基于stc89c51的智能雨刮器设计(附件)【字数：8563】
摘 要本课题对市面上大量的智能雨刮器关联产品展开了多方位的调查与研究，通过对设计资料的归纳和总结后可以知道实现智能雨刮器系统的方案分成多个类型，这其中性价比参数最佳的当属选用STC89C51单片机作为主控，性能指标较高的智能雨刮器控制系统，能够对雨滴或水滴进行实时高灵敏度检测并根据雨水大小自动调节刮水器速度的智能刮水器系统，与此同时系统还能够手动切换刮水器的快、中和慢三种刮水速度。本课题这种型号的智能雨刮器控制系统划分成软件和硬件两个部分，软件系统以编程代码为主导，实现了对STC89C51单片机的操控，分成主程序、显示屏驱动子程序、步进电机控制子程序、ULN2003功放子程序和雨水采集子程序等部分，实现了对各功能电路的操控。在整个测量过程中这个系统能够正常工作，完美响应各项指令，经过了多次优化和改进，最终表现出了非常高的工作性能，完全符合初期设计需求。
目录
一、 引言 1
（一） 智能雨刮器的发展背景 1
（二） 智能雨刮器的国内外发展现状 1
（三） 本文主要研究内容 2
二、 方案设计及元器件选择 3
（一） 智能雨刮器的方案设计 3
（二） STC89C51单片机简介 3
（三） LCD1602显示器简介 4
（四） 步进电机简介 4
（五） 步进电机驱动器简介 5
（六） 雨水传感器简介 5
三、 系统硬件设计 7
（一） 最小系统电路设计 7
（二） 参数显示电路设计 8
（三） 步进电机驱动电路设计 8
（四） 雨水检测电路设计 9
四、 系统软件设计 10
（一） 智能雨刮器的主程序流程设计 10
（二） 参数显示子程序流程设计 11
（三） 步进电机控制子程序设计 12
（四） 雨水传感器子程序设计 13
总结 15
参考文献 16
致 谢 17
附录一 原理图 18
附录二 PCB图 19
附录三 元件列表 20
附录四 程序 21
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引言
智能雨刮器的发展背景
通过对大量的相关资料进行查阅之后能够明显看出，智能雨刮器的核心关键技术主要以它的内部的主控芯片决定，具有知识储备的研究者可以通过灵活的程序代码指令来对主控芯片进行驱动，使得主控器件里面各类功能的外围模块得以工作，井然有序的进行各种数据的处理，从而能够将智能雨刮器的各项功能得以执行，之所以说主控器件是决定智能雨刮器性能的根本因素，是由于强大的主控芯片首先在处理数据时具有更高的速度和数据吞吐率，另外其命令响应时间非常短，几乎大部分全是单周期指令，与此同时高性能芯片内部集成的外围模块功能相当丰富，无需用户在开发智能雨刮器时进行额外的硬件驱动电路构建，这样不单单提升了系统的稳定性，亦减少了硬件电路系统的开发成本。本课题设计的该款单片机控制系统实现的功能较多，它主要是以STC89C51单片机来作为内部的主控核心，目前市面上的智能雨刮器内部核心部分分为八位、十六位和三十二位三种，其中以STM32等中高端微型控制器作为关键的产品价格比较高，这是由于相关研发企业领先具备了关键技术，这一些重点技术在智能雨刮器中得到体现后，使它可以适合使用者更高的使用需求和使用感受，而这些重点技术还没有在绝大多数研发公司中得到普及，本课题的一个重要意义即是为了尽可能的将智能雨刮器的性能进行提升，以此差不多能够减小目前市面上关联产品的研发成本。伴随着智能雨刮器系统的不断前进，使用者在使用过程中越来越不能满足于产品现状，对系统的性能和精度，通过对丰富资料的设计和总结可以看出，传感器设计技术在智能雨刮器控制系统的发展历史中担任着十分重要的角色，我们经常说的智能传感器就是一种能够将系统外部非电量信号转换为电量信号的关键元器件，智能雨刮器系统对传感器的主要考验目标则是采集精度，也就是说智能雨刮器的工作性能和精度在很大程度上受传感器件的制约，在过去几十年间，当传感器设计技术尚且不是十分发达时，智能雨刮器的功效受传感模块最大性能的限制，总是得不到提升，所以智能雨刮器的发展速度比较慢，而如今随着传感器的采集精度、外形大小以及成本等功能不断被完善，智能雨刮器的发展速度正在不断提升。
