汽车门锁控制电路分析与设计.pdfVIP

第 2 0卷 V0 1 2 O 第 1 2期 No 1 2 电子 设计 工 程 El e ct r o nic De s ig n Eng i ne e r in g 2 0 1 2年 6月 J u n 2 0 1 2 汽车门锁控制 电路分析与设计 宋晓 晶 张 文 ( 天 津开发 区职 业技 术学院 天津 3 0 0 4 5 7 ) 摘要 ：汽车 门锁控制的 目的是 为了防止驾驶 员将钥匙忘在车 内而专门设 计的控制电路。 其 主要 由各 开关输入 信号和 若 干个数 字电路 中常用的基本 门电路组合 而成 。该设计的 实质是组合逻辑 门电路在 汽车数字 电路 中的综合应 用 本 文分析 了各种情 况下车 门锁控制 电路的工作过程 。 并运 用学习的数 字门电路 知识对汽车 门锁控制 电路进行设计 。 关键词 ：汽车 门锁控制 ； 数 字电路 设计 ；解锁 ：锁止 中图分 类号 ： U 4 6 3 8 5 4 文献标识码 ： A 文章编 号：1 6 7 4 6 2 3 6 ( 2 0 1 2 ) 1 2 0 1 0 9 0 3 An a l ys is a nd de s ig n o f a ut o mo b il e do o r l o ck co n t r o l cir cuit S O N G X i a o - j i n g ，Z H A N G We n ( T E D A P o l y t e ch n i c ， T ia n j i n 3 0 0 4 5 7 ， C h i n a ) Ab s t r a ct ：Au t o mo b i l e d o o r l o ck co n t r o l is d e s i g n e d t o p r e v e n t t h e d r iv e r l e ft the k e y i n t h e ca r a n d t h e s p e ci a l d e s i g n o f co n t r o l ci r cu i t I t i s m a in l y co m p o s e d o f a s w i t ch in p u t s i g n al a n d a n u m b e r of co mm o n u s e d i n d ig it a l cir cu i t o f t h e b a s i c c i r cu it a s s e mb l y T h e d e s i g n is the e s s e n ce o f co mb i n a t i o n a l l o g ic g a t e ci r cu i t in d ig i t al cir cu it a p p l i ca t i o n T h is p a p e r a n aly s e s a l l k i n d s of ca r d o o r l o ck co n t r o l ci r cu i t i n t h e wo r k p r o ce s s ， a n d t h e u s e o f l e a r n i n g d ig i t a l g a t e ci r cu i t k n o w l e d g e o f ca r d o o r l o ck co n t rol cir cu it d e s ig n Ke y wo r d s ：a u t o mo b il e d o o r l o ck co n t r o l ；d e s ig n o f d ig it al cir cu it ；u n l o c k； l o ck 随着汽 车 电子 控制技 术 的飞速发 展【 l 】 汽车 自动 化控制 程度越 来越高。各种 电子线路 和微 处理技术在汽车 的控制 中 发 挥着 重要的作 用 ， 如发 动机油 量 的电喷控制 ， 自动变 速器 档位 的无极 控制等。特别在高 档轿 车中还可实现 自动巡航驾 驶 、 车速控制 的车 门锁机构 等。在这诸 多功 能中 。 