汽车智能照明控制系统设计

1、毕 业 设 计计（论 文）汽车智能照明控控制系统 学生姓姓名： 学 号： 所在系系部： 专业班班级： 指导教师： 日 期： 二一七七年五月 学位论文原创性性声明本人郑重声明：所呈交的学学位论文是本本人在导师的的指导下独立立进行研究所所取得的研究究成果。除了了文中特别加加以标注引用用的内容外，本本论文不包含含任何其他个个人或集体已已经发表或撰撰写的成果作作品。本人完完全意识到本本声明的法律律后果由本人人承担。 作者签名名： 年 月月 日学位论文版权使使用授权书本学位论文作者者完全了解学学院有关保管管、使用学位位论文的规定定，同意学院院保留并向有有关学位论文文管理部门或或机构送交论论文的复印件件和

2、电子版，允允许论文被查查阅和借阅。本本人授权省级级优秀学士学学位论文评选选机构将本学学位论文的全全部或部分内内容编入有关关数据库进行行检索，可以以采用影印、缩缩印或扫描等等复制手段保保存和汇编本本学位论文。本学位论文属于于 11、保密 ，在 年解密密后适用本授授权书。 22、不保密 。 （请在在以上相应方方框内打“”） 作者签名： 年 月月 日 导师师签名： 年 月 日 绪论1.1 课题题背景汽车作为一种便便捷高效的交交通工具，已已经历了1000多年的风风雨。当汽车车刚被发明出出来的时候，其其时速只有仅仅仅18kmm/s，而且且只是三轮简简陋的行驶装装置，而现在在时速6000km/s超超级汽车

3、已经经被制造出来来了。随着科科学技术的不不断创新和社社会文明的不不断进步与发发展，汽车无无论在性能方方面还是在产产量上面都到到了空前的发发展，汽车也也逐渐在普通通家庭普及，成成为现代人们们生活之后不不可缺乏的交交通工具，彻彻底改变了人人们的出行方方式。但是随着人们物物质水平和经经济条件的逐逐步提升，汽汽车保有的数数量在近几年年来也急剧增增加，尤其是是在城市里，汽汽车已经布满满了城市的大大街小巷。汽汽车作为快捷捷的交通工具具，确实给我我们的生活带带来了极大便便利，但也给给现代社会带带来了许多新新的问题，例例如我们常见见的交通堵塞塞、交通事故故等。近几年年交通事故频频发，根据相相关的数据统统计，车

4、祸在在各类意外事事故中居第一一位，意外死死亡的事故中中有近50%为与车祸有有关，而且这这些比例还在在逐年上升。我我们就以汽车车交通事故为为例，全世界界范围内有超超过30000万人在汽车车交通事故中中死亡，这比比不少国家的的人口和还多多不少，其中中死亡率最高高人群的是青青少年和老年年人。在我国国的各大城市市之中每1万万辆汽车的死死亡率是500-100人人，与发达国国家相比，这这是美国的117.8倍，是是日本的266.5倍。根根据交通部门门对近3年汽汽车交通事故故的粗略统计计，我国每年年因汽车交通通事故造成的的死亡人数大大约为6万人人，占全世界界的16%，而而我国的汽车车保有数量仅仅占到世界汽汽车

5、保有量的的3%，因此此问题也逐渐渐受到国家和和人们的关注注，减少汽车车交通事故的的发生已成为为世界各国人人们迫切的需需求。现代城市的道路路错综复杂，人人口也在不断断增多，各种种路标层出不不穷，交通事事故发生率更更是逐年上升升，不少交通通事故是因为为驾驶人员视视野受限或路路标不清而操操作不当造成成的。以汽车车照明控制系系统为例，传传统的汽车照照明控制系统统是以手动控控制为主的，由由于汽车车灯灯种类繁多，在在控制车灯过过程中很容易易因操作失误误。汽车车灯灯正确规范的的操作，直接接影响着驾驶驶人员的视线线和其他车辆辆及行人的注注意，如何不不能正确操作作或误操作，不不仅是一种不不文明的行为为，还会造成

6、成严重的交通通事故。然而而传统的手动动或半自动操操作，很难做做到每次都正正确，现在的的城市车辆较较多，为降低低事故发生率率，在汽车照照明系统方面面，实现智能能控制也是当当下的趋势。如今的微电子技技术已经得到到了空前的发发展，微处理理器的性能也也十分的优秀秀，用来控制制汽车照明系系统是完全能能满足的，并并且很多微处处理器在价格格上和开发流流程上也日渐渐成熟，这不不仅能提高照照明系统的准准确性，在汽汽车制造成本本上也有一定定优势。将汽汽车照明系统统与现代电子子技术、微处处理器相结合合，实现汽车车车灯灯智能能控制，避免免车灯的误操操作，是未来来汽车照明新新的发展趋势势。1.2 国内内外发展概况况汽车

