汽车后视镜的系统设计
汽车后视镜的系统设计[20200106202246]
随着汽车技术的发展，许多电子设备应用到汽车上，以提高行车的方便性，舒适性和安全性。汽车后视镜是汽车行驶安全的主要部件，良好的视野能保证驾驶员行车的安全性。但是汽车后视镜仅使用手动或电动调整往往不能达到预期的效果，还需在此基础上增加位置存储和恢复功能，来提高驾驶员操作的方便性。本文研发了一种汽车电子控制系统，该系统能调节后视镜上下，左右转动，并能在调整后记忆存储位置信息，并且在需要时调用位置信息。本文在设计时分析了记忆存储式后视镜的工作原理，详细说明了该控制器的ECU选择和使用，硬件电路及软件程序的设计，并设计了相应的系统。 *查看完整论文请+Q: 351916072
关键字:汽车电子控制系统,记忆存储,硬件电路,软件程序
目录
1 绪论.1
1.1 国内外汽车后视镜的发展与研究现状.1
1.2 课题研究的意义与主要内容.1
2 记忆存储式后视镜的工作原理.2
2.1 汽车电子控制系统.2
2.2 记忆存储式控制器的功能及工作原理.6
3 汽车电子控制单元（ECU）的选择与使用...........................................................8
3.1 ECU的选择指标与原则..8
3.2 ECU主要特征..8
3.3 ECU引脚功能说明..9
4 硬件电路总体设计11
4.1 硬件电路的概述11
4.2 记忆存储电路13
4.3 后视镜调节电路及电机驱动电路14
4.4 键盘输入电路15
5 软件程序流程总体设计16
5.1 编程语言介绍16
5.2 软件程序流程简述16
5.3 主程序设计17
5.4 电机控制程序设计18
结论23
致谢24
参考文献25
1 绪论
1.1 国内外汽车后视镜的发展与研究现状
国内外后视镜的发展过程分为三个阶段。
1）无调整或简单调整阶段。最早的后视镜是固定的，后来发展成为由驾驶员进行手动调整，往往会出现调整不到位的情况。而后发展成为拉索调整，即驾驶员能通过车内的拉索控制后视镜的旋转以调整后视镜的角度。但是由于拉索的长度问题，给驾驶员的操作带来不便以导致这种拉索调整方法未得到推广。
2）电动调整阶段。电动调整的后视镜一般配备在中高档的轿车上。驾驶员可以通过车内的控制按钮调整后视镜的角度。这些电动后视镜的控制原理基本是相同的，都是通过开关、驱动器、电源等组成回路，由驱动器驱动后视镜内的调整装置工作以调整后视镜的角度。国内外的电动后视镜研究技术已经较为成熟，并且成为一般轿车上的标准配置。
3）记忆存储式调整阶段。电动调整后视镜存在局限性，因为一部轿车不仅仅只有一个驾驶员，而新的驾驶员往往需要重新调整后视镜的位置，这给驾驶员的操作带来不便性。国外一些汽车公司已经研发了一种记忆存储式后视镜，它能根据记忆驾驶员调整的后视镜位置，在使用时只要调取位置信息即可得到良好的后视镜角度。国外的一些高档轿车已经开始配备这种后视镜。
国内这种记忆存储式后视镜并没有得到广泛的使用，只有在进口高档的轿车上才会配备，因为这种后视镜的成本较高。国内基本没有对这种记忆存储式后视镜进行研究，使用该种后视镜的车型基本都是合资企业的车型或进口车型。
国外对于记忆存储式后视镜的研究开发始于80年代末，一些汽车公司开发了记忆存储式的后视镜控制系统，并装配在一些高端车型上。但还是因为成本问题，国外对其研究的结果基本上都是以专利的形式出现的。
1.2 课题研究意义与主要内容
