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SY-025-BY-1 畢業(yè)設計（論文）題目審定表 指導教師姓名 鮑宇 職稱 高級實驗師 從事 專業(yè) 汽車運用 是否外聘 □是■否 題目名稱 賽馬轎車智能電動后視鏡開關及控制線路優(yōu)化設計 課題適用專業(yè) 車輛工程 課題類型 Z 課題簡介：（主要內容、意義、現有條件、預期成果及表現形式。） 目前，賽馬轎車電動后視鏡開關采用即觸點控制方式，在操縱電動后視鏡時，經常出現觸點燒蝕的現象，給駕駛員帶來很多不便，為了解決上述問題，同時實現對汽車電動后視鏡的方便控制，設計基于單片機控制技術控制開關。 采用單片機控控制開關后，降低了電動后視鏡的故障率，從而降低行車安全事故的發(fā)生率，保障了人身安全，通過本次課程設計還能充分發(fā)揮我的創(chuàng)新思維，對培養(yǎng)創(chuàng)新思維及科學分析方法也十分有益。 指導教師簽字： 年 月 日 教 研 室 意 見 1 選題與專業(yè)培養(yǎng)目標的符合度 □好 □較好 □一般 □較差 2 對學生能力培養(yǎng)及全面訓練的程度 □好 □較好 □一般 □較差 3 選題與生產、科研、實驗室建設等實際的結合程度 □好 □較好 □一般 □較差 4 論文選題的理論意義或實際價值 □好 □較好 □一般 □較差 5 課題預計工作量 □較大 □適中 □較小 6 課題預計難易程度 □較難 □一般 □較易 教研室主任簽字： 年 月 日 系（部）教學指導委員會意見： 負責人簽字： 年 月 日 注：課題類型填寫 W.科研項目；X.生產（社會）實際；Y.實驗室建設；Z.其它。 SY-025-BY-2 畢業(yè)設計（論文）任務書 學生姓名 閆涵 院系 汽車與交通工程學院 專業(yè)、班級 車輛工程B07-11班 指導教師姓名 鮑宇 職稱 高級實驗師 從事 專業(yè) 汽車運用 是否外聘 □是■否 題目名稱 賽馬轎車智能電動后視鏡開關及控制線路優(yōu)化設計 一、設計（論文）目的、意義 目前，賽馬轎車電動后視鏡開關采用即觸點控制方式，在操縱電動后視鏡時，經常出現觸點燒蝕的現象，給駕駛員帶來很多不便，為了解決上述問題，同時實現對汽車電動后視鏡的方便控制，設計基于單片機控制技術控制開關。 采用單片機控控制開關后，降低了電動后視鏡的故障率，從而降低行車安全事故的發(fā)生率，保障了人身安全，通過本次課程設計還能充分發(fā)揮我的創(chuàng)新思維，對培養(yǎng)創(chuàng)新思維及科學分析方法也十分有益。 二、設計（論文）內容、技術要求（研究方法） 設計內容: 1、通過電路設計解決現有觸點式控制開關容易觸點燒蝕的問題； 2、設計出具有電動后視鏡各項控制功能的控制開關（上下、左右、折回、加熱除霧）； 3、結合現有車型系統控制電路的特點，進行線路優(yōu)化，實現方便安裝。 研究方法: 實驗室調研。 三、設計（論文）完成后應提交的成果： 1、設計說明部分： （1）畢業(yè)設計計算說明書（15000字） 2、設計圖紙： CAD零件圖和裝配圖。（折合零號圖至少兩張） 四、設計（論文）進度安排： （1） 第1周( 3月1日~3月7日)：查閱參考資料，收集相關技術資料，確定電動后視鏡的運動關系，完成相應設計任務。 （2） 第2周( 3月8日~3月14日)：結合任務書制定設計方案，撰寫開題報告。 （3） 第3周(3月15日~3月21日)：查找相關設計資料或手冊，實現后視鏡電機控制運動功能（上下、左右、收縮）的設計。 （4） 第4周( 3月22日~3月28日)：優(yōu)化后視鏡控制電路，完成后視鏡各項運動功能控制，設計控制開關及定位。 （5） 第5周(3月29日~4月4日)： 繪制圖紙，設計后視鏡鏡面，實現廣角及加熱除污控制。 （6） 第6周(4月5日~4月11日)：優(yōu)化電路，完成控制設計。 （7） 第7周(4月12日~4月18日)：繪制后視鏡裝配圖及零件圖紙，撰寫說明書。 （8） 第8周(4月19日~4月25日)：接受中期檢查。 （9） 第9周(4月26日~5月2日)：對中期檢查的不足之處進行修改。 （10）第10周(5月3日~5月9日)：對設計草圖進行修改，繪制裝配圖，進行相關校核 （11）第11周(5月10日~5月16日)：完成設計圖紙及說明書初稿。 （12）第12周( 5月17日~5月23日)：完善設計圖紙及說明書。 （13）第13周( 5月24日~5月30日)：說明書及圖紙送審，根據審閱老師意見進行修改。 （14）第14周( 5月31日~6月6日)：預答辯。 （15）第15周( 6月7日~6月13日)：修改預答辯中發(fā)現的問題準備答辯。 （16）第16周( 6月14日~6月20日)：修改預答辯中發(fā)現的問題準備答辯。 （17）第17周( 6月21日~6月27日)：答辯。 五、主要參考資料 [1] 黃繼昌等.電子元器件應用手冊[S].北京：人民郵電出版社[S]2004.7. [2] 徐向陽.汽車電器與電子技術[M].北京：機械工業(yè)出版社[M]，1999. [3] 蔡興旺.汽車構造原理[M].北京：機械工業(yè)出版社，2004. [4] 哈飛汽車維修手冊[S]． [5] 任智程，李衛(wèi)鈴.高級電工實用電路500例[M].北京：機械工業(yè)出版社，2005.1. [6] 王秀芳.基于單片機MC68HC908的電動座椅后視鏡[J].電子工程師，2007. 六、備注 指導教師簽字： 2011年 2 月27日 教研室主任簽字： 2011年2 月 28 日 畢業(yè)設計（論文）開題報告 設計（論文）題目:賽馬轎車智能電動后視鏡開關及控制線路優(yōu)化設計 院 系 名 稱:汽車與交通工程學院 專 業(yè) 班 級:車輛工程B07-11 學 生 姓 名: 閆 涵 導 師 姓 名: 鮑 宇 開 題 時 間: 2011-03-01 指導委員會審查意見： 簽字： 年 月 日 畢業(yè)設計（論文）開題報告 學生姓名 閆 涵 院系 汽車與交通工程學院 專業(yè)、班級 車連工程B07-11 指導教師姓名 鮑 宇 職稱 高級實驗師 從事 專業(yè) 汽車運用 是否外聘 □是■否 題目名稱 賽馬轎車智能電動后視鏡開關及控制線路優(yōu)化設計 一、課題研究現狀、選題目的和意義 1. 課題研究現狀 2010年中國汽車后視鏡市場達到3600萬套。隨著汽車產品市場觀念的不斷更新和變化,市場對轎車后視鏡安全性、操作方便性、經久耐用性及豪華美觀性等方面提出了更高的要求。隨著汽車工業(yè)的整體發(fā)展，轎車電動后視鏡也在不斷地進步與完善，從最早的單一后視鏡演變到現在的可收縮，可上下調控角度，實現更大更廣的可視范圍，以及除污防霧等功能，可以說實現了一個質的飛躍。伴隨著后視鏡功能的增加其控制開關及控制電路也得到了進一步的發(fā)展。 目前，國外以歐美等汽車產業(yè)發(fā)達國家為首，對于汽車電動智能后視鏡的開發(fā)已經到了一個很高的層次，賦予了其多功能化的價值，已經不僅僅具有單一的后視作用，在大部分中高檔車型中，將轉向燈置于后視鏡之上，并增加了廣角，除污防霧等功能。 我國在電動后視鏡這個領域中現在也已經處于國際先進水平，由于全球對尖端技術的重視及保密措施，在引進一些基礎技術后，自主研發(fā)是我國在這個領域繼續(xù)發(fā)展基本途徑，隨著現代科學技術的發(fā)展，越來越多的電子科學技術在汽車上應用。汽車用戶的需求也在不斷提高，自動調節(jié)，自動回位，記憶等功能也就應運而生。電動后視鏡控制正在走向智能化，人性化。早期的電動后視鏡大多采用機械觸點開關，由于接觸不良而導致燒蝕的現象經常發(fā)生，并且控制反應慢，不準確。