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赛马轿车智能电动后视镜开关及控制线路优化设计【汽车类】【5张CAD图纸】【优秀】

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关键词：: 赛马轿车智能电动后视镜开关控制线路优化设计汽车 cad图纸

资源描述：

赛马轿车智能电动后视镜开关及控制线路优化设计

40页 15000字数+说明书+任务书+开题报告+5张CAD图纸【详情如下】

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赛马轿车智能电动后视镜开关及控制线路优化设计开题报告.doc

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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。

关键词：电动后视镜；单片机；控制电路；直流电动机；优化设计

ABSTRACT

Motor 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 motorist. 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 car’s rear-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 application 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 realizations 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 a wonderful interchangeability.

Key words： Electric Rear-view Mirrors； Single-Chip Microcomputer；Control Circuits；Delect Current Motor；The Optimization Design

摘要I

AbstractII

第1章绪论1

1.1 引言1

1.2 研究的目的和意义1

1.3 电动后视镜控制发展趋势1

1.4 设计的流程1

1.5 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4

2.1 电动后视镜结构4

2.2 后视镜功能介绍及其种类4

2.3 后视镜发展趋势6

2.4 赛马轿车电动后视镜7

2.4.1 赛马轿车电动后视镜结构及工作原理7

2.4.2 赛马轿车电动后视镜控制线路及工作原理7

2.5 赛马轿车电动后视镜开关特点9

2.6 后视镜折叠及加热除雾功能9

2.7 本章小结10

第3章线路优化及开关设计11

3.1 设计原则11

3.2 控制线路优化方案11

3.2.1 触点烧蚀原因的分析11

3.2.2 控制线路优化设计方案一12

3.2.3 控制线路优化设计方案二12

3.2.4 控制线路优化设计方案三14

3.3 方案分析选择15

3.4 优化后的控制电路及其工作原理15

3.5 控制电路元件选择及参数确定16

3.5.1 电路组成16

3.5.2 元件选择参数确定16

3.6 试验分析17

3.7 本章小结17

第4章赛马轿车后视镜控制程序编制19

4.1 单片机介绍19

4.2 单片机选择20

4.3 控制程序流程图的编写20

4.4 本章小结21

第5章赛马轿车后视镜开关设计22

5.1 设计原则22

5.2 安装位置确定22

5.3 原车控制开关实际尺寸测量24

5.4 外观及按键设计25

5.4.1 开关外型设计25

5.4.2 按键设计27

5.4.3 外观确定27

5.5 本章小结27

结论28

参考文献29

致谢30

附录31

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。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。第5章赛马轿车后视镜开关设计

5.1设计原则

1、便于安装，并且安装可靠，不能出现安装不稳、松动等现象；

2、由于驾驶员要随时对后视镜进行调节，因此要求其控制方便；

3、按键大小适当，按键力度不宜过大或过小；

4、要求外型美观与原车色调一致。

5.2 安装位置确定

由于此次设计是对原有控制开关进行改进，因此要求后视镜控制开关的安装位置必须恰当，保证驾驶员随时可以对后视镜位置进行调控。图5.1为赛马轿车驾驶室控制面板，由于控制原件的位置相对集中，因此，后视镜开关的的安装比较困难，图5.2和图5.3为两个可以参考的位置。但由于图5.3中控制器件较多，位置较密，不易安装其它零部件，因此，还考虑安装在原有后视镜开关位置，如图5.2。

结论

本次设计主要针对电动后视镜的控制线路及控制开关进行改进，通过降低流过控制开关的电流来改善普通触点开关容易烧蚀的问题。由于要对四个电动机分别进行正反转控制，就要有大量的导线，因此，简化线束对于改进后开关的安装十分有利。

