汽車智能照明控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)培訓(xùn)文件

1、63/74畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）汽車智能照明操縱系統(tǒng) 學(xué)生姓名： 學(xué) 號(hào)： 所在系部： 專業(yè)班級(jí)： 指導(dǎo)教師： 日 期： 二一七年五月 學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的研究成果。除了文中特不加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個(gè)人或集體差不多發(fā)表或撰寫的成果作品。本人完全意識(shí)到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。 作者簽名： 年 月 日學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)院有關(guān)保管、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)院保留并向有關(guān)學(xué)位論文治理部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，同意論文被查閱和借閱。本人授權(quán)省級(jí)優(yōu)秀學(xué)士學(xué)位論文評(píng)選機(jī)構(gòu)將

2、本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索，能夠采納影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。本學(xué)位論文屬于 1、保密 ，在 年解密后適用本授權(quán)書。 2、不保密 。 （請(qǐng)?jiān)谝陨舷鄳?yīng)方框內(nèi)打“”） 作者簽名： 年 月 日 導(dǎo)師簽名： 年 月 日摘 要在當(dāng)今社會(huì)，人們生活得到了極大的提高，汽車擁有量也在不斷增加。汽車作為快捷方便的交通工具，給我們的生活帶來(lái)了諸多方便，同時(shí)也帶來(lái)許多的交通安全問題。汽車照明系統(tǒng)作為現(xiàn)代汽車的必備安全系統(tǒng)之一，在安全性方面有專門多值得改進(jìn)的地點(diǎn)。大部分的汽車的照明系統(tǒng)目前依舊以傳統(tǒng)手動(dòng)操作為主，因此，實(shí)現(xiàn)汽車照明的智能操縱是特不有必要的。本文首先對(duì)汽車智能

3、照明操縱系統(tǒng)的研究背景和國(guó)內(nèi)外概況作了簡(jiǎn)要介紹，給出了設(shè)計(jì)任務(wù)要求和總體設(shè)計(jì)方案，并依照實(shí)際情況做了硬件設(shè)計(jì)。硬件設(shè)計(jì)部分包括主控部分、電源設(shè)計(jì)部分、數(shù)據(jù)采集部分和模擬車燈操縱部分。本設(shè)計(jì)是通過(guò)STM32單片機(jī)對(duì)傳感器采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析后對(duì)模擬車燈進(jìn)行操縱，操縱的具體步驟通過(guò)軟件編程實(shí)現(xiàn)。本文還對(duì)實(shí)物模型的制作流程作了簡(jiǎn)單介紹，并給出了實(shí)物圖。最后對(duì)現(xiàn)時(shí)期的研究進(jìn)行總結(jié)并得出了結(jié)論，最終結(jié)論表明該系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用中是可行的。關(guān)鍵詞：汽車車燈;STM32F103C8T6;傳感器 AbstractIn todays society, to improve the peoples life grea

4、tly, car ownership is growing.Cars as a convenient means of transportation, brought a lot of convenience to our life, but also a lot of traffic security problems.Auto lighting system as one of essential safety system of modern automobile, there is a lot to improve in the aspect of safety.Most car li

5、ghting system is still in the traditional manual operation is given priority to, therefore, is necessary to realize auto lighting intelligent control.This article first study of auto intelligent lighting control system, the author introduce the background and general situation both at home and abroa

6、d, gives the design task requirement and the overall design, and the hardware design according to actual situation.Hardware design includes the main control parts, power supply design, data acquisition part and analog lamp control part.This design is through the STM32 MCU of sensor after analyzing t

7、he data collected to simulate light control, control of the specific steps through software programming.This article also on production process has made the simple introduction of physical model, and the physical diagram is given.Finally, the present study summarized and concluded that the final con

8、clusion shows that the system is feasible in practical application.Keywords：Automobie headlights; STM32F103C8T6;The senso目 錄摘要iAbstractii1 緒論11.1 課題背景11.2 國(guó)內(nèi)外進(jìn)展概況21.3 課題研究意義與目的31.4 課題的研究?jī)?nèi)容與章節(jié)安排32 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案52.1 設(shè)計(jì)任務(wù)及要求52.2 方案論證與分析52.3 方案比較與選擇63 硬件部分設(shè)計(jì)73.1 硬件部分總體設(shè)計(jì)73.2 主控模塊設(shè)計(jì)73.3 電源部分設(shè)計(jì)93.4 數(shù)據(jù)采集部分103.4.1

9、 光照強(qiáng)度采集103.4.2 大氣能見度采集113.4.3 會(huì)車檢測(cè)113.4.4 轉(zhuǎn)向、剎車與倒車檢測(cè)123.5 車燈操縱部分123.5.1 前照燈、輪廓燈操縱133.5.2 霧燈操縱133.5.3 轉(zhuǎn)向燈、剎車燈、倒車燈操縱144 軟件設(shè)計(jì)部分164.1 軟件開發(fā)環(huán)境164.2 軟件程序設(shè)計(jì)174.3 軟件下載與調(diào)試195 實(shí)物模型部分215.1 制作實(shí)物模型的大致流程215.2 實(shí)物模型226 結(jié)論23參考文獻(xiàn)24致謝27附錄A 硬件電路圖128附錄B 硬件電路圖229附錄C PCB印制電路圖301 緒論1.1 課題背景汽車作為一種便捷高效的交通工具，差不多歷了100多年的風(fēng)雨。當(dāng)汽車剛

10、被發(fā)明出來(lái)的時(shí)候，其時(shí)速只有僅僅18km/s，而且只是三輪簡(jiǎn)陋的行駛裝置，而現(xiàn)在時(shí)速600km/s超級(jí)汽車差不多被制造出來(lái)了。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷創(chuàng)新和社會(huì)文明的不斷進(jìn)步與進(jìn)展，汽車不管在性能方面依舊在產(chǎn)量上面都到了空前的進(jìn)展，汽車也逐漸在一般家庭普及，成為現(xiàn)代人們生活之后不可缺乏的交通工具，完全改變了人們的出行方式。然而隨著人們物質(zhì)水平和經(jīng)濟(jì)條件的逐步提升，汽車保有的數(shù)量在近幾年來(lái)也急劇增加，尤其是在都市里，汽車差不多布滿了都市的大街小巷。汽車作為快捷的交通工具，確實(shí)給我們的生活帶來(lái)了極大便利，但也給現(xiàn)代社會(huì)帶來(lái)了許多新的問題，例如我們常見的交通堵塞、交通事故等。近幾年交通事故頻發(fā)，依照相關(guān)的

11、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，車禍在各類意外事故中居第一位，意外死亡的事故中有近50%為與車禍有關(guān)，而且這些比例還在逐年上升。我們就以汽車交通事故為例，全世界范圍內(nèi)有超過(guò)3000萬(wàn)人在汽車交通事故中死亡，這比許多國(guó)家的人口和還多許多，其中死亡率最高人群的是青青年和老年人。在我國(guó)的各大都市之中每1萬(wàn)輛汽車的死亡率是50-100人，與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，這是美國(guó)的17.8倍，是日本的26.5倍。依照交通部門對(duì)近3年汽車交通事故的粗略統(tǒng)計(jì)，我國(guó)每年因汽車交通事故造成的死亡人數(shù)大約為6萬(wàn)人，占全世界的16%，而我國(guó)的汽車保有數(shù)量?jī)H占到世界汽車保有量的3%，因此問題也逐漸受到國(guó)家和人們的關(guān)注，減少汽車交通事故的發(fā)生已成為世界各國(guó)