現在，大多數都采用電子芯片進行控制，不僅可以更穩(wěn)定，可靠的工作，還具有記憶功能。駕駛員預先調整好適合自己的后視鏡位置并存儲在相應的控制單元，開車時只需調出即可，免去了反復調節(jié)的麻煩。因此這種具有記憶功能的電動后視鏡適合于多個駕駛員不定期的開同一輛車。 2. 選題目的和意義 1) 目的： 賽馬轎車的電動后視鏡就屬于比較早期的電動后視鏡，采用的是觸點電動后視鏡開關，這種普通的觸點開關，它具有結構簡單、成本低、容易實現兩組電動機的正反轉，因此成為眾多汽車廠家的首選。但是，由于普通觸點開關具有反應延緩，容易出現虛接等現象，所以經常出現觸點燒蝕的現象，造成安全隱患。基于單片機控制設計出具有電動后視鏡各項控制功能的控制開關（上下、左右、收縮）；以其實現上下左右的工作，達到后視鏡開關及控制線路設計。 眾所周知，汽車駕駛控制面板的面積十分寶貴，所以應大大減少各部件的使用空間。但是，由于普通機械觸點開關觸點有很大的電流通過，所以，觸點橫截面積不能過小，整個開關需要占用很大的空間。因此，需要重新調整后視鏡系統的控制原理，控制線路，控制開關的結構對其進行優(yōu)化設計，從而更加利于駕駛員進行視角調節(jié)控制，起到對后視鏡系統的整體智能優(yōu)化。 為了賦予電動后視鏡系統解決觸點燒蝕，簡便安裝，外附功能等更高的附加價值，使其更加具有市場競爭力及實用性，對其進行加熱除污，可折回和廣角（利用外附凸面鏡）等功能添加就成為了我們本次設計的目的。 2) 意義： 汽車上的后視鏡直接關系到駕駛員能否觀察到車后的情況保證正常駕駛，與行車的安全性有著密切聯系。采用電動后視鏡，可通過開關進行調整，通過本次設計若能實現其在控制上的低故障率將大大提高行車安全性，增加的收縮功能會給駕駛員停車時帶來方便，而廣角能夠提供給駕駛員更加廣闊的視野，加熱除污功能能夠使得司機用戶更方便清晰的觀察路況，實現其低故障率還能節(jié)省由于觸點燒蝕等故障所帶來的維修費用，從而根本的提高了賽馬轎車電動后視鏡的操控性及實用性。 二、設計（論文）的基本內容、擬解決的主要問題 設計內容: 1. 基于單片機原理設計出具有電動后視鏡各項控制功能的控制開關（上下、左右、收縮）； 其實現上下左右的工作原理： 電動后視鏡的背后裝有兩套電動機和驅動器，可操縱反射鏡上下及左右轉動。通常上下方的轉動用同一個電動機控制，左右方向的轉動用另一個電動機控制。通過改變電動機的電流方向，即可完成后視鏡的上下及左右調整。 2. 收縮功能的實現是有收縮開關控制收縮電動機工作，是整個后視鏡回轉伸出或縮回。 3. 通過電路設計解決現有觸點式控制開關容易觸點燒蝕的問題； 4. 結合現有車型系統控制電路的特點，進行線路優(yōu)化，實現方便安裝； 5. 設計后視鏡，實現區(qū)域廣角及具有后視鏡加熱除污的控制開關。 主要問題： 1. 后視鏡內部整體布局的合理設計； 2. 后視鏡電控系統布置排線布局的設計; 3. 加熱除污控制元件的選取及布置； 4. 基于單片機解決開關觸點易燒蝕問題； 5. 單片機控制各功能的內部程序； 6. 后視鏡的附加諸功能的控制線路及控制開關的設計。 三、技術路線（研究方法） 查找賽馬轎車及其它車型電動后視鏡控制電路圖 確定設計方案 繪制電路圖 對設計方案進行試驗分析 設計電路并進行試驗分析 比較分析各車型電動后視鏡工作原理及觸點燒蝕原因 提出解決思路及可行方案并進行比較分析 N N Y Y 對控制開關進行設計 四、進度安排 （1） 第1周( 3月1日~3月7日)：查閱參考資料，收集相關技術資料，確定電動后視鏡的運動關系，完成相應設計任務。 （2） 第2周( 3月8日~3月14日)：結合任務書制定設計方案，撰寫開題報告。 （3） 第3周(3月15日~3月21日)：查找相關設計資料或手冊，實現后視鏡電機控制運動功能（上下、左右、收縮）的設計。 （4） 第4周( 3月22日~3月28日)：優(yōu)化后視鏡控制電路，完成后視鏡各項運動功能控制，設計控制開關及定位。 （5） 第5周(3月29日~4月4日)： 繪制圖紙，設計后視鏡鏡面，實現廣角及加熱除污控制。。 （6） 第6周(4月5日~4月11日)：優(yōu)化電路，完成控制設計。 （7） 第7周(4月12日~4月18日)：繪制后視鏡裝配圖及零件圖紙，撰寫說明書。 （8） 第8周(4月19日~4月25日)：接受中期檢查。 （9） 第9周(4月26日~5月2日)：對中期檢查的不足之處進行修改。 （10）第10周(5月3日~5月9日)：對設計草圖進行修改，繪制裝配圖，進行相關校核 （11）第11周(5月10日~5月16日)：完成設計圖紙及說明書初稿。 （12）第12周( 5月17日~5月23日)：完善設計圖紙及說明書。 （13）第13周( 5月24日~5月30日)：說明書及圖紙送審，根據審閱老師意見進行修改。 （14）第14周( 5月31日~6月6日)：預答辯。 （15）第15周( 6月7日~6月13日)：修改預答辯中發(fā)現的問題準備答辯。 （16）第16周( 6月14日~6月20日)：修改預答辯中發(fā)現的問題準備答辯。 （17）第17周( 6月21日~6月27日)：答辯。 五、參考文獻 1. 孫仁云 付百學.汽車電器與電子技術.機械工業(yè)出版社，2006. 2. 王天曦.電子技術工藝基礎.清華大學出版社，2001. 黃繼昌等.電子元器件應用手冊[S].北京：人民郵電出版社[S]2004.7. 3. 蔡興旺.汽車構造原理[M].北京：機械工業(yè)出版社，2004. 4. 哈飛汽車維修手冊[S]． 5. 任智程，李衛(wèi)鈴.高級電工實用電路500例[M].北京：機械工業(yè)出版社，2005.1. 6. 日鈴木雅臣著，周南生譯，張文敏校.晶體管電路設計[M].北京：科學出版社，2004.9. 7. Electric Vehicle Application Handbook For Genesis Sealed-lead Batteries\4t 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. 黃繼昌等.電子元器件應用手冊[S].人民郵電出版社.2005.3. 10. 馮愛新主編.塑料成型技術[M].化學出版社，2006.7. 11. 王文廣，田雁晨，呂通建主編.塑料材料的選用[M].化學工業(yè)出版社，2007.3. 12. 鮑宇，徐本財. 轎車智能電動后視鏡開關及控制線路優(yōu)化設計[黑龍江交通科技].2008.11期. 13. 2011-2015年中國轎車電動后視鏡行業(yè)當前現狀及未來趨勢發(fā)展預測報告.2010.7. 六、備注 指導教師意見： 簽字： 年 月 日 畢業(yè)設計（論文）中期檢查表 填表日期 2011年4月20日 迄今已進行 8 周剩余 8 周 學生姓名 閆涵 院系 汽車與交通工程學院 專業(yè)、班級 車輛工程07-11班 指導教師姓名 鮑宇 職稱 高級實驗師 從事 專業(yè) 汽車運用 是否外聘 □是■否 題目名稱 賽馬轎車智能電動后視鏡開關及控制線路優(yōu)化設計 學 生 填 寫 畢業(yè)設計（論文）工作進度 已完成主要內容 待完成主要內容 1. 電動后視鏡結構的了解，所附加功能的具體方案及布置位置。 2. 繪制電動后視鏡結構草圖，并進行修改。 3. 開關外形及安裝位置的設計。 4. 電動后視鏡控制程序的編寫。 　1、電路圖的繪制。 2、說明書格式。 3、整理所有材料，裝訂成冊，準備答辯。 存在問題及努力方向 控制程序的可運行性還需進一步證實，結構的合理性例如：是否會發(fā)生運動干涉需要進一步計算。 電路圖的繪制爭取盡快完成，說明書格式爭取準確，符合規(guī)范。 