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，完成了如下工作：

（1）单片机知识储备；

（2）通过实际拆装，了解了电动后视镜工作原理；

（3）拟出多种设计方案，并对设计方案进行比较、分析，确定出最终方案。设计电路，选择电子元器件并进行实验分析。确定出最终控制电路；

（4）按照设计方案工作原理进行单片机编程；

（5）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，并结合所测数据进行开关外形设计，并绘制工程图；

（6）利用Protel软件进行电路版设计；

（7）利用CAD软件绘制了装配图和零件图；

本文虽然介绍了赛马轿车智能电动后视镜控制线路及开关的设计过程，但由于知识水平和时间的限制，本设计许多过程介绍的过于简单。另外，本设计对所有电子元器件型号的选择均采用先理论分析后试验的方法，最终型号以试验结果为准。

参考文献

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内容简介：: 毕业设计（论文）中期检查表填表日期2011年4月20日迄今已进行 8 周剩余 8 周学生姓名闫涵院系汽车与交通工程学院专业、班级车辆工程07-11班指导教师姓名鲍宇职称高级实验师从事专业汽车运用是否外聘是否题目名称赛马轿车智能电动后视镜开关及控制线路优化设计学生填写毕业设计（论文）工作进度已完成主要内容待完成主要内容1. 电动后视镜结构的了解，所附加功能的具体方案及布置位置。2. 绘制电动后视镜结构草图，并进行修改。3. 开关外形及安装位置的设计。4. 电动后视镜控制程序的编写。1、电路图的绘制。 2、说明书格式。 3、整理所有材料，装订成册，准备答辩。存在问题及努力方向控制程序的可运行性还需进一步证实，结构的合理性例如：是否会发生运动干涉需要进一步计算。电路图的绘制争取尽快完成，说明书格式争取准确，符合规范。学生签字：指导教师意见指导教师签字：年月日教研室意见教研室主任签字：年月日SY-025-BY-2毕业设计（论文）任务书学生姓名闫涵院系汽车与交通工程学院专业、班级车辆工程B07-11班指导教师姓名鲍宇职称高级实验师从事专业汽车运用是否外聘是否题目名称赛马轿车智能电动后视镜开关及控制线路优化设计一、设计（论文）目的、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。二、设计（论文）内容、技术要求（研究方法）设计内容:1、通过电路设计解决现有触点式控制开关容易触点烧蚀的问题；2、设计出具有电动后视镜各项控制功能的控制开关（上下、左右、折回、加热除雾）；3、结合现有车型系统控制电路的特点，进行线路优化，实现方便安装。研究方法: 实验室调研。三、设计（论文）完成后应提交的成果：1、设计说明部分：（1）毕业设计计算说明书（15000字）2、设计图纸：CAD零件图和装配图。（折合零号图至少两张）四、设计（论文）进度安排：（1）第1周( 3月1日3月7日)：查阅参考资料，收集相关技术资料，确定电动后视镜的运动关系，完成相应设计任务。（2）第2周( 3月8日3月14日)：结合任务书制定设计方案，撰写开题报告。（3）第3周(3月15日3月21日)：查找相关设计资料或手册，实现后视镜电机控制运动功能（上下、左右、收缩）的设计。（4）第4周( 3月22日3月28日)：优化后视镜控制电路，完成后视镜各项运动功能控制，设计控制开关及定位。（5）第5周(3月29日4月4日)：绘制图纸，设计后视镜镜面，实现广角及加热除污控制。（6）第6周(4月5日4月11日)：优化电路，完成控制设计。（7）第7周(4月12日4月18日)：绘制后视镜装配图及零件图纸，撰写说明书。（8）第8周(4月19日4月25日)：接受中期检查。（9）第9周(4月26日5月2日)：对中期检查的不足之处进行修改。（10）第10周(5月3日5月9日)：对设计草图进行修改，绘制装配图，进行相关校核（11）第11周(5月10日5月16日)：完成设计图纸及说明书初稿。（12）第12周( 5月17日5月23日)：完善设计图纸及说明书。（13）第13周( 5月24日5月30日)：说明书及图纸送审，根据审阅老师意见进行修改。