汽車雨刮器的自動控制系統(tǒng)設計與實現(xiàn)

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. 汽車雨刮器的自動控制系統(tǒng)設計與實現(xiàn) 設計總說明 本次設計的汽車自動雨刷省去了人為手動操作雨刷的問題，能夠自動感應雨量并進行相應的工作。自動雨刷用雨滴傳感器作為檢測器來感應雨量的大小，把感應信號傳給單片機，通過軟件的控制驅動芯片自動調(diào)節(jié)電機的正反轉與轉動頻率。此次設計采用40引腳的單片機AT89S52，設計中運用ULN2003AN驅動芯片來驅動步進電機的運轉，克服了電機在低頻工作時的噪音大，震動大的缺點。本次設計在一定的程度上為駕駛者提供了舒適性和安全性的保障，避免了由于駕駛者手動操作雨刷的不當而帶來的交通安全問題，同時也大大的提高了汽車雨刷的全面性與可靠性。 在汽車智能雨刮系統(tǒng)中由于兩個雨刮電機的轉速不可能完全一樣，就存在兩個雨刮擺動不同步的問題。本文在分析了模糊控制理論及雨刮同步擺動規(guī)則的基礎上，提出了一種基于模糊控制的汽車智能雨刮系統(tǒng)。該系統(tǒng)將轉速偏差和轉速偏差變化量模糊化為模糊控制器的輸入語言變量，根據(jù)所制定的一套模糊控制規(guī)則來選擇控制PWM的輸出語言變量，并以此通過脈寬調(diào)制技術來驅動直流電機，使兩個雨刮同步擺動。 關鍵詞：雨滴傳感器；步進電機；單片機；雨刮器 . Car Wiper Blade Design and Implementation of Automatic Control System Design Description The design of the automatic wipers is improved further in the traditional manual based on. Automatic wiper with rain sensor as the detector size induced precipitation, the induction signal is sent to the single chip microcomputer. reversing and turning frequency automatic adjusting motor through the control of the software driver. The design is based on the 40pin of the mic AT89S52. That use of ULN2003AN to drive the stepper motor driver chip design operation. The pulse width modulation’s chopper driver mode. Thus greatly overcome the noise when the motor work in the low frequency , vibration faults. Provide comfort and safely guarantee this design in a certain extent for the driver, to avoid the traffic safety problem caused by the driver manually operated wiper improper. At the same time also greatly improve the comprehensiveness and reliability of automobile windshield wiper. In intelligent windscreen wiper system of automobile, As the problem of technics, rotate speed of two electro motors are not the same completely, so there are the problems that two wiper blades swing ansynchronous. In the thesis, a intelligent windscreen wiper system of automobile based on fuzzy control is presented, by analyzing fuzzy control theory and synchronous swing rules of windscreen wiper. The speed error and its change were used as fuzzy stable variable. According to a set of fuzzy rules, the output variable was selected to control the PWM switch. In this way, the PWM technique was used to drive the DC motor and control windscreen wiper to swing synchronously. keywords：rain sensor;Stepper motor;MCU; windscreen wiper . 目錄 1.緒論 1 1.1 概述 1 1.2 研究背景 1 1.3國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 2 1.4研究意義 3 2.總體設計方案 4 2.1自動雨刷控制系統(tǒng)設計思路 4 2.2設計原理 4 2.3系統(tǒng)組成 5 2.3.1 單片機的比較與選擇 5 2.3.2 STC12c5a60s2功能特性概述 6 2.4雨滴傳感器的分類 8 2.4.1壓電振子原理的雨滴傳感器 8 2.4.2雨滴傳感器種類 9 2.4.3光量變化的雨滴傳感器 9 2.4.4紅外雨滴傳感器的原理 10 2.5 顯示元件選擇 10 2.5.1液晶顯示簡介 10 2.5. LCD1602的基本參數(shù)及引腳功能 12 2.6刮水電機 13 2.6.1刮水電機型號的編制方法 13 2.6.2減速器的結構特點 14 6.2.3刮水電機的控制電路分析 15 3.