7、刚诞生时是是没有车灯的的，为了方便便汽车在夜间间行驶，人们们开始汽车前前面挂上用手手提灯来照明明，但这种办办法不方便，也也不安全。为为了满足这方方面的需求，在在19世纪880年代汽车车制造商将电电用在了汽车车的前灯和尾尾灯，就这样样汽车车灯的的雏形就此诞诞生。随着电电池供电技术术和汽车灯具具制造技术的的不断发展，对对汽车车灯的的控制也逐渐渐完善，能很很好的满足在在行车过程中中基本照明和和信号提示等等实际情况。但但在21世纪纪初，绝大多多数汽车的照照明控制还是是以手动为主主，为适应现现代市场需求求，各大汽车车制造商纷纷纷开始将电子子控制技术和和汽车照明相相结合，研发发汽车智能照照明控制系统统。汽

8、车智能能照明系统在在汽车电子方方面的极大突突破，在很大大程度上避免免了汽车在夜夜间行驶过程程中的安全隐隐患，同时也也提升了驾驶驶人员在行驶驶过程中的舒舒适性。 欧美和和日本等汽车车制造大国在在20世纪660年代就开开始汽车智能能照明系统方方面研发，在在80年代中中期，他们就就完成了智能能照明系统的的开发，将它它应用在汽车车上并开始量量产实在200世纪末，由由于开发成本本较高，这项项技术主要应应用于高档汽汽车和专用汽汽车，中低档档汽车主要还还是使用传统统的手动照明明系统。经过过十几年的发发展，汽车智智能照明系统统和电子控制制技术日渐成成熟，其开发发成本大幅度度降低，中低低档汽车也安安装了智能照照

9、明系统。 最近，美美国的福特公公司在汽车照照明方面研发发了一款汽车车智能照明系系统，这极大大的提高了汽汽车夜间行驶驶的安全性。福福特公司在该该照明系统中中所用到的光光源是目前交交流型LEDD发光二极管管，用LEDD发光二极管管作车灯是目目前较新型的的车灯技术，不不经使用的寿寿命比一般传传统的车灯要要长，而且功功率较小，亮亮度也比较高高，便于控制制，受到各大大汽车制造商商的青睐。该该系统能检测测车辆的行驶驶状况和所处处环境，并根根据实际情况况来控制汽车车上面不同车车灯的工作状状态，如汽车车遇到雾天会会自动开启雾雾灯，汽车上上坡时会自动动抬高前灯等等。国内不少汽车制制造商在这两两年也开始对对汽车智

10、能照照明控制系统统有了大力度度的研发。例例如东风汽车车集团就将他他们新研发的的智能照明控控制系统安装装在他们所生生产的日产新新天籁汽上。它它不仅将随动动转向大灯技技术有自己的的发展方向，所所用的灯具还还是远近氙气气灯。新天籁籁还新装备了了一套智能转转向辅助照明明系统，该系系统和前面提提到的随动转转向技术的原原理有所不同同。此外新天天籁汽车还具具有对车灯的的亮度进行调调节的功能，能能实现不同亮亮度的照明。国内在汽车智能能照明方面的的研究起步较较晚， 但是是近年来国内内的汽车数量量急剧增加，在在汽车性能方方面的需求也也更加突出。虽虽然国外在汽汽车智能照明明领域的技术术较为先进，但但并不完全适适合我

11、国复杂杂的国情，这这主要是因为为我国人口众众多，路况复复杂，地域特特征明显，汽汽车灯具规格格种类繁多，没没用统一标准准，消费观念念还不太成熟熟，实现智能能照明控制还还是有一定的的难度。目前前，国内也在在逐步制定车车灯方面的统统一标准，加加上智能控制制技术的发展展，我国已经经有部分汽车车安装上了汽汽车智能照明明控制系统，就就目前来看，效效果非常好的的，汽车智能能照明系统在在我国的市场场前景也是非非常广阔的。1.3 课题题研究意义与与目的 近年来来，中国经济济发展迅猛，汽汽车数量也是是暴涨，在城城市复杂的路路况下，汽车车的行驶安全全问题也越来来越受到到人人们的关注。而而汽车照明控控制系统作为为汽车

12、的主要要安全之一，其其优越的性能能和良好的适适用性也逐步步受到消费者者的关注。一一个好的汽车车照明控制系系统应该能更更人性化、更更智能化的去去满足消费者者的具体要求求：在外界环环境光线不充充足的时候，汽汽车能自动开开启前照灯，并并根据外界光光照强度来调调节所需要的的照明灯光的的亮度灯；在在会车的时候候能自动将远远光灯转换成成近光灯等。这这样不仅能给给驾驶员带来来方便，以防防误操作或操操作不当带来来的交通安全全问题，而且且避免还能给给其他车辆和和行人带不必必要的麻烦。 在本课课题当中，我我们主要是对对汽车智能照照明控制系统统进行研究的的。这个汽车车智能照明照照明系统是以以STM322单片机为核核

13、心控制器，通通过传感器采采集各类参数数，从而控制制汽车的前照照灯、雾灯、转转向灯、倒车车灯、刹车灯灯等各种车灯灯，从而实现现车灯的智能能控制。因此此驾驶员不必必再担心车灯灯的操作，这这样便能更加加专注的驾驶驶汽车，从而而能提高驾驶驶汽车时的安安全。1.4 课题题的研究内容容及章节安排排本课题是通过对对目前汽车电电子行业的了了解和调查所所确立的 ，基基本的设计思思路也适合当当前的市场需需求，结合了了微控制器技技术和照明系系统，设计出出一套低成本本、实用性强强的汽车智能能照明系统。本本文一共分为为四个章节：第1章是绪论部部分，对本课课题的研究背背景、国内外外概况以及研研究目的作了了简单的介绍绍。第