（14）第14周( 5月31日6月6日)：预答辩。（15）第15周( 6月7日6月13日)：修改预答辩中发现的问题准备答辩。（16）第16周( 6月14日6月20日)：修改预答辩中发现的问题准备答辩。（17）第17周( 6月21日6月27日)：答辩。五、主要参考资料1 黄继昌等.电子元器件应用手册S.北京：人民邮电出版社S2004.7.2 徐向阳.汽车电器与电子技术M.北京：机械工业出版社M，1999.3 蔡兴旺.汽车构造原理M.北京：机械工业出版社，2004.4 哈飞汽车维修手册S 5 任智程，李卫铃.高级电工实用电路500例M.北京：机械工业出版社，2005.1. 6 王秀芳.基于单片机MC68HC908的电动座椅后视镜J.电子工程师，2007.六、备注指导教师签字：2011年 2 月27日教研室主任签字： 2011年2 月 28 日优秀毕业设计（论文）推荐表题目赛马轿车智能电动后视镜开关及控制线路优化设计类别毕业设计学生姓名闫涵院（系）、专业、班级汽车与交通工程学院车辆07-11指导教师鲍宇职称高级实验师设计成果明细：答辩委员会评语：答辩委员会主任签字（盖章）：院、系公章：年月日备注：注：“类别”栏填写毕业论文、毕业设计、其它SY-025-BY-1毕业设计（论文）题目审定表指导教师姓名鲍宇职称高级实验师从事专业汽车运用是否外聘是否题目名称赛马轿车智能电动后视镜开关及控制线路优化设计课题适用专业车辆工程课题类型Z 课题简介：（主要内容、意义、现有条件、预期成果及表现形式。）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。指导教师签字：年月日教研室意见1选题与专业培养目标的符合度好较好一般较差2对学生能力培养及全面训练的程度好较好一般较差3选题与生产、科研、实验室建设等实际的结合程度好较好一般较差4论文选题的理论意义或实际价值好较好一般较差5课题预计工作量较大适中较小6课题预计难易程度较难一般较易教研室主任签字：年月日系（部）教学指导委员会意见：负责人签字：年月日注：课题类型填写 W.科研项目；X.生产（社会）实际；Y.实验室建设；Z.其它。毕业设计指导教师评分表学生姓名闫涵院系汽车与交通工程学院专业、班级车辆工程07-11指导教师姓名鲍宇职称高级实验师从事专业汽车运用是否外聘是否题目名称赛马轿车智能电动后视镜开关及控制线路优化设计序号评价项目满分得分1选题与专业培养目标的符合程度，综合训练情况；题目难易度102题目工作量；题目与生产、科研、实验室建设等实际的结合程度103综合运用知识能力（设计涉及学科范围，内容深广度及问题难易度）；应用文献资料能力154设计（实验）能力；计算能力（数据运算与处理能力）；外文应用能力205计算机应用能力；对实验结果的分析能力（或综合分析能力、技术经济分析能力）106插图（图纸）质量；设计说明书撰写水平；设计的实用性与科学性；创新性207设计规范化程度（设计栏目齐全合理、SI制的使用等）58科学素养、学习态度、纪律表现；毕业论文进度10得分 X= 评语：（参照上述评价项目给出评语，注意反映该论文的特点）工作态度：好较好一般较差很差研究能力或设计能力：强较强一般较弱很弱工作量：大较大适中较少很少说明书规范性：好较好一般较差很差图纸规范性：好较好一般较差很差成果质量（设计方案、设计方法、正确性）好较好一般较差很差其他：指导教师签字：年月日毕业设计答辩评分表学生姓名闫涵专业班级车辆工程07-11指导教师鲍宇职称高级实验师题目赛马轿车智能电动后视镜开关及控制线路优化设计答辩时间月日时答辩组成员姓名出席人数序号评审指标满分得分1选题与专业培养目标的符合程度，综合训练情况，题目难易度、工作量、与实际的结合程度102设计（实验）能力、对实验结果的分析能力、计算能力、综合运用知识能力103应用文献资料、计算机、外文的能力104设计说明书撰写水平、图纸质量，设计的规范化程度（设计栏目齐全合理、SI制的使用等）、实用性、科学性和创新性155毕业设计答辩准备情况56毕业设计自述情况207毕业设计答辩回答问题情况30总分 Z= 