1、蕪湖職業技術學院信息工程學院摘 要汽車后視鏡是與汽車行駛安全相關的主要部件，良好的后視鏡視野能保證駕駛員的行車安全。汽車后視鏡僅僅使用手動調整甚至是電動控制是不夠的，還需要在電動的基礎上增加位置存儲和恢復功能，以使駕駛員操作更為方便，提高后視鏡的可用性。本文設計了一種位置記憶功能后視鏡與按鍵控制系統。該系統能電動調節后視鏡上下轉動、左右轉兩個角度，并能在調整后記憶存儲位置信息，并且可以在需要時調用位置信息。本文在探討了汽車電子控制系統的基本組成的基礎上分析了本設計的位置記憶存儲式控制器的工作原理，在不改變汽車的任何框架，只是在原有的基礎上加了51-MCU、硬件電路設計和軟件程序流程，并設計了相

2、應的系統。 關鍵字：記憶存儲；實用性安全性；后視鏡控制；按鍵；線性化控制；目 錄摘 要1第一章 緒 論21.1 課題背景及研究意義21.1.1汽車后視鏡21.1.2國內外汽車后視鏡的發展與研究現狀21.2課題研究的內容3第二章方案論證與設計32.1 方案一32.2 方案二32.3方案的選擇42.4 整體設計4第三章：硬件模塊介紹53.1最小系統核心板簡圖53.2獨立按鍵存儲電路53.3直流電機驅動模塊63.4 EEPROM6第四章 軟件設計74.1運算主程序設計74.2按鍵消抖處理7總 結8參考文獻8第一章 緒 論1.1 課題背景及研究意義1.1.1 汽車后視鏡汽車后視鏡俗稱倒車鏡，是汽車的必

3、配件，通常分為車外后視鏡和車內后視鏡兩種。后視鏡是用來反映汽車后方、側方和下方的情況的主要部件，使駕駛員能間接觀察到其車后的情況。為了駕駛員操作方便，防止行車安全事故的發生，保障人身安全，各國均規定了汽車上必須安裝后視鏡，且所有后視鏡都必須能調整方向。汽車后視鏡是與汽車行駛安全相關的主要部件，后視鏡的良好位置是保證汽車行駛安全的必要條件。美國有統計表明，30的普通公路汽車事故，70的高速公路汽車事故都是與汽車后視鏡的視野不理想有關。1.1.2 國內外汽車后視鏡的發展與研究現狀國內外后視鏡的發展過程可以分為三個階段。第一階段是無調整或簡單調整階段。早期的汽車后視鏡如同早期的汽車，只是一個純粹的機

4、械產品，最早的后視鏡是固定的，而后發展出現的機械調整也只是由駕駛員進行的手動的轉動，經常出現的問題是駕駛員右側的后視鏡無法調整到最佳的視野位置。這種調節方式費時費力，基本上不可能一次調節到位。第二階段是電動調整階段。駕駛員手動調整或者拉索調整存在的極大的不便促使研究人員研究開發了電動調整的后視鏡。駕駛員在車內可以通過調整按鈕或者搖桿調整后視鏡的角度。駕駛員調整后視鏡相對手動調整來說比較方便。電動調整后視鏡也是現在使用最為廣泛的轎車車用后視鏡，現在國內使用的較多，國內外對于電動調整后視鏡的研究已經比較成熟了，現在電動后視鏡已經作為一個比較常見的標準配置安裝在轎車上使用了。第三個階段是記憶存儲式調

5、整階段。駕駛員對于后視鏡調整的不便性并未通過電動調整得到根本的解決，一部車如果新的駕駛員使用勢必需要重新調整后視鏡的位置。家用轎車一般都有若干個駕駛者，時時調整的不便性體現的比較明顯。一些汽車公司已經研究開發了記憶存儲式后視鏡以提高后視鏡的可用性，而高檔轎車車型已經開始配備這種后視鏡。1.2 課題研究的內容本文討論的記憶存儲式后視鏡控制器是針對轎車的外后視鏡設計的。本設計的記憶存儲式控制器通過51-MCU進行電機精確控制的控制，可以完成后視鏡的上下和左右方向的角度調整，駕駛員可以根據個人自身特點和駕駛習慣來調整后視鏡，然后進行記憶存儲，在位置改變后，駕駛員可以使用恢復功能進行方便的位置復原。位

6、置調整誤差可控制在一定范圍內。第二章 方案論證與設計2.1 方案一 根據低成本和不對原有汽車的的任何改造，本系統選用MCS-51系列單片機STC89C52為主控機。通過擴展必要的外圍接口電路，實現對倒車鏡位置的調整、記憶存儲及恢復存儲的位置。記憶存儲后視鏡控制裝置包括三個部分：步進電機電路、按鍵控制輸入電路、單片機微控制電路。用步進電機作為輸出電路，矩陣鍵盤作為輸入電路。模塊圖如圖2.1所示。STC89C51步進電機電路輸入按鍵圖2.12.2 方案二根據低成本和不改變原有汽車的的任何改造的設想，選擇STC89C52為主控機，通過擴展必要的外圍接口電路，實現對記憶存儲后視鏡調整的設計。電路包括四