智能雨刮器的硬件組成及其芯片介紹 18 3.1 STC89C52的時鐘電路和復位電路 18 3.2 A/D轉換電路 19 3.2.1 ADC0832芯片介紹 19 3.2.2 ADC0832芯片電路 21 3.2 液晶顯示電路 21 3.2.1 1602液晶簡介 21 3.2.2 液晶引腳說明 22 3.2.3 液晶顯示模塊電路 22 3.3 雨滴傳感器電路設計 23 3.4電機控制的硬件設計 24 3.5發(fā)射模塊 25 3.5.1發(fā)射管 25 3.5.2由555定時器構成的多諧振蕩器 26 3.6接收模塊 27 3.6.1紅外接收管 27 3.6.2帶通濾波器 28 4.軟件設計 29 4.1程序語言及開發(fā)環(huán)境 29 4.2 智能雨刮器的主程序流程圖設計 29 4.3雨滴傳感器的流程圖設計 30 4.4智能雨刮器電機控制的流程圖設計 31 5.系統(tǒng)調(diào)試 33 5.1 元器件的選擇與測量 33 5.2 元件的焊接與組裝 33 5.3程序燒錄 34 5.4 KEIL運行 35 5.5 運行結果 35 6. 總結 37 致謝 38 參考文獻 39 附錄 41 附錄Ⅰ 電路原理圖 41 附錄Ⅱ 程序 42 . 1.緒論 1.1 概述 雨刮器屬汽車附件，是汽車安全行駛的重要部件，用于消除擋風玻璃、后窗玻璃及大燈玻璃上的雨雪和灰塵等，以保證玻璃透明清晰。 在汽車智能雨刮系統(tǒng)中由于兩個雨刮電機的轉速不可能完全一樣，就存在兩個雨刮擺動不同步的問題。本文在分析了模糊控制理論及雨刮同步擺動規(guī)則的基礎上，提出了一種基于模糊控制的汽車智能雨刮系統(tǒng)。該系統(tǒng)將轉速偏差和轉速偏差變化量模糊化為模糊控制器的輸入語言變量，根據(jù)所制定的一套模糊控制規(guī)則來選擇控制PWM的輸出語言變量，并以此通過脈寬調(diào)制技術來驅動直流電機，使兩個雨刮同步擺動。 汽車工業(yè)是國民經(jīng)濟發(fā)展的支柱產(chǎn)業(yè)之一，現(xiàn)代汽車正從一種單純的交通工具朝著滿足人們需求、安全、節(jié)能和環(huán)保的方向發(fā)展。為了滿足人們對汽車日益提高的要求，汽車研發(fā)及生產(chǎn)機構必然要將越來越多的電子產(chǎn)品引入到汽車上，智能控制系統(tǒng)也成為汽車革新的主要內(nèi)容。 1.2 研究背景 隨著當今社會經(jīng)濟的迅速發(fā)展，對汽車性能的追求則在不斷的提升，隨著汽車制造業(yè)不斷的創(chuàng)新，汽車中安裝了越來越多自動控制系統(tǒng)，增加了汽車的安全性與舒適性，據(jù)統(tǒng)計，在雨天行車，世界上因為駕駛員對雨刷的操作不當而帶來的交通事故占6%之多。所有自動雨刷系統(tǒng)的安裝對于汽車來說是十分重要的。自動雨刷控制系統(tǒng)免去了駕駛員手動調(diào)節(jié)雨刷的麻煩，有效的提高了在雨天駕駛的安全性與可靠性；同時，也避免了因為路邊積水濺在擋風玻璃上，駕駛員來不及操作而恐慌造成的交通事故。 雨刮器屬汽車附件，是汽車安全行駛的重要部件，用于消除擋風玻璃、后窗玻璃及大燈玻璃上的雨雪、灰塵和水泥等，以保證玻璃透明清晰。 第一個發(fā)明電動刮水器的是德國博世公司，博世將它作為“博世最年幼的產(chǎn)品”加入到博世的產(chǎn)品家族。自那以后，這個嬰兒逐漸成長，從單純的刮片發(fā)展到二十一世紀初的風窗玻璃之星——無支架的刮水器。在汽車的駕駛史上，對風窗玻璃的清潔問題解決開始得比較晚。汽車從只有平添駕駛發(fā)展到成為全天候的駕駛。技術變化最大是在二戰(zhàn)以后，伴隨著大規(guī)模機械的出現(xiàn)。風窗玻璃洗滌器、間歇開關、后窗刮水器和可加熱噴水器保證了駕駛時的視野清晰與行車安全。伴隨著其他一些技術革新，比如雨滴傳感器、可變位刮水臂、刮水器的出現(xiàn)，就更擴大了刮拭的范圍，刮水器成為了一個復雜的系統(tǒng)。 1.3國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 國內(nèi)外許多汽車廠商以雨水傳感器為基礎的自動雨刷控制系統(tǒng)，不是格昂貴就是系統(tǒng)不完善，反映不靈敏?，F(xiàn)今，則主要是把用雨水傳感器檢測出來的雨量大小的信號轉變成電信號，然后傳遞給單片機，通過軟件的控制來控制電機驅動芯片從而帶動電機的旋轉。目前市場上的雨量傳感器大都分為以下兩種：利用電阻壓變，光強變化的傳感器與各種信號控制器連接，來控雨刷電機的轉動。前一種是把傳感器直接裝在汽車擋風玻璃的外側，雨滴直接落在傳感器上來感應雨量的大??；后一種則是安裝在擋風玻璃內(nèi)側，由光照引起的折射強度的變化來檢測雨量的大小。 因為汽車雨刷主要功能是刮除擋風玻璃上的水漬及污垢，給駕駛者提供一個清晰的視野，所以自動雨刷系統(tǒng)屬于必須的安全設備。主動性安全系統(tǒng)是每個汽車系統(tǒng)工程師努力目標之一，雨刷系統(tǒng)是每輛車上為保證擋風玻璃清晰的唯一選擇。而此次設計的自動雨刷，乃目前各車廠投注心力的開發(fā)方向。 雨刮器總成含有電動機、減速機、四連桿機構、刮水臂心軸、掛水片總成等。當司機按下雨刮器的開關時，電動機啟動，電動機的轉速經(jīng)過蝸輪蝸桿的減速增扭作用驅動擺臂，擺臂帶動四連桿機構、四連桿機構帶動安裝在前圍板上的轉軸左右擺動，最后由轉軸帶動雨刮片刮掃擋風玻璃。 雨刮器的種類很多, 按安裝位置分, 有頂置、底置、側置、前后置和內(nèi)外置等;按雨刮范圍分, 有局部雨刮、整體雨刮、單面雨刮和雙面雨刮;按運動方式分, 有四桿機構左右擺動式、導軌式直線和弧線運動式;按制作材料分,有普通黑膠體雨刮器、透明塑料體雨刮器和磁性體雨刮器。目前,車輛上廣泛使用的是曲柄連桿機構黑膠體雨刮器。 國外對汽車電動雨刮器的性能要求： 1、耐久性能 美國標準1975年SAEJ903b推薦 （1）總成耐久試驗 （2）刮片耐久試驗 （3）橡膠片耐久試驗 日本標準1976年JISD5710推薦 （1）橡膠片耐久試驗 （2）總成耐久試驗 試驗后搖臂的壓力變化和試驗前相比應在15%以內(nèi), 搖臂和刮片的各部分不應有明顯的松弛、松動（配合、間隙等）或其他有害缺陷的產(chǎn)生。 