12、人們迫切的需求?，F(xiàn)代都市的道路錯(cuò)綜復(fù)雜，人口也在不斷增多，各種路標(biāo)層出不窮，交通事故發(fā)生率更是逐年上升，許多交通事故是因?yàn)轳{駛?cè)藛T視野受限或路標(biāo)不清而操作不當(dāng)造成的。以汽車照明操縱系統(tǒng)為例，傳統(tǒng)的汽車照明操縱系統(tǒng)是以手動(dòng)操縱為主的，由于汽車車燈種類繁多，在操縱車燈過(guò)程中專門容易因操作失誤。汽車車燈正確規(guī)范的操作，直接阻礙著駕駛?cè)藛T的視線和其他車輛及行人的注意，如何不能正確操作或誤操作，不僅是一種不文明的行為，還會(huì)造成嚴(yán)峻的交通事故。然而傳統(tǒng)的手動(dòng)或半自動(dòng)操作，專門難做到每次都正確，現(xiàn)在的都市車輛較多，為降低事故發(fā)生率，在汽車照明系統(tǒng)方面，實(shí)現(xiàn)智能操縱也是當(dāng)下的趨勢(shì)?，F(xiàn)在的微電子技術(shù)差不多得到了

13、空前的進(jìn)展，微處理器的性能也十分的優(yōu)秀，用來(lái)操縱汽車照明系統(tǒng)是完全能滿足的，同時(shí)專門多微處理器在價(jià)格上和開發(fā)流程上也日漸成熟，這不僅能提高照明系統(tǒng)的準(zhǔn)確性，在汽車制造成本上也有一定優(yōu)勢(shì)。將汽車照明系統(tǒng)與現(xiàn)代電子技術(shù)、微處理器相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)汽車車燈燈智能操縱，幸免車燈的誤操作，是以后汽車照明新的進(jìn)展趨勢(shì)。1.2 國(guó)內(nèi)外進(jìn)展概況汽車剛誕生時(shí)是沒有車燈的，為了方便汽車在夜間行駛，人們開始汽車前面掛上用手提燈來(lái)照明，但這種方法不方便，也不安全。為了滿足這方面的需求，在19世紀(jì)80年代汽車制造商將電用在了汽車的前燈和尾燈，就如此汽車車燈的雛形就此誕生。隨著電池供電技術(shù)和汽車燈具制造技術(shù)的不斷進(jìn)展，對(duì)汽車車

14、燈的操縱也逐漸完善，能專門好的滿足在行車過(guò)程中差不多照明和信號(hào)提示等實(shí)際情況。但在21世紀(jì)初，絕大多數(shù)汽車的照明操縱依舊以手動(dòng)為主，為適應(yīng)現(xiàn)代市場(chǎng)需求，各大汽車制造商紛紛開始將電子操縱技術(shù)和汽車照明相結(jié)合，研發(fā)汽車智能照明操縱系統(tǒng)。汽車智能照明系統(tǒng)在汽車電子方面的極大突破，在專門大程度上幸免了汽車在夜間行駛過(guò)程中的安全隱患，同時(shí)也提升了駕駛?cè)藛T在行駛過(guò)程中的舒適性。 歐美和日本等汽車制造大國(guó)在20世紀(jì)60年代就開始汽車智能照明系統(tǒng)方面研發(fā)，在80年代中期，他們就完成了智能照明系統(tǒng)的開發(fā)，將它應(yīng)用在汽車內(nèi)并開始量產(chǎn)實(shí)在20世紀(jì)末，由于開發(fā)成本較高，這項(xiàng)技術(shù)要緊應(yīng)用于高檔汽車和專用汽車，中低檔汽車

15、要緊依舊使用傳統(tǒng)的手動(dòng)照明系統(tǒng)。通過(guò)十幾年的進(jìn)展，汽車智能照明系統(tǒng)和電子操縱技術(shù)日漸成熟，其開發(fā)成本大幅度降低，中低檔汽車也安裝了智能照明系統(tǒng)。 最近，美國(guó)的福特公司在汽車照明方面研發(fā)了一款汽車智能照明系統(tǒng)，這極大的提高了汽車夜間行駛的安全性。福特公司在該照明系統(tǒng)中所用到的光源是目前交流型LED發(fā)光二極管，用LED發(fā)光二極管作車燈是目前較新型的車燈技術(shù)，不經(jīng)使用的壽命比一般傳統(tǒng)的車燈要長(zhǎng)，而且功率較小，亮度也比較高，便于操縱，受到各大汽車制造商的青睞。該系統(tǒng)能檢測(cè)車輛的行駛狀況和所處環(huán)境，并依照實(shí)際情況來(lái)操縱汽車內(nèi)面不同車燈的工作狀態(tài)，如汽車遇到霧天會(huì)自動(dòng)開啟霧燈，汽車內(nèi)坡時(shí)會(huì)自動(dòng)抬高前燈等。

16、國(guó)內(nèi)許多汽車制造商在這兩年也開始對(duì)汽車智能照明操縱系統(tǒng)有了大力度的研發(fā)。例如東風(fēng)汽車集團(tuán)就將他們新研發(fā)的智能照明操縱系統(tǒng)安裝在他們所生產(chǎn)的日產(chǎn)新天籟汽上。它不僅將隨動(dòng)轉(zhuǎn)向大燈技術(shù)有自己的進(jìn)展方向，所用的燈具依舊遠(yuǎn)近氙氣燈。新天籟還新裝備了一套智能轉(zhuǎn)向輔助照明系統(tǒng)，該系統(tǒng)和前面提到的隨動(dòng)轉(zhuǎn)向技術(shù)的原理有所不同。此外新天籟汽車還具有對(duì)車燈的亮度進(jìn)行調(diào)節(jié)的功能，能實(shí)現(xiàn)不同亮度的照明。國(guó)內(nèi)在汽車智能照明方面的研究起步較晚， 然而近年來(lái)國(guó)內(nèi)的汽車數(shù)量急劇增加，在汽車性能方面的需求也更加突出。盡管國(guó)外在汽車智能照明領(lǐng)域的技術(shù)較為先進(jìn)，但并不完全適合我國(guó)復(fù)雜的國(guó)情，這要緊是因?yàn)槲覈?guó)人口眾多，路況復(fù)雜，地域特