智能雨刮器的国内外发展现状
在当今市场上国际上的智能雨刮器都具有各自不同的用户群体，纵观当前的国内外的产品发展现状，虽然海外某些研发机构对智能雨刮器的研发起步较早，而国内对于这类系统的研发时间较短，然而近几年国内多个研发机构对此引起重视与此同时用户的强烈需求，因此智能雨刮器在最近几年间得到了大幅度的进步。对于智能雨刮器的现状来说，需要从国内和国外两个方向来对这种控制系统进行调研，通过对当前市场上经常使用的几种智能雨刮器进行文献的大量查阅后可以总结出，中高端级别的智能雨刮器正在不断的抢占更多的市场份额，同过去更具竞争力的低端智能雨刮器来说，由于中高端产品的研发成本正在不断降低，所以在价格上，低端产品越来越没有优势，与此同时随着技术水平的不断提升，用户已愈来愈不能满足于低端产品的功能匮乏。
本文主要研究内容
本部分将确立各项设计内容，考虑到每一项指标功能以及需要实现的性能，选用了宏晶公司设计的STC89C51单片机来作为主控，通过对液晶屏显示电路、步进电机拖动电路、ULN2003步进电机驱动电路和雨水检测电路的操控，实现这种类型的智能雨刮器控制系统的各项功能，为了可以便于设计过程的进行，制订了下列各项设计内容：
1、能够以较高显示效果将智能雨刮器系统中采集到的数据显示给用户，实现课题预期指标中的显示指标；
2、配置小型四相步进电机驱动电路，将其与ULN2003功率驱动芯片进行连接，实现步进电机多种方式的运行转动；
3、配置ULN2003芯片硬件驱动电路，通过该电路能够实现对电机驱动脉冲的功率增益，使得脉冲信号能够强有力的驱动电机进行转动；
4、设计雨水检测电路，通过STC89C51单片机与雨水传感器的连接，能够实现对雨水采集结果的准确检测；
目录
一、 引言 1
（一） 智能雨刮器的发展背景 1
（二） 智能雨刮器的国内外发展现状 1
（三） 本文主要研究内容 2
二、 方案设计及元器件选择 3
（一） 智能雨刮器的方案设计 3
（二） STC89C51单片机简介 3
（三） LCD1602显示器简介 4
（四） 步进电机简介 4
（五） 步进电机驱动器简介 5
（六） 雨水传感器简介 5
三、 系统硬件设计 7
（一） 最小系统电路设计 7
（二） 参数显示电路设计 8
（三） 步进电机驱动电路设计 8
（四） 雨水检测电路设计 9
四、 系统软件设计 10
（一） 智能雨刮器的主程序流程设计 10
（二） 参数显示子程序流程设计 11
（三） 步进电机控制子程序设计 12
（四） 雨水传感器子程序设计 13
总结 15
参考文献 16
致 谢 17
附录一 原理图 18
附录二 PCB图 19
附录三 元件列表 20
附录四 程序 21
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引言
智能雨刮器的发展背景