2、強度性能 美國標準1975年SAEJ903b推薦 在刮動過程中阻擋搖臂15秒，試驗后應仍能正常工作。 3、刮刷性能 美國標準1975年SAEJ903b推薦 耐久試驗 試驗后刷凈性能仍應達到75%。 4、刮動頻率 （1）美國文獻介紹 刮動周期 1--20秒 （2）法國文獻介紹 刮動頻率 12--40次/分 （3）美國文獻介紹 間隔 3秒較普遍 （4）英國文獻介紹 適應極細雨時用, 頻率和間歇均能獨立控制。 （5）美國文獻介紹 傾盆大雨時的刮刷頻率可高達80次/分,高于上述頻率則雨刮將在風窗玻璃水而上浮掠而過, 破壞刮水性能。 1.4研究意義 據(jù)統(tǒng)計全世界雨天行車有7%的事故是由于駕駛員手動操作雨刷引起的，現(xiàn)在的汽車中已經(jīng)安裝了越來越多的傳感器以增加主動性和被動安全性。采用雨滴感應式自動雨刷控制系統(tǒng)可以使駕駛員免除手動操作雨刷的麻煩，有效地提高了雨天行車的安全性。如果汽車有雨滴傳感器，駕駛者就無需調(diào)節(jié)雨刮器設置來迅速停止刮片的運動或者得到更好的視角。當在濕路上駕駛時，駕駛者就無需動手來打開雨刮器，所以駕駛者就可以集中精力開車。 2.總體設計方案 現(xiàn)在開發(fā)的雨滴檢測雨刮器，將雨滴傳感器檢出的雨量變成電信號，根據(jù)電信號的大小，控制刮雨器動作。在這個系統(tǒng)中雨滴傳感器的作用最重要。 2.1自動雨刷控制系統(tǒng)設計思路 設計的總體思路是：運用雨滴傳感器感應雨量的大小，把感應信號輸給單片機系統(tǒng)，然后通過軟件控制雨刷電機根據(jù)相應的環(huán)境做出不同的轉動。例如，當檢測為小雨量的時候，電機工作在小雨模式（電機旋轉一個來回要停留10秒再繼續(xù)進行旋轉）；當檢測為中大雨的時候則，啟動中大雨運轉模式（電機旋轉一個來回停止5秒后再繼續(xù)工作）；當檢測為大雨的時候，則啟動大雨運轉模式（電機連續(xù)進行來回旋轉）。設計中運用AT89S52單片機，步進電機采用ULN2003AN驅動芯片進行驅動。 2.2設計原理 本次設計由檢測部分，控制部分，驅動部分組成，其框圖如圖2-1所示。 圖2-1 設計原理框圖 2.3系統(tǒng)組成 系統(tǒng)主要是由單片機最小控制系統(tǒng)（包括晶振電路，復位電路，供電電源），雨滴感應模塊，電機驅動模塊組成。 2.3.1 單片機的比較與選擇 單片機作為系統(tǒng)的核心部件它的選擇對整個系統(tǒng)起著很重要的作用。目前較為廣泛應用的單片機有51系列的8位、面向大數(shù)字信號處理領域的數(shù)字信號處理器(DSP)、增強型的16位單片機機以及32位的AR芯片這幾種。 DSP器件在工業(yè)控制領域應用很廣泛，從長遠來看它的應用必將越來越廣。目前DSP器件具有的特性為，運算能力強，速度快，側重于高端領域使用，其結構功能設計側重于有大量數(shù)字信息處理的場合，但是它的價格較高，開發(fā)技術難度大。 ARM芯片的優(yōu)點是體積小、功耗低、功能廣泛和性能高的特點，它主要應用在比較簡單的小型的場合。 51單片機是從八十年代就開始流行的處理器，其價格低，開發(fā)技術成熟，應用廣泛，但不足在于功能過于簡單，計算能力有限，并且擴展麻煩、功耗高，已不能適應于目前對測控系統(tǒng)功能和速度的要求[6]。 本次選擇8位控制器的典型代表就是8051微控制器的stc12c5a60s2單片機。它是一款入門級微控制器，它內(nèi)核簡易，應用廣泛，非常適合入門學習使用。而且它的價格低，對實時性要求不高的電子產(chǎn)品。STC單片機是一款增強型51單片機，完全兼容MCS．51，還增加新的功能，新增兩級中斷優(yōu)先級，多一個外中斷，內(nèi)置EEPROM，硬件看門狗，具有掉電模式，512B內(nèi)存，支持ISP在線編程，不用編程器，程序可擦寫10萬次。引腳完全兼容，性能好，驅動能力強；抗干擾能力強；功耗更低；價格也比傳統(tǒng)的89系列低。 2.3.2 STC12c5a60s2功能特性概述 目前市場上使用比較常見的51系列是STC89C52。STC89C52是通過低電壓，高性能CMOS 8位微控制器與4K字節(jié)的只讀程序可以反復擦寫存儲器（PEROM）和128字節(jié)的隨機存取數(shù)據(jù)存儲器（RAM）的生產(chǎn)，該設備采用了該公司的STC高密度，非易失性存儲技術，與標準MCS-51指令集，內(nèi)置通用8件中央處理器（CPU）和Flash存儲單元，功能強大STC89C52單片機可為您提供高性價比的許多應用程序兼容的地方可靈活應用于各種控制領域其。性能參數(shù)如下： (a)與MCS-51產(chǎn)品指令系統(tǒng)完全兼容 (b)4k字節(jié)可重擦寫Flash閃速存儲器 (c)1000次擦寫周期 (d)全靜態(tài)操作：0Hz－24MHz (e)三級加密程序存儲器 (f) 1288字節(jié)內(nèi)部RAM (g) 32個可編程I／O口線 (h) 2個16位定時／計數(shù)器 (i) 6個中斷源 (j)可編程串行UART通道 (k)低功耗空閑和掉電模式 圖2-2 STC 12c5a60s2引腳圖 STC89C52單片機提供以下標準功能：4k 字節(jié)Flash閃速存儲器，128字節(jié)內(nèi)部RAM，32個I／O口線，兩個16位定時／計數(shù)器，一個5向量兩級中斷結構，一個全雙工串行通信口，片內(nèi)振蕩器及時鐘電路。同時，stc12c5a60s2可降至0Hz的靜態(tài)邏輯操作，并支持兩種軟件可選的節(jié)電工作模式。空閑方式停止CPU的工作，但允許RAM，定時／計數(shù)器，串行通信口及中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作。掉電方式保存RAM中的內(nèi)容，但振蕩器停止工作并禁止其它所有部件工作直到下一個硬件復位。 （2）STC89C52的內(nèi)存空間 1、內(nèi)部程序存儲器（FLASH）4K字節(jié)。 2、外部程序存儲器（ROM）64K字節(jié)。 3、內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器（RAM）256字節(jié)。 