电动后视镜一般在中高档的汽车上配备。驾驶员能通过电动调节后视镜的位置来获得良好的后视镜视野。但一般的家用车往往不止一个驾驶员，新的驾驶员驾驶汽车需要重新调整后视镜的位置。所以，仅仅使用电动调整后视镜是不能达到要求的，还需要在电动的基础上增加位置存储和恢复功能。位置存储和恢复功能使得驾驶员能够方便的设定、存储和调用位置信息，以使驾驶员操作更为简便。良好的后视镜视野在客观上能保证驾驶员获得良好的视野以提高汽车的行车中的安全性能，舒适的座椅位置和角度在配合驾驶员获得良好的后视镜视野的同时也能对驾驶员的身体健康进行适当的保护。带记忆存储功能的后视镜和座椅能够改善现在后视镜和座椅使用不便的现状，从操作的简便性上极大的提高了汽车后视镜和座椅的可用性。就国内的后视镜和座椅的发展现状和国内市场将来的需求而言，将来轿车普遍需要配备记忆存储式后视镜和座椅。
为了提高后视镜的可用性，本设计研发了一种可以实现记忆存储和调用后视镜位置的控制器。该类控制器在国外的一些高档车型上已经有了一些使用。但是在国内由于成本问题和重视程度不够，除了一些进口的高端车型，记忆存储式后视镜和座椅控制器还没有得到应用。本文所研究开发的记忆存储式后视镜和座椅控制器能有效的调整后视镜和座椅的位置，并能记忆存储位置信息以便需要的时候调用。能够保证驾驶员能获得良好的后视镜视野以保证行车安全，也能保证驾驶员的驾驶姿势以保证驾驶员的身体健康。汽车电子技术在我国发展迅速，提高驾驶员驾驶方便性、舒适性，提高汽车可用性的汽车电子技术有相当大的应用前景。
该控制器的设计主要包括两个部分的设计，分别是硬件设计和软件设计。该控制器是针对轿车的外后视镜和驾驶员座椅设计的。本设计的记忆存储式控制器通过集中的控制系统，可以完成座椅的前后滑动、后视镜的上下和左右方向的角度调整、座位面前升降、座位椅面后升降和椅背角度调整。驾驶员可以根据个人自身特点和驾驶习惯来调整后视镜和座椅的位置，然后进行记忆存储，在位置改变后，驾驶员可以使用恢复功能进行方便的位置复原。
2 记忆存储式后视镜的工作原理
2.1 汽车电子控制系统
1汽车电子控制系统概述
汽车电子控制系统包括硬件和软件两部分，是以单片机为中心组成的计算机控制系统，它是由电子控制单元（ECU）、传感器和执行器组合而成。汽车电子控制系统的作用是提高汽车的整体性能，包括动力性、安全性、经济性、舒适性、操作性等。汽车电子控制系统结构如图1所示。
图1 汽车电子控制系统结构
上图显示了汽车电子控制系统的组成及工作流程。传感器检测得到信号后传递至ECU进行处理，然后ECU发出执行命令给执行器，执行器获得命令对被控制的对象后执行相应的操作，操作完成后被控对象将其状态反馈给传感器。这就是一个典型的汽车电子控制系统的工作循环。
2 ECU
汽车电子控制单元（ECU）是以单片机为核心所组成的电子控制装置，具有强大的数学运算，逻辑判断、数据处理与数据管理等功能。
ECU是汽车电子控制系统的核心部件，其主要作用是分析处理传感器采集到的各种信息，通过预先编制的控制程序来对信号做出响应，并发出各种控制指令，指挥执行机构工作。ECU是以CPU为核心，由输入输出缓冲元件和程序及数据存储元件等构成的。ECU主要是由硬件、软件、壳体和线束插座四部分组成。ECU的软件主要包括监控程序和应用程序两部分；硬件作为实体，为各种电子控制系统正常工作提供基础条件。ECU的硬件中的核心是硬件电路。硬件电路基本都是由输入回路、输出回路和单片微型计算机三部分组成。其组成框图如下图2。
图2 ECU组成框图
上图2所示为ECU组成框图。在一块大规模集成电路芯片上集成了中央处理器（CPU）、存储器（ROM/RAM/EPROM/EEPROM）、I/O接口电路、定时器、计数器、串行、并行通信接口、A/D和D/A器件等微型计算机的各个功能部件，从而构成了一个微型计算机。
