汽车智能雨刮器控制系统设计
汽车工业是国民经济发展的支柱产业之一，现代汽车正从一种单纯的交通工具朝着满足人们需求、安全、节能和环保的方向发展。智能雨刮器作为保障人们的安全行驶的附件具有广阔的发展前景。本次设计中的智能雨刮器系统以STC89C52单片机作为整个系统的控制核心，通过雨量传感器来检测环境中的雨量大小，利用霍尔开关来模拟汽车的速度，通过控制直流电机转动来带动雨刮器进行工作。实现了可以根据雨量大小，以及车速的快慢，自动调节雨刮器转速的智能雨刮器系统。关键词 智能雨刮器控制系统,STC89C52单片机,雨量传感器,霍尔开关
目 录
1 绪论 1
1.1 本课题研究的目的及意义 1
1.2 发展前景 2
1.3 汽车智能雨刮器系统设计思路 3
2 控制系统的硬件设计 5
2.1 中央处理器STC89C52 5
2.2 电机驱动芯片 7
2.3 复位电路 8
2.4 电源模块 9
2.5 液晶显示模块 9
2.6 时钟振荡模块 10
2.7 报警模块 11
2.8 车速模块 11
2.9 检测模块 12
3 系统软件设计 13
3.1 系统的主程序设计 13
3.2 A/D模块程序设计 14
3.3 显示模块软件设计 16
3.4 中断服务程序设计 18
3.5 检测模块程序设计 20
4 系统调试 21
4.1 PCB板制作 21
4.2 硬件系统调试 23
4.3 软硬件联合调试 26
4.4 调试过程 30
结 论 31
致 谢 32
参 考 文 献 33
附录一 34
附录二 35
附录三 36
1 绪论
汽车制造业是我国的重要经济来源之一，汽车发展到现在，已经不再只是一中工具，随着科技的发展，汽车也越来越智能化。现在的人也不再满足汽车的现有的功能，汽车的普及 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
导致汽车需要更多的新功能来满足人们的需要，汽车的智能化得到了越来越多人的关注。
雨刮器只是汽车上的一个小零件，但是它的作用却是不可忽视的，它能够在下雨时，保持驾驶员的视野清晰，从而保证人们雨天开车的安全。
1.1 本课题研究的目的及意义
随着社会的进步，人们收入的提高，汽车现在越来越普及，导致街道上的汽车增多，也就引发了交通拥堵，这其中大城市显得尤为严重，而且我国还经常下雨，这就使得汽车会经常在雨天行驶，在雨天行驶，会大大增加驾车的危险。虽然车子上大多都具有雨刮器，可以使我们的视线不受雨水的遮挡，但是这些雨刮器需要我们手动去操作，这就会导致我们分心，而在汽车行驶中，分心是很危险的[1]。
据有关调查发现，在下雨天发生的车祸中就有7%是因为分心操作雨刮器而出事的[2]，虽然雨刮器在整个汽车系统中属于一个小部件，但是它的作用却很大，它可以在下雨天保证我们的视野清晰，能够在雨天有限的提高驾驶的安全性。而这时候如果汽车装有不需要我们手动操作的智能雨刮器，我们就可以省去操作雨刮器所带来的麻烦，这样我们就可以在下雨天也能一心一意的关注路况而不分心，就可以减少下雨天因为操作雨刮器而引起的事故[3]。
1.1.1 国内外研究现状和发展趋势
雨量传感器是智能雨刮器中智能的体现，雨量传感器具有很多先进的地方，雨量传感器搭配我们自己设计的控制系统，在雨天可以自动的工作，清除玻璃上的水，时刻保持玻璃的干净，继而保持了我们的视线，提高了雨天行车的安全性，因此智能雨刮器的研发越来越受关注[4]。许多汽车制造厂都是基于雨量传感器来实现雨刮器的智能性，从而取代现有的雨刮器[5]。
1.1.2 国内研究现状
我国对智能雨刮器的研究相对于国外是远远不如的，起步可以说是比较晚，大众对于智能雨刮器的概念也不是很清楚，导致市场小，技术也不行，仅有一些小公司在做这方面的产品。即使现阶段智能雨刮器的发展在我国比较艰难，但是还是有不少科研人员在努力研究，发展，使得智能雨刮器能普及到每一辆车。