17、征明顯，汽車燈具規(guī)格種類繁多，沒用統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，消費(fèi)觀念還不太成熟，實(shí)現(xiàn)智能照明操縱依舊有一定的難度。目前，國(guó)內(nèi)也在逐步制定車燈方面的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，加上智能操縱技術(shù)的進(jìn)展，我國(guó)差不多有部分汽車安裝上了汽車智能照明操縱系統(tǒng)，就目前來(lái)看，效果特不行的，汽車智能照明系統(tǒng)在我國(guó)的市場(chǎng)前景也是特不寬敞的。1.3 課題研究意義與目的 近年來(lái)，中國(guó)經(jīng)濟(jì)進(jìn)展迅猛，汽車數(shù)量也是暴漲，在都市復(fù)雜的路況下，汽車的行駛安全問題也越來(lái)越受到到人們的關(guān)注。而汽車照明操縱系統(tǒng)作為汽車的要緊安全之一，其優(yōu)越的性能和良好的適用性也逐步受到消費(fèi)者的關(guān)注。一個(gè)好的汽車照明操縱系統(tǒng)應(yīng)該能更人性化、更智能化的去滿足消費(fèi)者的具體要求：在外界環(huán)境

18、光線不充足的時(shí)候，汽車能自動(dòng)開啟前照燈，并依照外界光照強(qiáng)度來(lái)調(diào)節(jié)所需要的照明燈光的亮度燈；在會(huì)車的時(shí)候能自動(dòng)將遠(yuǎn)光燈轉(zhuǎn)換成近光燈等。如此不僅能給駕駛員帶來(lái)方便，以防誤操作或操作不當(dāng)帶來(lái)的交通安全問題，而且幸免還能給其他車輛和行人帶不必要的苦惱。 在本課題當(dāng)中，我們要緊是對(duì)汽車智能照明操縱系統(tǒng)進(jìn)行研究的。那個(gè)汽車智能照明照明系統(tǒng)是以STM32單片機(jī)為核心操縱器，通過(guò)傳感器采集各類參數(shù)，從而操縱汽車的前照燈、霧燈、轉(zhuǎn)向燈、倒車燈、剎車燈等各種車燈，從而實(shí)現(xiàn)車燈的智能操縱。因此駕駛員不必再擔(dān)心車燈的操作，如此便能更加專注的駕駛汽車，從而能提高駕駛汽車時(shí)的安全。1.4 課題的研究?jī)?nèi)容及章節(jié)安排本課題是

19、通過(guò)對(duì)目前汽車電子行業(yè)的了解和調(diào)查所確立的 ，差不多的設(shè)計(jì)思路也適合當(dāng)前的市場(chǎng)需求，結(jié)合了微操縱器技術(shù)和照明系統(tǒng)，設(shè)計(jì)出一套低成本、有用性強(qiáng)的汽車智能照明系統(tǒng)。本文一共分為四個(gè)章節(jié)：第1章是緒論部分，對(duì)本課題的研究背景、國(guó)內(nèi)外概況以及研究目的作了簡(jiǎn)單的介紹。第2章是系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)，包括對(duì)設(shè)計(jì)任務(wù)與要求的具體講明和系統(tǒng)操縱部分設(shè)計(jì)方案的比較與論證。 第3章是硬件設(shè)計(jì)部分，要緊介紹通過(guò)STM32操縱車燈的硬件電路設(shè)計(jì)部分，包括STM32操縱系統(tǒng)各類傳感器模塊等。 第4章是軟件設(shè)計(jì)部分，通過(guò)C語(yǔ)言將各類參數(shù)和操縱結(jié)構(gòu)以程序的方式編寫出來(lái)，來(lái)達(dá)到實(shí)現(xiàn)操縱車燈，并結(jié)合硬件進(jìn)行調(diào)試，達(dá)到精準(zhǔn)操縱的要求，真正

20、實(shí)現(xiàn)車燈智能操縱。 第5章是總結(jié)，總結(jié)一下在做那個(gè)課題時(shí)所遇到的各種問題和最終的解決方法，以及存在的不足之處，并論證該方案可實(shí)際可性。 2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案2.1 設(shè)計(jì)任務(wù)及要求車智能照明操縱系統(tǒng)，讓汽車能依照周圍環(huán)境的變化和汽車在行駛過(guò)程中所遇到的具體情況來(lái)實(shí)現(xiàn)智能操縱車燈的目的，操縱的對(duì)象是汽車的車燈。在本次的設(shè)計(jì)中，我們選取了汽車常用的6種車燈作為操縱對(duì)象：前照燈（遠(yuǎn)、近光燈）、輪廓燈（示寬燈）、霧燈、制動(dòng)燈（剎車燈）、倒車燈和轉(zhuǎn)向燈。具體的操縱要求如下：(1) 當(dāng)汽車在夜間或隧道等光線不足的情況下行駛時(shí)，汽車將會(huì)自動(dòng)開啟前照燈。前照燈的照明狀態(tài)有兩種：一種是近光燈，另一種是遠(yuǎn)光燈。當(dāng)汽車在

21、有路燈的都市道路上夜間行駛或在照明條件相對(duì)較好的隧道中行駛時(shí)，自動(dòng)開啟近光燈；當(dāng)汽車在鄉(xiāng)村公路等照明條件不行的道路上夜間行駛時(shí)，自動(dòng)開啟遠(yuǎn)光燈。(2) 當(dāng)汽車與來(lái)往車輛會(huì)車或有行人通過(guò)時(shí)，若汽車開啟了遠(yuǎn)光燈，為不阻礙其他車輛和和行人通過(guò)，汽車自動(dòng)將遠(yuǎn)光燈切換成近光燈。(3) 當(dāng)汽車在外界環(huán)境光線不足或天色昏暗的情況下行駛時(shí)，汽車自動(dòng)開啟輪廓燈，用于提示其他車輛和行人該汽車的位置和輪廓。輪廓燈一般是和前照燈一起使用的。(4) 當(dāng)汽車在霧霾等能見度較低的天氣狀況下行駛時(shí)，汽車將會(huì)自動(dòng)開啟前后霧燈，天氣好轉(zhuǎn)將會(huì)自動(dòng)關(guān)閉。(5) 當(dāng)汽車在剎車制動(dòng)時(shí)，車尾的制動(dòng)燈（剎車燈）就會(huì)自動(dòng)亮起，提示后面的車輛和

22、行人，能有效幸免追尾。(6) 當(dāng)汽車在倒車過(guò)程中，汽車自動(dòng)開啟車尾部的倒車燈。要緊用來(lái)提示車尾后的其他車輛或行人，在光線不行時(shí)，能夠幫駕駛員看清路況。(7) 當(dāng)汽車左轉(zhuǎn)向或右轉(zhuǎn)向時(shí)，汽車的左轉(zhuǎn)向燈或右轉(zhuǎn)向燈開始閃耀。汽車正常行駛后，轉(zhuǎn)向燈自動(dòng)熄滅。2.2 方案的論證與分析汽車智能照明操縱系統(tǒng)是通過(guò)操縱器對(duì)汽車車燈進(jìn)行合理操縱的，操縱器的的種類繁多，不同操縱器的操縱方式和適用環(huán)境是有一定區(qū)不的。目前流行的操縱器類型有PLC（可編程邏輯操縱器）、單片機(jī)等。汽車智能照明操縱系統(tǒng)能夠用PLC作操縱器，也能夠用單片機(jī)作操縱，具體方案如下：方案一：PLC作操縱器PLC是一種能夠編程的存儲(chǔ)器，實(shí)質(zhì)上是一種專