學生簽字： 指導教師 意 見 指導教師簽字： 年 月 日 教研室 意 見 教研室主任簽字： 年 月 日 畢業(yè)設計指導教師評分表 學生姓名 閆涵 院系 汽車與交通工程 學院 專業(yè)、班級 車輛工程07-11 指導教師姓名 鮑宇 職稱 高級實驗師 從事 專業(yè) 汽車運用 是否外聘 □是■否 題目名稱 賽馬轎車智能電動后視鏡開關及控制線路優(yōu)化設計 序號 評 價 項 目 滿分 得分 1 選題與專業(yè)培養(yǎng)目標的符合程度，綜合訓練情況；題目難易度 10 2 題目工作量；題目與生產、科研、實驗室建設等實際的結合程度 10 3 綜合運用知識能力（設計涉及學科范圍，內容深廣度及問題難易度）；應用文獻資料能力 15 4 設計（實驗）能力；計算能力（數據運算與處理能力）；外文應用能力 20 5 計算機應用能力；對實驗結果的分析能力（或綜合分析能力、技術經濟分析能力） 10 6 插圖（圖紙）質量；設計說明書撰寫水平；設計的實用性與科學性；創(chuàng)新性 20 7 設計規(guī)范化程度（設計欄目齊全合理、SI制的使用等） 5 8 科學素養(yǎng)、學習態(tài)度、紀律表現；畢業(yè)論文進度 10 得 分 X= 評 語：（參照上述評價項目給出評語，注意反映該論文的特點） 工作態(tài)度： 好□ 較好□ 一般□ 較差□ 很差□ 研究能力或設計能力：強□ 較強□ 一般□ 較弱□ 很弱□ 工作量： 大□ 較大□ 適中□ 較少□ 很少□ 說明書規(guī)范性： 好□ 較好□ 一般□ 較差□ 很差□ 圖紙規(guī)范性： 好□ 較好□ 一般□ 較差□ 很差□ 成果質量（設計方案、設計方法、正確性） 好□ 較好□ 一般□ 較差□ 很差□ 其他： 指導教師簽字： 年 月 日 畢業(yè)設計答辯評分表 學生 姓名 閆涵 專業(yè) 班級 車輛工程07-11 指導 教師 鮑宇 職 稱 高級實驗師 題目 賽馬轎車智能電動后視鏡開關及控制線路優(yōu)化設計 答辯 時間 月 日 時 答辯組 成員姓名 出席 人數 序號 評 審 指 標 滿 分 得 分 1 選題與專業(yè)培養(yǎng)目標的符合程度，綜合訓練情況，題目難易度、工作量、與實際的結合程度 10 2 設計（實驗）能力、對實驗結果的分析能力、計算能力、綜合運用知識能力 10 3 應用文獻資料、計算機、外文的能力 10 4 設計說明書撰寫水平、圖紙質量，設計的規(guī)范化程度（設計欄目齊全合理、SI制的使用等）、實用性、科學性和創(chuàng)新性 15 5 畢業(yè)設計答辯準備情況 5 6 畢業(yè)設計自述情況 20 7 畢業(yè)設計答辯回答問題情況 30 總 分 Z= 答辯過程記錄、評語： 自述思路與表達能力：好□ 較好□ 一般□ 較差□ 很差□ 回答問題： 正確□ 基本正確□ 基本不正確□ 不能回答所提問題□ 研究能力或設計能力：強□ 較強□ 一般□ 較弱□ 很弱□ 工作量： 大□ 較大□ 適中□ 較少□ 很少□ 說明書規(guī)范性： 好□ 較好□ 一般□ 較差□ 很差□ 圖紙規(guī)范性： 好□ 較好□ 一般□ 較差□ 很差□ 成果質量（設計方案、設計方法、正確性） 好□ 較好□ 一般□ 較差□ 很差□ 其他： 　 答辯組長簽字： 年 月 日 畢業(yè)設計評閱人評分表 學生 姓名 閆涵 專業(yè) 班級 汽車與交通工程學院 指導教 師姓名 鮑宇 職稱 高級實驗師 題目 賽馬轎車智能電動后視鏡開關及控制線路優(yōu)化設計 評閱組或預答辯組成員姓名 出席 人數 序號 評 價 項 目 滿分 得分 1 選題與專業(yè)培養(yǎng)目標的符合程度，綜合訓練情況；題目難易度 10 2 題目工作量；題目與工程實踐、社會實際、科研與實驗室建設等的結合程度 10 3 綜合運用知識能力（設計涉及學科范圍，內容深廣度及問題難易度）；應用文獻資料能力 15 4 設計（實驗）能力；計算能力（數據運算與處理能力）；外文應用能力 25 5 計算機應用能力；對實驗結果的分析能力（或綜合分析能力、技術經濟分析能力） 15 6 插圖（圖紙）質量；設計說明書撰寫水平；設計的實用性與科學性；創(chuàng)新性 20 7 設計規(guī)范化程度（設計欄目齊全合理、SI制的使用等） 5 得 分 Y= 評 語：（參照上述評價項目給出評語，注意反映該論文的特點） 回答問題： 正確□ 基本正確□ 基本不正確□ 不能回答所提問題□ 研究能力或設計能力：強□ 較強□ 一般□ 較弱□ 很弱□ 工作量： 大□ 較大□ 適中□ 較少□ 很少□ 說明書規(guī)范性： 好□ 較好□ 一般□ 較差□ 很差□ 圖紙規(guī)范性： 好□ 較好□ 一般□ 較差□ 很差□ 成果質量（設計方案、設計方法、正確性） 好□ 較好□ 一般□ 較差□ 很差□ 其他： 　 評閱人或預答辯組長簽字： 年 月 日 注：畢業(yè)設計（論文）評閱可以采用2名評閱教師評閱或集體評閱或預答辯等形式。 優(yōu)秀畢業(yè)設計（論文）推薦表 題 目 賽馬轎車智能電動后視鏡開關及控制線路優(yōu)化設計 類別 畢業(yè)設計 學生姓名 閆涵 院（系）、專業(yè)、班級 汽車與交通工程學院車輛07-11 指導教師 鮑宇 職 稱 高級實驗師 設計成果明細： 答辯委員會評語： 答辯委員會主任簽字（蓋章）： 院、系公章： 年 月 日 備 注： 注：“類別”欄填寫畢業(yè)論文、畢業(yè)設計、其它 優(yōu)秀畢業(yè)設計（論文）推薦表 題 目 賽馬轎車智能電動后視鏡開關及控制線路優(yōu)化設計 類別 畢業(yè)設計 學生姓名 閆涵 院（系）、專業(yè)、班級 汽車與交通工程學院車輛07-11 指導教師 鮑宇 職 稱 高級實驗師 設計成果明細： 答辯委員會評語： 答辯委員會主任簽字（蓋章）： 院、系公章： 年 月 日 備 注： 注：“類別”欄填寫畢業(yè)論文、畢業(yè)設計、其它 畢業(yè)設計（論文）過程管理材料 題 目 賽馬轎車智能電動后視鏡開 關及控制線路優(yōu)化設計 學生姓名 閆涵 院系名稱 汽車與交通工程學院 專業(yè)班級 車輛07-11 指導教師 鮑宇 職 稱 高級實驗師 教研室 車輛工程 起止時間 2011.2.28～2011.6.24 教 務 處 制 本科學生畢業(yè)設計 賽馬轎車智能電動后視鏡開關 及控制線路優(yōu)化設計 院系名稱： 汽車與交通工程學院 專業(yè)班級： 車輛工程07-11班 學生姓名： 閆 涵 指導教師： 鮑 宇 職 稱： 高級實驗師 黑 龍 江 工 程 學 院 二○一一年月 The Graduation Design for Bachelor's Degree The Optimization Design of Saima Intelligent Electric Rear-view Mirror Control Switch and Circuit Candidate: Yan Han Specialty: Vehicle Engineering Class: B07-11 Supervisor: Senior Laboratory. Bao Yu Heilongjiang Institute of Technology 2011-06·Harbin 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 摘 要 汽車后視鏡反映汽車后方、側方和下方的情況，使駕駛者可以間接看清楚這些位置的情況，擴大了駕駛者的視野范圍。汽車后視鏡的控制應簡單可靠，并且可以依據駕駛員的要求隨時進行調節(jié)。 此次設計針對機械觸點式電動后視鏡開關存在缺點，依據賽馬轎車電動后視鏡的結構進行必要的技術改進。分析其觸點燒蝕的原因，進行電路設計，實現對電動后視鏡的控制。結合單片機的發(fā)展及其在汽車上的應用，提出利用單片機控制電動后視鏡轉動的設計方案。