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芜湖职业技术学院毕业设计

摘要

汽车后视镜是与汽车行驶安全相关的主要部件，良好的后视镜视野能保证驾驶员的行车安全。

汽车后视镜仅仅使用手动调整甚至是电动控制是不够的，还需要在电动的基础上增加位置存储和恢复功能，以使驾驶员操作更为方便，提高后视镜的可用性。

本文设计了一种位置记忆功能后视镜与按键控制系统。

该系统能电动调节后视镜上下转动、左右转两个角度，并能在调整后记忆存储位置信息，并且可以在需要时调用位置信息。

本文在探讨了汽车电子控制系统的基本组成的基础上分析了本设计的位置记忆存储式控制器的工作原理，在不改变汽车的任何框架，只是在原有的基础上加了51-MCU、硬件电路设计和软件程序流程，并设计了相应的系统。

关键字：

记忆存储；实用性安全性；后视镜控制；按键；线性化控制；

目录

摘要1

第一章绪论2

1.1课题背景及研究意义2

1.1.1汽车后视镜2

1.1.2国内外汽车后视镜的发展与研究现状2

1.2课题研究的内容3

第二章方案论证与设计3

2.1方案一3

2.2方案二3

2.3方案的选择4

2.4整体设计4

第三章：

硬件模块介绍5

3.1最小系统核心板简图5

3.2独立按键存储电路5

3.3直流电机驱动模块6

3.4EEPROM6

第四章软件设计7

4.1运算主程序设计7

4.2按键消抖处理7

总结8

参考文献8

第一章绪论

1.1课题背景及研究意义

1.1.1汽车后视镜

汽车后视镜俗称倒车镜，是汽车的必配件，通常分为车外后视镜和车内后视镜两种。

后视镜是用来反映汽车后方、侧方和下方的情况的主要部件，使驾驶员能间接观察到其车后的情况。

为了驾驶员操作方便，防止行车安全事故的发生，保障人身安全，各国均规定了汽车上必须安装后视镜，且所有后视镜都必须能调整方向。

汽车后视镜是与汽车行驶安全相关的主要部件，后视镜的良好位置是保证汽车行驶安全的必要条件。

美国有统计表明，30％的普通公路汽车事故，70％的高速公路汽车事故都是与汽车后视镜的视野不理想有关。

1.1.2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可以分为三个阶段。

第一阶段是无调整或简单调整阶段。

早期的汽车后视镜如同早期的汽车，只是一个纯粹的机械产品，最早的后视镜是固定的，而后发展出现的机械调整也只是由驾驶员进行的手动的转动，经常出现的问题是驾驶员右侧的后视镜无法调整到最佳的视野位置。

这种调节方式费时费力，基本上不可能一次调节到位。

第二阶段是电动调整阶段。

驾驶员手动调整或者拉索调整存在的极大的不便促使研究人员研究开发了电动调整的后视镜。

驾驶员在车内可以通过调整按钮或者摇杆调整后视镜的角度。

驾驶员调整后视镜相对手动调整来说比较方便。

电动调整后视镜也是现在使用最为广泛的轿车车用后视镜，现在国内使用的较多，国内外对于电动调整后视镜的研究已经比较成熟了，现在电动后视镜已经作为一个比较常见的标准配置安装在轿车上使用了。

第三个阶段是记忆存储式调整阶段。

驾驶员对于后视镜调整的不便性并未通过电动调整得到根本的解决，一部车如果新的驾驶员使用势必需要重新调整后视镜的位置。

家用轿车一般都有若干个驾驶者，时时调整的不便性体现的比较明显。

一些汽车公司已经研究开发了记忆存储式后视镜以提高后视镜的可用性，而高档轿车车型已经开始配备这种后视镜。

1.2课题研究的内容

本文讨论的记忆存储式后视镜控制器是针对轿车的外后视镜设计的。

本设计的记忆存储式控制器通过51-MCU进行电机精确控制的控制，可以完成后视镜的上下和左右方向的角度调整，驾驶员可以根据个人自身特点和驾驶习惯来调整后视镜，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。

位置调整误差可控制在一定范围内。

第二章方案论证与设计

2.1方案一

根据低成本和不对原有汽车的的任何改造，本系统选用MCS-51系列单片机STC89C52为主控机。

通过扩展必要的外围接口电路，实现对倒车镜位置的调整、记忆存储及恢复存储的位置。

记忆存储后视镜控制装置包括三个部分：

步进电机电路、按键控制输入电路、单片机微控制电路。

用步进电机作为输出电路，矩阵键盘作为输入电路。

模块图如图2.1所示。

图2.1

2.2方案二

根据低成本和不改变原有汽车的的任何改造的设想，选择STC89C52为主控机，通过扩展必要的外围接口电路，实现对记忆存储后视镜调整的设计。

电路包括四个部分：

直流电机作为输出电路，矩阵键盘作为输入部分，运算模块，单片机控制部分。

模块图如图2.2所示。

图2.2

2.3方案的选择

如果选择步进电机，势必会对车的后视镜进行一定的改装，所普及的车辆来改造大大增加了成本，而且步进电机的成本远远高于直流电机，由于再不对车辆有任何的改动和低成本的情况来看，以原车倒车镜直流电机作为后视镜执行装置，只需要进行外开关接头的转换，在原有后视镜的基础上不会任何的变动，不仅节约了成本，还能普遍的对现有的车辆进行记忆后视镜功能的增加。