陶志文在2009年研究了一种雨量传感器，这是一种混合了模拟和数字电路的红外雨量传感器[6]。通过这次研究，他设计出依靠MCU工作的雨量传感器方案。在陶志文研发出方案的2年后，张朝祥等人也提出了一种以PID为控制中心的雨刮控制系统[7]，该系统的关键在于得到电压的变化量和差分量，以此为PID系统的工作状态；后来经过在车上的应用发现这个方案是可以实现的；我国企业现阶段生产的并且投入使用的是新型无骨智能雨刮器，这种智能雨刮器可以根据雨量的大小，自动开启雨刷并能够实时调整雨刷的速度以适应不同的雨量大小，并且与传统雨刮器相比具有更高的寿命，投入生产至今收到消费者的一致好评。
1.1.3 国外研究现状
雨量传感器在国外发展的比较好，有不少大型厂商生产。除此之外，也有许多研发人员再对雨量传感器进行更深层次的研究。1996年Cheok et al创新式的使用模糊控制作为智能雨刮器的控制中心，利用它来判断外界环境中得雨量，结合雨量传感器、M68HC11来实现电机的自动控制。2004年，Jarajreh等人，提出了一种使用模糊控制为控制中心，用等效电容电路来检测雨量的方法[9]，根据电容电路，遇到雨水，改变电容的特性，检测雨量。2009年，Anton Kummert等人，提出了一种能够运用在一般汽车上的智能雨刮系统[10]，在这篇文章中他创新了一种新的雨量传感器的用法，这种新的传感器要使用摄像头，通常安装在玻璃的下方，这样就可以检测到雨量的大小，然后根据雨量控制雨刮器，实现智能控制。2010年，Maresheim等人，提出了一种全电子式雨量计，它通过测量多普勒位移，来判断雨势，在这过程中，会使用到微波传感器，它与常规数据记录器连接很方便，但是很耗电，相对于缺点，它的优点也很突出，它不容易损坏，而且功能强大，当下大雨时，微波雨量计比翻斗雨量计能测得更详细的信息。这些智能雨刮器就是通过雨量传感器实现的，当下雨时，雨量传感器根据检查到的雨量，控制雨刷电机自动开启雨刮器，并根据雨量大小改变雨刮的速度，以此清除玻璃上的水，它既可以自动控制也可以手动控制。
目 录
1 绪论 1
1.1 本课题研究的目的及意义 1
1.2 发展前景 2
1.3 汽车智能雨刮器系统设计思路 3
2 控制系统的硬件设计 5
2.1 中央处理器STC89C52 5
2.2 电机驱动芯片 7
2.3 复位电路 8
2.4 电源模块 9
2.5 液晶显示模块 9
2.6 时钟振荡模块 10
2.7 报警模块 11
2.8 车速模块 11
2.9 检测模块 12
3 系统软件设计 13
3.1 系统的主程序设计 13
3.2 A/D模块程序设计 14
3.3 显示模块软件设计 16
3.4 中断服务程序设计 18
3.5 检测模块程序设计 20
4 系统调试 21
4.1 PCB板制作 21
4.2 硬件系统调试 23
4.3 软硬件联合调试 26
4.4 调试过程 30
结 论 31
致 谢 32
参 考 文 献 33
附录一 34
附录二 35
附录三 36
1 绪论
汽车制造业是我国的重要经济来源之一，汽车发展到现在，已经不再只是一中工具，随着科技的发展，汽车也越来越智能化。现在的人也不再满足汽车的现有的功能，汽车的普及 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
导致汽车需要更多的新功能来满足人们的需要，汽车的智能化得到了越来越多人的关注。
雨刮器只是汽车上的一个小零件，但是它的作用却是不可忽视的，它能够在下雨时，保持驾驶员的视野清晰，从而保证人们雨天开车的安全。
1.1 本课题研究的目的及意义