答辩过程记录、评语：自述思路与表达能力：好较好一般较差很差回答问题：正确基本正确基本不正确不能回答所提问题研究能力或设计能力：强较强一般较弱很弱工作量：大较大适中较少很少说明书规范性：好较好一般较差很差图纸规范性：好较好一般较差很差成果质量（设计方案、设计方法、正确性）好较好一般较差很差其他：答辩组长签字：年月日毕业设计评阅人评分表学生姓名闫涵专业班级汽车与交通工程学院指导教师姓名鲍宇职称高级实验师题目赛马轿车智能电动后视镜开关及控制线路优化设计评阅组或预答辩组成员姓名出席人数序号评价项目满分得分1选题与专业培养目标的符合程度，综合训练情况；题目难易度102题目工作量；题目与工程实践、社会实际、科研与实验室建设等的结合程度103综合运用知识能力（设计涉及学科范围，内容深广度及问题难易度）；应用文献资料能力154设计（实验）能力；计算能力（数据运算与处理能力）；外文应用能力255计算机应用能力；对实验结果的分析能力（或综合分析能力、技术经济分析能力）156插图（图纸）质量；设计说明书撰写水平；设计的实用性与科学性；创新性207设计规范化程度（设计栏目齐全合理、SI制的使用等）5得分 Y= 评语：（参照上述评价项目给出评语，注意反映该论文的特点）回答问题：正确基本正确基本不正确不能回答所提问题研究能力或设计能力：强较强一般较弱很弱工作量：大较大适中较少很少说明书规范性：好较好一般较差很差图纸规范性：好较好一般较差很差成果质量（设计方案、设计方法、正确性）好较好一般较差很差其他：评阅人或预答辩组长签字：年月日注：毕业设计（论文）评阅可以采用2名评阅教师评阅或集体评阅或预答辩等形式。毕业设计（论文）开题报告设计（论文）题目: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B07-11 学生姓名: 闫涵导师姓名: 鲍宇开题时间: 2011-03-01 指导委员会审查意见：签字：年月日毕业设计（论文）开题报告学生姓名闫涵院系汽车与交通工程学院专业、班级车连工程B07-11指导教师姓名鲍宇职称高级实验师从事专业汽车运用是否外聘是否题目名称赛马轿车智能电动后视镜开关及控制线路优化设计一、课题研究现状、选题目的和意义1. 课题研究现状 2010年中国汽车后视镜市场达到3600万套。随着汽车产品市场观念的不断更新和变化,市场对轿车后视镜安全性、操作方便性、经久耐用性及豪华美观性等方面提出了更高的要求。随着汽车工业的整体发展，轿车电动后视镜也在不断地进步与完善，从最早的单一后视镜演变到现在的可收缩，可上下调控角度，实现更大更广的可视范围，以及除污防雾等功能，可以说实现了一个质的飞跃。伴随着后视镜功能的增加其控制开关及控制电路也得到了进一步的发展。目前，国外以欧美等汽车产业发达国家为首，对于汽车电动智能后视镜的开发已经到了一个很高的层次，赋予了其多功能化的价值，已经不仅仅具有单一的后视作用，在大部分中高档车型中，将转向灯置于后视镜之上，并增加了广角，除污防雾等功能。我国在电动后视镜这个领域中现在也已经处于国际先进水平，由于全球对尖端技术的重视及保密措施，在引进一些基础技术后，自主研发是我国在这个领域继续发展基本途径，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。汽车用户的需求也在不断提高，自动调节，自动回位，记忆等功能也就应运而生。电动后视镜控制正在走向智能化，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. 选题目的和意义1) 目的：赛马轿车的电动后视镜就属于比较早期的电动后视镜，采用的是触点电动后视镜开关，这种普通的触点开关，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，造成安全隐患。基于单片机控制设计出具有电动后视镜各项控制功能的控制开关（上下、左右、收缩）；以其实现上下左右的工作，达到后视镜开关及控制线路设计。众所周知，汽车驾驶控制面板的面积十分宝贵，所以应大大减少各部件的使用空间。但是，由于普通机械触点开关触点有很大的电流通过，所以，触点横截面积不能过小，整个开关需要占用很大的空间。因此，需要重新调整后视镜系统的控制原理，控制线路，控制开关的结构对其进行优化设计，从而更加利于驾驶员进行视角调节控制，起到对后视镜系统的整体智能优化。