2.4整体设计

根据记忆存储后视镜的功能和指标要求，本设计系统选用MCS-51系列单片机STC89C51为主控机。

通过扩展必要的外围接口电路，实现对记忆存储后视镜的设计。

记忆存储后视镜电路包括三个部分：

直流电机驱动电路、键盘作为输入部分、单片机微控制电路。

如2.3图所示

第三章：

硬件模块介绍

3.1最小系统核心板简图

单片机最小系统，也叫做单片机最小应用系统，是指用最少的原件组成单片机可以工作的系统。

单片机最小系统的三要素就是电源、晶振、复位

电路，如图3.1所示

图3.1

3.2独立按键存储电路

常用的按键电路有两种形式，独立式按键和矩阵式按键，独立式按键比较简单，它们各自与独立的输入线相连接，记忆倒车后视镜只需要简单地4个独立按键就能很好地解决上下左右的角度调整（按键如图2.2所示）

记忆按键功能的介绍：

K1进行向上的调整，K2进行向下的调整，K3通过读取EEPROM记录的数据，K4调节脉冲，如果需要进行左右调节，将摆臂开关打开，通过K1进行向左调节，K2进行向右调节，K3仍然读取EEPROM记录的数据，K4调节脉冲。

图2.2独立按键原理图

3.3直流电机驱动模块

本设计采用MC33886作为一个单片机H桥，是理想的功率分流马达和双向推力电磁控制器。

它的集成电路包含内部逻辑控制，电荷泵，门控驱动及低读选通金属-氧化物半导体场效应管输出电路。

输出负载脉宽调制（PWM-ed）的频率可达10KHZ一个故障状态输出可以报告欠压，短路，过热的情况。

两路独立输入控制两个半桥的推拉输出电路的输入，两个无效输入使H-桥产生三态输出（呈现高阻抗）。

3.4EEPROM

EEPROM（ElectricallyErasableProgrammableRead-OnlyMemory），电可擦可编程只读存储器--一种掉电后数据不丢失的存储。

EEPROM可以在电脑上或专用设备上擦除已有信息，重新编程。

一般用在即插即用。

EEPROM（电可擦写可编程只读存储器）是可用户更改的只读存储器（ROM），其可通过高于普通电压的作用来擦除和重编程（重写）。

第四章软件设计

4.1运算主程序设计

首先初始化参数，然后扫描键盘看是否有键输入，若有，读取按键。

判断按键是K1、K2、K3、K4,然后是否打开摆臂开关，没打开摆臂开关记忆后视镜是上下调整的，打开摆臂开关记忆后视镜是左右调整的，通过两者的结合可进行上下左右的调整，K3是进行记忆存储的作用，运算主程序框图如3.1所示：

图3.1

4.2按键消抖处理

通常按键所用的开关都是机械弹性开关，当机械触点断开、闭合时，由于机械触点的弹性作用，一个按键开关在闭合时不会马上就稳定的接通，在断开时也不会一下子彻底断开，而是在闭合和断开的瞬间伴随了一连串的抖动，按键稳定闭合时间长短是由操作人员决定的，通常都会在100ms以上，刻意快速按的话能达到40-50ms左右，很难再低了。

抖动时间是由按键的机械特性决定的，一般都会在10ms以内，为了确保程序对按键的一次闭合或者一次断开只响应一次，必须进行按键的消抖处理。

当检测到按键状态变化时，不是立即去响应动作，而是先等待闭合或断开稳定后再进行软件消抖处理。

这个程序用了一个简单的算法实现了按键的消抖。

总结

通此本次的作品，发现自己存在很多不足的地方，不是简单的做技术，我们要不断的学习和创新。

尤其是在创新方面有更大的提高，但是我也收获了如何能够快速的让自己进步，只有在时间与理论的结合，发现问题解决问题，从而不断的进步，培养独立的思考能力和平时多实践是以后成功的良好开端，在这里特别感谢给予指导的老师的耐心指导，和团队相互合作。

参考文献

⏹郭天祥《十天学会单片机和C语言编程》

⏹张志良主编《单片机原理与控制技术》第二版

⏹宋雪松主编《手把手教你学单片机》

⏹高东伟编著《51单片机原理与实践》C语言版

⏹谭浩强编著《C程序设计》第二版

⏹毕秀梅周南权编著《电子线路板设计项目化教程》