14、2章是系统方方案设计，包包括对设计任任务与要求的的具体说明和和系统控制部部分设计方案案的比较与论论证。 第3章章是硬件设计计部分，主要要介绍通过SSTM32控控制车灯的硬硬件电路设计计部分，包括括STM322控制系统各各类传感器模模块等。 第4章章是软件设计计部分，通过过C语言将各各类参数和控控制结构以程程序的方式编编写出来，来来达到实现控控制车灯，并并结合硬件进进行调试，达达到精准控制制的要求，真真正实现车灯灯智能控制。 第5章章是总结，总总结一下在做做这个课题时时所遇到的各各种问题和最最终的解决方方法，以及存存在的不足之之处，并论证证该方案可实实际可性。 2 系统设计计方案2.1 设计计任

15、务及要求求车智能照明控制制系统，让汽汽车能根据周周围环境的变变化和汽车在在行驶过程中中所遇到的具具体情况来实实现智能控制制车灯的目的的，控制的对对象是汽车的的车灯。在本本次的设计中中，我们选取取了汽车常用用的6种车灯灯作为控制对对象：前照灯灯（远、近光光灯）、轮廓廓灯（示宽灯灯）、雾灯、制制动灯（刹车车灯）、倒车车灯和转向灯灯。具体的控制要求求如下：(1) 当汽车车在夜间或隧隧道等光线不不足的情况下下行驶时，汽汽车将会自动动开启前照灯灯。前照灯的的照明状态有有两种：一种种是近光灯，另另一种是远光光灯。当汽车车在有路灯的的城市道路上上夜间行驶或或在照明条件件相对较好的的隧道中行驶驶时，自动开开启

16、近光灯；当汽车在乡乡村公路等照照明条件不好好的道路上夜夜间行驶时，自自动开启远光光灯。(2) 当汽车车与来往车辆辆会车或有行行人通过时，若若汽车开启了了远光灯，为为不影响其他他车辆和和行行人通过，汽汽车自动将远远光灯切换成成近光灯。(3) 当汽车车在外界环境境光线不足或或天色昏暗的的情况下行驶驶时，汽车自自动开启轮廓廓灯，用于提提示其他车辆辆和行人该汽汽车的位置和和轮廓。轮廓廓灯一般是和和前照灯一起起使用的。(4) 当汽车车在雾霾等能能见度较低的的天气状况下下行驶时，汽汽车将会自动动开启前后雾雾灯，天气好好转将会自动动关闭。(5) 当汽车车在刹车制动动时，车尾的的制动灯（刹刹车灯）就会会自动亮

17、起，提提示后面的车车辆和行人，能能有效避免追追尾。(6) 当汽车车在倒车过程程中，汽车自自动开启车尾尾部的倒车灯灯。主要用来来提示车尾后后的其他车辆辆或行人，在在光线不好时时，可以帮驾驾驶员看清路路况。(7) 当汽车车左转向或右右转向时，汽汽车的左转向向灯或右转向向灯开始闪烁烁。汽车正常常行驶后，转转向灯自动熄熄灭。2.2 方案案的论证与分分析汽车智能照明控控制系统是通通过控制器对对汽车车灯进进行合理控制制的，控制器器的的种类繁繁多，不同控控制器的控制制方式和适用用环境是有一一定区别的。目目前流行的控控制器类型有有PLC（可可编程逻辑控控制器）、单单片机等。汽汽车智能照明明控制系统可可以用PL

18、CC作控制器，也也可以用单片片机作控制，具具体方案如下下：方案一：PLCC作控制器PLC是一种可可以编程的存存储器，实质质上是一种专专门用作工业业控制的计算算机，它的硬硬件结构和一一般的微型计计算机相同。使使用方便，编编程简单，适适应性和可靠靠性比较强，不不容易受到周周围环境的干干扰，不容易易出故障，维维修也比较方方便。但PLC的成本本相对较高，应应用比较专业业，容易造成成资源浪费，一一般在工业控控制领域或其其他专业领域域。方案二：单片机机作控制器 单片机机是将CPUU、I/O口口、定时器、各各种存储器等等功能都集中中到一块硅片片上并构成一一个微型计算算机系统的集集成芯片。它它的功能比较较齐全

19、，成本本相对较低，使使用比较灵活活，I/O口口较多，开发发时有相应的的库函数，代代码可移植性性高，能做到到一机多用等等 但用单单片机制作的的主控板容易易受外部环境境干扰，故障障率高，开发发周期长，实实际验证比较较困难。2.3 方案案的比较与选选择 在该设设计中，我们们将会做一个个汽车智能照照明控制系统统的实物模型型。PLC虽然可靠靠性强，编程程简单，适应应性强，但是是成本较高，专专一性强，不不太灵活。而而单片机的成成本较低，使使用灵活，兼兼容性好，资资料较齐全，加加上单片机的的性能不断升升级，在使用用时只要考虑虑周到，也能能很好的满足足要求。综合考虑，最终终我们选择了了用单片机作作为该系统的的

