟传感器发出持续信号； 3)用 LED 灯代替加温丝； 4)选用电位器模拟温度传感器； 5)电加温丝用红色 LED 代替。 洗车房模拟板上

32、元器件的位置仿照洗车房的实际位置进行设计， 很形象直观的呈 现了整个洗车房的布局，如图 2-12 所示。 图图 2-122-12 洗车房模拟板洗车房模拟板 模拟板上接口说明如下： 1)行程开关 1 2)行程开关 2 3)车到位 4)液位检测 5)空 6)空 - 13 - 7)+5V 8)GND 9)自转电机 1 10) 自转电机 2 11) 移位电机 1 12) 移位电机 2 13) 洗车水 14) 洗车液 15) 烘干风机 16) 车行绿灯 2.2.42.2.4折叠板折叠板 折叠板，即折叠控制板上布置了系统启动按键，急停按键，急停报警灯，低液位 报警灯，和温度模拟电位器等。设计初衷是为了在整

33、个小型的模型上充分利用空间， 减小模型体积，方便携带。在整体布局上看似乎有些像个小孩的脸蛋。 折叠板布局如图 2-13 所示。 图图 2-132-13 折叠板折叠板 面板上接口说明如下： 1)故障灯低液位灯 2)急停按键 3)温度传感器（电位器） 4)程序按钮 5)+5V 6)GND - 14 - 2.32.3系统元件清单系统元件清单 系统元件清单如表 2-3 所示。 表表 2-32-3 隧道式智能洗车控制系统元件清单隧道式智能洗车控制系统元件清单 序号 1 2 3 4 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 材料/器件 单片机

34、最小系统 芯片架子 开关 点动按钮 排线 直流电机 风机带风扇叶 LED 指示灯 铜柱 电位器 行程开关 光电传感器 电阻 电阻 电阻 二极管 螺母和螺丝 光电耦合器 插针 电容 继电器 万能板 AD 转换器 型号/规格 AT89S52 8 针 带自锁 Omron b3f 8 线 MOTMRDC5.9V MOTMRDC5V AD16-22D/S 10cm 10K RENEW 5A250AC DC5V 200 470 100 4148 M3 TLP521-2 50pin RAD0.2 30PF 12VHK19F DC 13*8cm ADC0804 数量 1 2 2 2 5 2 1 8 5 1 2

35、 1 10 10 10 5 10 3 2 5 4 2 1 单价(元) 60 0.5 0.6 0.5 2 5 8 0.4 0.4 2 0.5 5 1 1 1 0.2 0.2 6 0.5 0.3 4 0.8 12 作用 芯片 支撑作用 代替接近传感器 开关 连接作用 控制洗车刷电机 烘干机 指示作用 支撑 调节模拟量 开关量 产生脉冲跳变 限流 限流 限流 续流二极管 连接作用 传输电信号 连接作用 充放电 控制电机正反转 支撑 AD 转换 2.42.4AT89S52AT89S52 单片机单片机 I/OI/O 端口分配端口分配 I/O 端口分配如表 2-4 所示。 - 15 - 表表 2-4 I/

36、O2-4 I/O 端口分配端口分配 地址 P0.0 P0.1 P0.2 P0.3 P0.4 P0.5 P0.6 P0.7 P2.0 P2.1 P2.2 P2.3 P2.4 P2.5 P2.6 P2.7 P1.0 P1.1 P1.2 P1.3 P1.4 P1.5 P1.6 P1.7 P3.0 P3.1 P3.2 P3.3 P3.4 P3.5 P3.6 P3.7 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 M1 M1 M2 M2 M3 M4 M5 。定时器/中断初始化主程序中分别用到了定时器 T0,外部中断 0，外部中 断 1，主程序调用车到位子程序，再调用自动运行子程序，之后等待下一次的洗车