中控 门锁控 制是一项 重要内容。 1 汽车 门锁控 制 电路特点 现 代 轿 车都 装 有 门锁 装 置 ， 一 般 有 解 锁 、 锁 止 两种 状 态目。 锁止时通过 内外把手 均无 法打开车门。传统的汽车 门锁 电路 工作原 理 图【3 】 如图 1 所示 ： 当旋转 车钥匙 或按 下 门提 手 会带 动锁止 机构运 动 ， 带 动状态 开关 K 和 K ： 动 作 ， 电容 C ( 或 ) 放 电， 继电器 ， l ( 或 ， 2 ) 吸 和 ， 执行 电动机 ( 或 ) 通 电带动锁止机构 动作 。放完 电后继 电器 释放 ， 电动机停止 ， 解 锁过程 自动完成 。 在这个过程 中若驾驶员忘 记拔钥匙 就按下 门提手锁 止 车 门， 会把车钥匙 遗留在点火开关 钥匙孔 内 ， 造成很 大麻烦 。 因此 ， 为了避免上述情况发生 ， 专门设计 了门锁控制 电路 。本 设 计的特点是 当驾驶员将钥匙 遗忘在点火 开关 内时 将 向驾 驶 员提供一个 车门处于解锁状 态的信号 这样驾驶 员就要 检 查 钥匙是不是 没有拔 出： 再有就是拔 出钥匙关 车门准备锁 车 时 ， 若 车 门没有关 好 ， 也会 向驾驶 员提供 一个解 锁状 态的 信 V C C GN D 图 1 门锁控制装置工作原理图 F ig 1 Wo r k in g p r in cip l e d ia g r a m o f d o o r l o ck co n t r o l d e v ice 号 ， 提醒 驾驶员 检查 车门 ， 防止 出现车 门未被彻 底锁 止的 现 象发生 ， 以免造 成不必要的人身和财产损失 。 随着轿 车对乘 用舒适 性 、 操纵 方便性 、 使用 安全性 的要 求 ， 现在 的轿车都 采用 了电控 门锁 系统 如 图 2所示 ， 并使 用 了电子技术 和无线 电技术 有 的还接 入汽车 中央微 电脑控制 系统 ， 并与启动 、 点火系统相连接进行 防盗控 制。本设计 中的 汽车 门锁控制 电路主要指数字 电路设计部分 ， 即图 2中 9 2处 的电控单元嘲 。 2 汽 车门锁控制 电路分析 收稿 日期 ： 2 0 1 2 0 4 0 2 稿件编号 ： 2 0 1 2 040 0 7 根据 汽车门锁控 制电路的控制要求 ， 在正 常情况下 ， 当 作者简介 ： 宋晓 晶( 1 9 8 0 一 ) ， 女 ， 天 津人 ， 硕士 ， 讲 师。研究方 向： 汽车 电子控制技术 。 - 1 0 9- 电子设计工程) 2 0 1 2年第 1 2期 气 图 2汽车中控 门锁 电路 F ig 2 Ca r d o o r l o ck co n t r o l cir cu it 驾驶 员拔 出发 动机钥 匙 ， 准备锁 车时 ， 则钥 匙位置 检测开 关 状态 为 1 ； 接 着进行 车门状态 检测 ， 4个车 门均关好 ， 则车 门 状态检测开关 也为 1 ， 此时 可以发出解锁信号 且输出为 0 ， 而 锁止信号则 由车门锁或 车内门锁控制开关 的状态决 定 ， 当这 两组开关 中有一组为锁止状态 ， 则发出锁止信号且输出为 1 。 当钥匙遗忘在 点火开关 内时 ， 即钥匙位 置检测开关状 态 为 0 ， 则发 出解锁信号且输 出为 1 ， 而锁止信号输 出为 0 ， 即车 门不能锁止 。 即提醒驾驶员钥匙遗忘车 内。 当车 门未关好 时 ，即 4个车 门中只要 有一个 没关 好 ， 则 车 门状态检测 开关为 0 ， 发 出解 锁信号且输 出为 1 ， 而锁 止信 号输 出为 0 ， 使得车 门无法锁止 ， 提醒驾驶员车 门未关好 。 下面依 据数字 电路 中组合逻 辑 电路 设计 方法 的一般 步 骤嘲， 进行汽车 门锁控制 电路分析 。 2 1 逻辑抽 象 1 ) 确定输入输 出变量 ， 根 据控制要求进行逻辑状态赋值 输入 变量 为 ： 钥 匙位 置检 测开 关 A 定 义钥匙从 点火 开 关 内拔 出时为 1 ， 插入 时为 0 ； 车门状态检测开关 B， 定义 门关 时为 1 ， 门开时 为 0 ； 车 门锁 状态 检测 开关 C， 定 义锁 止时 为 1 ， 解 锁时 为 0； 车 内 门锁 状态 检测 D， 定 义锁 止时 为 1 ， 解 锁 时为 0 。