非接触式汽车盒子检测装置_论.docx

2015年STC杯单片机应用设计大赛2015年STC杯单片机应用设计大赛非接触式汽车盒子检测装置（A-2-3题）组长：组员：学校：邮编：指导老师：指导老师简介：XX，男，实验师，XX学位。目前从事工作：XXXX、XXXXXXXXXXX 2015年10月13日摘 要本系统是基于STC15F2K60S2单片机由AWM730b5气流传感器、蓝牙主从通信透传模块（MTTM）、YL-83 雨滴模块和步进电机等模块构成。通过A/D将车灯模块、气流传感器，雨滴传感器返回的数据进行模数转换，然后由STC15F2K60S2进行数据分析并做出应答，从而实现非接触式检测智能雨刷、气流传感（检测是否车窗关闭）、车灯是否关闭等状态，最后在液晶12864显示，经串口将数据传递给PC，并通过MTTM发送至手机等移动终端上。关键词：STC15F2K60S2；气流传感器；YL-83 雨滴模块；光敏电阻；步进电机；蓝牙传输【Abstract】The system is based STC15F2K60S2 microcontroller by the AWM730b5 airflow sensor, Bluetooth master-slave communication transparent transmission module (MTTM), YL-83 raindrops module and stepper motor modules. Through the A / D module lights, airflow sensor, rain sensor data returned analog to digital conversion, and then analyze the data and make STC15F2K60S2 answer, in order to achieve non-contact detection of intelligent wipers, air flow sensor (to detect whether the window off), the lights are turned off and other state, the last in the liquid crystal display 12864, the serial data is transmitted to the PC, and sent to mobile phones and other mobile terminals via MTTM.Key words: STC15F2K60S2; air flow sensor; YL-83 drop module; photosensitive resistance; stepping motor目录一、系统方案- 3 -1.1、智能雨刷模块的论证与选择- 3 -1.2、车窗检测模块的论证与选择- 3 -1.3、车灯检测模块的论证与选择- 4 -1.4、传输模块的论证与选择（蓝牙主从通信透传模块MTTM）- 4 -二、系统理论分析与计算- 4 -1、雨刷模块的计算- 4 -（1）当AD传回来的数值在823到1023时，此时为无雨。- 4 -（2）当AD传回来的数值在423到823时，此时为小雨。- 4 -（3）当AD传回来的数值在0到423时，此时为大雨。- 4 -2、车灯模块的计算- 4 -（1）当AD传到单片机上的数值在400到1023时，此时车灯状态为开。- 4 -（2）当AD传到单片机上的数值在0到400时，此时车灯状态为关。- 4 -3、车窗模块的计算- 4 -（1）当AD传到单片机上的数值在521到523时，此时车窗状态为关。- 5 -（2）AD传到单片机上的数值在0到520或者在524到1023时，此时车窗状态为开。- 5 -三、电路与程序设计- 5 -1、电路的设计- 5 -（1）系统总电路图- 5 -（2）车灯检测子系统框图与电路图- 5 -（3）车窗检测子系统框图- 6 -（4）智能雨刷检测子系统框图- 6 -（4）蓝牙模块子系统框图- 6 -2、程序的设计- 7 -（1）程序设计思路- 7 -（2）程序流程图- 7 -四、测试方案与测试结- 8 -1、测试方案- 8 -2、测试结果及分析- 8 -（1）测试结果(数据)- 8 -（2）测试分析与结论- 9 -五、结论与心得- 9 -六、参考文献- 10 -非接触式汽车盒子检测装置（A-2-3题）【本科组】一、系统方案本系统主要由STC15F2K60S2模块、智能雨刷模块、车窗检测模块、车灯检测模块、传输模块组成。下面分别论证这几个模块的选择。1.1、智能雨刷模块的论证与选择方案一：利用红外光发射和TK18338红外线接收装置根据光遇水时的色散，导致光强减弱，实现对雨滴的检测，并根据15系列单片机AD产生的一系列脉冲信号控制雨刷。