取消機械觸點，并對控制電路進行優(yōu)化設計以及部分改裝，使控制線路簡化，從而在保證實現電動后視鏡控制，同時減少了原車電路復雜的控制線束。在不破壞原車結構的同時，便于拆卸與安裝，使用控制簡單可靠。具有很好的互換性。 關鍵詞：電動后視鏡；單片機；控制電路；直流電動機；優(yōu)化設計  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 II 目 錄 摘要 I Abstract II 第1章 緒論 1 1.1 引言 1 1.2 研究的目的和意義 1 1.3 電動后視鏡控制發(fā)展趨勢 1 1.4 設計的流程 1 1.5 設計的主要內容 2 第2章 賽馬轎車電動后視鏡及工作原理 4 2.1 電動后視鏡結構 4 2.2 后視鏡功能介紹及其種類 4 2.3 后視鏡發(fā)展趨勢 6 2.4 賽馬轎車電動后視鏡 7 2.4.1 賽馬轎車電動后視鏡結構及工作原理 7 2.4.2 賽馬轎車電動后視鏡控制線路及工作原理 7 2.5 賽馬轎車電動后視鏡開關特點 9 2.6 后視鏡折疊及加熱除霧功能 9 2.7 本章小結 10 第3章 線路優(yōu)化及開關設計 11 3.1 設計原則 11 3.2 控制線路優(yōu)化方案 11 3.2.1 觸點燒蝕原因的分析 11 3.2.2 控制線路優(yōu)化設計方案一 12 3.2.3 控制線路優(yōu)化設計方案二 12 3.2.4 控制線路優(yōu)化設計方案三 14 3.3 方案分析選擇 15 3.4 優(yōu)化后的控制電路及其工作原理 15 3.5 控制電路元件選擇及參數確定 16 3.5.1 電路組成 16 3.5.2 元件選擇參數確定 16 3.6 試驗分析 17 3.7 本章小結 17 第4章 賽馬轎車后視鏡控制程序編制 19 4.1 單片機介紹 19 4.2 單片機選擇 20 4.3 控制程序流程圖的編寫 20 4.4 本章小結 21 第5章 賽馬轎車后視鏡開關設計 22 5.1 設計原則 22 5.2 安裝位置確定 22 5.3 原車控制開關實際尺寸測量 24 5.4 外觀及按鍵設計 25 5.4.1 開關外型設計 25 5.4.2 按鍵設計 27 5.4.3 外觀確定 27 5.5 本章小結 27 結論 28 參考文獻 29 致謝 30 附錄 31 第1章 緒 論 1.1引言 后視鏡是汽車必備的安全裝置之一, 可以分為內后視鏡、外后視鏡和下后視鏡等, 本文特指的是位于車門附近的左右后視鏡, 這兩個后視鏡主要用來觀察道路兩側后方的情況, 要求能進行獨立調節(jié)以滿足不同視角的需要。后視鏡的動作是通過直流電動機控制, 每個后視鏡內裝有2個直流電動機來分別控制其水平方向和垂直方向的旋轉。其調節(jié)的功能包括: 左后視鏡水平方向旋轉、左后視鏡垂直方向旋轉、右后視鏡水平方向旋轉、右后視鏡垂直方向旋轉[1]。還有一個直流電動機是控制折疊和展開的旋轉。 1.2研究的目的和意義 目前，賽馬轎車電動后視鏡開關采用即觸點控制方式，在操縱電動后視鏡時，經常出現觸點燒蝕的現象，給駕駛員帶來很多不便，為了解決上述問題，同時實現對汽車電動后視鏡的方便控制，設計基于單片機控制技術控制開關。 采用單片機控控制開關后，降低了電動后視鏡的故障率，從而降低行車安全事故的發(fā)生率，保障了人身安全，通過本次課程設計還能充分發(fā)揮我的創(chuàng)新思維，對培養(yǎng)創(chuàng)新思維及科學分析方法也十分有益。 1.3電動后視鏡控制發(fā)展趨勢 隨著現代科學技術的發(fā)展，越來越多的電子科學技術在汽車上應用。普通的電動后視鏡已經不能滿足用戶的需求，人們需要電動后視鏡具有更多的功能，如自動調節(jié)、記憶等。于是更多的廠家將目光轉投向電動后視鏡的控制部分，使其具有自動調節(jié)、自動回位、記憶等功能。電動后視鏡控制將走向智慧化、人性化。 早期的電動后視鏡大多采用機械觸點開關，由于接觸不良而導致燒蝕的現象經常發(fā)生，并且控制反應慢，不準確?，F在，大多數都采用電子芯片進行控制，不僅可以更穩(wěn)定、可靠的工作，還具有記憶功能。駕駛員預先調整好適合自己的后視鏡位置并存儲在相應的控制單元，開車時只需調出即可，免去了反復調節(jié)的麻煩。因此這種具有記憶功能的電動后視鏡適合于多個駕駛員不定期的開同一輛車[2]。 1.4設計的流程 現在，大多數駕駛員都不具備專業(yè)的汽車維修知識，對于汽車電器的維修知識更是匱乏。因此，本次設計主要對原有電動后視鏡的控制線路進行優(yōu)化并根據原車位置對開關外型進行設計，使其便于接線、安裝。駕駛員購買后，不必到專門的汽車維修店，只需在家按照說明自己更換。這樣進一步降低了更換后視鏡開關的成本。 此次設計的主要原則為依據理論分析進行試驗分析，最終方案結果以試驗數據為準。設計思路見如下流程圖。 查找賽馬轎車及其它車型電動后視鏡控制電路圖 確定設計方案 繪制電路圖 對設計方案進行試驗分析 設計電路并進行試驗分析 比較分析各車型電動后視鏡工作原理及觸點燒蝕原因 提出解決思路及可行方案并進行比較分析 N N Y Y 對控制開關進行設計 圖1.1 設計思路流程圖 1.5設計的主要內容 設計出基于單片機控制技術的智能電動后視鏡開關。以解決賽馬轎車電動后視鏡觸點燒蝕現象。通過對原車控制線路的優(yōu)化設計，簡化控制線路。并進行后視鏡開關外型的設計。 通過多方面查找數據，并結合其它典型電動機控制電路特點，完成如下工作： 首先學習單片機知識，進行知識儲備，掌握電動后視鏡工作原理。整理設計思路，確定設計路線，擬出多種設計方案，并對設計方案進行比較、分析。確定出最終方案并進行電路設計，進行實驗分析。確定出最終控制電路并給出電子元器件參數。 然后按照設計方案工作原理進行單片機編程。 最后實際測量賽馬轎車電動后視鏡控制開關安裝位置及安裝尺寸，在不改變原車結構的同時進行開關外形設計，利用CAD繪制工程圖，利用Protel軟件繪制電路圖。  第2章 賽馬轎車電動后視鏡及工作原理 2.1電動后視鏡結構 電動后視鏡的背部都裝有兩套電動機和驅動器?？煽刂破渖舷录白笥疫\動。通常垂直方向的運動由一個電動機控制，水平方向傾斜運動由另一個電動機操控。并且均為永磁型電動機。 如圖2.1所示為電動后視鏡結構圖，它由后視鏡、后視鏡調整器構成[3]。 圖2.1 電動后視鏡結構圖 2.2后視鏡功能介紹及其種類 汽車后視鏡屬于重要安全件，它的鏡面、外形和操縱都頗講究。后視鏡的質量及安裝都有相應的行業(yè)標準，不能隨意。 后視鏡以安裝位置劃分，分為外后視鏡、下后視鏡和內后視鏡。以用途劃分，外后視鏡反映汽車后側方，下后視鏡反映汽車前下方，內后視鏡反映汽車后方及車內情況。用途不一樣，鏡面結構也會有所不同。一般后視鏡鏡面主要有兩種，一種是平面鏡，顧名思義鏡面是平的，用術語表述就是“表面曲率半徑R無窮大”，這與一般家庭用鏡一樣，可得到與目視大小相同的映像，這種平面鏡常用做內后視鏡。另一種是凸面鏡，鏡面呈球面狀，具有大小不同的曲率半徑，它的映像比目視小，但視野范圍大，好像相機“廣角鏡”的作用，這種凸面鏡常用做外后視鏡和下后視鏡。 轎車及其它輕型乘用車一般裝配外后視鏡和內后視鏡，大型商用汽車（大客車和大貨車）一般裝配外后視鏡、下后視鏡和內后視鏡。 后視鏡有一個視界的問題，也就是指鏡面所能夠反映到的范圍。業(yè)界有視界三要素的提法，即駕駛者眼睛與后視鏡的距離；后視鏡的尺寸大小和后視鏡的曲率半徑。這三要素之間具有一定的關系，當后視鏡的距離和尺寸相同時，鏡面的曲率半徑越小，鏡面反映的視界越大。當鏡面的曲率半徑相同時，鏡面的尺寸越大，鏡面反映的視界越大。但是，事物總有兩重性，雖然鏡面的曲率半徑越小視野范圍越大，但同時鏡面反映的物體變形程度也越大，這有些像“哈哈鏡”，往往會造成駕駛者的錯覺。