4、外部數(shù)據(jù)存儲器（RAM）64K字節(jié)。 表2-1 程序存儲6個特殊地址 0000H 上電或復位入口地址 0003H 外部中斷0入口地址 000BH 定時器T0中斷入口地址 0013H 外部中斷1入口地址 001BH 定時器T1中斷入口地址 0023H 串口中斷入口地址 在上述事件發(fā)生時，PC指針獲得固定的地址，然后CPU執(zhí)行PC指針所指地址單元內(nèi)的程序。 2.4雨滴傳感器的分類 2.4.1壓電振子原理的雨滴傳感器 雨滴傳感器又叫雨滴檢測傳感器，用于檢測是否下雨及雨量的大小，廣泛用于汽車自動刮水系統(tǒng)、智能燈光系統(tǒng)和智能天窗系統(tǒng)中。在雨滴傳感刮水系統(tǒng)中，用雨滴檢測傳感器檢測出雨量，并利用控制器將檢測出的信號進行變換，根據(jù)變換后的信號自動地按雨量設定刮水器的間歇時間，以便隨時控制刮水器電動機;在汽車智能燈光系統(tǒng)中檢測車輛行駛的環(huán)境，自動調(diào)整燈光模式，提高車輛在惡劣環(huán)境下行駛的安全性;在智能天窗系統(tǒng)中傳感器一旦檢測到下雨，會自動關閉天窗。 圖2-3 靜電電容傳感器 2.4.2雨滴傳感器種類 雨滴傳感器的種類有:(1)根據(jù)雨滴沖擊能量的變化進行檢測;(2)利用靜電電容量變化進行檢測;(3)利用光亮變化進行檢測。 2.4.3光量變化的雨滴傳感器 把半導體發(fā)光元件和感光元件配成一對，從發(fā)光元件發(fā)出的光信號，如果在光路途中遇到雨滴落下，由于光的散射，光強減弱。可利用光強的衰減信號控制雨刮器的動作。 前兩種雨滴傳感器需要放在汽車的外部，而本文所研制的雨滴傳感器需要放在汽車的內(nèi)部，即駕駛室一側的風擋玻璃上。所以采用第三種方法，利用光強變化來實現(xiàn)的雨滴傳感器。如圖2-4為雨滴傳感器內(nèi)部結構圖。 圖2-4 雨滴傳感器內(nèi)部結構圖 2.4.4紅外雨滴傳感器的原理 本設計中的雨滴傳感器選用紅外雨滴傳感器，屬于光量變化原理雨滴傳感器的一種。由光（本設計中選用紅外線）發(fā)射元件發(fā)射出的紅外光以全反射角度在擋風玻璃的外表面反射，其角度必須在42（玻璃-水）和63（玻璃-空氣）之間。如果在擋風玻璃上有雨，雨量越大，反射回來的光越多。從發(fā)射元件發(fā)出的光反射到接收裝置的擋風玻璃區(qū)域被稱之為傳感器的“敏感區(qū)域”，僅當雨水滴到這個區(qū)域時，才可以被探測出來。為使系統(tǒng)靈敏可靠，擋風玻璃區(qū)域和靈敏區(qū)域之間必須要有一個較好的比例。雨滴傳感器的原理圖如圖2-5所示： 圖2-5 雨滴傳感器原理圖 2.5 顯示元件選擇 顯示器現(xiàn)在最常用的有LED和LCD兩種顯示屏，LED顯示屏顯示清晰度高，分辨率高，但是價格相對較高：LCD顯示屏雖然顯示清晰度沒有LED高，但是LCD顯示屏價格相對便宜。主要考慮到LCD1602的價格便宜，使用方便，我們在學習中接觸的也比較多。所以顯示器模塊選擇LCD1602液晶顯示屏。 2.5.1液晶顯示簡介 ①液晶顯示原理 液晶顯示的原理是利用液晶的物理特性，通過電壓對其顯示區(qū)域進行控制，有電就有顯示，這樣即可以顯示出圖形。液晶顯示器具有厚度薄、適用于大規(guī)模集成電路直接驅動、易于實現(xiàn)全彩色顯示的特點，目前已經(jīng)被廣泛應用在便攜式電腦、數(shù)字攝像機、PDA移動通信工具等眾多領域。②液晶顯示器的分類 液晶顯示的分類方法有很多種，通常可按其顯示方式分為段式、字符式、點陣式等。除了黑白顯示外，液晶顯示器還有多灰度有彩色顯示等。如果根據(jù)驅動方式來分，可以分為靜態(tài)驅動（Static）、單純矩陣驅動（Simple Matrix）和主動矩陣驅動（Active Matrix）三種。③液晶顯示器各種圖形的顯示原理:線段的顯示 點陣圖形式液晶由MN個顯示單元組成，假設LCD顯示屏有64行，每行有128列，每8列對應1字節(jié)的8位，即每行由16字節(jié)，共168=128個點組成，屏上6416個顯示單元與顯示RAM區(qū)1024字節(jié)相對應，每一字節(jié)的內(nèi)容和顯示屏上相應位置的亮暗對應。例如屏的第一行的亮暗由RAM區(qū)的000H——00FH的16字節(jié)的內(nèi)容決定，當（000H）=FFH時，則屏幕的左上角顯示一條短亮線，長度為8個點；當（3FFH）=FFH時，則屏幕的右下角顯示一條短亮線；當（000H）=FFH，（001H）=00H，（002H）=00H，……（00EH）=00H，（00FH）=00H時，則在屏幕的頂部顯示一條由8段亮線和8條暗線組成的虛線。這就是LCD顯示的基本原理。 字符的顯示 用LCD顯示一個字符時比較復雜，因為一個字符由68或88點陣組成，既要找到和顯示屏幕上某幾個位置對應的顯示RAM區(qū)的8字節(jié)，還要使每字節(jié)的不同位為“1”，其它的為“0”，為“1”的點亮，為“0”的不亮。這樣一來就組成某個字符。但由于內(nèi)帶字符發(fā)生器的控制器來說，顯示字符就比較簡單了，可以讓控制器工作在文本方式，根據(jù)在LCD上開始顯示的行列號及每行的列數(shù)找出顯示RAM對應的地址，設立光標，在此送上該字符對應的代碼即可。 漢字的顯示 漢字的顯示一般采用圖形的方式，事先從微機中提取要顯示的漢字的點陣碼（一般用字模提取軟件），每個漢字占32B，分左右兩半，各占16B，左邊為1、3、5……右邊為2、4、6……根據(jù)在LCD上開始顯示的行列號及每行的列數(shù)可找出顯示RAM對應的地址，設立光標，送上要顯示的漢字的第一字節(jié)，光標位置加1，送第二個字節(jié)，換行按列對齊，送第三個字節(jié)……直到32B顯示完就可以LCD上得到一個完整漢字。 1602字符型LCD簡介 字符型液晶顯示模塊是一種專門用于顯示字母、數(shù)字、符號等點陣式LCD，目前常用16*1，16*2，20*2和40*2行等的模塊。下面以長沙太陽人電子有限公司的1602字符型液晶顯示器為例，介紹其用法。