23、門用作工業(yè)操縱的計(jì)算機(jī)，它的硬件結(jié)構(gòu)和一般的微型計(jì)算機(jī)相同。使用方便，編程簡(jiǎn)單，適應(yīng)性和可靠性比較強(qiáng)，不容易受到周圍環(huán)境的干擾，不容易出故障，維修也比較方便。但PLC的成本相對(duì)較高，應(yīng)用比較專業(yè)，容易造成資源白費(fèi)，一般在工業(yè)操縱領(lǐng)域或其他專業(yè)領(lǐng)域。方案二：?jiǎn)纹瑱C(jī)作操縱器 單片機(jī)是將CPU、I/O口、定時(shí)器、各種存儲(chǔ)器等功能都集中到一塊硅片上并構(gòu)成一個(gè)微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的集成芯片。它的功能比較齊全，成本相對(duì)較低，使用比較靈活，I/O口較多，開發(fā)時(shí)有相應(yīng)的庫(kù)函數(shù)，代碼可移植性高，能做到一機(jī)多用等 但用單片機(jī)制作的主控板容易受外部環(huán)境干擾，故障率高，開發(fā)周期長(zhǎng)，實(shí)際驗(yàn)證比較困難。2.3 方案的比較與選擇

24、 在該設(shè)計(jì)中，我們將會(huì)做一個(gè)汽車智能照明操縱系統(tǒng)的實(shí)物模型。PLC盡管可靠性強(qiáng)，編程簡(jiǎn)單，適應(yīng)性強(qiáng)，然而成本較高，專一性強(qiáng)，不太靈活。而單片機(jī)的成本較低，使用靈活，兼容性好，資料較齊全，加上單片機(jī)的性能不斷升級(jí)，在使用時(shí)只要考慮周到，也能專門好的滿足要求。綜合考慮，最終我們選擇了用單片機(jī)作為該系統(tǒng)的操縱器。在實(shí)物中，我們使用的是一款STM32F103系列芯片，具體的芯片型號(hào)和相關(guān)介紹后面將會(huì)有介紹。3 硬件設(shè)計(jì)部分3.1 硬件部分總體設(shè)計(jì) 在本次設(shè)計(jì)中，我們將以STM32F103C8T6單片機(jī)作為核心操縱器，設(shè)計(jì)并制作出一個(gè)汽車智能照明操縱系統(tǒng)的實(shí)物模型，通過(guò)編寫程序的汽車車燈進(jìn)行智能操縱。

25、我們的硬件大體上包括以下幾個(gè)模塊：STM32單片機(jī)最小系統(tǒng)作為處理數(shù)據(jù)和操縱車燈的核心部分；電源部分是給STM32單片機(jī)最小系統(tǒng)和所有外設(shè)供電；紅外蔽障模塊用于檢測(cè)障礙物，能模擬汽車會(huì)車；光敏傳感器是檢測(cè)周圍環(huán)境光照強(qiáng)度的；煙霧濃度傳感器檢測(cè)煙霧濃度，用于模擬霧天情況；轉(zhuǎn)向、制動(dòng)等用按鍵模擬；用不同顏色的發(fā)光二極管模擬車燈。硬件結(jié)構(gòu)大致情況如圖3-1所示：圖3-1 硬件結(jié)構(gòu)框圖3.2 主控模塊設(shè)計(jì)在這次汽車智能照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)當(dāng)中，我們所用到的主控芯片是STM32F103C8T6單片機(jī)。主控模塊是由STM32F103C8T6單片機(jī)的最小系統(tǒng)構(gòu)成，該最小系統(tǒng)的差不多電路要緊包括：STM32F103C

26、8T6單片機(jī)微處理器、電源供電部分、兩個(gè)時(shí)鐘振蕩電路、低電平復(fù)位電路、電源濾波電路等部分。本次設(shè)計(jì)中所用到的STM32單片機(jī)是一款功能強(qiáng)大、性價(jià)比較高的單片機(jī)，與傳統(tǒng)的8051單片機(jī)相比，其優(yōu)勢(shì)也是特不顯著的。STM32單片機(jī)所使用的內(nèi)核是ARM公司推出的Cortex-M3內(nèi)核。依照內(nèi)核構(gòu)架不同分為多個(gè)系列產(chǎn)品，要緊有STM32F101差不多系列、STM32F103增強(qiáng)系列、STM32F107互聯(lián)型系列等。STM32要緊優(yōu)點(diǎn)有：采納高性能的哈佛結(jié)構(gòu)和分支預(yù)測(cè)，運(yùn)行速度較快；集成度較高，一塊芯片能當(dāng)幾塊芯片使用；功耗較低，能續(xù)航較長(zhǎng)時(shí)刻；在同類產(chǎn)品中成本較低；外設(shè)較豐富，無(wú)需在電路中額外添加外設(shè)

27、等；代碼密度高，處理速度快；有專門的固件庫(kù)函數(shù)便與開發(fā)等。這些明顯的優(yōu)勢(shì)能專門好的滿足汽車智能照明操縱系統(tǒng)的需求。 在實(shí)物模型中我們用到的具體芯片型號(hào)是STM32F103C8T6,該款單片機(jī)的供電電壓是3.3V直流電壓，CPU主頻率是72MHz，RAM隨機(jī)存取存儲(chǔ)器的內(nèi)存空間是20K，F(xiàn)LASH的內(nèi)存空間是64K，有32給通用I/O口和2個(gè)12位ADC，3組USART和2組IIC等資源。同時(shí)能輸出多路PWM波，每個(gè)通用I/O可作為一個(gè)外部中斷，完全能滿足該系統(tǒng)的需要。只要將通用I/O口設(shè)置成所需要的輸入輸出模式，就能得到相應(yīng)的輸入輸出使用起來(lái)比較方便。STM32F103C8T6單片機(jī)及外圍引腳

28、接口電路圖如圖3-2所示。 圖3-2 STM32F103C8T6單片機(jī)及外圍引腳接口電路STM32有5個(gè)時(shí)鐘源：HSE、HSI、LSE、LSI、PLL、HIS和LSI為STM32的內(nèi)部時(shí)鐘，精度較低，因此在本次設(shè)計(jì)中我們需要給STM32最小系統(tǒng)外接2個(gè)時(shí)鐘振蕩電路：第一個(gè)時(shí)鐘振蕩電路外接32.768KHz無(wú)源晶振作為L(zhǎng)SE時(shí)鐘源，一般用于RTC，為低速時(shí)鐘；第二個(gè)時(shí)鐘振蕩電路外接8MHz無(wú)源晶振作為HSE時(shí)鐘源，精度較高，在程序設(shè)計(jì)中我們一般會(huì)用該時(shí)鐘振蕩電路所產(chǎn)生的時(shí)鐘振蕩頻率作為時(shí)鐘源。圖3-3是晶振頻率為32.768KHz的時(shí)鐘振蕩電路圖，圖3-4是晶振頻率為8MHz的時(shí)鐘振蕩電路圖。