從行車安全的角度出發(fā)，有一個映像失真率的問題。行業(yè)標準規(guī)定，平面鏡的失真率不得大于3%，凸面鏡的失真率不得大于7%，要求不能反映有歪曲變形的實物圖像。因此，鏡面的曲率半徑就有一個限制范圍，行業(yè)標準規(guī)定外后視鏡的曲率半徑為R1200，內后視鏡的曲率半徑為無限大（平面鏡）。 同時，后視鏡也有一個反射率指標。反射率越大鏡面反映的圖像越清晰。反射率的大小與鏡內表面反射膜材料有關。汽車后視鏡反射膜一般用銀和鋁為材料，它們的最小反射率為80%。高反射率在一些場合會有副作用，例如夜間行車在后面汽車前大燈的照射下，經內后視鏡的反射會使駕駛者產生眩目感，影響行車安全。因此內后視鏡一般采用棱形鏡，雖然鏡面也是平的，但其截面形狀是棱形，它利用棱形鏡的表面反射率與里面反射率不一樣的特點，達到無眩目要求。白天采用反射率為80%的銀質或鋁質里面反射膜，晚上則用反射率只有4%左右的表面玻璃。為此，晚上只需略為將白天位置的內后視鏡轉動一下角度就行了。目前有一種自動變色的內后視鏡，它的電子感光檢測器能自動分辨外界的自然光和強加光源，通過電流變化在幾秒鐘內調節(jié)鏡內的變色材料，從無色變到有色以調節(jié)內后視鏡的反射率，從而解決眩目問題。 駕駛者眼睛與后視鏡的距離，也就是后視鏡的安裝位置，直接影響到后視鏡的視界、清晰程度和汽車輪廓尺寸，對行車安全很重要。因此，后視鏡的安裝位置要求達到行業(yè)標準的視界要求；后視鏡應盡可能靠近駕駛者的眼睛，應方便駕駛者觀察，頭部及眼球轉動盡量?。缓笠曠R應安裝在車身上下振動最小的位置上。以現在的轎車為例，外后視鏡主要裝配在前車門上，控制方式有電動式和手動式。電動式外后視鏡的鏡片后面裝有驅動機構，它由小型可逆式直流電動機、減速齒輪、電磁離合器組成，駕駛者在車內控制開關對外后視鏡進行上下左右調整，調整范圍30度以內，并可以折疊。手動式外后視鏡多采用杠桿式，駕駛者在駕駛座上擺動車門上相應的小手柄，即可上下左右調整鏡面角度，這種手動后視鏡的結構比較簡單，一般裝配在經濟型轎車上。 外后視鏡外形輪廓不但影響到車身的外觀，也影響到車身尺寸，行業(yè)標準有轎車外后視鏡的安裝位置不得超出汽車最外側250毫米的規(guī)定。同時，由于一般轎車的速度提高，風阻和噪聲是設計者要考慮的重要問題，因此外后視鏡外形輪廓要符合空氣動力學，用圓滑的線條盡量減少風阻及風噪。 后視鏡還有一些其他的分類方法，如： 按后視鏡的鏡面形狀可分為平面鏡、球面鏡和雙曲率鏡面三大系列。另外還有一種棱形鏡，棱形鏡的鏡表面平坦，但其橫截面為棱形，通常用作防眩目的內后視鏡。 按制鏡時涂用的反射膜材料可分為鋁鏡、鉻鏡、銀鏡，蘭鏡等4種。 按后視鏡的調節(jié)方式可分為車外調節(jié)和車內調節(jié)2種。 (1)車外調節(jié)式； 這種方式式在停車狀態(tài)下，通過用手直接調節(jié)境況或鏡面的位置的方式來完成視角的調節(jié)，該方式費時費力，和難方便地一次性完成，駕駛員需要在座位上用手伸出車窗外調節(jié)，在行車，雨天等情況下很不方便。一般的大型汽車，載貨汽車和搭檔客車都采用外調節(jié)方式，以降低成本。 (2)車內調節(jié)式； 這種方式可為駕駛員在行駛過程中調節(jié)后視鏡，觀察后視野提供較為方便的條件。中、高檔轎車大都采用內調節(jié)方式，該方式又分為手動調節(jié)式（鋼絲索傳動調節(jié)或手柄調節(jié)）和電動調節(jié)2種。 電動后視鏡為駕駛員提供更便捷、更舒適的操作條件。它式目前中、高檔轎車普遍采用的標準裝備。 2.3后視鏡發(fā)展趨勢 目前一些汽車的外后視鏡還具有除霜除霧功能和洗滌功能。由于外后視鏡最外端面也就是汽車最寬的位置，所以有些車上外后視鏡前端還增加了側面轉向燈，可以醒目提示汽車轉彎方向。至于內后視鏡的附加功能就更加多了，在內后視鏡后面裝置集成芯片，利用液晶顯示可將倒車雷達、來電顯示、內外溫度、汽車速度、胎壓、CD及GPS顯示等等信息在內后視鏡上反映出來。 隨著科技的發(fā)展，用攝像系統取替后視鏡已經成為一些廠家今后的新目標。它通過車輛兩側和車尾的攝像裝置及紅外線裝置，將攝到的圖像在后視顯示屏上顯示出來。例如第七屆北京國際車展上日產ideo概念車沒有傳統的后視鏡，四周一共安裝了14個攝像機（8個平面視圖攝像機和6個環(huán)視攝像機），其作用除了能夠幫助駕駛員確保行駛安全外，還能用來擴展信息和收集圖像。整個儀表板是一個顯示屏，顯示了汽車后面及兩側的圖像，取替了后視鏡的作用[3]。 2.4賽馬轎車電動后視鏡 眾所周知，要對某一個部件進行設計，首先要了解其工作原理，工作環(huán)境及工作特點。因此，本節(jié)主要針對賽馬轎車電動后視鏡的結構，控制線路，端子接口情況進行介紹。 2.4.1賽馬轎車電動后視鏡結構及工作原理 目前賽馬轎車電動后視鏡采用和大多數車型一樣的結構，其背后裝有兩套電動機和驅動器，可操縱反射鏡上下及左右轉動。通常上下方向的轉動用一個電機控制，左右方向的轉動由另一個電機控制。通過改變電機的電流方向，即可完成后視鏡的上下及左右調整。有的車型電動后視鏡還帶有伸縮功能，有伸縮開關控制伸縮電機工作，使整個后視鏡回轉伸出或縮回。 2.4.2賽馬轎車電動后視鏡控制線路及工作原理 如圖2.2所示為賽馬轎車伸縮式電動后視鏡控制系統電路圖。在進行調整時，首先通過左右調整開關選擇好要調整的后視鏡，如圖調整左后視鏡時，開關打向左側， 圖2.2 賽馬轎車電動后視鏡控制電路 此時開關分別與7、8接點接通，再通過控制開關即可進行該后視鏡的上下或左右調整。 如圖2.2所示為賽馬轎車電動后視鏡端子結構圖，在開關后面共有11各端子。其工作原理如表3.1所示，當調節(jié)左側后視鏡向上轉動時，將端子1與端子6相連，端子9與端子10相連。當需要其向下轉動時，則將端子6與端子9相連，端子6與端子11相連。 圖2.3 賽馬轎車電動后視鏡開關端子 圖2.4 開關位置與端子連接情況邏輯關系圖 圖2.4所示為控制一側電動后視鏡運動的邏輯關系。我們都知道，汽車車身大部分是金屬，所以汽車電氣采用單線制，多數為負極搭鐵。但是為了控制電動后視鏡的兩個電動機正反轉，后視鏡的電動機為雙線。為了減少導線的數量，兩個電動機有一個公共端（即表中導線端口1），及只需要三根導線，導線1、3控制一個電動機運動，，當埠1接負極，埠3接正極時，電動機正轉，后視鏡向上轉動，反之則相反。同理，1、2控制電動機左右運動。 進行向上調整時可將控制開關推向上策，此時控制開關分別與向上接點、左上接點結合，電路為蓄電池→熔斷器→點火開關→控制開關向上接點→左右調整開關→接點7→左側電動機→接點1 →電動鏡開關接點2 →控制開關左上接點→電動鏡開關接點3 →蓄電池負極，左側后視鏡電動機運轉，完成調整過程。其它調整過程與向上調整過程類似，通過接通不同的開關即可完成。其他后視鏡動作關系見圖2.5[4]。 圖2.5 連接件連接及后視鏡動作邏輯關系圖 2.5賽馬轎車電動后視鏡開關特點 和大多數車型一樣，目前賽馬轎車的電動后視鏡依舊采用普通的觸點開關，它具有結構簡單、成本低、容易實現兩組電動機的正反轉，因此成為眾多汽車廠家的首選。 但是，由于普通觸點開關具有反應延緩，容易出現虛接等現象，所以經常出現觸點燒蝕的現象，給廣大司機帶來很多不必要麻煩，造成安全隱患。通常，在汽車的正常使用期限內，需要多次更換，從而提高了維修成本，造成不必要的浪費。 另外，我們知道，汽車駕駛控制面板的面積十分寶貴，所以，在滿足人機工程學原理的基礎上，應大大減少各部件的使用空間。但是，由于普通機械觸點開關觸電有很大的電流通過，所以，觸點橫截面積不能過小。因此，整個開關需要占用很大的空間。 因此，重新調整控制原理，控制線路，控制開關的結構時十分必要的。 