37、。 具体程序见附件 4。 3.1.33.1.3自动运行子程序设计自动运行子程序设计 自动运行子程序流程图，如图 3-3 所示。 自动运行子程序：汽车进入洗车房，当光电传感器 B3 检测到遮挡信号，则指示 灯 P4 点亮（红色） ，此时汽车停止前进，洗车过程开始； 按下启动按钮 S2，温度传感器先感应温度，当气温低于 5时，烘干机自动给车 表面加温 5s，阀 M4 和 M3 开始向汽车喷射洗车液和水； 经过 5s 秒钟延时，电机 M1 和 M2 启动，洗车刷动作，当洗车刷到达限位开关 B2 后电机 M2 停止； 经过 3s 秒钟延时，洗车液供给阀 M4 关闭，电机 M1 和 M2 的旋转方向均改

38、变， 直到达到限位开关 B1 后 M1、M2 停止，洗车水供给阀M3 关闭，固定在洗车刷顶部 的干燥机 M5 和加温丝开启。经过 3s 延时，洗车刷 M2 向前向后移动，汽车表面烘 干，此时洗车和干燥过程完成。绿灯亮，表明车可以开出。具体程序见附件 4。 - 19 - 开始 N 总开关 S1 Y 常温 模式选择 低温 M3M4 启动 延时 5S 加热子程序 M1M2 启动 N B1 到？ Y M2 停 延时 3s M4 关闭，M1M2 换转向 B2 到 Y M1M2 M3 停，M5 启动 延时 5s N M5 停止，绿灯亮， Y 扫描液位检测 N 返回 低液位灯点亮 图图 3-33-3 自动运

39、行子程序自动运行子程序 - 20 - 3.1.43.1.4外部中断外部中断 0 0 子程序设计子程序设计 外部中断 0 子程序如图 3-4 所示。 开始 暂停所有执行件，红灯亮 返回 图图 3-43-4 外部中断外部中断 0 0 子程序子程序 外部中断 0 子程序：直接可以暂停任何运行状态下的系统，当需要再次启动时， 按启动按键即可。具体程序见附件 4。 3.1.53.1.5定时器定时器 T0T0 中断子程序设计中断子程序设计 定时器 T0 中断子程序如图 3-5 所示。 开始 1秒？ N 返回 Y 置值标志 图图 3-53-5 定时器定时器 T0T0 中断子程序中断子程序 定时器 T0 子程

40、序：运用在需要执行设备延时的部分，延时时间由参数决定。 时间常数的计算：晶体振荡频率12MHz，定时基数50ms，则机器周期为 12/12000000=0.000001s，设置初值为 X，65536-X=（0.05/0.000001）=50000， X=65536-50000=15536=3CB0H，则初值(TH0)=3CH，(TL0)=0B0H。3CB0H 为延时 50ms 时间值，循环 20 次，为 1s 延时。具体程序见附件 4。 3.1.63.1.6键盘扫描子程序设计键盘扫描子程序设计 键盘扫描子程序如图 3-6 所示。 - 21 - 图图 3-63-6 键盘扫描子程序键盘扫描子程序

41、键盘扫描子程序：由于电路内部原因，很多时候会有干扰，导致系统错误运行， 为了防止干扰，采用软件延时消抖。具体程序见附件 4。 3.1.73.1.7ADAD 转换子程序设计转换子程序设计 返回 Y 返回端口值 返回零值 端口低电平 读端口值 N 延时消抖 端口低电平 Y N 读端口值 开始 AD 转换子程序如图 3-7 所示。 - 22 - 开始 启动 8 位 AD 转换 N AD 是否转换完？ Y 读高 4 位 读低 4 位 返回标志位 图图 3-73-7 AD AD 转换子程序转换子程序 AD 转换子程序：将模拟量（温度）转换为数字量，通过控制各功能引脚的电平， 读出端口值，并将值返回给主程

42、序中。具体程序见附件 4。 3.1.83.1.8车到位检测子程序设计车到位检测子程序设计 车到位子程序如图 3-8 所示。 图图 3-83-8 车到位子程序车到位子程序 车到位子程序：当未检测有车辆到位信号，按启动键，设备不启动，只有车到位 后，此时可以启动。增加了系统的安全系数。具体程序见附件 4。 返回标志位 Y 绿的灭，红灯亮 传感器 B3=0？ N 开始 - 23 - 3.1.93.1.9加温子程序设计加温子程序设计 加温子程序如图 3-9 所示。 图图 3-93-9 加温子程序加温子程序 加温子程序：在冬季，车开到位后洗车设备启动烘干机 M5 和加热丝给车辆和洗 车房加温， 延时一段