29、圖3-3 32.768KHz時(shí)鐘振蕩電路 圖3-4 8MHz時(shí)鐘振蕩電路 STM32單片機(jī)的復(fù)位信號(hào)是低電平：當(dāng)復(fù)位引腳輸入的是低電平常，STM32單片機(jī)將會(huì)復(fù)位；復(fù)位電路有兩種：一種是上電復(fù)位；另一種為按鍵復(fù)位。按鍵復(fù)位實(shí)際上是在上電復(fù)位電容的加上一個(gè)按鍵，如此不經(jīng)能使單片機(jī)在上電時(shí)復(fù)位，而且在單片機(jī)不斷電時(shí)，按下按鍵也能使單片機(jī)復(fù)位。為了方便調(diào)試，我們?cè)谀莻€(gè)地點(diǎn)選用按鍵復(fù)位電路。具體的電路原理圖如圖3-5所示。 圖3-5 復(fù)位電路 圖3-6 USB供電接口電路3.3 電源部分設(shè)計(jì)在硬件設(shè)計(jì)中我們所用到電源有兩種：3.3V直流電壓和5V直流電壓。為了使用方便，在那個(gè)地點(diǎn)我們采納的供電方式是U

30、SB供電，將充電寶或帶有USB接口的電源通過(guò)USB線連接到實(shí)物模型上即可給硬件電路供電。USB接口用的是Mini USB，與市場(chǎng)上通用的安卓手機(jī)的USB接口一直，如此能夠通過(guò)手機(jī)充電器或充電寶進(jìn)行供電，使用時(shí)比較方便靈活。USB供電接口電路如圖3-6所示。USB端口的輸入電壓一般為5V直流電壓，本次設(shè)計(jì)還需要一個(gè)3.3V穩(wěn)定的直流電壓為STM32單片機(jī)最小系統(tǒng)和部分傳感器供電，因此需要設(shè)計(jì)一個(gè)3.3V穩(wěn)壓電路，將5V直流電壓穩(wěn)定到3.3V。具體的穩(wěn)壓電路原理圖如圖3-7所示。圖3-7 3.3V穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓芯片使用的AMS1117-3.3V三端穩(wěn)壓芯片，誤差較小，只有1.5%左右，能將5V電壓較

31、好的穩(wěn)在3.3V，性價(jià)比較高。C2、C3和C1、C4分不濾波電容和旁路電容，將穩(wěn)壓過(guò)程中產(chǎn)生的電壓部分濾出，使輸出電壓更加安全穩(wěn)定，以免燒壞元器件。3.4 數(shù)據(jù)采集部分3.4.1 光照強(qiáng)度采集本設(shè)計(jì)會(huì)對(duì)周圍環(huán)境的光照強(qiáng)度進(jìn)行采集，并通過(guò)對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，來(lái)推斷汽車所處環(huán)境的照明情況。我們?cè)趯?shí)物模型中所用的傳感器是光敏電阻傳感器，光敏電阻傳感器的實(shí)物圖如圖3-8所示。 圖3-8 光敏傳感器實(shí)物圖 圖3-9 光敏傳感器接口電路 在光敏電阻傳感器中，VCC和GND為電源正負(fù)極，其工作電壓范圍3.3V5V，我們?cè)趯?shí)物模型給該傳感器的供電電壓為3.3V；AO為模擬信號(hào)輸出，當(dāng)周圍光照強(qiáng)度越強(qiáng)，AO

32、的輸出電壓越小，輸出電壓值范圍是03.3V；DO為數(shù)字信號(hào)輸出，當(dāng)光照強(qiáng)度超過(guò)設(shè)定的閾值，DO輸出低電平，否則輸出高電平，閾值可通過(guò)電位器調(diào)節(jié)。該傳感器檢測(cè)到光照強(qiáng)度后通過(guò)的AO模擬輸出電壓推斷周圍環(huán)境的光照強(qiáng)度：當(dāng)AO端輸出的電壓為01.7V，我們認(rèn)為周圍環(huán)境光線較亮；當(dāng)AO端輸出的電壓為1.72.3V，我們認(rèn)為周圍環(huán)境光線稍暗；我們當(dāng)AO端輸出的電壓為2.33.3V，我們認(rèn)為周圍環(huán)境光線較暗。光敏傳感器接口電路如圖3-9所示。3.4.2 大氣能見度采集當(dāng)汽車在霧霾等能見度不是專門好的天氣狀況下行駛時(shí)，需要開啟霧燈來(lái)輔助駕駛員行駛，因此需要對(duì)大氣的能見度進(jìn)行分析。對(duì)大氣能見度的采集需要用到大

33、氣能見度傳感器，由于這種類型的傳感器價(jià)格比較昂貴，而且大多數(shù)為成熟的產(chǎn)品，因此不適合用在本設(shè)計(jì)實(shí)物模型之中。我們?cè)谧鰧?shí)物模型時(shí)用到的是一款煙霧濃度傳感器，它能檢測(cè)到大氣的煙霧濃度，可作能見度傳感器的替代品，具體的實(shí)物圖如圖3-10所示。 圖3-10 煙霧濃度傳感器實(shí)物圖 圖3-11煙霧濃度傳感器接口電路 煙霧濃度傳感器的工作電壓為直流5V；AO為模擬信號(hào)輸出，當(dāng)周圍環(huán)境煙霧濃度越高，AO的輸出電壓越大，其輸出范圍為05V；DO為數(shù)字信號(hào)輸出，當(dāng)煙霧濃度超過(guò)設(shè)定的閾值，DO輸出低電平，否則輸出高電平，閾值可通過(guò)電位器調(diào)節(jié)。本設(shè)計(jì)我們只通過(guò)煙霧濃度傳感器的DO引腳來(lái)采集數(shù)據(jù)，當(dāng)煙霧達(dá)到一定濃度時(shí)，

34、該引腳輸出低電平，否則輸出高電平。將DO引腳的輸出信號(hào)通過(guò)STM32單片機(jī)的GPIO口輸送到STM32單片機(jī)中，便可推斷汽車是否在霧霾天行駛。由于該傳感器工作電壓為5V，我們單片機(jī)操縱模塊所用的電壓為3.3V，為保證與參考電壓一直，我們會(huì)在DO輸出引腳連接一個(gè)比例降電路，具體接口電路如圖3-11所示。3.4.3 會(huì)車檢測(cè)假如汽車在夜間行駛時(shí)，周圍環(huán)境光線比較暗，汽車會(huì)開啟前照燈的遠(yuǎn)光燈模式。但汽車在實(shí)際行駛的過(guò)程中，總會(huì)遇到會(huì)車或有行人通過(guò)的情況，假如汽車前照燈現(xiàn)在開啟遠(yuǎn)光燈模式，由于光線比較強(qiáng)烈，如此必定會(huì)阻礙其他車輛或行人的視線，如此既不安全，又不文明，因此我們需要利用相關(guān)傳感器來(lái)檢測(cè)汽車