20、控制器。在在实物中，我我们使用的是是一款STMM32F1003系列芯片片，具体的芯芯片型号和相相关介绍后面面将会有介绍绍。3 硬件设计计部分3.1 硬件件部分总体设设计 在本次次设计中，我我们将以STTM32F1103C8TT6单片机作作为核心控制制器，设计并并制作出一个个汽车智能照照明控制系统统的实物模型型，通过编写写程序的汽车车车灯进行智智能控制。 我们的的硬件大体上上包括以下几几个模块：SSTM32单单片机最小系系统作为处理理数据和控制制车灯的核心心部分；电源源部分是给SSTM32单单片机最小系系统和所有外外设供电；红红外蔽障模块块用于检测障障碍物，能模模拟汽车会车车；光敏传感感器是检测

21、周周围环境光照照强度的；烟烟雾浓度传感感器检测烟雾雾浓度，用于于模拟雾天情情况；转向、制制动等用按键键模拟；用不不同颜色的发发光二极管模模拟车灯。硬硬件结构大致致情况如图33-1所示：图3-1 硬硬件结构框图图3.2 主控控模块设计在这次汽车智能能照明系统设设计当中，我我们所用到的的主控芯片是是STM322F103CC8T6单片片机。主控模模块是由STTM32F1103C8TT6单片机的的最小系统构构成，该最小小系统的基本本电路主要包包括：STMM32F1003C8T66单片机微处处理器、电源源供电部分、两两个时钟振荡荡电路、低电电平复位电路路、电源滤波波电路等部分分。本次设计中所用用到的ST

22、MM32单片机机是一款功能能强大、性价价比较高的单单片机，与传传统的80551单片机相相比，其优势势也是非常显显著的。STTM32单片片机所使用的的内核是ARRM公司推出出的Corttex-M33内核。根据据内核构架不不同分为多个个系列产品，主主要有STMM32F1001基本系列列、STM332F1033增强系列、SSTM32FF107互联联型系列等。SSTM32主主要优点有：采用高性能能的哈佛结构构和分支预测测，运行速度度较快；集成成度较高，一一块芯片能当当几块芯片使使用；功耗较较低，能续航航较长时间；在同类产品品中成本较低低；外设较丰丰富，无需在在电路中额外外添加外设等等；代码密度度高，处

23、理速速度快；有专专门的固件库库函数便与开开发等。这些些明显的优势势能很好的满满足汽车智能能照明控制系系统的需求。 在实物物模型中我们们用到的具体体芯片型号是是STM322F103CC8T6,该该款单片机的的供电电压是是3.3V直直流电压，CCPU主频率率是72MHHz，RAMM随机存取存存储器的内存存空间是200K，FLAASH的内存存空间是644K，有322给通用I/O口和2个个12位ADDC，3组UUSART和和2组IICC等资源。并并且能输出多多路PWM波波，每个通用用I/O可作作为一个外部部中断，完全全能满足该系系统的需要。只只要将通用II/O口设置置成所需要的的输入输出模模式，就能得

24、得到相应的输输入输出使用用起来比较方方便。STM32F1103C8TT6单片机及及外围引脚接接口电路图如如图3-2所所示。 图33-2 STM322F103CC8T6单片片机及外围引引脚接口电路路STM32有55个时钟源：HSE、HHSI、LSSE、LSII、PLL、HHIS和LSSI为STMM32的内部部时钟，精度度较低，因此此在本次设计计中我们需要要给STM332最小系统统外接2个时时钟振荡电路路：第一个时时钟振荡电路路外接32.768KHHz无源晶振振作为LSEE时钟源，一一般用于RTTC，为低速速时钟；第二二个时钟振荡荡电路外接88MHz无源源晶振作为HHSE时钟源源，精度较高高，在程

25、序设设计中我们一一般会用该时时钟振荡电路路所产生的时时钟振荡频率率作为时钟源源。图3-33是晶振频率率为32.7768KHzz的时钟振荡荡电路图，图图3-4是晶晶振频率为88MHz的时时钟振荡电路路图。 图3-3 32.7668KHz时时钟振荡电路路 图33-4 8MHz时时钟振荡电路路 STM32单片片机的复位信信号是低电平平：当复位引引脚输入的是是低电平时，SSTM32单单片机将会复复位；复位电电路有两种：一种是上电电复位；另一一种为按键复复位。按键复复位实际上是是在上电复位位电容的加上上一个按键，这这样不经能使使单片机在上上电时复位，而而且在单片机机不断电时，按按下按键也能能使单片机复复