43、时间后， 关闭停止烘干机 M5 和加热丝， 完成洗车房的加温过程。 具体程序见附件 4。 返回 停止 M5 和加热丝 延时 启动 M5 和加热丝 开始 - 24 - 4 4隧道式智能洗车系统调试隧道式智能洗车系统调试 4.14.1硬件调试硬件调试 4.1.14.1.1硬件调试内容硬件调试内容 根据电路原理图，在面包板上搭建电路，通电源后,分别进行对开关部分、指示 灯部分、电机正反转、烘干机部分的调试以及总体调试。 4.1.24.1.2调试方法调试方法 搭建电路：在加电前,先用万用表等工具,按图纸仔细核对面包板线路是否正确, 并对元器件的安装、型号、规格等进行仔细检查。通电调试：核实电源的正负极

44、后， 给电，电路运行正常。当没有出现预期的效果时，可按照原理图用万用表测量不同结 点的电压，查明错误的位置后，改正电路。 具体方法如下： 1) 指示灯部分调试：准备元件电阻、光耦、发光二极管，搭建线路，脱机检查， 无问题后，通电观察，指示灯正常点亮。 2) 风扇部分调试：准备元件电阻、二极管、光耦、两个常开触点继电器、风扇， 搭建电路，断电用万用表检查电源、各元件、连接线路是否正确，无误后，通电。通 电后发现风扇不转，在通电的情况下，用万用表检测电源各段电路是否有电流通过， 经检测，光耦处无电流通过，光耦被击穿，电阻过小，更换合适电阻和光耦后，风扇 正常运行。 3) 电机部分调试：准备元件：电

45、阻、二极管、光耦、继电器、电机，搭建电路， 用万用表检查整个线路连接是否正确，无误后，通电。通电后发现电机不能反转，经 检测，继电器选型错误，应选择有两个常开触点的继电器控制，实现电机的正反转控 制，更换继电器后，电机的正反转得到实现。 4) P0 口做输出时，需要接上拉电阻，从节约成本的角度看，在设计中不选 P0 口作为控制外设执行元件的端口。 4.24.2软件调试软件调试 运用仿真系统调试，常用调试方法：单步运行调试，跟踪运行调试，全速运行至 光标处调试，全速连续运行调试，设置断点调试，自动单步运行调试。 1) 运用仿真系统调试简单程序结构、分支程序结构、循环程序结构、子程序结 构和中断结

46、构的关键在于如何将对程序的分析理解和开发系统提供的基本功能有机 地结合起来，其前提条件是必须对源程序的作用、结构特点、运行过程与结果有较全 - 25 - 面的认识， 并能根据程序运行过程中出现的现象和结果分析并判断产生各种故障现象 的原因，再运用排除法逐一检验各种判断是否准确。 2) 在掌握程序结构特点的基础上，合理选择观测点，通过观察在观测点处参数 及路径的变化检验程序运行的结果。 3) 为提高调试程序的效率，应对单片机开发系统所提供的几种程序运行调试方 式有足够的了解并能熟练地运用。例如在调试过程中，若要观察最终结果时，可选择 全速运行调试；若要观察相关指令的运行结果或运行路径的变化过程时，可选择单步 运行；若要检查子程序的运行过程时，可选择跟踪运行调试；若要检查循环程序或中 断服务程序时，可选择断点运行调试；若要定点检查程序运行到某处的结果时，可选 择快速运行到光标处调试。 但实际中究竟选用哪种方法更适宜或哪几种方法结合使用 更快捷将随着分析能力与操作的熟练程度逐步提高。 4) 编制程序和调试程序时， 需要多次反复的过程， 并非一次就能排除全部故障， 特别是单片机应用系统的硬件电路和汇编程序相结合的综合调试就更加复杂。因此， 必须通过反复调