2.6后視鏡折疊及加熱除霧功能 在生活中，在泊車時，經常會遇到空間不足，冰雪、多霧天氣下，后視鏡面覆蓋冰雪霧水，擦來擦去無法清潔干凈，影響行車安全，為此本設計對后視鏡進行折疊及加熱除霧等功能控制的設計，以實現方便安全的使用。 圖2.4 陶瓷加熱片 圖2.4為為實現加熱除霧功能所選用的陶瓷加熱片。 2.7本章小結 本章在一開始介紹了賽馬轎車電動后視鏡結構及其工作原理，并結合其控制電路對電動后視鏡的調節(jié)過程進行了介紹，通過對原有電路的解析，了解了其分別實現四個電動機正反轉工作的控制原理。并且，詳細介紹了賽馬轎車電動后視鏡開關的端子接口情況。通過對其控制原理的分析，初步確定了線路控制部分改進的主題思路，對下一章線路優(yōu)化設計工作做了鋪墊。 第3章 線路優(yōu)化及開關設計 3.1設計原則 1、接線布局合理，線路連接可靠。 2、盡可能不破壞原有電路接線，便于安裝調試 3、電路中增加必要過載保護裝置。 依據上述設計原則，結合賽馬轎車控制線路特點，制定設計方案。 3.2控制線路優(yōu)化方案 汽車時當代交通必不可少的交通工具，對于短途運輸，旅行都是最佳選擇。隨著人們精神生活的不斷提高，就需要汽車有更多的功能以滿足乘客和駕駛員的需求。然而，這樣的代價就是汽車復雜的結構和本身的體重，為此，使汽車在滿足人們精神需求的同時最簡化成為當代大多汽車設計師追求的目標。 對于汽車而言，我們始終追求的都是以最簡單的結構實現最復雜的功能。因此在汽車電氣中，引用了總線技術，這樣，大大減少了布線的麻煩。雖然如此，各個部分的線路還是很難盡如人意。因此，線路優(yōu)化是必不可少的一項重要任務。 由上一章可以知道，控制電動后視鏡工作，其實就是分別控制安裝在左右兩個后視鏡的四個直流電動機正反轉。因此，就要求控制電路能夠實現電流的雙向導通，在以往的電動機控制電路中，經常用到的有雙電源法，橋式電路法等。 盡管單片機本身具有一定的驅動能力，但其輸出電流較小，不足以直接驅動電動機這類負載較大的器件，所以必須設計電動機驅動電路，即電動機和單片機之間的接口電路來驅動電動機工作?？傊?，無論用什么辦法來控制，控制直流電動機正反轉的基本方法就是改變電動機兩端的電勢差。 3.2.1觸點燒蝕原因的分析 原來的賽馬轎車電動后視鏡采用普通機械觸點開關進行控制，其通過的電流較大，并且，由于機械觸點的結合過程中，兩個金屬觸點的接觸面積是一個從少到多的過程，因此，在最開始，容易出現虛接的現象；另外，金屬觸點由于長時間使用導致磨損，也會出現接觸不良的現象。 3.2.2控制線路優(yōu)化設計方案一 如圖3.1所示為控制線路優(yōu)化方案一，其主要控制原理是，控制電路給控制程序一個控制信號，經控制程序判斷四個電動機運動狀態(tài)，然后分別向1、2、3、4、5等接口輸出相應信號，邏輯關系見表格。由于控制程序輸出的信號較小，不能夠直接驅動電動機轉動，故在五個接口和電動機之間接有放大電路。表3.1所示為本方案控制邏輯關系，當需要電機A正轉時，控制程序向幾口1輸出高電平信號，向其它接口輸出低電平信號，并經放大電路放大，這樣，在電動機兩端就會出現電勢差，因此電流由1接口流經電動機A回到界面5，從而實現電動機A的正向運轉。反之若要電動機A反轉，則控制程序向幾口5輸出高電平信號，向其它接口輸出低電平信號，并經放大電路放大，這樣，在電動機兩端就會出現電勢差，因此電流由1接口流經電動機A回到界面5，從而實現電動機A的反向運轉。 表3.1 方案一邏輯關系 電機狀態(tài) 1界面 2界面 3界面 4界面 5界面 A正轉 1 0 0 0 0 B正轉 0 1 0 0 0 C正轉 0 0 1 0 0 D正轉 0 0 0 1 0 A反轉 0 0 0 0 1 B反轉 1 0 1 1 1 C反轉 1 1 0 1 1 D反轉 1 1 1 0 1 3.2.3控制線路優(yōu)化設計方案二 在電工電子中，經常用到很多的控制開關，有普通的觸點開關，有電磁開關，還有用電子元器件的，如三極管，晶閘管等，還有各種類型的繼電器。 考慮到普觸電開關的動作時靠人為控制，經常出現接觸不牢靠的現象，所以用繼電器來代替普通觸點開關。如圖3.2所示為控制線路優(yōu)化方案二。這樣，控制開關的控制電流就很小，只需使繼電器閉合即可，當駕駛員需要對電動后視鏡進行調整時，及需要對某個電動機進行控制，例如若要控制如圖所示電動機A正轉時，只需讓控制程序控制繼電器1、4閉合時，電流流經繼電器A,經過電動機，經繼電器B回到電源負極。若需要控制電動機A反轉時，只需讓控制程序控制繼電器3、2閉合時，電流流經繼電器A,經過電動機，經繼電器B回到電源負極 這種方法簡單易懂，但是我們大家都自動，繼電器的體積大多未電磁繼電器，因此，其體積相對較大，因此不便于安裝和布置。在汽車上，往往將大多數繼電器裝在一起，制作成繼電器盒，安裝在特定的位置。 圖3.1 方案一工作原理圖 圖3.2 方案二工作原理圖 如上面所述，普通觸電開關需要流過很大的電流，這樣，當接觸不牢靠時就會容易出現燒蝕，造成危害。而繼電器體積又相對較大，不便于安裝，所以，可以考慮用其它的元器件來代替繼電器，如三極管，晶閘管等。但由于晶閘管不能通過人為控制來斷電，因此考慮到可斷晶閘管。但由于其價格較高，不益于市場競爭。因此選用相對較便宜的三極管。其原理如圖3.3所示，當需要電動機A正向運轉時，只需控制三極管Q1和Q4導通即可。這樣，電流經電源正極流經三極管Q1，進入電動機A，然后經三極管Q4回到電源負極。當需要電動機A反向轉動時，只需控制三極管Q2和Q3導通即可。這樣，電流經電源正極流經三極管Q3，進入電動機A，然后經三極管Q2回到電源負極[5]。 3.2.4控制線路優(yōu)化設計方案三 圖3.3方案三工作原理圖 考慮到單片機的工作電流較小，此次設計采用橋式電路來驅動后視鏡電動機進行運動視鏡的一個電機正反轉的原理圖。在圖3.3中, 每個電動電動機由2個NPN和2個PNP構成橋式電路, 給各個電阻適當的選值,使NPN和PNP均工作在飽和狀態(tài), 即作開關來使用[6]。 當 Q1和Q4導通時, S電動機A正轉, 當Q2和Q3導通時, 電機A反轉, 從而實現了電機的正反轉。而Q1、Q2、Q3、Q4的導通和截止是由控制程序輸出電平決定的,即單片機通過這個引腳實現對電機正反轉的控制。 3.3方案分析選擇 通過上一節(jié)。列出了三種主要設計方案。其中方案一原理簡單，明了?？刂瞥绦蛑恍韪鶕{駛員的意愿，調用邏輯關系表中相應的信息即可控制輸出不同高低電平，來控制電動機正反轉。但是，由于控制程序輸出的信號較小，不能夠驅動電動機轉動，需要串聯一個放大電路，使電流電壓放大。由于汽車上的電源多為直流，因此，放大電路選擇較為困難。且放大電路體積較大，需占用較大空間。 方案二的主要思路是用繼電器來代替原有出點開關，主要原因時繼電器閉合時間較短，且較人為閉合到位，所以不容易出現燒蝕現象。但繼電器多數體積較大，連接困難，故很難布置。 方案三的設計思路和方案二基本相同，所不同的是，方案二由繼電器充當開關，而方案三則由三極管代替，不僅體積小，便于安裝，而且價格較便宜。表3.2對三種方案進行了比較分析。 表3.2 方案比較分析 方案一 方案二 方案三 簡化后線路 簡單 簡單 簡單 線路布置 簡單 較復雜 復雜 元器件體積 過大 較大 較小 成本 高 高 低 工作可靠性 不好 較好 好 印制出電路板面積 大 大 小 綜上所述，此次設計采用方案三所示方法。 3.4優(yōu)化后的控制電路及其工作原理 方案三控制電路通過DC1205與單片機Vcc引腳相連，為單片機提供5V電壓，單片機控制信號通過安裝在駕駛室的電動后視鏡調節(jié)開關控制。當需要調節(jié)左側后視鏡時， 后視鏡只需左右后視鏡選擇開關的”L”檔按下然后根據需要控制左側后視鏡按住上下左右按鈕，以控制左側后視鏡上下左右旋轉。 當需要調節(jié)左側電動后視鏡上旋轉時，只需將選擇開關的“L”檔按下，然后按住向上按鈕即可，當達到所需位置時松開即可。