26、位。为了方方便调试，我我们在这里选选用按键复位位电路。具体体的电路原理理图如图3-5所示。 图3-5 复复位电路 图3-6 UUSB供电接接口电路3.3 电源源部分设计在硬件设计中我我们所用到电电源有两种：3.3V直直流电压和55V直流电压压。为了使用用方便，在这这里我们采用用的供电方式式是USB供供电，将充电电宝或带有UUSB接口的的电源通过UUSB线连接接到实物模型型上即可给硬硬件电路供电电。USB接接口用的是MMini UUSB，与市市场上通用的的安卓手机的的USB接口口一直，这样样可以通过手手机充电器或或充电宝进行行供电，使用用时比较方便便灵活。USSB供电接口口电路如图33-6所示。

27、USB端口的输输入电压一般般为5V直流流电压，本次次设计还需要要一个3.33V稳定的直直流电压为STM32单单片机最小系系统和部分传传感器供电，因因此需要设计计一个3.33V稳压电路路，将5V直直流电压稳定定到3.3VV。具体的稳稳压电路原理理图如图3-7所示。图3-7 3.3V稳稳压电路稳压芯片使用的的AMS11117-3.3V三端稳稳压芯片，误误差较小，只只有1.5%左右，能将将5V电压较较好的稳在33.3V，性性价比较高。CC2、C3和和C1、C44分别滤波电电容和旁路电电容，将稳压压过程中产生生的电压部分分滤出，使输输出电压更加加安全稳定，以以免烧坏元器器件。3.4 数据据采集部分3.

28、4.1 光照强度采采集本设计会对周围围环境的光照照强度进行采采集，并通过过对采集到的的数据进行分分析，来判断断汽车所处环环境的照明情情况。我们在在实物模型中中所用的传感感器是光敏电电阻传感器，光光敏电阻传感感器的实物图图如图3-88所示。 图3-8 光光敏传感器实实物图 图3-99 光敏传传感器接口电电路 在光敏电阻传感感器中，VCCC和GNDD为电源正负负极，其工作作电压范围33.3V55V，我们在在实物模型给给该传感器的的供电电压为为3.3V；AO为模拟拟信号输出，当当周围光照强强度越强，AAO的输出电电压越小，输输出电压值范范围是033.3V；DDO为数字信信号输出，当当光照强度超超过设

29、定的阈阈值，DO输输出低电平，否否则输出高电电平，阈值可可通过电位器器调节。该传感器检测到到光照强度后后通过的AOO模拟输出电电压判断周围围环境的光照照强度：当AAO端输出的的电压为01.7V，我我们认为周围围环境光线较较亮；当AOO端输出的电电压为1.772.3VV，我们认为周围环环境光线稍暗暗；我们当AAO端输出的的电压为2.33.33V，我们认认为周围环境光线较暗。光光敏传感器接接口电路如图图3-9所示示。3.4.2 大气能见度度采集当汽车在雾霾等等能见度不是是很好的天气气状况下行驶驶时，需要开开启雾灯来辅辅助驾驶员行行驶，因此需需要对大气的的能见度进行行分析。对大大气能见度的的采集需要

30、用用到大气能见见度传感器，由由于这种类型型的传感器价价格比较昂贵贵，而且大多多数为成熟的的产品，因此此不适合用在在本设计实物物模型之中。我我们在做实物物模型时用到到的是一款烟烟雾浓度传感感器，它能检检测到大气的的烟雾浓度，可可作能见度传传感器的替代代品，具体的的实物图如图图3-10所所示。 图3-10 烟雾浓度传传感器实物图图 图33-11烟雾雾浓度传感器器接口电路 烟雾浓度传感器器的工作电压压为直流5VV；AO为模模拟信号输出出，当周围环环境烟雾浓度度越高，AOO的输出电压压越大，其输输出范围为005V；DDO为数字信信号输出，当当烟雾浓度超超过设定的阈阈值，DO输输出低电平，否否则输出高电

31、电平，阈值可可通过电位器器调节。本设计我们只通通过烟雾浓度度传感器的DDO引脚来采采集数据，当当烟雾达到一一定浓度时，该该引脚输出低低电平，否则则输出高电平平。将DO引引脚的输出信信号通过STTM32单片片机的GPIIO口输送到到STM322单片机中，便便可判断汽车车是否在雾霾霾天行驶。由由于该传感器器工作电压为为5V，我们们单片机控制制模块所用的的电压为3.3V，为保保证与参考电电压一直，我我们会在DOO输出引脚连连接一个比例例降电路，具具体接口电路路如图3-111所示。3.4.3 会车检测如果汽车在夜间间行驶时，周周围环境光线线比较暗，汽汽车会开启前前照灯的远光光灯模式。但但汽车在实际际行

32、驶的过程程中，总会遇遇到会车或有有行人经过的的情况，如果果汽车前照灯灯此时开启远远光灯模式，由由于光线比较较强烈，这样样必然会影响响其他车辆或或行人的视线线，这样既不不安全，又不文明，因此此我们需要利利用相关传感感器来检测汽汽车在行驶的的过程中所遇遇到会车或有有行人经过等情况。在本次设计中我我们会通过在在汽车的车头头安装红外避避障传感器来来检测会车或或有行人经过过等情况，当检测测到前方有障障碍物时，OOUT引脚端端输出低电平平，否则OUUT引脚端会会输出高电平。将该传感器器的OUT引引脚连接到SSTM32单单片机的GPPIO口上，并并将此GPIIO口设置成成输入形式，SSTM32单单片机便可将