35、在行駛的過(guò)程中所遇到會(huì)車或有行人通過(guò)等情況。在本次設(shè)計(jì)中我們會(huì)通過(guò)在汽車的車頭安裝紅外避障傳感器來(lái)檢測(cè)會(huì)車或有行人通過(guò)等情況，當(dāng)檢測(cè)到前方有障礙物時(shí)，OUT引腳端輸出低電平，否則OUT引腳端會(huì)輸出高電平。將該傳感器的OUT引腳連接到STM32單片機(jī)的GPIO口上，并將此GPIO口設(shè)置成輸入形式，STM32單片機(jī)便可將采集到的數(shù)據(jù)作為會(huì)車與否的標(biāo)志了。該傳感器的工作電壓為3.35V，我們用所用的參考電壓是3.3V，因此在本設(shè)計(jì)中該傳感器是3.3V供電。具體的實(shí)物圖如圖3-12所示，紅外避障傳感器接口電路如圖3-13所示。 圖3-12 紅外蔽障傳感器實(shí)物圖 圖3-13 紅外蔽障傳感器接口電路3.4

36、.4 轉(zhuǎn)向、剎車與倒車檢測(cè)轉(zhuǎn)向、剎車和倒車的動(dòng)作都可通過(guò)相應(yīng)的傳感器檢測(cè)到，但在實(shí)物模型設(shè)計(jì)中由于成本和實(shí)際設(shè)計(jì)的限制，無(wú)法使用這些傳感器。那個(gè)地點(diǎn)我們利用按鍵來(lái)模擬方向盤轉(zhuǎn)向、車剎剎車、掛倒車檔的動(dòng)作。按下按鍵表示正在動(dòng)作，具體的按鍵定義會(huì)體現(xiàn)在程序設(shè)計(jì)部分。具體的硬件電路如圖3-14所示。圖3-14 模擬轉(zhuǎn)向、剎車與倒車的按鍵電路3.5 車燈操縱部分本計(jì)中所用到的車燈包括：前照燈（遠(yuǎn)、近光燈）、輪廓燈（示寬燈）、霧燈、制動(dòng)燈(剎車燈)、倒車燈和轉(zhuǎn)向燈，這些車燈在實(shí)物模型會(huì)用不同顏色的發(fā)光二極管代替，并通過(guò)NPN三極管驅(qū)動(dòng)它們，串電阻的作用限電流。3.5.1 前照燈、輪廓燈操縱 汽車的前照燈

37、有兩盞，安裝在汽車頭部左右兩側(cè)，要緊用于汽車行駛時(shí)的照明。前照燈的工作模式分為兩種：近光燈模式和遠(yuǎn)光燈模式。近光燈和遠(yuǎn)光燈的兩種工作狀態(tài)是通過(guò)STM32單片機(jī)引腳發(fā)出PWM波并設(shè)置合適的占空比來(lái)切換。當(dāng)檢測(cè)到周圍環(huán)境光線較較亮?xí)r，關(guān)閉前照燈；當(dāng)檢測(cè)到周圍環(huán)境光線稍弱時(shí)，開啟近光燈；當(dāng)檢測(cè)到周圍環(huán)境較暗時(shí)，開啟遠(yuǎn)光燈，在這種情況下，若檢測(cè)到有會(huì)車或行人時(shí)，將遠(yuǎn)光燈切換成近光燈。前照燈的操縱電路如圖3-15所示。 圖3-15 前照燈操縱電路 圖3-16 輪廓燈操縱電路輪廓燈又被稱作示寬燈，一般安裝在車頭和車尾的邊沿，共四盞燈，要緊用于光線不足時(shí)提示其他車輛和行人該車的位置和輪廓。通過(guò)I/O口輸入高

38、低電平操縱來(lái)操縱其開關(guān)，當(dāng)檢測(cè)到周圍環(huán)境稍暗或較暗時(shí)，其操縱電路如圖3-16所示。 3.5.2 霧燈操縱霧燈是在霧霾天氣使用的燈，霧霾天氣時(shí)空氣能見度比較低，駕駛員和行人看不清周圍環(huán)境的具體狀況，因此需要在車頭和車尾左右兩側(cè)安裝穿透力較強(qiáng)霧燈，以便其他車輛和行人看見，該燈一共有四盞。通過(guò)I/O輸出的高低電平來(lái)操縱霧燈的開關(guān)狀態(tài)：當(dāng)檢測(cè)到周圍環(huán)境能見度低于設(shè)定的閾值，就開啟霧燈；否則就關(guān)閉霧燈。霧燈的操縱電路如圖3-17所示。 圖3-17 霧燈操縱 圖3-18 倒車燈操縱電路3.5.3 轉(zhuǎn)向燈、剎車燈、倒車燈操縱倒車燈有兩盞，都安裝在車尾的左右兩側(cè)。汽車在倒車過(guò)程中，需要開啟倒車燈用于提示其他車

39、輛和行人該車正在倒車，同時(shí)在光線不行時(shí)也能關(guān)心駕駛?cè)藛T看清車后情況。倒車燈的操縱開關(guān)一般與倒車燈連在一起，該設(shè)計(jì)中倒車燈的操縱電路如圖3-18所示。 圖3-19 剎車燈操縱電路剎車燈有三盞，有兩盞安裝在車尾左右兩側(cè)，一盞燈是高位剎車燈，安裝在車尾玻璃上方。當(dāng)檢測(cè)到汽車剎車時(shí)，剎車燈亮起，用于提示后方車輛或行人提早預(yù)備剎車，如此能夠有效幸免后面車輛剎車不及時(shí)造成的撞車事故。剎車燈操縱電路如圖3-19所示。轉(zhuǎn)向燈一共四盞，安裝在汽車的四個(gè)角，分為左轉(zhuǎn)向燈兩盞和右轉(zhuǎn)向燈兩盞。當(dāng)檢測(cè)到左轉(zhuǎn)向時(shí)，左轉(zhuǎn)向燈閃耀；當(dāng)檢測(cè)到右轉(zhuǎn)向時(shí)，右轉(zhuǎn)向燈閃耀。如此便于提醒其他車輛和行人，幸免發(fā)生交通事故。轉(zhuǎn)向燈的操縱電路

40、如圖3-20所示。 圖3-20 轉(zhuǎn)向燈操縱電路 。4 軟件設(shè)計(jì)部分4.1 軟件開發(fā)環(huán)境汽車智能照明操縱系統(tǒng)的具體實(shí)現(xiàn)是通過(guò)對(duì)主操縱器燒寫軟件序，并在實(shí)物模型上運(yùn)行此程序來(lái)完成的。本設(shè)計(jì)所用到的軟件程序集成開發(fā)環(huán)境是由Keil軟件公司公布的Keil uVision4的Keil MDK-ARM版，簡(jiǎn)稱MDK4。MDK4是與ARM公司合作的集成開發(fā)軟件，包含編輯器、編譯器和調(diào)試跟蹤器等，與ARM器件和ARM-Cortex內(nèi)核處理器是相匹配的，我們用的STM32單片機(jī)是Cortex-M3內(nèi)核的處理器，用該軟件編寫和調(diào)試程序十分適合。當(dāng)實(shí)物模型設(shè)計(jì)好后，進(jìn)行硬件測(cè)試，測(cè)試沒有問題后便能夠利用該軟件的開發(fā)