随着社会的进步，人们收入的提高，汽车现在越来越普及，导致街道上的汽车增多，也就引发了交通拥堵，这其中大城市显得尤为严重，而且我国还经常下雨，这就使得汽车会经常在雨天行驶，在雨天行驶，会大大增加驾车的危险。虽然车子上大多都具有雨刮器，可以使我们的视线不受雨水的遮挡，但是这些雨刮器需要我们手动去操作，这就会导致我们分心，而在汽车行驶中，分心是很危险的[1]。
据有关调查发现，在下雨天发生的车祸中就有7%是因为分心操作雨刮器而出事的[2]，虽然雨刮器在整个汽车系统中属于一个小部件，但是它的作用却很大，它可以在下雨天保证我们的视野清晰，能够在雨天有限的提高驾驶的安全性。而这时候如果汽车装有不需要我们手动操作的智能雨刮器，我们就可以省去操作雨刮器所带来的麻烦，这样我们就可以在下雨天也能一心一意的关注路况而不分心，就可以减少下雨天因为操作雨刮器而引起的事故[3]。
1.1.1 国内外研究现状和发展趋势
雨量传感器是智能雨刮器中智能的体现，雨量传感器具有很多先进的地方，雨量传感器搭配我们自己设计的控制系统，在雨天可以自动的工作，清除玻璃上的水，时刻保持玻璃的干净，继而保持了我们的视线，提高了雨天行车的安全性，因此智能雨刮器的研发越来越受关注[4]。许多汽车制造厂都是基于雨量传感器来实现雨刮器的智能性，从而取代现有的雨刮器[5]。
1.1.2 国内研究现状
我国对智能雨刮器的研究相对于国外是远远不如的，起步可以说是比较晚，大众对于智能雨刮器的概念也不是很清楚，导致市场小，技术也不行，仅有一些小公司在做这方面的产品。即使现阶段智能雨刮器的发展在我国比较艰难，但是还是有不少科研人员在努力研究，发展，使得智能雨刮器能普及到每一辆车。
陶志文在2009年研究了一种雨量传感器，这是一种混合了模拟和数字电路的红外雨量传感器[6]。通过这次研究，他设计出依靠MCU工作的雨量传感器方案。在陶志文研发出方案的2年后，张朝祥等人也提出了一种以PID为控制中心的雨刮控制系统[7]，该系统的关键在于得到电压的变化量和差分量，以此为PID系统的工作状态；后来经过在车上的应用发现这个方案是可以实现的；我国企业现阶段生产的并且投入使用的是新型无骨智能雨刮器，这种智能雨刮器可以根据雨量的大小，自动开启雨刷并能够实时调整雨刷的速度以适应不同的雨量大小，并且与传统雨刮器相比具有更高的寿命，投入生产至今收到消费者的一致好评。
1.1.3 国外研究现状
雨量传感器在国外发展的比较好，有不少大型厂商生产。除此之外，也有许多研发人员再对雨量传感器进行更深层次的研究。1996年Cheok et al创新式的使用模糊控制作为智能雨刮器的控制中心，利用它来判断外界环境中得雨量，结合雨量传感器、M68HC11来实现电机的自动控制。2004年，Jarajreh等人，提出了一种使用模糊控制为控制中心，用等效电容电路来检测雨量的方法[9]，根据电容电路，遇到雨水，改变电容的特性，检测雨量。2009年，Anton Kummert等人，提出了一种能够运用在一般汽车上的智能雨刮系统[10]，在这篇文章中他创新了一种新的雨量传感器的用法，这种新的传感器要使用摄像头，通常安装在玻璃的下方，这样就可以检测到雨量的大小，然后根据雨量控制雨刮器，实现智能控制。2010年，Maresheim等人，提出了一种全电子式雨量计，它通过测量多普勒位移，来判断雨势，在这过程中，会使用到微波传感器，它与常规数据记录器连接很方便，但是很耗电，相对于缺点，它的优点也很突出，它不容易损坏，而且功能强大，当下大雨时，微波雨量计比翻斗雨量计能测得更详细的信息。这些智能雨刮器就是通过雨量传感器实现的，当下雨时，雨量传感器根据检查到的雨量，控制雨刷电机自动开启雨刮器，并根据雨量大小改变雨刮的速度，以此清除玻璃上的水，它既可以自动控制也可以手动控制。
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