33、将采集到的数数据作为会车车与否的标志志了。该传感感器的工作电电压为3.335V，我我们用所用的的参考电压是是3.3V，因因此在本设计计中该传感器器是3.3VV供电。具体体的实物图如如图3-122所示，红外外避障传感器器接口电路如如图3-133所示。 图3-12 红外蔽障障传感器实物物图 图3-113 红红外蔽障传感感器接口电路路3.4.4 转向、刹车车与倒车检测测转向、刹车和倒倒车的动作都都可通过相应应的传感器检检测到，但在在实物模型设设计中由于成成本和实际设设计的限制，无无法使用这些些传感器。这这里我们利用用按键来模拟拟方向盘转向向、车刹刹车车、挂倒车档档的动作。按按下按键表示示正在动作，具

34、具体的按键定定义会体现在在程序设计部部分。具体的的硬件电路如如图3-144所示。图3-14 模拟转转向、刹车与与倒车的按键键电路3.5 车灯灯控制部分本计中所用到的的车灯包括：前照灯（远远、近光灯）、轮轮廓灯（示宽宽灯）、雾灯灯、制动灯(刹车灯)、倒倒车灯和转向向灯，这些车车灯在实物模模型会用不同同颜色的发光光二极管代替替，并通过NPN三极管管驱动它们，串串电阻的作用用限电流。3.5.1 前照灯、轮轮廓灯控制 汽车的的前照灯有两两盏，安装在在汽车头部左左右两侧，主主要用于汽车车行驶时的照照明。前照灯灯的工作模式式分为两种：近光灯模式式和远光灯模模式。近光灯灯和远光灯的的两种工作状状态是通过SS

35、TM32单单片机引脚发发出PWM波波并设置合适适的占空比来来切换。当检检测到周围环环境光线较较较亮时，关闭闭前照灯；当当检测到周围围环境光线稍稍弱时，开启启近光灯；当当检测到周围围环境较暗时时，开启远光光灯，在这种种情况下，若若检测到有会会车或行人时时，将远光灯灯切换成近光光灯。前照灯灯的控制电路路如图3-115所示。 图3-155 前照照灯控制电路路 图图3-16 轮廓灯灯控制电路轮廓灯又被称作作示宽灯，一一般安装在车车头和车尾的的边沿，共四四盏灯，主要要用于光线不不足时提示其其他车辆和行行人该车的位位置和轮廓。通通过I/O口口输入高低电电平控制来控控制其开关，当当检测到周围围环境稍暗或或较

36、暗时，其其控制电路如如图3-166所示。 3.5.2 雾灯控制雾灯是在雾霾天天气使用的灯灯，雾霾天气气时空气能见见度比较低，驾驾驶员和行人人看不清周围围环境的具体体状况，所以以需要在车头头和车尾左右右两侧安装穿穿透力较强雾雾灯，以便其其他车辆和行行人看见，该该灯一共有四四盏。通过II/O输出的的高低电平来来控制雾灯的的开关状态：当检测到周周围环境能见见度低于设定定的阈值，就就开启雾灯；否则就关闭闭雾灯。雾灯灯的控制电路路如图3-17所示。 图3-17 雾灯控控制 图3-18 倒车灯控制制电路3.5.3 转向灯、刹刹车灯、倒车车灯控制倒车灯有两盏，都都安装在车尾尾的左右两侧侧。汽车在倒倒车过程中

37、，需需要开启倒车车灯用于提示示其他车辆和和行人该车正正在倒车，同同时在光线不不好时也能帮帮助驾驶人员员看清车后情情况。倒车灯灯的控制开关关一般与倒车车灯连在一起起，该设计中中倒车灯的控控制电路如图图3-18所所示。 图3-19 刹车灯控制制电路刹车灯有三盏，有有两盏安装在在车尾左右两两侧，一盏灯灯是高位刹车车灯，安装在在车尾玻璃上方。当检测到到汽车刹车时时，刹车灯亮亮起，用于提提示后方车辆辆或行人提前前准备刹车，这这样可以有效避免后后面车辆刹车车不及时造成成的撞车事故故。刹车灯控控制电路如图图3-19所所示。转向灯一共四盏盏，安装在汽汽车的四个角角，分为左转转向灯两盏和和右转向灯两两盏。当检测

38、测到左转向时时，左转向灯灯闪烁；当检检测到右转向向时，右转向向灯闪烁。这这样便于提醒醒其他车辆和和行人，避免免发生交通事事故。转向灯灯的控制电路路如图3-220所示。 图3-20 转向灯灯控制电路 。4 软件设计计部分4.1 软件件开发环境汽车智能照明控控制系统的具具体实现是通通过对主控制制器烧写软件件序，并在实实物模型上运运行此程序来来完成的。本本设计所用到到的软件程序序集成开发环环境是由Keeil软件公公司发布的KKeil uuVisioon4的Keeil MDDK-ARMM版，简称MMDK4。MMDK4是与与ARM公司司合作的集成成开发软件，包包含编辑器、编编译器和调试试跟踪器等，与与A