输 出变量 为 ： 锁止状态 检测端 E 输 出为 1时为 已锁 止 ， 输 出为 0时 为未锁止 状态 ； 解 锁状态检 测端 F ， 输 出为 1 时车 门为解锁状态 ， 输出为 0时为未锁止状态。 2 ) 根据控制要 求， 列 出逻辑状 态表( 即真值表 ) 为 了分 析方便 ， 将输 入中 的A、 变量作 为一组 ， 对 应的 输出变量为 E 。 、 ； 将输人 中的 C 、 D变量作 为一组 ， 对 应的输 出变量为 E 2 、 F 2 ； 最后 再找 出 E 。 、 和 E的关 系 ， 、 和 F的 关系。 C D O 0 O 1 1 O 1 0 0 1 1 O l 1 1 O A 曰 El O 0 O 1 1 O O 1 0 1 O 1 1 1 1 0 2 2依据真值表得到逻辑函数关 系式及其对应 的逻辑电路图 通过进一 步分 析得到 ： 蜀 ； + 则得 到完整的逻辑 电路 图为 ： - 1 1 0- F ，= B = C D 三 F2 =E 2 - 。7。 D 三 E B C D 3 汽车 门锁控 制电路设计及 实验仿 真 3 1 芯片介绍 根据对 汽车门锁控制 电路 的分析 。要分别 使用与非 门 、 或 非门芯 片( 与门和或 门可用 与非 门和或非 门替代 ) 来 实现 该控制 电路 。下面分别对这些芯片做简单介绍 。 1 ) 二 输 入 4输 出与 非 门 7 4 L S 0 0芯 片 霹蓁 辜 霍霎 蕈 接 电 显 不 接线 图 o fNAND g a t e 接 电 平 显 不 图4或非门 7 4 L S 0 2芯片 内部结构及测试接线图 Fig 4 I n t e r n a l s t r u ct u r e a n d t e s t in g wir in g d ia g r a m o f NOR g a t e 7 4 L S 02 ch ip 3 2实验仿真 根 据逻辑电路 图及芯 片接线图连接 电路 并 模拟 汽车 门 锁 控制 的各种输入 的情 况 ， 从 进而 测试设计 的正 确性 、 合 理 性 和科 学性 。仿 真结果见 表 1 。 4结 论 文 中对汽 车门锁控 制 电路的分 析与 设计 做 了详 细 的 阐 述 并且 验证 该控制 电路在 实验室条件下试 验是成功 的 。该 电路特点 是原理 简单 ， 结构 紧凑 ， 体 积小 ， 耗 电量少 ， 成本 低 廉 可 以在各 种类型 的汽车 上安装 。通过设计 能够对 基本逻 辑门 电路 的使用更 为熟练 ， 能更加熟悉组合 逻辑 电路 的设计 步骤 ， 并对 汽车 门锁 控制 电路有更 详细 的 了解 ， 为今后 从事 汽车 门锁 电路更深 层次控制要求 的设 计打下 良好的基础 ， 从 宋晓晶，等 汽车 门锁控制 电路分析 与设计 表1 汽车 门锁控 制电路逻辑状态表 Ta b1 Log ic s t at et a b l e o fCa rd o orl o ck co n t r o l dr cuit 而能够更好 提高系统的可靠性与稳定性 。 参 考文献 ： 1 】 王 阳， 赵春喜 ， 杨洁 汽车 门锁 自动控制 电路 的设 计 J 】 黑 龙 江科技信息 ， 2 0 0 9 ( 2 7 ) ： 3 6 WANG Ya n g ， Z HA O Ch u n - x in， YANG J ie T h e d e s ig n o f ca r d o o r - l o ck in a u t o m a t i c co n t r o l ci r cu i t J H e il o n g j ia n g S cie n ce a n d T e ch n o l o g y I n f o r ma t i o n ， 2 0 0 9 ( 2 7 ) ： 3 6 2 】 孙 勇， 金 浩 汽 车防 盗 系统 重要部 件设 计探 索 J 】 科技 信 息 ， 2 0 0 8 ( 3 6) ： 6 1 S UN Yo n g J I N Ha o ，nl e d e s ig n e x p l o r a t i o n o f i mp o r t a n t p