随着汽车技术的发展，许多电子设备应用到汽车上，以提高行车的方便性，舒适性和安全性。汽车后视镜是汽车行驶安全的主要部件，良好的视野能保证驾驶员行车的安全性。但是汽车后视镜仅使用手动或电动调整往往不能达到预期的效果，还需在此基础上增加位置存储和恢复功能，来提高驾驶员操作的方便性。本文研发了一种汽车电子控制系统，该系统能调节后视镜上下，左右转动，并能在调整后记忆存储位置信息，并且在需要时调用位置信息。本文在设计时分析了记忆存储式后视镜的工作原理，详细说明了该控制器的ECU选择和使用，硬件电路及软件程序的设计，并设计了相应的系统。 *查看完整论文请+Q: 351916072
关键字:汽车电子控制系统,记忆存储,硬件电路,软件程序
目录
1 绪论.1
1.1 国内外汽车后视镜的发展与研究现状.1
1.2 课题研究的意义与主要内容.1
2 记忆存储式后视镜的工作原理.2
2.1 汽车电子控制系统.2
2.2 记忆存储式控制器的功能及工作原理.6
3 汽车电子控制单元（ECU）的选择与使用...........................................................8
3.1 ECU的选择指标与原则..8
3.2 ECU主要特征..8
3.3 ECU引脚功能说明..9
4 硬件电路总体设计11
4.1 硬件电路的概述11
4.2 记忆存储电路13
4.3 后视镜调节电路及电机驱动电路14
4.4 键盘输入电路15
5 软件程序流程总体设计16
5.1 编程语言介绍16
5.2 软件程序流程简述16
5.3 主程序设计17
5.4 电机控制程序设计18
结论23
致谢24
参考文献25
1 绪论
1.1 国内外汽车后视镜的发展与研究现状
国内外后视镜的发展过程分为三个阶段。
1）无调整或简单调整阶段。最早的后视镜是固定的，后来发展成为由驾驶员进行手动调整，往往会出现调整不到位的情况。而后发展成为拉索调整，即驾驶员能通过车内的拉索控制后视镜的旋转以调整后视镜的角度。但是由于拉索的长度问题，给驾驶员的操作带来不便以导致这种拉索调整方法未得到推广。
2）电动调整阶段。电动调整的后视镜一般配备在中高档的轿车上。驾驶员可以通过车内的控制按钮调整后视镜的角度。这些电动后视镜的控制原理基本是相同的，都是通过开关、驱动器、电源等组成回路，由驱动器驱动后视镜内的调整装置工作以调整后视镜的角度。国内外的电动后视镜研究技术已经较为成熟，并且成为一般轿车上的标准配置。
3）记忆存储式调整阶段。电动调整后视镜存在局限性，因为一部轿车不仅仅只有一个驾驶员，而新的驾驶员往往需要重新调整后视镜的位置，这给驾驶员的操作带来不便性。国外一些汽车公司已经研发了一种记忆存储式后视镜，它能根据记忆驾驶员调整的后视镜位置，在使用时只要调取位置信息即可得到良好的后视镜角度。国外的一些高档轿车已经开始配备这种后视镜。
国内这种记忆存储式后视镜并没有得到广泛的使用，只有在进口高档的轿车上才会配备，因为这种后视镜的成本较高。国内基本没有对这种记忆存储式后视镜进行研究，使用该种后视镜的车型基本都是合资企业的车型或进口车型。
国外对于记忆存储式后视镜的研究开发始于80年代末，一些汽车公司开发了记忆存储式的后视镜控制系统，并装配在一些高端车型上。但还是因为成本问题，国外对其研究的结果基本上都是以专利的形式出现的。
1.2 课题研究意义与主要内容