方案二：利用雨滴传感器，当检测到雨滴时雨滴传感器的电导率升高，电路中的电流增大，Vout端输出电压值增大，借由15系列单片机根据AD转换所读取到的数字，编程实现控制雨刷综合以上二种方案，方案二适用性更高，故选择方案二。1.2、车窗检测模块的论证与选择方案一：利用红外线传感器，使用红外接收头和发射管配合，流传感器检测车窗是否关闭，但是实际测试结果不尽人意，灵敏度太高。加衰减电路比较麻烦，调试不易，且价格也贵，故舍弃。方案二：AWM730B5传感器，该传感器可以通过检测流经它的气流大小引起电压变化，据此通过A/D采样进行数据分析来判断车窗是否关闭。且有成本较低，反应灵敏等优点。 方案三：利用超声波模块，通过分析超声波模块返回的距离参数判断车窗是否关闭。综合以上两种方案，选择方案二。1.3、车灯检测模块的论证与选择方案一：利用光敏电阻受光照电阻降低这一特性，并结合AD检测实现实时检测汽车车灯的明灭。方案二：参考汽车车灯使用时会导致温度变化这一情况，使用温度传感器结合AD检测实现实时检测汽车车灯的明灭。方案三：利用光敏二极管受光照时的特性，结合外部电路和AD检测实现实时检测汽车车灯的明灭。综合以上三种方案，因方案一成本低，功耗小，故选择方案一。1.4、传输模块的论证与选择（蓝牙主从通信透传模块MTTM）单片机处理的数据经过通用端口传递给HM-11蓝牙模块，MTTM将数据传输到Android设备上，由手机APP显示数据。二、系统理论分析与计算1、雨刷模块的计算原理：通过AD传到单片上数值的大小来确定雨量的大小（1）当AD传回来的数值在823到1023时，此时为无雨。（2）当AD传回来的数值在423到823时，此时为小雨。（3）当AD传回来的数值在0到423时，此时为大雨。2、车灯模块的计算原理：通过AD传到单片机上的数值的大小来确定车灯的状态（1）当AD传到单片机上的数值在400到1023时，此时车灯状态为开。（2）当AD传到单片机上的数值在0到400时，此时车灯状态为关。3、车窗模块的计算 原理：通过AD传到单片机上的数值的大小来确定车窗的状态（1）当AD传到单片机上的数值在521到523时，此时车窗状态为关。（2）AD传到单片机上的数值在0到520或者在524到1023时，此时车窗状态为开。三、电路与程序设计1、电路的设计（1）系统总电路图图1 系统总电路图（2）车灯检测子系统框图与电路图单片机AD检测外部电路光敏电阻图2 车灯检测子系统框图图3 车灯检测子电路图（3）车窗检测子系统框图AD检测单片机电源电路气流传感器图4 车窗检测子系统框图L298N驱动步进电机（4）智能雨刷检测子系统框图 步进电机单片机AD检测电源电路雨滴传感器复位电路图5 智能雨刷子系统框图（4）蓝牙模块子系统框图MTTM蓝牙传输单片机串口手机、Ipad 等 移动设备图6 蓝牙模块子系统框图2、程序的设计（1）程序设计思路软件设计部分主要需要实现各传感器传输信号的采集，通过AD检测将模拟信号转化为数字信号，步进电机的控制，蓝牙无线传输，以及LCD和移动PC设备的显示（2）程序流程图1、软件主流程图开始程序初始化车窗检测结果显示车窗检测L298N驱动步进电机车灯检测结果显示车灯检测雨滴检测结果显示雨滴检测 车窗检测车灯检测雨刷检测 判断：初始值是否改变初始值初始值未改变 改变显示检测结果串口打印MTTM传输还原初始值 四、测试方案与测试结1、测试方案 将车窗模块、车灯模块、雨滴模块通电后，打开电脑串口助手，接收窗口显示车窗状态、车灯状态、雨量大小、雨刷状态，然后逐一测试。2、测试结果及分析（1）测试结果(数据)1、车灯检测数据如下：小车车灯状态串口显示和液晶显示第一次开开第二次关开第三次开开2、车窗检测数据如下： 小车车窗状态串口显示和液晶显示第一次开关第二次关关第三次开开3、雨量检测数据如下：雨量大小串口显示和液晶显示第一次无雨无雨第二次小雨小雨第三次大雨大雨4、雨刷检测数据如下：雨量大小雨刷状态串口显示和液晶显示第一次无雨关关第二次小雨开开第三次大雨开开（2）测试分析与结论 根据上述测试数据，车灯、雨量、雨刷检测都比较准确，只有车窗状态检测的数据出现了一点误差。由此可以得出以下结论：1、 车灯、雨量、雨刷检测系统还是比较稳定的；2、 车窗经过改进之后最终还是比较稳定的；综上所述，本设计达到设计要求。五、结论与心得课程设计是培养学生综合运用所学知识，发现，提出，分析和解决实际问题，锻炼实践能力的重要环节，是对学生实际工作能力的具体训练和考察过程，作为信息时代的大学生，仅会书本理论是不够的，基本的动手能力是一切工作和创造的基础和必要条件。通过本次课设，我们将书本上学到的知识应用于实践，虽然过程中遇到了一些困难，但是在解决这些问题的过程无疑也是对自己自身专业素质的一种提高与肯定。此次设计不仅增强了自己在专业设计方面的信心，鼓舞了自己，更是一次兴趣的培养。通过这次课程设计学习，使我对电子工艺的理论有了更深的了解。在此期间，我们锻炼了自己动手能力，提高了自己解决问题的能力。通过本次课程设计培养了我们理论联系实际的能力，提高了我分析问题和解决问题的能力，增强了独立工作的能力。