一般1602字符型液晶顯示器實物如圖2-6所示： 圖2-6 液晶顯示器實物 2.5. LCD1602的基本參數(shù)及引腳功能 1602LCD分為帶背光和不帶背光兩種，基控制器大部分為HD44780，帶背光的比不帶背光的厚，是否帶背光在應用中并無差別，兩者尺寸差別如下圖2-7所示： 圖2-7 LCD1602尺寸圖 1602LCD主要技術參數(shù)： 顯示容量:162個字符 芯片工作電壓:4.5—5.5V工作電流:2.0mA(5.0V)模塊最佳工作電壓:5.0V 字符尺寸:2.954.35(WH)mm 引腳功能說明 1602LCD采用標準的14腳（無背光）或16腳（帶背光）接口，各引腳接口說明如表2-2所示: 表2-2 1602引腳功能說明 編號 符號 引腳說明 編號 符號 引腳說明 1 VSS 電源地 9 D2 數(shù)據(jù) 2 VDD 電源正極 10 D3 數(shù)據(jù) 3 VL 顯示偏壓 11 D4 數(shù)據(jù) 4 RS 數(shù)據(jù)/命令選擇 12 D5 數(shù)據(jù) 5 R/W 讀/寫選擇 13 D6 數(shù)據(jù) 6 E 使能信號 14 D7 數(shù)據(jù) 7 D0 數(shù)據(jù) 15 BLA 背光源正極 8 D1 數(shù)據(jù) 16 BLK 背光源負極 2.6刮水電機 2.6.1刮水電機型號的編制方法 根據(jù)《GB4831-1984電機產(chǎn)品型號編制方法》中規(guī)定，電機產(chǎn)品型號由產(chǎn)品代號、規(guī)格代號、特殊環(huán)境代號和補充代號等四部分按以上順序組成。 電機產(chǎn)品代號見表2-3。 規(guī)格代號見表2-4所示。 表2-3 電機產(chǎn)品代號 序號 電機類型 代號 1 異步電動機（籠型及繞線轉子型） Y 2 同步電動機 T 3 同步發(fā)電機（除汽輪發(fā)電機、水輪發(fā)電機外） TF 4 直流電動機 Z ZD 5 直流發(fā)電機 ZF 6 汽輪發(fā)電機 QF 7 水輪發(fā)電機 SF 8 測功機 C 9 交流換向器電動機 H 10 潛水電泵 Q 11 紡織用電機 F 表2-4 主要系列產(chǎn)品的規(guī)格代號 序號 系列產(chǎn)品 規(guī) 格 代 號 1 小型異步電動機 中心高（mm）-機座長度（字母代號）-鐵心長度（數(shù)字代號）-極數(shù) 2 大型異步電動機 中心高（mm）-鐵心長度（數(shù)字代號）-極數(shù) 3 小型同步電機 中心高（mm）-機座長度（字母代號）-鐵心長度（數(shù)字代號）-極數(shù) 4 中大型同步電機 中心高（mm）-鐵心長度（數(shù)字代號）-極數(shù) 5 小型直流電機 中心高（mm）-機座長度（字母代號） 6 中型直流電機 中心高（mm）或機座號（數(shù)字代號）-鐵心長度（數(shù)字代號）-電流等級（數(shù)字代號） 7 大型直流電機 電樞鐵芯外徑（mm）-鐵心長度（mm） 8 汽輪發(fā)電機 功率（MW）-極數(shù) 9 中小型水輪發(fā)電機 功率（kw）-極數(shù)/定子鐵芯外徑（mm） 10 大型水輪發(fā)電機 功率（kw）-極數(shù)/定子鐵芯外徑（mm） 11 測功機 功率（kw）-轉速（僅對直流測功機） 2.6.2減速器的結構特點 刮水電機的主要輸出形式有兩種：旋轉輸出與擺動輸出。減速主要是一級或多級圓柱齒輪減速，蝸桿螺旋齒輪減速。 （1）圓柱齒輪減速旋轉輸出的特點 這種電機傳動效率高，二級減速為80%以上，但噪音較難控制，它的大小取決于齒輪的加工精度及裝配體的尺寸精度，一般用于20W以下的電機減速，以增大力矩，如圖2-8所示。 圖2-6 二級圓柱齒輪減速旋轉輸出結構 （2）蝸桿螺旋齒輪擺動輸出的特點 這種電機減速傳動的特性與上述相同，但它還將旋轉運動改變?yōu)閿[動運動的一套曲柄搖桿機構同時置于減速箱內(nèi)，使刮水電機輸出形式直接為擺動，在20W以內(nèi)的刮水電機中，這種型式較常見，其特點是在車身前圍安裝方便，適應性很強，結構緊湊。 （3）蝸桿螺旋齒輪減速旋轉輸出的特點 這種減速有時會被稱之為蝸輪蝸桿減速，但實際上刮水電機減速器是一個斜齒輪與蝸桿吻合，所以嚴格講應該稱為螺旋齒輪減速。這類齒輪減速方式的優(yōu)點是加工成本低、噪音小、沖擊小、結構緊湊、但傳動效率低，約為50%。一般在15W以上的刮水電機中大多用此方式達到減速增大力矩。 6.2.3刮水電機的控制電路分析 （1）電動刮水器的復位 如圖2-7刮水器自動復位裝置示意圖。 在減速渦輪上，嵌有銅環(huán)，其中較大的一片與電機外殼相連接而搭鐵，觸點臂3、5用磷銅片制成（有彈性），其一端鉚有觸點，與蝸輪端面或銅片接觸。 當電源開關接通，把刮水器開關拉到：“I”擋（低速擋）時，電路為電池正極→開關1→熔斷絲2→電刷B3→電樞繞組→電刷B1→接線柱②→接觸片→接線柱③→搭鐵，此時電動機以低速運轉。 當刮水器開關拉到“Ⅱ”檔時，電路為蓄電池正極→開關1→熔斷絲2→電刷B3→電樞繞組→電刷B2→接線柱④→接觸片→接線柱③→搭鐵，電動機以高速運轉。 當刮水器開關推到0擋（停止位置）是，如果刮水器刮水片沒有回到原始位置（停放位置），由于觸點與銅環(huán)9接觸，則電流繼續(xù)流入電樞，其電路為蓄電池正極→開關1→熔斷絲2→電刷B3→電樞繞組→電刷B1→接線柱②→接觸片→接線柱①觸點臂5→銅環(huán)9→搭鐵，形成回路，如圖2-7b所示，電動機以低速運轉直至蝸輪旋轉到圖2-7（a）所示的特定位置，電路中斷。由于電樞的慣性，電機不可能立即停止轉動，電動機以發(fā)動機方式運行，此時電樞繞組通過觸點臂3、5與銅環(huán)7接通而短路，電樞繞組產(chǎn)生很大的反電動勢，產(chǎn)生制動力矩，電機停止轉動，使刮水片復位到風窗玻璃的下部[7]。 （2）電刷調(diào)速 圖2-7 雙速刮水電動機的變速原理 (a)結構原理 （b）電路原理 刮水電動機通常采用改變兩電刷間串聯(lián)的導體數(shù)的方法進行調(diào)速，如圖2-5所示。電刷B3為高低速公用電刷，B1用于低速，B2用于高速，B1與B2相差。電樞采用對稱疊繞式。 永磁式三刷電動機，是利用三個電刷來改變正負電刷之間串聯(lián)的線圈數(shù)來實現(xiàn)變速的。當直流電動機工作時，在電樞內(nèi)同時產(chǎn)生反電動勢，其方向與電樞電流的方向相反。如果使電樞旋轉，外加電壓必須克服反電動的作用，即U＞e，當電樞轉速上升時，反電動勢也相應上升，只有當外加電壓U幾乎等于反電動勢e時，電樞的轉速才趨于穩(wěn)定。 