a r t s i n v e h icl e ant i t h e f t s y s t e m J S ci e n cf& T e ch n o l o g y I nfo r m a t io n ， 2 0 0 8 ( 3 6 ) ： 6 1 【 3 】 林 元新 汽车 中央 门锁控 制装置 的设 计与应 用 J 汽车 电 器， 2 0 0 6 ( 8 ) ： 5 一 l O L I N Yu a n - x in De s ig n a n d a p p l ica t io n of a u t o mo t iv e ce n t r a l d o o r l o ck co n t r o l d e v i c A u t o E l e ct ric P a r t s ， 2 0 0 6 ( 8 ) ： 5 - 1 0 4 廖建庆 ， 梁国祥 基 于P I C单 片机 的汽车车 身集 中控制 系统 的硬件 设计 J 常熟理 工学院学报 ： 自然科 学 ， 2 0 1 1 ， 2 5 ( 4) ： 9 0 9 3 L I AO J i a n q i n g LIANG G u o x i a n g rI I l e h a r d wa r e d e s i g n of a u t o b o d y ce n tra l iz e d co n t r o l s y s t e m b a s e d o n P I C s i n g l e ch ip co m p u t e r J 】 J o u r n al o f C h a n g s h u I n s t it u t e T e ch n o l o g y ： Na t u r al S cie n ce s ， 2 0 1 1， 2 5( 4) ： 9 0 9 3 5 刘皓 宇 汽 车 电工 电子技 术【 M】 1 版 北京 ： 高等 教育 出版 社 2 0 0 8 【 6 】 秦 曾煌 电工 学 下册 电子技 术【 M】 北京 ： 高等教 育 出版 社 2 0 0 7 【 7 】 杜 宝星 ， 刘观 起 ， 杨 玉新 基 于组合保 护 方案提 高D F I G II 电压 穿越 能力的仿 真分析 J 】 陕 西电力， 2 0 1 2 ( 0 3 ) ： 1 0 1 4 DU B a o - x in g ， L I U Gu an - q i， YANG Yu - x in S t u d y o n l o w v o l t a g e r id e t h r o u s h ca p a b il it y f o r DF I G b a s e d o n co mb in a t io n p r o t e - ct io n s ch e me J 】 S h a a n x i E l e ct ric P o w e r ， 2 0 1 2 ( 0 3 ) ： 1 0 1 4 ( 上接 第 1 0 8页) 答超 时处理 。 显示答题 的选 手号码与超 时标记 。以 1号机 为 例 ， 则应显示 “ 1 F F ” 。 6 ) 当选 手确认 自己 回答 完毕 ， 向工作 人员 示意 ， 工作人 员 立刻按下确认 按键 ， 停 止倒计时 。由主持人确认 回答是 否 正 确 ， 正确 的把加 减状态 按键设 置为 “ 加 ” 状 态 ， 则 给选 手加 上 与等级相应 的分数 ； 错误 的把加减状态 按键设置 为” 减 ” 状 态 ， 则给选 手减去与等级相 应的分数 。再 按下分数 加减键 即 可送分 。 7 ) 确认操作完毕 ， 主持人按下允许按键则进入下一轮抢答。 5结 论 本 无 线 抢答 记 分 系统 以 A T 8 9 S 5 2 ， 5 1单 片 机 为 控 制核 心 ， 加 上抢答 信号 发送 与接收 、 抢 答倒计 时 、 答题倒 计时 、 提 示 报警 等功能 电路 ， 实现 系统 的功能要 求 ； 主持 人和选 手之 间通信 采用 U M3 7 5 8 1 0 8 A编译码器 和红外发送接 收模块配 合实现 ， 达到 了设计要求 。 参考文献 ： 【 1 】田亚娟 单片机原理及