为了赋予电动后视镜系统解决触点烧蚀，简便安装，外附功能等更高的附加价值，使其更加具有市场竞争力及实用性，对其进行加热除污，可折回和广角（利用外附凸面镜）等功能添加就成为了我们本次设计的目的。2) 意义：汽车上的后视镜直接关系到驾驶员能否观察到车后的情况保证正常驾驶，与行车的安全性有着密切联系。采用电动后视镜，可通过开关进行调整，通过本次设计若能实现其在控制上的低故障率将大大提高行车安全性，增加的收缩功能会给驾驶员停车时带来方便，而广角能够提供给驾驶员更加广阔的视野，加热除污功能能够使得司机用户更方便清晰的观察路况，实现其低故障率还能节省由于触点烧蚀等故障所带来的维修费用，从而根本的提高了赛马轿车电动后视镜的操控性及实用性。二、设计（论文）的基本内容、拟解决的主要问题设计内容:1. 基于单片机原理设计出具有电动后视镜各项控制功能的控制开关（上下、左右、收缩）；其实现上下左右的工作原理：电动后视镜的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。通常上下方的转动用同一个电动机控制，左右方向的转动用另一个电动机控制。通过改变电动机的电流方向，即可完成后视镜的上下及左右调整。2. 收缩功能的实现是有收缩开关控制收缩电动机工作，是整个后视镜回转伸出或缩回。3. 通过电路设计解决现有触点式控制开关容易触点烧蚀的问题；4. 结合现有车型系统控制电路的特点，进行线路优化，实现方便安装；5. 设计后视镜，实现区域广角及具有后视镜加热除污的控制开关。主要问题：1. 后视镜内部整体布局的合理设计；2. 后视镜电控系统布置排线布局的设计;3. 加热除污控制元件的选取及布置；4. 基于单片机解决开关触点易烧蚀问题；5. 单片机控制各功能的内部程序；6. 后视镜的附加诸功能的控制线路及控制开关的设计。三、技术路线（研究方法）查找赛马轿车及其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四、进度安排（1）第1周( 3月1日3月7日)：查阅参考资料，收集相关技术资料，确定电动后视镜的运动关系，完成相应设计任务。（2）第2周( 3月8日3月14日)：结合任务书制定设计方案，撰写开题报告。（3）第3周(3月15日3月21日)：查找相关设计资料或手册，实现后视镜电机控制运动功能（上下、左右、收缩）的设计。（4）第4周( 3月22日3月28日)：优化后视镜控制电路，完成后视镜各项运动功能控制，设计控制开关及定位。（5）第5周(3月29日4月4日)：绘制图纸，设计后视镜镜面，实现广角及加热除污控制。（6）第6周(4月5日4月11日)：优化电路，完成控制设计。（7）第7周(4月12日4月18日)：绘制后视镜装配图及零件图纸，撰写说明书。（8）第8周(4月19日4月25日)：接受中期检查。（9）第9周(4月26日5月2日)：对中期检查的不足之处进行修改。（10）第10周(5月3日5月9日)：对设计草图进行修改，绘制装配图，进行相关校核（11）第11周(5月10日5月16日)：完成设计图纸及说明书初稿。（12）第12周( 5月17日5月23日)：完善设计图纸及说明书。（13）第13周( 5月24日5月30日)：说明书及图纸送审，根据审阅老师意见进行修改。（14）第14周( 5月31日6月6日)：预答辩。（15）第15周( 6月7日6月13日)：修改预答辩中发现的问题准备答辩。（16）第16周( 6月14日6月20日)：修改预答辩中发现的问题准备答辩。（17）第17周( 6月21日6月27日)：答辩。五、参考文献1. 孙仁云付百学.汽车电器与电子技术.机械工业出版社，2006.2. 王天曦.电子技术工艺基础.清华大学出版社，2001.黄继昌等.电子元器件应用手册S.北京：人民邮电出版社S2004.7.3. 蔡兴旺.汽车构造原理M.北京：机械工业出版社，2004.4. 哈飞汽车维修手册S5. 任智程，李卫铃.高级电工实用电路500例M.北京：机械工业出版社，2005.1.6. 日铃木雅臣着，周南生译，张文敏校.晶体管电路设计M.