通过对大量的相关资料进行查阅之后能够明显看出，智能雨刮器的核心关键技术主要以它的内部的主控芯片决定，具有知识储备的研究者可以通过灵活的程序代码指令来对主控芯片进行驱动，使得主控器件里面各类功能的外围模块得以工作，井然有序的进行各种数据的处理，从而能够将智能雨刮器的各项功能得以执行，之所以说主控器件是决定智能雨刮器性能的根本因素，是由于强大的主控芯片首先在处理数据时具有更高的速度和数据吞吐率，另外其命令响应时间非常短，几乎大部分全是单周期指令，与此同时高性能芯片内部集成的外围模块功能相当丰富，无需用户在开发智能雨刮器时进行额外的硬件驱动电路构建，这样不单单提升了系统的稳定性，亦减少了硬件电路系统的开发成本。本课题设计的该款单片机控制系统实现的功能较多，它主要是以STC89C51单片机来作为内部的主控核心，目前市面上的智能雨刮器内部核心部分分为八位、十六位和三十二位三种，其中以STM32等中高端微型控制器作为关键的产品价格比较高，这是由于相关研发企业领先具备了关键技术，这一些重点技术在智能雨刮器中得到体现后，使它可以适合使用者更高的使用需求和使用感受，而这些重点技术还没有在绝大多数研发公司中得到普及，本课题的一个重要意义即是为了尽可能的将智能雨刮器的性能进行提升，以此差不多能够减小目前市面上关联产品的研发成本。伴随着智能雨刮器系统的不断前进，使用者在使用过程中越来越不能满足于产品现状，对系统的性能和精度，通过对丰富资料的设计和总结可以看出，传感器设计技术在智能雨刮器控制系统的发展历史中担任着十分重要的角色，我们经常说的智能传感器就是一种能够将系统外部非电量信号转换为电量信号的关键元器件，智能雨刮器系统对传感器的主要考验目标则是采集精度，也就是说智能雨刮器的工作性能和精度在很大程度上受传感器件的制约，在过去几十年间，当传感器设计技术尚且不是十分发达时，智能雨刮器的功效受传感模块最大性能的限制，总是得不到提升，所以智能雨刮器的发展速度比较慢，而如今随着传感器的采集精度、外形大小以及成本等功能不断被完善，智能雨刮器的发展速度正在不断提升。
智能雨刮器的国内外发展现状
在当今市场上国际上的智能雨刮器都具有各自不同的用户群体，纵观当前的国内外的产品发展现状，虽然海外某些研发机构对智能雨刮器的研发起步较早，而国内对于这类系统的研发时间较短，然而近几年国内多个研发机构对此引起重视与此同时用户的强烈需求，因此智能雨刮器在最近几年间得到了大幅度的进步。对于智能雨刮器的现状来说，需要从国内和国外两个方向来对这种控制系统进行调研，通过对当前市场上经常使用的几种智能雨刮器进行文献的大量查阅后可以总结出，中高端级别的智能雨刮器正在不断的抢占更多的市场份额，同过去更具竞争力的低端智能雨刮器来说，由于中高端产品的研发成本正在不断降低，所以在价格上，低端产品越来越没有优势，与此同时随着技术水平的不断提升，用户已愈来愈不能满足于低端产品的功能匮乏。
本文主要研究内容
本部分将确立各项设计内容，考虑到每一项指标功能以及需要实现的性能，选用了宏晶公司设计的STC89C51单片机来作为主控，通过对液晶屏显示电路、步进电机拖动电路、ULN2003步进电机驱动电路和雨水检测电路的操控，实现这种类型的智能雨刮器控制系统的各项功能，为了可以便于设计过程的进行，制订了下列各项设计内容：
1、能够以较高显示效果将智能雨刮器系统中采集到的数据显示给用户，实现课题预期指标中的显示指标；
2、配置小型四相步进电机驱动电路，将其与ULN2003功率驱动芯片进行连接，实现步进电机多种方式的运行转动；
3、配置ULN2003芯片硬件驱动电路，通过该电路能够实现对电机驱动脉冲的功率增益，使得脉冲信号能够强有力的驱动电机进行转动；
4、设计雨水检测电路，通过STC89C51单片机与雨水传感器的连接，能够实现对雨水采集结果的准确检测；
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