基于51单片机的雨刮控制实验报告

1、汽车雨刮电机控制系统设计与仿真实验报告姓名:学号:班级:指导教师:实习时间:、实验目的1、掌握汽车雨刮电机总成的结构和工作原理。2、掌握protus软件和keil卩Vsion软件的使用方法。3、学习使用 protus 软件进行电路原理图设计并进行仿真。二、实验设备安装有Protus软件和keil卩Vsion软件的PC机一台。三、实验原理及内容1、汽车雨刮的结构和工作原理雨刮器是重要的安全件，它必须能有效地清除雨水、雪和污垢；能在高温（摄氏零上80 度）和低温下（摄氏零下 30 度）工作；能抗酸、碱、盐等有害物质腐蚀；使用寿命达到15 万次刮刷循环（乘用车） 。 汽车雨刮的主要组成部分为雨刮电机

2、总成，四连杆机构，雨刷总成。 当司机按下雨刮器的开关时， 电动机启动， 电动机的转速经过蜗轮蜗杆的减速增扭作用 驱动摆臂， 摆臂带动四连杆机构， 四连杆机构带动安装在前围板上的转轴左右摆动， 最后由 转轴带动雨刮片刮扫挡风玻璃。一般情况下在汽车组合开关手柄上有雨刮器控制旋扭， 设有低速、 高速、间歇 3 个档位。 手柄顶端是洗涤器按键开关，按下开关有洗涤水喷出，配合雨刮器洗涤档风玻璃。雨刮器的动力源来自电动机， 它是整个雨刮器系统的核心。 雨刮器电动机的质量要求是 相当高的。 它采用直流永磁电动机， 安装在前档风玻璃上的雨刮器电动机一般与蜗轮蜗杆机 械部分做成一体。 蜗轮蜗杆机构的作用是减速增

3、扭， 其输出轴带动四连杆机构， 通过四连杆 机构把连续的旋转运动改变为左右摆动的运动。司机关闭雨刮器时， 雨刮臂往往不停在适当的位置， 阻碍司机的视线。 为解决这一问题， 雨刮器设有一个回位开关， 它控制雨刮器电机， 当雨刮臂停在档风玻璃下的适当位置时， 机才会停止运转。现今的雨刮器已经普遍采用快档、 慢档和间歇控制档。 其中间歇控制档一般是利用电机 的回位开关触点与电阻电容的充放电功能使雨刮器按照一定周期刮扫，即每动作一次停止12 秒时间，对司机的干扰更少。有些雨刮臂还附带胶水管，水管接至洗涤器上，按一下开关会有水注喷向前档风玻璃。 在一些中高级轿车上， 不但前后档风玻璃有雨刮器， 就是前大

4、灯也有一支小小的雨刮片， 以清除前灯玻璃上的尘埃。有些车辆的雨刮器还装有电子调速器， 该调速器附带感应功能， 能根据雨量的大小自动 调节雨臂的摆动速度，雨大刮水臂转得快，雨小刮水臂转得慢，雨停刮水臂也停。2、基于 51 单片机的雨刮电机控制器的功能和结构（1）控制器输入： 1个 4档位旋转式开关， 1个喷水控制按钮。 （ 2）控制器：用 51 单片机作为控制器。（3）控制器输出：雨刮电机停止、间歇式低速、低速、高速旋转4种输出状态，再加上喷水电机旋转同时雨刮电机高速旋转，共5种状态的输出。用 LED数码管显示Of、Int 、 Lo、 Hi 、 FL 共 5 种状态指示。Off 雨刮电机停止旋转

5、。Int 雨刮电机每隔 5秒低速旋转一次。Lo 雨刮电机低速旋转。Hi 雨刮电机高速旋转。FL 喷水按钮为最高级别的输入方式。检测到喷水按钮按下后喷水电机立即开始旋 转，同时雨刮电机延时 0.5秒启动，并以高速模式旋转。 喷水按钮松开后喷水电机立即停止 旋转，同时雨刮电机延时 3秒后停转。四、实验步骤1、分析汽车雨刮电机控制系统的结构和各种工作状态。工作原理:低速电刷尚速电刷 .51共用电低速档控制：把组合开关的刮柄打蚪节 TI电流从蓄电池正极刷7电枢绕组 7 低速电刷7 开关触点7 搭铁高速档控制：把组合开关的刮水手柄打到“n”档，电流从蓄电池正极7 熔断器7 共用电刷7电枢绕组7 高速电刷

6、7开关触点7搭铁自动复位控制：蓄电池正极7熔断器7共用电刷7 电枢绕组7 低速电刷7 开关触点7触点臂57铜环9 7搭铁2、用Protus设计出控制器硬件电路图。#in cludeuchar codemwlsT科芹 Il-Il PI M ?IL-LftctiJ-fcilJ生匕代皿丄 -CIAUL P?1U.一 3WI* 丿.U1衬Th-F%日D D肌丫出如0 =n/ 03 n f 4*5 I悴+hoB H vtBI pp 师 Pl ID M waUMSPiiCi6 hHJ加 呛iqPZZJWH PZ-T? 已:弓WBfli 沁种li两 Fl.计如 n iTTT ： IWTT ra hT 月Ih