其控制過程為：“L”按下后給單片機P0.5引腳一個高電平，“左”按鈕按下后，給P0.3引腳一個高電平，通過單片機控制，使P1.0 和P2.1輸出高電平，分別控制三極管T2和T3導通。電流流向為：電源正極→Fuse熔斷器→點火開關→熔斷絲→繼電器→T3→直流電動機→T2→搭鐵。反之，當需要左側電動后視鏡下旋轉時，只需將選擇開關的“L”檔按下，然后按住向下按鈕即可，當達到所需位置時松開即可。其控制過程為：“L”按下后給單片機P0.5引腳一個高電平，“左”按鈕按下后，給P0.2引腳一個高電平，通過單片機控制，使P1.1 和P2.0輸出高電平，分別控制三極管T2和T3導通。電流流向為：電源正極→Fuse熔斷器→點火開關→熔斷絲→繼電器→T3→直流電動機→T2→搭鐵。 3.5控制電路元件選擇及參數確定 3.5.1電路組成 通過上述方案分析，電動后視鏡控制線路所應用到的元器件有：89C52單片機及相應外部電路、開關三極管、電阻、光電隔離器等。 3.5.2元件選擇參數確定 根據電動機參數可知，賽馬轎車電動機后視鏡采用額定電壓為12V，額定電流為100mA的電動機驅動。因此通過各個三極管集電極和發(fā)射極的電流為100mA。但是由于電動機會出現賭轉現象。需要對其賭轉電流進行確定，表3.3為賽馬轎車電動后視鏡驅動電機空載、正常工作及賭轉時的電流。 在電路中所使用的光電隔離器亦稱光電耦合器，簡稱光耦。光耦合器以光為媒介傳輸電信號。它對輸入、輸出電信號有良好的隔離作用，所以，它在各種電路中得到廣泛的應用。目前它已成為種類最多、用途最廣的光電器件之一。光耦合器一般由三部分組成：光的發(fā)射、光的接收及信號放大。輸入的電信號驅動發(fā)光二極管（LED），使之發(fā)出一定波長的光，被光探測器接收而產生光電流，再經過進一步放大后輸出。這就完成了電—光—電的轉換，從而起到輸入、輸出、隔離的作用。由于光耦合器輸入輸出間互相隔離，電信號傳輸具有單向性等特點，因而具有良好的電絕緣能力和抗干擾能力。又由于光耦合器的輸入端屬于電流型工作的低阻元件，因而具有很強的共模抑制能力。所以，它在長線傳輸信息中作為終端隔離元件可以大大提高信噪比。在計算機數字通信及實時控制中作為信號隔離的接口器件，可以大大增加計算機工作的可靠性。 光耦合器的主要優(yōu)點是：信號單向傳輸，輸入端與輸出端完全實現了電氣隔離，輸出信號對輸入端無影響，抗干擾能力強，工作穩(wěn)定，無觸點，使用壽命長，傳輸效率高。光耦合器是70年代發(fā)展起來產新型器件，現已廣泛用于電氣絕緣、電平轉換、級間耦合、驅動電路、開關電路、斬波器、多諧振蕩器、信號隔離、級間隔離 、脈沖放大電路、數字儀表、遠距離信號傳輸、脈沖放大、固態(tài)繼電器(SSR)、儀器儀表、通信設備及微機接口中。在單片開關電源中，利用線性光耦合器可構成光耦反饋電路，通過調節(jié)控制端電流來改變占空比，達到精密穩(wěn)壓目的。 表3.3 電動機工作電流 （單位：mA） 組次 電動機狀態(tài) 電流 平均電流 1.1 空載 89.9 87 1.2 空載 81.0 1.3 空載 90.3 1.4 空載 86.7 2.1 正常負荷 100.3 100.1 2.2 正常負荷 103.1 2.3 正常負荷 101.4 2.4 正常負荷 99.7 3.1 賭轉 697.5 690.8 3.2 賭轉 680.0 3.3 賭轉 694.1 3.4 賭轉 691.6 由上表中試驗測得的數據可知: 已知單片機輸出電流約為 故 在這里，我們應用到的只是三極管的開關作用，因此，根據和值選擇型號為S9012的PNP型開關三極管和型號為S9012的PNP型開關三極管[8]。 電路中電阻的作用是將單片機輸出的電壓是5V,所以使用電阻限制電流。 3.6試驗分析 通過上一節(jié)的計算分析，確定出電子元器件的型號和參數，通過對其中一個電動機正反轉控制電路進行試驗，證明上述所選元器件符合要求。 3.7本章小結 根據上一章對賽馬轎車原有后視鏡控制線路工作原理的介紹，對賽馬轎車控制線路進行優(yōu)化設計，通過對所提車的三種方案進行比較分析，最終確定控制線路優(yōu)化方案。并根據優(yōu)化方案選擇元器件。確定元器件參數，以確?？刂葡到y的正常運行，使設計更加合理。 第4章 賽馬轎車后視鏡控制程序編制 4.1單片機介紹 單片機，亦稱單片微電腦或單片微型計算機。它是把中央處理器（CPU）、隨機存取存儲器（RAM）、只讀存儲器（ROM）、輸入/輸出端口 （I/0）等主要計算機功能部件都集成在一塊集成電路芯片上的微型計算機[9]。 自單片機出現至今，單片機技術已走過了近20年的發(fā)展路程?？v觀20年來單片機發(fā)展歷程可以看出單片機技術的發(fā)展以微處理器（MPU）技術及超規(guī)模集成電路技術的發(fā)展為先導，以廣泛的應用領域拉動，表現出較微處理器更具個性的發(fā)展趨勢。 1、單片機速度越來越快； MPU發(fā)展中表現出來的速度越來越快是以時鐘頻率越來越高為標志的。而單片機則有所不同。為提高單片機抗干擾能力，降低噪聲，降低時鐘頻率而不犧牲運算速度式單片機技術發(fā)展之追求。 縱觀我們現在生活的各個領域，從導彈的導航裝置，到飛機上各種儀表的控制，從計算機的網絡通訊與數據傳輸，到工業(yè)自動化過程的實時控制和數據處理，以及我們生活中廣泛使用的各種智能IC卡、電子寵物等，這些都離不開單片機。以前沒有單片機時，這些東西也能做，但是只能使用復雜的模擬電路，然而這樣做出來的產品不僅體積大，而且成本高，并且由于長期使用，元器件不斷老化，控制的精度自然也會達不到標準。在單片機產生后，我們就將控制這些東西變?yōu)橹悄芑?，我?只需要在單片機外圍接一點簡單的接口電路，核心部分只是由人為的寫入程序來完成。這樣產品的體積變小了，成本也降低了，長期使用也不會擔心精度達不到了。據統計，我國的單片機年容量已達1——3 億片，且每年以大約16%的速度增長，但相對于世界市場我國的占有率還不到1%。特別是沿海地區(qū)的玩具廠等生產產品多數用到單片機，并不斷地輻射向內地[10]。 2、8位、16位、32位單片機共同發(fā)展； 長期以來，單片機技術的發(fā)展是以8為機為主的。隨著移動通信、網絡技術、多媒體技術等高科技產品進入家庭，32位單片機應用得到了長足發(fā)展。 3、單片機使用壽命長； 這里所說的長壽，一方面指用單片機開發(fā)的展品可以穩(wěn)定可靠地工作10年、20年，另一方面是指與微處理器相比的長壽命。伴隨著半導體技術的飛速發(fā)展，MPU更新換代的速度越來越快，以386、486、586為代表的MPU，很短的時間內就被淘汰出局。而傳統的單片機如68HC05、8051等年齡已有15歲，產量仍是上升的，這一方面是由于其對相應應用領域的適應性；另一方面是由于以該類CPU為核心，集成以更多I/O功能的不斷豐富，有著相當長生存周期。新的CPU類型的加盟，使單片機隊伍不斷壯大，給用戶帶來更多的選擇余地 4.2單片機選擇 89C52是INTEL公司MCS-51系列單片機中基本的產品，它采用INTEL公司可靠的CHMOS工藝技術制造的高性能8位單片機，屬于標準的MCS-51的HCMOS產品。它結合了HMOS的高速和高密度技術及CHMOS的低功耗特征，它基于標準的MCS-51單片機體系結構和指令系統，屬于80C51增強型單片機版本，集成了時鐘輸出和向上或向下計數器等更多的功能，適合于類似馬達控制等應用場合。80C52內置8位中央處理單元、256字節(jié)內部數據存儲器RAM、8k片內程序存儲器（ROM）32個雙向輸入/輸出(I/O)口、3個16位定時/計數器和5個兩級中斷結構，一個全雙工串行通信口，片內時鐘振蕩電路。此外，89C52還可工作于低功耗模式，可通過兩種軟件選擇空閑和掉電模式。