3.智能雨刮器的硬件組成及其芯片介紹 該雨刮器的雨滴傳感器部分主要由發(fā)射模塊和接收模塊兩大模塊組成。而電機部分的主要芯片是四總線緩沖門74LS125。 3.1 STC89C52的時鐘電路和復位電路 （1）時鐘電路： STC89C52與內(nèi)部振蕩器包括一個反相放大器的一個單芯片，XTAL1和XTAL2是振蕩器電路和輸出端的輸入端，內(nèi)部或外部時鐘可以在XTAL1和XTAL2引腳的外部晶體振蕩器y為生成的，內(nèi)部振蕩電路將產(chǎn)生自振蕩。定時元件用石英晶體和電容器的并聯(lián)諧振電路系統(tǒng)。晶體頻率選擇12MHZ，電容值C1，C2取的30pF的電容器從頻率調(diào)諧的作用大小。 (2)復位電路： 單片機有多種復位電路，本設計采用自動復位（上電復位）與手動復位方式。當上電時，C3充電，電源經(jīng)過電容器C3加到RESET引腳，使單片機復位；在正常工作狀態(tài)下，按下復位鍵時單片機復位。時鐘復位電路如圖3-1。 圖3-1 時鐘復位電路 3.2 A/D轉換電路 A/D轉換器的位數(shù)與被測量對象的精度有關。一般情況下，電路設計的A/D轉換器的分辨率是大于最小信號的分辨率更高的是所測量的對象。如果你想測量電源電壓的電平，電壓輸出范圍為0-10V，如要求精確到0.1V，即分辨率為0.1/10=0.01=1％。選擇實際的A/D轉換器即可滿足要求，A/D轉換器有1/256=0.4％的分辨率。并行接口A/D芯片仍然是最流行的是ADC0832，ADC0832，AD574，等等。該系統(tǒng)采用實現(xiàn)ADC0832模擬到數(shù)字信號的轉換。ADC0832主要技術指標如下： (1)高阻抗狀態(tài)輸出； （2）分辨率：8位(0-255)； (3)存取時間：135ms； (4)轉換時間：100ms； (5)總誤差：-1-+1LSB； (6)工作溫度：ADC0832C為0度-70度；ADC0832L為-40-85； (7)模擬輸入電壓范圍：0V-5V； (8)參考電壓：2.5V； (9)工作電壓：5V； (10)輸出為三態(tài)結構。 3.2.1 ADC0832芯片介紹 圖3-2 ADC0832規(guī)格及引腳圖 本設計采用A/D芯片ADC0832，8位CMOS單信道是逐次逼近型A/D轉換器，其規(guī)格和引腳圖如圖3-2所示，大致如下各引腳的功能： CS：芯片的片選信號，低電平有效，即，CS=0時，芯片正常工作時，多個外部ADC0832芯片，該信號可以被用來作為選擇地址通過不同的地址ADC0832芯片，以使不同的信號，這可以實現(xiàn)分時復用的多個ADC通道。 WR：當您啟動ADC0832采樣進行的，該信號為低電平有效，即WR從高電平變成低電平，觸發(fā)ADC轉換的信號。 RD：低電平有效，也就是說，RD=0，則可以通過數(shù)據(jù)端口DB0?DB7讀出該樣品的結果。 UIN（+）和名單（-）：模擬電壓輸入，模擬電壓輸入連接器UIN（+）端子， UIN（-）接地。當雙側輸入UIN（+），UIN（-）連接到正的模擬電壓信號分別端子和負極端子。當模擬輸入電壓信號的“零電壓漂移”的存在時，在UIN（-）連接到一個等效的零點偏移電壓，該電壓被自動從UIN（+）的轉化時減去。 VREF/2：進入?yún)⒖茧妷阂_，該引腳可外接電壓也可以是空置的，如果外部電壓，ADC參考電壓的外部電壓的兩倍，如果沒有外部的，它是一種常見的電源電壓Vref和Vcc時，在這一點上是電源電壓Vcc的ADC的參考電壓的值。 CLKR和CLKIN：外部RC電路產(chǎn)生所需的時鐘信號，ADC時鐘頻率CLK= 1/1.1RC，為100kHz至1.28MHz的頻率范圍一般要求。AGND和DGND：分別連接到模擬地和數(shù)字地。 INT：中斷請求信號輸出引腳，該引腳為低電平，一個A/D轉換完成后， INT=0，實際應用中，該引腳應是一個外部中斷輸入引腳連接到微處理器（MCU是51 INT0，INT1腳），當INT信號是積極的，你需要等待RD=0為了讀取正確的結果A/D轉換，ADC0832如果單獨使用，也可以是INT引腳懸空DB0?DB7：8位二進制結果輸出A/D轉換。 3.2.2 ADC0832芯片電路 圖3-3 ADC0832芯片電路 3.2 液晶顯示電路 3.2.1 1602液晶簡介 液晶顯示器是一種顯示器件，具有小體積、輕重量、低功耗等特色。由于其功耗低、顯示的信息量大（例如，文本，圖形，曲線等）、無電磁輻射、使用壽命長，它已被廣泛應用在便攜式電子產(chǎn)品。 本系統(tǒng)顯示采用了工業(yè)字符型液晶模塊1602，可顯示2行16個字符，能方便顯示英文字母大小寫、阿拉伯數(shù)字、常用符號等。通過自定義還可顯示簡單的漢字。 本系統(tǒng)采用的1602是一款物美價廉的液晶顯示屏，可以顯示2行標準字符，每行共有16個字符。在通信系統(tǒng)，智能操作儀表和辦公設備的自動化中被廣泛的應用，主要功能是顯示ASCII字符，因此被稱為“字符型顯示裝置”。當在內(nèi)部沒有適合的漢字庫的液晶類型顯示器想要表達漢字的時候，第一步就是要獲得想要的漢文或者圖形的子模數(shù)據(jù)。子模塊的軟件不能直接提取的子模塊的數(shù)據(jù)58點陣，可以從手工提取漢字的字體以模具。第二步，把取得的漢字子模數(shù)據(jù)保存在液晶存儲器里面。 1602液晶分為帶背光和不帶背光兩種，基控制器大部分為HD44780，帶背光的比不帶背光的厚，是否帶背光在應用中并無差別。 3.2.2 液晶引腳說明 第1腳：接地電源VSS。 第2腳：5V正電源為VDD。 第3腳：VL為液晶顯示器對比度調(diào)整的端口，對比度的強弱由接電源的不同決定，對比度的調(diào)整可以通過一個10k的電位器。 第4腳：RS是寄存器選擇，高水平的數(shù)據(jù)寄存器，低選擇指令寄存器。 第5腳：R / W的讀和寫信號線，高水平低的讀操作，寫操作。其中RS與R/W的關系決定了當時狀態(tài)，例如兩端共同為0時能夠寫入命令或者顯示其地址，當兩端同為1時可以讀忙碌信號，當RS為1，R/W為0時能夠將數(shù)據(jù)錄入。 第6腳：使能端E，當E端由1至0時，液晶模塊中的命令開始被運行。 