北京：科学出版社，2004.9.7. Electric Vehicle Application Handbook For Genesis Sealed-lead Batteries4t Edition，January 1998 Hawker Energy Products Inc Publication IBD BR 001，125-127.8. Infineon Technologies AG.XC164 System Units 16-Bit Single-Chip Microcontroller.9. 黄继昌等.电子元器件应用手册S.人民邮电出版社.2005.3.10. 冯爱新主编.塑料成型技术M.化学出版社，2006.7.11. 王文广，田雁晨，吕通建主编.塑料材料的选用M.化学工业出版社，2007.3.12. 鲍宇，徐本财. 轿车智能电动后视镜开关及控制线路优化设计黑龙江交通科技.2008.11期.13. 2011-2015年中国轿车电动后视镜行业当前现状及未来趋势发展预测报告.2010.7.六、备注指导教师意见：签字：年月日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07-11班学生姓名：闫涵指导教师：鲍宇职称：高级实验师黑龙江工程学院二一一年月The Graduation Design for Bachelors DegreeThe Optimization Design of Saima Intelligent Electric Rear-view Mirror Control Switch and CircuitCandidate: Yan HanSpecialty: Vehicle EngineeringClass: B07-11Supervisor: Senior Laboratory. Bao YuHeilongjiang Institute of Technology2011-06Harbin黑龙江工程学院本科生毕业设计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。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 motorist. 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 rear-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 application 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 realizations 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 a wonderful interchangeability.Key words： Electric Rear-view Mirrors； Single-Chip Microcomputer；Control Circuits；Delect Current Motor；The Optimization DesignII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62.4 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 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。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，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，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。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P1.0 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100.3100.12.2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产品进入家庭，32位单片机应用得到了长足发展。