电动后视镜一般在中高档的汽车上配备。驾驶员能通过电动调节后视镜的位置来获得良好的后视镜视野。但一般的家用车往往不止一个驾驶员，新的驾驶员驾驶汽车需要重新调整后视镜的位置。所以，仅仅使用电动调整后视镜是不能达到要求的，还需要在电动的基础上增加位置存储和恢复功能。位置存储和恢复功能使得驾驶员能够方便的设定、存储和调用位置信息，以使驾驶员操作更为简便。良好的后视镜视野在客观上能保证驾驶员获得良好的视野以提高汽车的行车中的安全性能，舒适的座椅位置和角度在配合驾驶员获得良好的后视镜视野的同时也能对驾驶员的身体健康进行适当的保护。带记忆存储功能的后视镜和座椅能够改善现在后视镜和座椅使用不便的现状，从操作的简便性上极大的提高了汽车后视镜和座椅的可用性。就国内的后视镜和座椅的发展现状和国内市场将来的需求而言，将来轿车普遍需要配备记忆存储式后视镜和座椅。
为了提高后视镜的可用性，本设计研发了一种可以实现记忆存储和调用后视镜位置的控制器。该类控制器在国外的一些高档车型上已经有了一些使用。但是在国内由于成本问题和重视程度不够，除了一些进口的高端车型，记忆存储式后视镜和座椅控制器还没有得到应用。本文所研究开发的记忆存储式后视镜和座椅控制器能有效的调整后视镜和座椅的位置，并能记忆存储位置信息以便需要的时候调用。能够保证驾驶员能获得良好的后视镜视野以保证行车安全，也能保证驾驶员的驾驶姿势以保证驾驶员的身体健康。汽车电子技术在我国发展迅速，提高驾驶员驾驶方便性、舒适性，提高汽车可用性的汽车电子技术有相当大的应用前景。
该控制器的设计主要包括两个部分的设计，分别是硬件设计和软件设计。该控制器是针对轿车的外后视镜和驾驶员座椅设计的。本设计的记忆存储式控制器通过集中的控制系统，可以完成座椅的前后滑动、后视镜的上下和左右方向的角度调整、座位面前升降、座位椅面后升降和椅背角度调整。驾驶员可以根据个人自身特点和驾驶习惯来调整后视镜和座椅的位置，然后进行记忆存储，在位置改变后，驾驶员可以使用恢复功能进行方便的位置复原。
2 记忆存储式后视镜的工作原理
2.1 汽车电子控制系统
1汽车电子控制系统概述
汽车电子控制系统包括硬件和软件两部分，是以单片机为中心组成的计算机控制系统，它是由电子控制单元（ECU）、传感器和执行器组合而成。汽车电子控制系统的作用是提高汽车的整体性能，包括动力性、安全性、经济性、舒适性、操作性等。汽车电子控制系统结构如图1所示。
图1 汽车电子控制系统结构
上图显示了汽车电子控制系统的组成及工作流程。传感器检测得到信号后传递至ECU进行处理，然后ECU发出执行命令给执行器，执行器获得命令对被控制的对象后执行相应的操作，操作完成后被控对象将其状态反馈给传感器。这就是一个典型的汽车电子控制系统的工作循环。
2 ECU
汽车电子控制单元（ECU）是以单片机为核心所组成的电子控制装置，具有强大的数学运算，逻辑判断、数据处理与数据管理等功能。
ECU是汽车电子控制系统的核心部件，其主要作用是分析处理传感器采集到的各种信息，通过预先编制的控制程序来对信号做出响应，并发出各种控制指令，指挥执行机构工作。ECU是以CPU为核心，由输入输出缓冲元件和程序及数据存储元件等构成的。ECU主要是由硬件、软件、壳体和线束插座四部分组成。ECU的软件主要包括监控程序和应用程序两部分；硬件作为实体，为各种电子控制系统正常工作提供基础条件。ECU的硬件中的核心是硬件电路。硬件电路基本都是由输入回路、输出回路和单片微型计算机三部分组成。其组成框图如下图2。
图2 ECU组成框图
上图2所示为ECU组成框图。在一块大规模集成电路芯片上集成了中央处理器（CPU）、存储器（ROM/RAM/EPROM/EEPROM）、I/O接口电路、定时器、计数器、串行、并行通信接口、A/D和D/A器件等微型计算机的各个功能部件，从而构成了一个微型计算机。
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