7、F PS1 w r*rTiT 羊工PP1wlai%2、程序流程图及源程序开始T初始化源程序：#in clude#in clude#in clude电机停止间歇低速#defi ne uchar un sig ned char #defi ne uint un sig ned intsegtab1=0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0 x7d,0x27,0x7f,0x6f,0x77,0x7c,0x39,0x5e,0x7 9,0x71; / 共阴显示段代码sfrsfrsbituchar code led1=0xfe,0xfd,0xfb,0xf7,0xef,0xdf; 显示位

8、代码/sbitsbit sbituchar codesegtab2=0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0 x82,0xd8,0x80,0x90,0x88,0x83,0xc6,0xa1,0x 86,0x8e;/ 共阳显示段代码sbit bit bitbitldata2=0xa0;ldata3=0xb0;i32=P3A2;Q4=P3A4；Q5=P3A5；Q6=P3A6;Q7=P3A7；Q4a=0;Q5a;Q6a;Q7a;/P2 口/P2 口uchar codeled2=0x01,0x02,0x04,0x08,0x10,0x20;/全局变量bit/函数定义void dela

9、y(uint);void dir(uchar,uchar );/ 定义显示函数 void off_lhs();/定义延时函数uint time0_t1=10;/void off_hhs();uint time_jx1=1000;/void off_jxhs();uint time_jx2=2000;/void off_pshs();uint time_ps=2000;/void off_onhs();bit off_jx_bz1=0;/间隙档位标志bit off_on;/off_on=1, 开 关 在/主函数off 档标志void main()bit off_l;/off_l=1 ，开关在低速

10、档标志uint a1;/a2;bit off_l1;/off_l=1 ，开关在低uchar qian;速档标志uchar bai;/定义显示的百位bit off_h;/off_h=1, 开 关 在 高uchar shi;/定义显示的十位速档标志uchar ge;/定义显示的个位bit off_h1;/off_h=1, 开 关 在 高/系统初始化速档标志bit off_jx;/off_jx=1, 开关在间TMOD=0x01;/设置定隙档标志时器 0 为方式 1 工作，定时器1 方式 0 工作bit off_jx1;/off_jx=1, 开关在间隙档TH0=(65535-1000)/255;/ 定

11、时器 0 每标志0.1 秒中断，时间常数bit time_jx_bz;/间隙档启动定时器TL0=(65535-1000)%255;/定时器 0 每标志0.1 秒中断，时间常数bit off_ps=0;/off_ps=1, 开关在喷EA=1;/允许中断水档标志ET0=1;/允许定时器bit off_ps1=0;/off_ps=1, 开关在喷水档0 中断标志TR0=1;/定时器启动bit time_ps_bz;/喷水档启动定时器while(1)标志sfr ldata0=0x80;/P0 口sfr ldata1=0x90;/P1 口a1=time_jx1;dir(qian,0);/显示千位off_o

12、nhs();dir(bai,1);/显示百位break;dir(shi,2);/显示十位dir(ge,3);/显示个位Q5a=i32;/喷水电机启动if(Q5a=1)void delay(uint itime)off_jx_bz1=0;time_ps=2000;Q4a=1; /uint i,j;for (i=0;iitime;i+)for(j=0;j100;j+);default:off_on=1;off_l=0;off_h=0;off_jxif(time_jx1=0) a1=time_jx2;qian=a1/1000; bai=a1%1000/100; shi=a1 % 1000%100/1

13、0; ge=a1%1000%100%10; Q5=Q5a;Q4=Q4a;Q6=(Q4a&Q6a&Q7a)|(Q4a&Q6a& Q7)|(Q4a&Q6a&Q7);Q7=(Q4a&Q6a&Q7a)|(Q4a&Q6a& Q7a);喷水标志off_ps=1;off_jx_bz1=0; off_hhs(); break;case8:off_on=0;off_l=0;off_h=1;off_jx=1;off_jxhs();break;=0;else if(off_ps=1)time_ps_bz=1; / 喷水按 钮松开后，雨刮电机延时 2S 停止off_ps=0; a1=ldata1&0x0f; /采样

14、P1 口 switch(a1)case/ 定/1:off_on=1;off_l=0;off_h=0;off_jx=0;off_jx_bz1=0; off_onhs(); break;case2:off_on=0;off_l=1;off_h=0;off_jx=0;off_jx_bz1=0; off_lhs(); break;case4:off_on=0;off_l=0;off_h=1;off_jx=0;void dir(uchar duan1,uchar wei1)ldata0 =segtab1duan1; ldata2=led1wei1; delay(2);ldata0 = 0x00;ldat

15、a2=0xff;void INT0_time0() interrupt 1 using 2时器 0 中断函数TH0=(65535-1000)/255;TL0=(65535-1000)%255;time0_t1-;if(time0_t1=0)time0_t1=5;if(time_jx_bz=1)time_jx1-;if(time_jx1 != 0) elsetime_jx_bz=0;off_l1=1;Q6a=0; Q7a=1;void off_hhs() 处理函数/开关在高速档Q6a=0;Q7a=0;if(time_jx2 !=0)time_jx2-;else off_jx_bz1=0;time_jx_bz=0; off_h1=1;Q6a=1; Q7a=0;if(time_ps_bz=1) if(time_ps!=0)time_ps-;void off_onhs() 档处理函数time_jx_bz=0;Q6a=0; Q7a=0;/开关在关闭 elsevoid off_jxhs() 隙档处理