3、单片机使用寿命长；这里所说的长寿，一方面指用单片机开发的展品可以稳定可靠地工作10年、20年，另一方面是指与微处理器相比的长寿命。伴随着半导体技术的飞速发展，MPU更新换代的速度越来越快，以386、486、586为代表的MPU，很短的时间内就被淘汰出局。而传统的单片机如68HC05、8051等年龄已有15岁，产量仍是上升的，这一方面是由于其对相应应用领域的适应性；另一方面是由于以该类CPU为核心，集成以更多I/O功能的不断丰富，有着相当长生存周期。新的CPU类型的加盟，使单片机队伍不断壮大，给用户带来更多的选择余地4.2单片机选择89C52是INTEL公司MCS-51系列单片机中基本的产品，它采用INTEL公司可靠的CHMOS工艺技术制造的高性能8位单片机，属于标准的MCS-51的HCMOS产品。它结合了HMOS的高速和高密度技术及CHMOS的低功耗特征，它基于标准的MCS-51单片机体系结构和指令系统，属于80C51增强型单片机版本，集成了时钟输出和向上或向下计数器等更多的功能，适合于类似马达控制等应用场合。80C52内置8位中央处理单元、256字节内部数据存储器RAM、8k片内程序存储器（ROM）32个双向输入/输出(I/O)口、3个16位定时/计数器和5个两级中断结构，一个全双工串行通信口，片内时钟振荡电路。此外，89C52还可工作于低功耗模式，可通过两种软件选择空闲和掉电模式。在空闲模式下冻结CPU而RAM定时器、串行口和中断系统维持其功能。掉电模式下，保存RAM数据，时钟振荡停止，同时停止芯片内其它功能。89C52有PDIP(40pin)和PLCC(44pin)两种封装形式。89C单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案11。因此,采用89C52单片机作为驱动器来控制电动后视镜电动机运动。4.3控制程序流程图的编写下图为本设计的控制程序流程图，通过对左右后视镜选择开关信号和上下左右调节信号的选择进行判断，通过对各输出引脚输出不同的信号，控制优化线路中三极管的导通与关闭，从而控制电动机正反转。其控制程序见附录12。当有键按下，则判断P1.7是否为高电平，若是，再依次判断P0.0、P0.1、P0.2、P0.3、P0.4、P0.5、P0.6是否为高电平，依次对应左后视镜上转、左后视镜下转、左后视镜左转、左后视镜右转、左后视镜加热除污、折回、展开；若P1.7为低电平，是则依次判断P2.0、P2.1、P2.2、P2.3、P2.4、P2.5、P2.6是否为高电平，依次对应右后视镜上转、右后视镜下转、右后视镜左转、右后视镜右转、右后视镜加热除污、折回、展开 13。4.4本章小结本章首先介绍了单片机的应用领域及在汽车上的应用，又对所选用的89C52单片机进行了介绍，对程序的流程图进行了编写，然后通过流程图编写出了基于C语言的适用于本次设计的控制程序，达到了对各项功能的控制要求，完成了本次设计的核心内容。第5章赛马轿车后视镜开关设计5.1设计原则1、便于安装，并且安装可靠，不能出现安装不稳、松动等现象；2、由于驾驶员要随时对后视镜进行调节，因此要求其控制方便； 3、按键大小适当，按键力度不宜过大或过小；4、要求外型美观与原车色调一致。5.2 安装位置确定由于此次设计是对原有控制开关进行改进，因此要求后视镜控制开关的安装位置必须恰当，保证驾驶员随时可以对后视镜位置进行调控。图5.1为赛马轿车驾驶室控制面板，由于控制原件的位置相对集中，因此，后视镜开关的的安装比较困难，图5.2和图5.3为两个可以参考的位置。但由于图5.3中控制器件较多，位置较密，不易安装其它零部件，因此，还考虑安装在原有后视镜开关位置，如图5.2。图5.1赛马轿车驾驶室控制面板图5.2赛马轿车原有后视镜开关安装位置5.3赛马轿车主控制面板5.3原车控制开关实际尺寸测量对于替换原车控制开关，首先，我们要对原车型后视镜开关的外形尺寸进行测量，以便确定所设计开关的安装尺寸。这样才能保证所设计的开关能够稳定可靠的安装在车内。图5.4赛马轿车电动后视镜开关结构图如图5.4所为赛马轿车电动后视镜零件图，图中标出了其主要外形尺寸及安装。可以得到更准确的数据，首先对个尺寸进行了多组测量，并求出了其平均值。