第7至14腳：D0-D7為8位雙向數(shù)據(jù)線。 第15腳：背光源正極。 第16腳：背光源負極。 3.2.3 液晶顯示模塊電路 液晶模塊的電路的連接圖如圖3-5所示，第1腳和第2腳分別接到了電路的GND和VCC，這2個腳是液晶工作的電源輸入腳。第3腳通過一個10K的電位器連接到地端，可通過調(diào)節(jié)該電位器來調(diào)節(jié)液晶的對比度。第4腳是液晶的寄存器控制腳，接到了單片機的P27腳上。第5腳是液晶的讀寫控制腳，接到了單片機的P26腳上。第6腳是液晶的使能腳，接到了單片機的P25腳上。第7腳到第14腳是液晶的數(shù)據(jù)/地址8位總線，接到了單片機的P0口上。最后第15腳和第16腳是液晶的背光電源腳，直接連接系統(tǒng)VCC和GND。如圖3-4所示。 圖3-4 顯示電路 3.3 雨滴傳感器電路設計 雨滴傳感器部分，由555定時器構成的多謝振蕩器對紅外發(fā)射管進行驅動，再由接收管接收，這樣就構成一個光電傳感器。把光電傳感器的信號經(jīng)帶通濾波器把信號頻率限制在38KHz左右，再經(jīng)分頻器進行128分頻，使脈沖信號變?yōu)楹撩霐?shù)量級。如此構成的硬件圖如圖3-5所示： 圖3-5雨滴傳感器部分硬件圖 3.4電機控制的硬件設計 stc12c5a60s2單片機的P0口的P0.0、P0.1及P0.3、P0.4分別經(jīng)四總線緩沖門74LS125和反向驅動器74LS04控制4個光電隔離器和4個大功率場效應開關管IRF640。 下面舉例說明此電路對電機A的控制過程:當單片機經(jīng)P0接口輸出12H控制模型時，由于鎖存器74LS125中的三態(tài)門1是打開的，所以光電隔離器LEI導通并發(fā)光，光敏三極管輸出為高電平，因而使大功率場效應開關管IRF640（v1）導通。同理，74LS125中的三態(tài)門4輸出為高電平，因此光電隔離器LEI發(fā)光并導通，因而使v4導通。同理可分析，此時v2和v3是關斷的。因此電流從左至右流過直流電機，使電機正轉。當P0接口輸出09H時，則鎖存器74LS125中的2，3號三態(tài)門打開，使得v2和v3接通，v1和v4關斷，電流由右向左流過電機，使電機反轉。SA0為電機左到位開關，當SA0置一，則輸出正向代碼；SA1為電機右到位開關，當SA1置一，則輸出反向代碼[7]。電機復位端為兩電機各自的左到位開關。電機部分硬件圖如圖3-6所示： 圖3-7 電機部分硬件圖 3.5發(fā)射模塊 發(fā)射模塊的主要功能是為接收模塊提供足夠的光輻射通量，本設計中光源定為紅外線，所以發(fā)射模塊由八個紅外發(fā)射器、一個555定時器和電阻電容元件組成。八個紅外發(fā)射管采用4個為一組，兩組并聯(lián)的方式，由555定時器驅動。 3.5.1發(fā)射管 發(fā)射管采用西門子公司出產(chǎn)的SFH421作為光源。峰值波長λ為880 nm，帶寬<80 nm。它具有高線性度、高可靠性、高脈沖處理能力等特點。采用4個一組，兩組并聯(lián)的方式，由555定時器驅動，發(fā)出頻率為38 kHz的紅外光。工作在38 kHz的頻率下，采用這種方式可以減少發(fā)射電路的功耗。 3.5.2由555定時器構成的多諧振蕩器 發(fā)射器的核心是振蕩器,多諧振蕩器是一種自激振蕩電路，該電路在接通電源后無需外接觸發(fā)信號就能產(chǎn)生一定頻率和幅值的矩形脈沖或方波?？捎杉呻娐贩聪嗥?、與非門、無穩(wěn)態(tài)電路, 555定時器等組成. 其中555定時器組成的振蕩發(fā)射系統(tǒng)容易起振,本身的輸出功率較大,常用其組成發(fā)射系統(tǒng),其芯片圖如圖3.1所示，原理圖如圖3.2所示： C、C的比較電壓分別為V和V。接通電源后，電容C被充電，v上升，當v上升到v時，觸發(fā)器被復位，同時放電BJT T導通，此時v為低電平，電容C通過R和T放電，使v下降。當v降到v時，觸發(fā)器又被置位，v翻轉為高電平。電容器C放電所需的時間為： 式(3.1) 當C放電結束時，T截止，v將通過R、R向電容器C充電，v由v上升到v所需的時間為： 式(3.2) 當v上升到v時，觸發(fā)器又發(fā)生翻轉，如此周而復始，在輸出端就得到一個周期性的方波，其頻率為[2]： 式(3.3) 圖3-8 多謝振蕩器電路圖 本文設計的發(fā)射模塊就是由555定時器構成的多諧振蕩器，通過式(3.1)、(3.2)、(3.3)計算出R、R和C的值，使555電路發(fā)出頻率為38 kHz的脈沖波，從而驅動紅外發(fā)射管工作在38 kHz的頻率下。 由于555內(nèi)部的比較器靈敏度較高，而且采用差分電路形式，它的振蕩頻率受電壓和溫度變化的影響很小。所以電源電壓的變化,對發(fā)射頻率的影響可忽略.但對紅外光發(fā)射強度的影響不容忽略,須采取提高穩(wěn)定發(fā)射強度的措施,方法是采取恒流源技術或窄脈沖發(fā)射的措施,能使紅外輻射強度保持不變。本設計中采用的是恒流源技術。如圖3-9所示。 3.6接收模塊 接收模塊是由一個紅外接收管、帶通濾波器、分頻器及51單片機組成。 3.6.1紅外接收管 紅外接收管SFH320是西門子公司生產(chǎn)的，外形圖如圖3-3所示。它將接收到的紅外光脈沖信號變成電脈沖信號后送入帶通濾波器。SFH320是NPN型硅光電三極管。峰值波長λ為880 nm，具有高線性度、高可靠性等特點。 圖3-9 SFH320外形圖 3.6.2帶通濾波器 帶通濾波器的作用是只允許某一段頻帶內(nèi)的信號通過，而將此頻帶以外的信號阻斷。這種濾波器經(jīng)常用于抗干擾的設備中，以便接收某一頻帶范圍內(nèi)的有效信號，而消除高頻段及低頻段的干擾和噪聲。將低通濾波器和高通濾波器串聯(lián)起來，即可獲得帶通濾波電路。其原理示意圖如圖3.3所示。 在圖2-3中，低通濾波器的通帶截止頻率為f，即該低通濾波器只允許ff的信號通過。現(xiàn)將二者串聯(lián)起來，且f>f，則其通頻帶即是上述二者頻帶的覆蓋部分，即等于f-f，成為一個帶通濾波器根據(jù)以上原理組成的帶通濾波器的典型電路見圖3-10。輸入端的電阻R和電容C組成低通電路，另一個電容C和電阻R組成高通電路，二者串聯(lián)起來接在集成運放的同相輸入端。 4.