7、個部分：直流電機作為輸出電路，矩陣鍵盤作為輸入部分，運算模塊，單片機控制部分。模塊圖如圖2.2所示。單片機驅動模塊直流電機模塊輸入模塊圖2.22.3方案的選擇如果選擇步進電機，勢必會對車的后視鏡進行一定的改裝，所普及的車輛來改造大大增加了成本，而且步進電機的成本遠遠高于直流電機，由于再不對車輛有任何的改動和低成本的情況來看，以原車倒車鏡直流電機作為后視鏡執行裝置，只需要進行外開關接頭的轉換，在原有后視鏡的基礎上不會任何的變動，不僅節約了成本，還能普遍的對現有的車輛進行記憶后視鏡功能的增加。2.4 整體設計根據記憶存儲后視鏡的功能和指標要求，本設計系統選用MCS-51系列單片機STC89C51為

8、主控機。通過擴展必要的外圍接口電路，實現對記憶存儲后視鏡的設計。記憶存儲后視鏡電路包括三個部分：直流電機驅動電路、鍵盤作為輸入部分、單片機微控制電路。如2.3圖所示 51系列單片機系統4個獨立按鍵直流電機驅動 晶振電路復位電路圖2.3 線路原理框圖第三章：硬件模塊介紹3.1最小系統核心板簡圖單片機最小系統，也叫做單片機最小應用系統，是指用最少的原件組成單片機可以工作的系統。單片機最小系統的三要素就是電源、晶振、復位電路，如圖3.1所示圖3.13.2獨立按鍵存儲電路常用的按鍵電路有兩種形式，獨立式按鍵和矩陣式按鍵，獨立式按鍵比較簡單，它們各自與獨立的輸入線相連接，記憶倒車后視鏡只需要簡單地4個獨

9、立按鍵就能很好地解決上下左右的角度調整（按鍵如圖2.2所示）記憶按鍵功能的介紹：K1進行向上的調整，K2進行向下的調整，K3通過讀取EEPROM記錄的數據，K4調節脈沖， 如果需要進行左右調節，將擺臂開關打開，通過K1進行向左調節，K2進行向右調節，K3仍然讀取EEPROM記錄的數據，K4調節脈沖。 圖2.2 獨立按鍵原理圖3.3直流電機驅動模塊本設計采用MC33886作為一個單片機H橋，是理想的功率分流馬達和雙向推力電磁控制器。它的集成電路包含內部邏輯控制，電荷泵，門控驅動及低讀選通金屬-氧化物半導體場效應管輸出電路。輸出負載脈寬調制（PWM-ed）的頻率可達10KHZ一個故障狀態輸出可以報

10、告欠壓，短路，過熱的情況。兩路獨立輸入控制兩個半橋的推拉輸出電路的輸入，兩個無效輸入使H-橋產生三態輸出（呈現高阻抗）。3.4 EEPROMEEPROM (Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory)，電可擦可編程只讀存儲器-一種掉電后數據不丟失的存儲。 EEPROM 可以在電腦上或專用設備上擦除已有信息，重新編程。一般用在即插即用。 EEPROM（電可擦寫可編程只讀存儲器）是可用戶更改的只讀存儲器（ROM），其可通過高于普通電壓的作用來擦除和重編程（重寫）。第四章 軟件設計4.1運算主程序設計首先初始化參數，然后掃描鍵盤看是否有鍵輸

11、入，若有，讀取按鍵。判斷按鍵是K1 、K2、K3、K4,然后是否打開擺臂開關，沒打開擺臂開關記憶后視鏡是上下調整的，打開擺臂開關記憶后視鏡是左右調整的，通過兩者的結合可進行上下左右的調整，K3是進行記憶存儲的作用，運算主程序框圖如3.1所示：圖3.14.2按鍵消抖處理通常按鍵所用的開關都是機械彈性開關，當機械觸點斷開、閉合時，由于機械觸點的彈性作用，一個按鍵開關在閉合時不會馬上就穩定的接通，在斷開時也不會一下子徹底斷開，而是在閉合和斷開的瞬間伴隨了一連串的抖動，按鍵穩定閉合時間長短是由操作人員決定的，通常都會在 100ms 以上，刻意快速按的話能達到 40-50ms 左右，很難再低了。抖動時間是由按鍵的機械特性決定的，一般都會在 10ms以內，為了確保程序對按鍵的一次閉合或者一次斷開只響應一次，必須進行按鍵的消抖處理。當檢測到按鍵狀態變化時，不是立即去響應動作，而是先等待閉合或斷開穩定后再進行軟件消抖處理。這個程序用了一個簡單的算法實現了按鍵的消抖。總 結通此本次的作品，發現自己存在很多不足的地方，不是簡單的做技術，我們要不斷的學習和創新。尤其是在創新方面有更大的提高，但是我也收獲了如何能夠快速的讓自己進步，只有在時間與理論的結合，發現問題解決