在空閑模式下凍結CPU而RAM定時器、串行口和中斷系統維持其功能。掉電模式下，保存RAM數據，時鐘振蕩停止，同時停止芯片內其它功能。89C52有PDIP(40pin)和PLCC(44pin)兩種封裝形式。89C單片機為很多嵌入式控制系統提供了一種靈活性高且價廉的方案[11]。 因此,采用89C52單片機作為驅動器來控制電動后視鏡電動機運動。 4.3控制程序流程圖的編寫 下圖為本設計的控制程序流程圖，通過對左右后視鏡選擇開關信號和上下左右調節(jié)信號的選擇進行判斷，通過對各輸出引腳輸出不同的信號，控制優(yōu)化線路中三極管的導通與關閉，從而控制電動機正反轉。其控制程序見附錄[12]。 當有鍵按下，則判斷P1.7是否為高電平，若是，再依次判斷P0.0、P0.1、P0.2、P0.3、P0.4、P0.5、P0.6是否為高電平，依次對應左后視鏡上轉、左后視鏡下轉、左后視鏡左轉、左后視鏡右轉、左后視鏡加熱除污、折回、展開；若P1.7為低電平，是則依次判斷P2.0、P2.1、P2.2、P2.3、P2.4、P2.5、P2.6是否為高電平，依次對應右后視鏡上轉、右后視鏡下轉、右后視鏡左轉、右后視鏡右轉、右后視鏡加熱除污、折回、展開 [13]。 4.4本章小結 本章首先介紹了單片機的應用領域及在汽車上的應用，又對所選用的89C52單片機進行了介紹，對程序的流程圖進行了編寫，然后通過流程圖編寫出了基于C語言的適用于本次設計的控制程序，達到了對各項功能的控制要求，完成了本次設計的核心內容。 第5章 賽馬轎車后視鏡開關設計 5.1設計原則 1、便于安裝，并且安裝可靠，不能出現安裝不穩(wěn)、松動等現象； 2、由于駕駛員要隨時對后視鏡進行調節(jié)，因此要求其控制方便； 3、按鍵大小適當，按鍵力度不宜過大或過??； 4、要求外型美觀與原車色調一致。 5.2 安裝位置確定 由于此次設計是對原有控制開關進行改進，因此要求后視鏡控制開關的安裝位置必須恰當，保證駕駛員隨時可以對后視鏡位置進行調控。圖5.1為賽馬轎車駕駛室控制面板，由于控制原件的位置相對集中，因此，后視鏡開關的的安裝比較困難，圖5.2和圖5.3為兩個可以參考的位置。但由于圖5.3中控制器件較多，位置較密，不易安裝其它零部件，因此，還考慮安裝在原有后視鏡開關位置，如圖5.2。 圖5.1賽馬轎車駕駛室控制面板 圖5.2賽馬轎車原有后視鏡開關安裝位置 5.3賽馬轎車主控制面板 5.3原車控制開關實際尺寸測量 對于替換原車控制開關，首先，我們要對原車型后視鏡開關的外形尺寸進行測量，以便確定所設計開關的安裝尺寸。這樣才能保證所設計的開關能夠穩(wěn)定可靠的安裝在車內。 圖5.4賽馬轎車電動后視鏡開關結構圖 如圖5.4所為賽馬轎車電動后視鏡零件圖，圖中標出了其主要外形尺寸及安裝?？梢缘玫礁鼫蚀_的數據，首先對個尺寸進行了多組測量，并求出了其平均值。主要測量資料見表5.1。 表5.1 原有尺寸測量數據 測量一 測量二 測量三 平均值 a/毫米 48.012 47.988 48.024 48.008 b/毫米 4.032 4.106 4.102 4.060 c/毫米 7.211 7.102 7.082 7.132 d/毫米 2.108 2.220 2.212 2.147 e/毫米 17.512 17.820 17.420 17.584 f/毫米 11.512 11.610 11.434 11.519 A/度 155.3 155.1 155.5 155.3 B/度 124.1 124.3 124.2 124.2 C/度 133.1 133.2 133.4 133.2 經過實際測量，將所設計開關的上蓋的安裝尺寸設計與原有開關安裝尺寸相同，主要就不用改變原車安裝位置及安裝尺寸。由于開關采用塑料件鑄造，因此，可將上述尺寸圓整，得到表3.4所示安裝尺寸。 表5.2 最終確定尺寸 (單位：mm) a b c d e f A B C 尺寸 48 4 7 2 18 12 155 124 133 5.4外觀及按鍵設計 5.4.1開關外型設計 根據上述得到的后視鏡開關安裝尺寸，設計后視鏡開關上蓋。如圖5.5所示，對于左右后視鏡選擇開關，選用普通三位帶恢復的機械開關即可，由于價格比較便宜，可以在市場上購買，然后安裝到1所示位置。2所示為后視鏡安裝時的鎖緊裝置，其形狀大小和原車開關一樣，因此可以很好的裝到原來的位置。 塑料的成型加工過程即塑料制品的生產過程，是一個非常關鍵而又復雜的過程。在此過程中，必須根據各種材料的固有性質，利用加熱、加壓、溶脹或溶解等一切可以實施的辦法加工。因此，外型是設計十分重要[14]。 1左右后視鏡選擇開關安裝槽 2鎖緊裝置 圖5.5 后視鏡開關上蓋 如圖5.6為所設計的開關底座。將電路板直接安裝在殼底，用四個螺釘緊固，然后整個底座通過卡扣與上蓋相連。導線通過開關底座底部的導線孔引出，與后視鏡電動機、蓄電池相連接[15 ]。 1導線孔 2卡扣 圖5.6 開關底座 5.4.2 按鍵設計 由于按鍵只是起到對點偏激程序進行控制，所以，為了美觀，采用膜式觸摸開關，這樣只需將控制按鍵貼在開關上蓋即可。 5.4.3 外觀確定 為了美觀并且和原車內飾色調一致，所設計的開關外觀顏色將設計不同顏色。但由于外殼生活貼有控制按鍵，座椅只需設計多種膜式按鍵顏色即可。 5.5本章小結 本章首先列出了對開關外型設計的要求，通過實際考察分析，將開關安裝在原有電動后視鏡開關位置。以便于更換安裝。對與開關的顏色，根據實際賽馬轎車內飾顏色，給予了多種選擇盡量保持了開關外形的美觀，并與原車控制面板的顏色保持一致，以確保整體視覺效果。 結 論 本次設計主要針對電動后視鏡的控制線路及控制開關進行改進，通過降低流過控制開關的電流來改善普通觸點開關容易燒蝕的問題。由于要對四個電動機分別進行正反轉控制，就要有大量的導線，因此，簡化線束對于改進后開關的安裝十分有利。 通過多方面查找數據，并結合其它典型電動機控制電路特點，完成了如下工作： （1）單片機知識儲備； （2）通過實際拆裝，了解了電動后視鏡工作原理； （3）擬出多種設計方案，并對設計方案進行比較、分析，確定出最終方案。設計電路，選擇電子元器件并進行實驗分析。確定出最終控制電路； （4）按照設計方案工作原理進行單片機編程； （5）實際測量賽馬轎車電動后視鏡控制開關安裝位置及安裝尺寸，并結合所測數據進行開關外形設計，并繪制工程圖； （6）利用Protel軟件進行電路版設計； （7）利用CAD軟件繪制了裝配圖和零件圖； 本文雖然介紹了賽馬轎車智能電動后視鏡控制線路及開關的設計過程，但由于知識水平和時間的限制，本設計許多過程介紹的過于簡單。另外，本設計對所有電子元器件型號的選擇均采用先理論分析后試驗的方法，最終型號以試驗結果為準。  參考文獻 [1]黃繼昌等.電子元器件應用手冊[S].北京：人民郵電出版社[S]，2004.7. 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[16]一種汽車后視鏡自動翻轉控制系統的改進設計.科技創(chuàng)新導報[J]，2010 NO.16.  致 謝 在本文完成之際，首先向我最尊敬的導師鮑宇老師致以最誠摯的敬意和最衷心的感謝。幾個月以來，他不遺余力地對我的設計進行了指導。在我畢業(yè)設計這段時間，無論是在學習還是在生活上，恩師都給予了我無微不至的關懷。鮑老師平易近人，學識淵博，治學嚴謹，處理問題認真求實的作風一直影響著我，他必是我一生的楷模，對我的幫助和教導我將謹記一生。 再過一個月我們就要離開這個學習、生活了四年的校園了，同時自已也將告別學生時代。畢業(yè)設計可以說是我最后一次向老師們學習的機會了，也正是因為老師的教導，設計才得以完成。畢業(yè)設計雖已完成了，但由于知識水平的局限，實際經驗缺乏，設計還存在許多不足，有很多地方需要改進。對