主要测量资料见表5.1。表5.1 原有尺寸测量数据测量一测量二测量三平均值a/毫米48.01247.98848.02448.008b/毫米4.0324.1064.1024.060c/毫米7.2117.1027.0827.132d/毫米2.1082.2202.2122.147e/毫米17.51217.82017.42017.584f/毫米11.51211.61011.43411.519A/度155.3155.1155.5155.3B/度124.1124.3124.2124.2C/度133.1133.2133.4133.2经过实际测量，将所设计开关的上盖的安装尺寸设计与原有开关安装尺寸相同，主要就不用改变原车安装位置及安装尺寸。由于开关采用塑料件铸造，因此，可将上述尺寸圆整，得到表3.4所示安装尺寸。表5.2 最终确定尺寸 (单位：mm)abcdefABC尺寸4847218121551241335.4外观及按键设计5.4.1开关外型设计根据上述得到的后视镜开关安装尺寸，设计后视镜开关上盖。如图5.5所示，对于左右后视镜选择开关，选用普通三位带恢复的机械开关即可，由于价格比较便宜，可以在市场上购买，然后安装到1所示位置。2所示为后视镜安装时的锁紧装置，其形状大小和原车开关一样，因此可以很好的装到原来的位置。塑料的成型加工过程即塑料制品的生产过程，是一个非常关键而又复杂的过程。在此过程中，必须根据各种材料的固有性质，利用加热、加压、溶胀或溶解等一切可以实施的办法加工。因此，外型是设计十分重要14。1左右后视镜选择开关安装槽 2锁紧装置图5.5 后视镜开关上盖如图5.6为所设计的开关底座。将电路板直接安装在壳底，用四个螺钉紧固，然后整个底座通过卡扣与上盖相连。导线通过开关底座底部的导线孔引出，与后视镜电动机、蓄电池相连接15 。1导线孔 2卡扣图5.6 开关底座5.4.2 按键设计由于按键只是起到对点偏激程序进行控制，所以，为了美观，采用膜式触摸开关，这样只需将控制按键贴在开关上盖即可。5.4.3 外观确定为了美观并且和原车内饰色调一致，所设计的开关外观颜色将设计不同颜色。但由于外壳生活贴有控制按键，座椅只需设计多种膜式按键颜色即可。5.5本章小结本章首先列出了对开关外型设计的要求，通过实际考察分析，将开关安装在原有电动后视镜开关位置。以便于更换安装。对与开关的颜色，根据实际赛马轿车内饰颜色，给予了多种选择尽量保持了开关外形的美观，并与原车控制面板的颜色保持一致，以确保整体视觉效果。结论本次设计主要针对电动后视镜的控制线路及控制开关进行改进，通过降低流过控制开关的电流来改善普通触点开关容易烧蚀的问题。由于要对四个电动机分别进行正反转控制，就要有大量的导线，因此，简化线束对于改进后开关的安装十分有利。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，完成了如下工作：（1）单片机知识储备；（2）通过实际拆装，了解了电动后视镜工作原理；（3）拟出多种设计方案，并对设计方案进行比较、分析，确定出最终方案。设计电路，选择电子元器件并进行实验分析。确定出最终控制电路；（4）按照设计方案工作原理进行单片机编程；（5）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，并结合所测数据进行开关外形设计，并绘制工程图；（6）利用Protel软件进行电路版设计；（7）利用CAD软件绘制了装配图和零件图；本文虽然介绍了赛马轿车智能电动后视镜控制线路及开关的设计过程，但由于知识水平和时间的限制，本设计许多过程介绍的过于简单。另外，本设计对所有电子元器件型号的选择均采用先理论分析后试验的方法，最终型号以试验结果为准。参考文献1黄继昌等.电子元器件应用手册S.北京：人民邮电出版社S，2004.7.2徐向阳.汽车电器与电子技术M.北京：机械工业出版社M，1999.3蔡兴旺.汽车构造原理M.北京：机械工业出版社，2004.4哈飞汽车维修手册S5任智程，李卫铃.高级电工实用电路500例M.北京：机械工业出版社，2005.1.6王秀芳.基于单片机MC68HC908的电动座椅后视镜J.电子工

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