39、RM器件件和ARM-Corteex内核处理理器是相匹配配的，我们用用的STM332单片机是是Corteex-M3内内核的处理器器，用该软件件编写和调试试程序十分适适合。当实物模型设计计好后，进行行硬件测试，测测试没有问题题后便可以利利用该软件的的开发环境根根据需求编辑辑软件程序了了。程序编辑辑完成后对其其进行编译并并生成hexx文件，将hhex通过JJLINK下下载实物模型型中，不需要要再用其他烧烧录软件烧写写程序。该软软件的开发环环境界面如图图4-1所示示：图4-1 软软件开发环境境4.2 软件件程序设计 为了让让用户方便开开发，ST公公司根据STTM32单片片机的不同系系列提供相应应的ST

40、M332固件库，即即函数的集合合。固件库函函数的主要作作用是对STTM32单片片机中的相应应寄存器进行行操作和对用用户提供函数数调用接口。也也就是说，用用户不必和开开发传统的551系列单片片机一样对其其中的寄存器进行直接操操作，只需要要调用固件库库中已经编写写好的函数，就就能设置STTM32中的的相应外设和和相关管脚了了。在MDKK4开发环境境中添加相应应的固件库，方方便的调用这这些固件函数数。在确定本次设计计的所用到方方案和要实现现的功能之后后，就需要根根据所实现的的具体功能来来设计软件程程序，通过软软件软件程序序对硬件电路路的控制来实实现汽车智能能照明控制系系统。本次设设计需要对光光敏电阻

41、传感感器、红外对对管传感器、烟烟雾浓度传感感器等进行数数据采集和判判断处理，并并实现对车灯灯的智能控制制，所用到的的软件函数程程序包括：主主程序、ADDC数据采集集与转换程序序、GPIOO口初始化程程序、PWMM波输出程序序、延时程序序等。实现数数据采集和车车灯控制对需需STM322单片机的GGPIO引脚脚进行设置，该该设计中所用用到的主要GGPIO引脚脚设置及功能能如表4-11所示。 表4-1 GGPIO引脚脚设置及功能能引脚工作模式具体功能 PB0 复用ADC11输入采集光敏传感器器模拟信号 PB5 浮空式输入采集红外蔽障传传感器数字信信号PA7浮空式输入采集烟雾浓度传传感器数字信信号PA

42、9推挽式输出控制轮廓灯亮灭灭PA8复用PWM波输输出控制并切换前照照灯的远近光光模式PB12推挽式输出控制左转向灯亮亮灭PB13推挽式输出控制右转向灯亮亮灭PA10推挽式输出控制刹车灯亮灭灭PB8推挽式输出控制雾灯亮灭PB9推挽式输出控制倒车灯亮灭灭PA1浮空式输入采集S1按键模模拟的倒车信信号PA2浮空式输入采集S2按键模模拟的刹车信信号PA3浮空式输入采集S3按键模模拟的左转信信号PA4浮空式输入采集S4按键模模拟的右转信信号PA5浮空式输入采集S5按键模模拟的超车信信号明确需要用的的的引脚和函数数程序后，就就可以开始设设计软件程序序了。软件程程序设计分为为以下几个步步骤：第一步步需要明确

43、软软件设计的目目的和具体实实现的功能；第二步是选选择合适的软软件开发环境境根据实际所所用的单片机机型号作相应应的设置，本本设计所用的的软件开发环环境是MDKK4；第三步步开始编辑程程序来实现具具体的控制功功能；第四步步将编辑好的的程序编译好好后下载到实实物型中并进进行调试。程序设计主要包包含以下几个个部分：首先先对RCC、GGPIO、PPWM1、AADC1初始始化，初始化化完成后对采采集到的光照照强度、会车车、烟雾浓度度、转向、刹刹车、倒车等等参数进行分分析判断，看看是否满足设设定条件，从从而控制各部部分车灯的运运行状态。具具体的程序流流程如图4-2所示，具具体的程序源源代码在这里里不作过多陈

44、陈述。图4-2 程序流程图图4.3 软件件下载与调试试 STMM32芯片的的程序启动方方式有三种，通通过设置STTM32芯片片上BOOTT0和BOOOT1两个引引脚的输入电电平来确定，如如表4-3所所示。表4-2 启动模式设设置BOOT1BOOT0启动模式说明X0用户闪存存储器器用户闪存存储器器被选为启动动区域01系统存储器系统存储器被选选为启动区域域11内嵌SRAM内嵌SRAM被被选为启动区区域常用的启动模式式是用户闪存存存储器（FFLASH）和和内嵌SRAAM，SRAAM启动运行行速度快，但但是掉电程序序会消失，因因此在此设计计中我们选择择用户闪存存存储器（FLLASH）启启动模式，将将B

45、OOT00和BOOT1都都接地。用户户闪存存储器器（FLASSH）的起始始地址是0 xx080000000，内内存空间为664KB，本本设计的软件件程序所占内内存不算太大大，完全能满满足需求。在MDK4中选选择对应型号号的STM332单片机，设设置好启动模模式，我们就就可以对编写写好的C语言言程序进行编编译，将生成成hex文件件下载到STTM32单片片机中了即可可运行了。本本设计所用到到的程序下载载接口是标准准的JTAGG接口，通过过Jlinkk仿真器将计计算机和实物物模型连接起起来，给实物物模型上电后后，在MDKK4中编译好好程序，确定定没有错误后后，点击MDDK4中的下下载图标即可可将程序