41、環(huán)境依照需求編輯軟件程序了。程序編輯完成后對(duì)其進(jìn)行編譯并生成hex文件，將hex通過(guò)JLINK下載實(shí)物模型中，不需要再用其他燒錄軟件燒寫程序。該軟件的開發(fā)環(huán)境地面如圖4-1所示：圖4-1 軟件開發(fā)環(huán)境4.2 軟件程序設(shè)計(jì) 為了讓用戶方便開發(fā)，ST公司依照STM32單片機(jī)的不同系列提供相應(yīng)的STM32固件庫(kù)，即函數(shù)的集合。固件庫(kù)函數(shù)的要緊作用是對(duì)STM32單片機(jī)中的相應(yīng)寄存器進(jìn)行操作和對(duì)用戶提供函數(shù)調(diào)用接口。也確實(shí)是講，用戶不必和開發(fā)傳統(tǒng)的51系列單片機(jī)一樣對(duì)其中的寄存器進(jìn)行直接操作，只需要調(diào)用固件庫(kù)中差不多編寫好的函數(shù)，就能設(shè)置STM32中的相應(yīng)外設(shè)和相關(guān)管腳了。在MDK4開發(fā)環(huán)境中添加相應(yīng)的

42、固件庫(kù)，方便的調(diào)用這些固件函數(shù)。在確定本次設(shè)計(jì)的所用到方案和要實(shí)現(xiàn)的功能之后，就需要依照所實(shí)現(xiàn)的具體功能來(lái)設(shè)計(jì)軟件程序，通過(guò)軟件軟件程序?qū)τ布娐返牟倏v來(lái)實(shí)現(xiàn)汽車智能照明操縱系統(tǒng)。本次設(shè)計(jì)需要對(duì)光敏電阻傳感器、紅外對(duì)管傳感器、煙霧濃度傳感器等進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和推斷處理，并實(shí)現(xiàn)對(duì)車燈的智能操縱，所用到的軟件函數(shù)程序包括：主程序、ADC數(shù)據(jù)采集與轉(zhuǎn)換程序、GPIO口初始化程序、PWM波輸出程序、延時(shí)程序等。實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集和車燈操縱對(duì)需STM32單片機(jī)的GPIO引腳進(jìn)行設(shè)置，該設(shè)計(jì)中所用到的要緊GPIO引腳設(shè)置及功能如表4-1所示。 表4-1 GPIO引腳設(shè)置及功能引腳工作模式具體功能 PB0 復(fù)用ADC

43、1輸入采集光敏傳感器模擬信號(hào) PB5 浮空式輸入采集紅外蔽障傳感器數(shù)字信號(hào)PA7浮空式輸入采集煙霧濃度傳感器數(shù)字信號(hào)PA9推挽式輸出操縱輪廓燈亮滅PA8復(fù)用PWM波輸出操縱并切換前照燈的遠(yuǎn)近光模式PB12推挽式輸出操縱左轉(zhuǎn)向燈亮滅PB13推挽式輸出操縱右轉(zhuǎn)向燈亮滅PA10推挽式輸出操縱剎車燈亮滅PB8推挽式輸出操縱霧燈亮滅PB9推挽式輸出操縱倒車燈亮滅PA1浮空式輸入采集S1按鍵模擬的倒車信號(hào)PA2浮空式輸入采集S2按鍵模擬的剎車信號(hào)PA3浮空式輸入采集S3按鍵模擬的左轉(zhuǎn)信號(hào)PA4浮空式輸入采集S4按鍵模擬的右轉(zhuǎn)信號(hào)PA5浮空式輸入采集S5按鍵模擬的超車信號(hào)明確需要用的的引腳和函數(shù)程序后，就能

44、夠開始設(shè)計(jì)軟件程序了。軟件程序設(shè)計(jì)分為以下幾個(gè)步驟：第一步需要明確軟件設(shè)計(jì)的目的和具體實(shí)現(xiàn)的功能；第二步是選擇合適的軟件開發(fā)環(huán)境依照實(shí)際所用的單片機(jī)型號(hào)作相應(yīng)的設(shè)置，本設(shè)計(jì)所用的軟件開發(fā)環(huán)境是MDK4；第三步開始編輯程序來(lái)實(shí)現(xiàn)具體的操縱功能；第四步將編輯好的程序編譯好后下載到實(shí)物型中并進(jìn)行調(diào)試。程序設(shè)計(jì)要緊包含以下幾個(gè)部分：首先對(duì)RCC、GPIO、PWM1、ADC1初始化，初始化完成后對(duì)采集到的光照強(qiáng)度、會(huì)車、煙霧濃度、轉(zhuǎn)向、剎車、倒車等參數(shù)進(jìn)行分析推斷，看是否滿足設(shè)定條件，從而操縱各部分車燈的運(yùn)行狀態(tài)。具體的程序流程如圖4-2所示，具體的程序源代碼在那個(gè)地點(diǎn)不作過(guò)多陳述。圖4-2 程序流程圖

45、4.3 軟件下載與調(diào)試 STM32芯片的程序啟動(dòng)方式有三種，通過(guò)設(shè)置STM32芯片上BOOT0和BOOT1兩個(gè)引腳的輸入電平來(lái)確定，如表4-3所示。表4-2 啟動(dòng)模式設(shè)置BOOT1BOOT0啟動(dòng)模式講明X0用戶閃存存儲(chǔ)器用戶閃存存儲(chǔ)器被選為啟動(dòng)區(qū)域01系統(tǒng)存儲(chǔ)器系統(tǒng)存儲(chǔ)器被選為啟動(dòng)區(qū)域11內(nèi)嵌SRAM內(nèi)嵌SRAM被選為啟動(dòng)區(qū)域常用的啟動(dòng)模式是用戶閃存存儲(chǔ)器（FLASH）和內(nèi)嵌SRAM，SRAM啟動(dòng)運(yùn)行速度快，然而掉電程序會(huì)消逝，因此在此設(shè)計(jì)中我們選擇用戶閃存存儲(chǔ)器（FLASH）啟動(dòng)模式，將BOOT0和BOOT1都接地。用戶閃存存儲(chǔ)器（FLASH）的起始地址是0 x08000000，內(nèi)存空間為6

46、4KB，本設(shè)計(jì)的軟件程序所占內(nèi)存不算太大，完全能滿足需求。在MDK4中選擇對(duì)應(yīng)型號(hào)的STM32單片機(jī)，設(shè)置好啟動(dòng)模式，我們就能夠?qū)帉懞玫腃語(yǔ)言程序進(jìn)行編譯，將生成hex文件下載到STM32單片機(jī)中了即可運(yùn)行了。本設(shè)計(jì)所用到的程序下載接口是標(biāo)準(zhǔn)的JTAG接口，通過(guò)Jlink仿真器將計(jì)算機(jī)和實(shí)物模型連接起來(lái)，給實(shí)物模型上電后，在MDK4中編譯好程序，確定沒有錯(cuò)誤后，點(diǎn)擊MDK4中的下載圖標(biāo)即可將程序下載到實(shí)物模型上的STM32芯片里了，JTAG接口電路如圖4-3所示：圖4-3 JTAG接口電路該設(shè)計(jì)中我們會(huì)用到Jlink仿真器，它是SEGGER公司推出的一款硬件仿真器，所用的輸入接口是USB接口