此次课程设计，还学到了很多课内学不到的东西，比如独立思考解决问题，出现差错的随机应变，受益非浅。经过半个多月的努力，其中过程曲折可谓一语难尽。在此期间我们也失落过，有放弃的打算，但也曾一度热情高涨。从开始时满富激情到最后汗水背后的复杂心情，点点滴滴无不令我们回味无长。生活就是这样，汗水预示着结果也见证着收获。这次课程设计确实有些辛苦，但苦中也有乐，在如今单一的理论学习中，很少有机会能有实践的机会，挫折是一份财富，经历是一份拥有。这次课程设计必将成为我们人生旅途上一个非常美好的回忆！通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。在设计的过程中难免会遇到过各种各样的问题，同时在设计的过程中发现了自己的不足之处，对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固。这次课程设计终于顺利完成了，在设计中遇到了很多专业知识问题，在大家的共同努力下最终游逆而解。通过这次设计，我们才真正明白“纸上谈兵终觉浅，觉知此事要躬行。”学习任何知识，仅从理论上去求知，而不去实践、探索是不够的。因此，学习中应多与实际应用相联系。我们将多参加实践活动，以培养自己的综合能力，做一名合格的电子专业学生。六、参考文献1谭浩强.C语言程序设计M.北京清华大学出版社2 郭天祥.51单片机C语言教程.电子工业出版社3 坂本正文（著），王自强（译）.步进电机应用技术.科学出版社附录附录一 原理图 附录二 源代码#includeconfig.h#includeadc.h#includedelay.h#includesoft_uart.h#include lcd.h#include dynamo.h*/*本地常量声明*/*本地变量声明*/*本地函数声明*/* 外部函数和变量声明 */voidADC_config(void)ADC_InitTypeDefADC_InitStructure;/结构定义ADC_InitStructure.ADC_Px = ADC_P10 | ADC_P11 | ADC_P12;/设置要做ADC的IO,ADC_P10 ADC_P17(或操作),ADC_P1_AllADC_InitStructure.ADC_Speed = ADC_360T;/ADC速度ADC_90T,ADC_180T,ADC_360T,ADC_540TADC_InitStructure.ADC_Power = ENABLE;/ADC功率允许/关闭ENABLE,DISABLEADC_InitStructure.ADC_AdjResult = ADC_RES_H8L2;/ADC结果调整,ADC_RES_H2L8,ADC_RES_H8L2ADC_InitStructure.ADC_Polity = PolityLow;/优先级设置PolityHigh,PolityLowADC_InitStructure.ADC_Interrupt = DISABLE;/中断允许ENABLE,DISABLEADC_Inilize(&ADC_InitStructure);/初始化ADC_PowerControl(ENABLE);/单独的ADC电源操作void display1(int i) /车窗显示 PrintString(WIN:);if(i=0)PrintString(OFF); /通用串口打印函数TxSend( ); TxSend( );Disp(2,0,8,窗：关 );/显示数据到LCD12864子程序elsePrintString(ON);/通用串口打印函数TxSend( ); TxSend( );Disp(2,0,8,窗：开 );/显示数据到LCD12864子程序void display2(int i2) /车灯显示PrintString(Light:);if(i2=0)PrintString(OFF);/通用串口打印函数TxSend( ); TxSend( );Disp(2,4,8,车灯：关); /显示数据到LCD12864子程序elsePrintString(ON); /通用串口打印函数TxSend( ); TxSend( );Disp(2,4,8,车灯：开);/显示数据到LCD12864子程序void display3(int i3)PrintString(Wier:); /通用串口打印函数if(i3=0)PrintString(OFF); Disp(3,0,8,雨刷：关 );/显示数据到LCD12864子程序TxSend( ); TxSend( );elsePrintString(ON);/通用串口打印函数Disp(3,0,8,雨刷：开 );/显示数据到LCD12864子程序TxSend( ); TxSend( );/主函数/void main() u8i,i1,i2,i22,i3,i33,k1=0;u16j1,j2,j3;ADC_config(); /A/D初始化delay_ms(250);/延时函数初