軟件設計 4.1程序語言及開發(fā)環(huán)境 C語言是一種計算機程序設計語言，它既具有高級語言的特點，又具有匯編語言的特點。它由美國貝爾實驗室的Dennis M. Ritchie于1972年推出，1978年后，C語言已先后被移植到大、中、小及微型機上，它可以作為工作系統(tǒng)設計語言，編寫系統(tǒng)應用程序，也可以作為應用程序設計語言，編寫不依賴計算機硬件的應用程序。它的應用范圍廣泛，具備很強的數(shù)據(jù)處理能力，不僅僅是在軟件開發(fā)上，而且各類科研都需要用到C語言，適于編寫系統(tǒng)軟件、三維、二維圖形和動畫，具體應用例如單片機以及嵌入式系統(tǒng)開發(fā)。 4.2 智能雨刮器的主程序流程圖設計 在汽車智能雨刮系統(tǒng)中，有許多非線性因素都會對雨刮同步造成影響。這樣，我們就需要用人的經(jīng)驗知識來調(diào)整PWM信號的占空比，使兩個雨刮同步擺動。因此，把模糊控制技術運用到雨刮同步控制中，可以使系統(tǒng)有良好的控制效果。汽車智能雨刮器的主程序流程圖如圖4-1所示： 圖4-1 智能雨刮器主程序流程圖 4.3雨滴傳感器的流程圖設計 因為脈沖的中心頻率為38KHZ，進行128分頻后約為300HZ，周期即為3ms，所以選定定時時間為60ms，在此時間段內(nèi)最多可接收20個脈沖，由此在按脈沖的多少進行大小雨的分配，由此形成的雨滴傳感器的流程圖如圖4-2所示。 圖4-3定時器的流程圖 4.4智能雨刮器電機控制的流程圖設計 對于直流電動機的轉速來說，當勵磁恒定時，它是隨著電樞電壓的增減而增減的(當然也可以利用改變勵磁的大小來調(diào)節(jié)直流電機的轉速)。所以，一旦調(diào)節(jié)或改變直流電動機的電樞電壓，即可達到控制轉速的目的。通過改變單片機輸出PWM脈寬信號的占空比，來控制直流電動機的電樞電壓，從而改變雨刮電動機的轉速[8]。汽車雨刮器電機的軟件流程圖如圖4-4所示。 圖4-4 雨刮器電機部分流程圖 5.系統(tǒng)調(diào)試 5.1 元器件的選擇與測量 本次設計的元器件主要有：單片機、晶振、電阻、電容、按鍵、開關、電源座、三極管、雨滴傳感器、數(shù)模轉換芯片、液晶等。這些元器件的引腳需要我們認真查找資料，了解每個器件的特性再進行焊接。這些元器件直接根據(jù)型號到電子元器件市場就很容易買到。其中焊接時要注意元件正負極性，電阻電容大小、芯片引腳順序等細節(jié)。一般電阻的大小可以通過色環(huán)讀取，或直接用萬用表進行測量；電容和晶振等的大小會標準在元件本身；元件的正負可以遵循長正短負的原則，一些特殊元件可以通過查找資料獲知正負極。 5.2 元件的焊接與組裝 組裝電路通常采用焊接和在面包板上插接兩種方法，無論采用哪種方法均應注意以下幾方面。 (1)所有元器件在組裝前應盡可能全部測試一遍，以保證所用元器件均合格。 (2)所有集成電路的組裝方向要保持一致，以便于正確進行焊接合理安排布線。 (3)分立元件時應仔細辨明器件的正反向，標志應處于比較容易觀察的位置方便檢查和調(diào)試。對于有正負極性的元件，例如電解電容器、晶體二極管等，組裝時一定要特別注意極性，否則將會造成實驗失敗。 (4)為了便于焊接查線以及后期的檢查電路，可根據(jù)電路中接線的不同作用選擇不同顏色的導線。一般習慣是正電源用紅色線、負電源用藍色線、地線用黑色線、信號線用黃色線等。當然使用一種顏色也是可以的。 (5) 在實際焊接中連線需要盡量做到排版簡潔連線方便。連線不跨接集成電路芯片上，必須從其周圍通過。同時應盡可能做到連線不相互穿插重疊、盡量不從電路中元器件上方通過。 (6)為使電路能夠正常工作與調(diào)測，所有地線必須連接在一起，形成一個公共參考點。正確的組裝方法和合理的布局，不僅可使電路整齊美觀、工作可靠，而且便于檢查、調(diào)試和排除故障。如果能在組裝前先擬訂出組裝草圖，則可獲得事半功倍之效果，使組裝既快又好。 5.3程序燒錄 在整體調(diào)試之前，首先將編譯、鏈接通過的前提下，把程序下載到單片機中，使用的軟件是STC_ISP船用下載器燒錄到單片機，如圖5-1。由于系統(tǒng)的主要功能是實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、無線傳輸接受數(shù)據(jù)。程序下載成功之后，通過USB供電通訊給單片機提供5V電源，DS18B20將數(shù)據(jù)傳送給單片機，同時將溫度通過LCD1602顯示。 圖5-1 程序燒錄圖 5.4 KEIL運行 本系統(tǒng)設計是在Keil C環(huán)境下開發(fā)的，使用的Keil C軟件支持C語言的編程及調(diào)試，運用方便。Keil C程序運行如圖5-2所示： 圖5-2 KEIL運行圖 5.5 運行結果 線路連接后之后，按下工作電源，使電路板處于工作狀態(tài)。就可以看到在LCD上顯示當前采集到的溫度值和煙霧濃度值，并可以設置界限值，如圖5-3所示。 圖5-3 硬件顯示結果 6.總結 現(xiàn)代計算機技術，對世界經(jīng)濟的工業(yè)革命從資本進入經(jīng)濟向知識型經(jīng)濟。在電子世界的領域，從收音機時代進入現(xiàn)代智能電子系統(tǒng)的21世紀計算機技術為中心的時代，20世紀?，F(xiàn)代電子系統(tǒng)的基本核心是嵌入式計算機系統(tǒng)（簡稱嵌入式系統(tǒng)），而單片機是最典型，最廣泛，最流行的嵌入式系統(tǒng)。 該雨滴傳感器安裝在風擋玻璃上駕駛室一側，通過改變雨量的大小，能使雨刮器自動工作在低速檔或高速檔。實驗證明，該智能雨刮系統(tǒng)反應靈敏，輸出信號延時可忽略，性能穩(wěn)定，實現(xiàn)了雨量實時監(jiān)測。 本文在查閱了大量文獻的基礎上，結合實際應用問題，對智能雨刮系統(tǒng)進行了研究。目前的雨刮系統(tǒng)大多是機械連桿結構的，采用雨滴感應式的智能雨刮系統(tǒng)只是在少數(shù)高級轎車上有應用，因為目前使用的光電雨滴傳感器大都是由國外廠商一統(tǒng)天下，因而，價格比較昂貴，很難普及。本文所研究的紅外雨滴傳感器及智能雨刮系統(tǒng)，由于成本低廉，性能穩(wěn)定，可靠性高，易于在大客車和低檔轎車上普及應用，有廣泛的市場應用前景。關于紅外雨滴傳感器及模糊控制器的設計，還有一些特殊情況未在本文所研究之