47、，輸出接口是上面提到的JTAG接口。它不僅能夠通過(guò)計(jì)算機(jī)上的USB接口將程序下載到實(shí)物模型上，還能在線調(diào)試軟件程序，即程序在計(jì)算機(jī)上每執(zhí)行一步，在實(shí)物模型上趕忙就能實(shí)現(xiàn)剛剛執(zhí)行的程序，如此就能容易發(fā)覺問題，每一步代碼都能趕忙體現(xiàn)在硬件上，也便于調(diào)試，調(diào)試窗口如圖4-4所示。圖4-4 軟件調(diào)試窗口5 實(shí)物模型部分5.1 制作實(shí)物模型的大致流程在本此設(shè)計(jì)中，我們需要制作出汽車智能操縱系統(tǒng)的實(shí)物模型來(lái)實(shí)現(xiàn)汽車智能照明操縱系統(tǒng)的工作狀態(tài)，大致的制作流程如下： 第一步：明確該系統(tǒng)的差不多組成部分和需要實(shí)現(xiàn)的具體功能，該系統(tǒng)差不多組成部分包括：主控部分、電源部分、數(shù)據(jù)采集部分和車燈操縱部分。具體要實(shí)現(xiàn)的功

48、能前面差不多詳細(xì)介紹過(guò)，在此不重復(fù)介紹。 第二步：確定所用到的主控芯片的型號(hào)、供電電源的電壓類型和伏值、數(shù)據(jù)采集所用到的傳感器以及車燈替代原件。本次所用的主控芯片為STM32F103C8T6，供電電源為5V直流電和3.3V直流電，用到的傳感器有光敏電阻傳感器、煙霧濃度傳感器和紅外對(duì)管傳感器，車燈用不同顏色的LED來(lái)代替。 第三步：利用Altium Designer10軟件繪制出完整的電路原理圖，原理圖包含STM32最小操縱系統(tǒng)電路、電源穩(wěn)壓電路、傳感器接口電路和車燈操縱接口電路。繪制原理圖對(duì)每個(gè)元器件都要選擇合適的參數(shù)和封裝，繪制完成后需要進(jìn)行電氣檢查，檢查合格了，原理圖部分就完成了。 第四步

49、：將畫好的電路原理圖文件導(dǎo)入到PCB文件中，設(shè)置合適PCB電路板形狀和大小，確定電路板的層次，該設(shè)計(jì)所用的電路板為兩層板。設(shè)置好電氣規(guī)則后將元器件的封裝移動(dòng)到電路板區(qū)域內(nèi)并進(jìn)行合理布局，布局完成后可進(jìn)行布線，在通過(guò)電氣規(guī)則檢查后必要時(shí)對(duì)頂層和底層覆銅，PCB印制電路圖到此就完成了。 第五步：依照封裝購(gòu)買合適的元器件，聯(lián)系PCB制板商打樣，打樣時(shí)注意商家的工藝標(biāo)準(zhǔn)和注意事項(xiàng)，以免打錯(cuò)或不能滿足要求。 第六步：對(duì)PCB印制電路板進(jìn)行元器件焊接，焊接完成后，需對(duì)PCB板進(jìn)行硬件測(cè)試，以防短路、斷路、虛焊、電壓不穩(wěn)定等情況。 第七步：軟件編程與下載調(diào)試，方法前面已作了簡(jiǎn)單介紹，不在重復(fù)介紹了。這便是實(shí)

50、物制作的大體流程。5.2 實(shí)物模型 在確定汽車智能照明操縱系統(tǒng)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案后，通過(guò)硬件電路原理圖設(shè)計(jì)、PCB電路設(shè)計(jì)、PCB電路板制作、元器件焊接，最終制作出了該系統(tǒng)的實(shí)物模型。通過(guò)硬件測(cè)試和軟件編程，該實(shí)物模型差不多能實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)任務(wù)要求，具體的實(shí)物模型如圖5-2所示。圖5-1 實(shí)物模型圖6 結(jié)論 近年來(lái)隨著科技的進(jìn)步，各行各業(yè)都向智能操縱方向進(jìn)展，汽車作為使用最頻繁的交通工具，安全問題日益突出，實(shí)現(xiàn)汽車智能照明操縱是一個(gè)當(dāng)前新的進(jìn)展方向。現(xiàn)現(xiàn)在市面上流行的操縱器差不多比較穩(wěn)定，功能也十分的強(qiáng)大，再加傳感器采集到的數(shù)據(jù)也比較準(zhǔn)確，實(shí)現(xiàn)汽車智能照明操縱系統(tǒng)是完全可行的。 本設(shè)計(jì)中我們以STM32

51、單片機(jī)系統(tǒng)為操縱核心，結(jié)合相應(yīng)的傳感器和相關(guān)的汽車車燈，搭建了一個(gè)簡(jiǎn)單的汽車智能照明操縱系統(tǒng)。本次所設(shè)計(jì)的汽車智能照明系統(tǒng)不是特不的復(fù)雜，因此我們利用EDA軟件繪制出了完整電路原理圖和PCB印制電路圖，并購(gòu)買了相應(yīng)的元器件，制作出了一個(gè)簡(jiǎn)單的實(shí)物模型。該實(shí)物模型是一塊兩層PCB電路板，上面包含：STM32單片最小系統(tǒng)、供電電源、傳感器接口、程序下載調(diào)試端口和汽車模擬車燈。將編寫好的軟件代碼編譯好后下載到該實(shí)物模型中后，最終實(shí)現(xiàn)汽車車燈的智能操縱。 受能力和條件等因素的限制，這次設(shè)計(jì)有諸多不足之處，有許多地點(diǎn)考慮不是專門全面，與實(shí)際應(yīng)用存在較大的差距，但本設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)清晰,總體上差不多符合汽車智能照

52、明操縱系統(tǒng)的思路。目前汽車的部分車燈已實(shí)現(xiàn)了智能照明操縱，還有一部分車燈受當(dāng)前的駕駛條件和技術(shù)等緣故不能實(shí)現(xiàn)智能操縱，在以后汽車智能照明操縱系統(tǒng)的進(jìn)展還專門長(zhǎng)一段路走。參考文獻(xiàn)1 黃仁忠.汽車自適應(yīng)系統(tǒng)開發(fā)D.大連:大連理工大學(xué),2008.2 袁慧彬.汽車車燈智能操縱技術(shù)D.成都:電子科技大學(xué),2006.3 侯殿有.單片機(jī)C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)M. 人民郵電出版社,2010.4 趙學(xué)，李鑫寧.一種新型車輛前照燈自動(dòng)操縱器J.機(jī)械與電子,2010.2.5 方英蘭，朱向冰.自適應(yīng)前照燈的功能及實(shí)現(xiàn)J.燈與照明，2010.6.6 陳雪麗.單片機(jī)原理及接口技術(shù)M.北京：化學(xué)工業(yè)出版社,2005.7 丁元杰.單

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