46、下载载到实物模型型上的STMM32芯片里里了，JTAAG接口电路路如图4-33所示：图4-3 JTAG接接口电路该设计中我们会会用到Jliink仿真器器，它是SEEGGER公公司推出的一一款硬件仿真真器，所用的的输入接口是是USB接口口，输出接口口是上面提到到的JTAGG接口。它不不仅可以通过过计算机上的的USB接口口将程序下载载到实物模型型上，还能在在线调试软件件程序，即程程序在计算机机上每执行一一步，在实物物模型上立刻刻就能实现刚刚刚执行的程程序，这样就就能容易发现现问题，每一一步代码都能能立刻体现在在硬件上，也也便于调试，调调试窗口如图图4-4所示示。图4-4 软件调试试窗口5 实物模型

47、型部分5.1 制作作实物模型的的大致流程在本此设计中，我我们需要制作作出汽车智能能控制系统的的实物模型来来实现汽车智智能照明控制制系统的工作作状态，大致致的制作流程程如下： 第一步步：明确该系系统的基本组组成部分和需需要实现的具具体功能，该该系统基本组组成部分包括括：主控部分分、电源部分分、数据采集集部分和车灯灯控制部分。具具体要实现的的功能前面已已经详细介绍绍过，在此不不重复介绍。 第二步步：确定所用用到的主控芯芯片的型号、供供电电源的电电压类型和伏伏值、数据采采集所用到的的传感器以及及车灯替代原原件。本次所所用的主控芯芯片为STMM32F1003C8T66，供电电源源为5V直流流电和3.3

48、3V直流电，用用到的传感器器有光敏电阻阻传感器、烟烟雾浓度传感感器和红外对对管传感器，车车灯用不同颜颜色的LEDD来代替。 第三步步：利用Alltium Desiggner100软件绘制出出完整的电路路原理图，原原理图包含SSTM32最最小控制系统统电路、电源源稳压电路、传传感器接口电电路和车灯控控制接口电路路。绘制原理理图对每个元元器件都要选选择合适的参参数和封装，绘绘制完成后需需要进行电气气检查，检查查合格了，原原理图部分就就完成了。 第四步步：将画好的的电路原理图图文件导入到到PCB文件件中，设置合合适PCB电电路板形状和和大小，确定定电路板的层层次，该设计计所用的电路路板为两层板板。设

49、置好电电气规则后将将元器件的封封装移动到电电路板区域内内并进行合理理布局，布局局完成后可进进行布线，在在通过电气规规则检查后必必要时对顶层层和底层覆铜铜，PCB印印制电路图到到此就完成了了。 第五步步：根据封装装购买合适的的元器件，联联系PCB制制板商打样，打打样时注意商商家的工艺标标准和注意事事项，以免打打错或不能满满足要求。 第六步步：对PCBB印制电路板板进行元器件件焊接，焊接接完成后，需需对PCB板板进行硬件测测试，以防短短路、断路、虚虚焊、电压不不稳定等情况况。 第七步步：软件编程程与下载调试试，方法前面面已作了简单单介绍，不在在重复介绍了了。这便是实实物制作的大大体流程。5.2 实

50、物物模型 在确定定汽车智能照照明控制系统统的系统设计计方案后，经经过硬件电路路原理图设计计、PCB电电路设计、PPCB电路板板制作、元器器件焊接，最最终制作出了了该系统的实实物模型。通通过硬件测试试和软件编程程，该实物模模型基本能实实现设计任务务要求，具体体的实物模型型如图5-22所示。图5-1 实物模型型图6 结论论 近年来来随着科技的的进步，各行行各业都向智智能控制方向向发展，汽车车作为使用最最频繁的交通通工具，安全全问题日益突突出，实现汽汽车智能照明明控制是一个个当前新的发发展方向。现现如今市面上上流行的控制制器已经比较较稳定，功能能也十分的强强大，再加传传感器采集到到的数据也比比较准确

51、，实实现汽车智能能照明控制系系统是完全可可行的。 本设计计中我们以SSTM32单单片机系统为为控制核心，结结合相应的传传感器和相关关的汽车车灯灯，搭建了一一个简单的汽汽车智能照明明控制系统。本本次所设计的的汽车智能照照明系统不是是特别的复杂杂，所以我们们利用EDAA软件绘制出出了完整电路路原理图和PPCB印制电电路图，并购购买了相应的的元器件，制制作出了一个个简单的实物物模型。该实实物模型是一一块两层PCCB电路板，上上面包含：SSTM32单单片最小系统统、供电电源源、传感器接接口、程序下下载调试端口口和汽车模拟拟车灯。将编编写好的软件件代码编译好好后下载到该该实物模型中中后，最终实实现汽车车

52、灯灯的智能控制制。 受能能力和条件等等因素的限制制，这次设计计有诸多不足足之处，有许许多地方考虑虑不是很全面面，与实际应应用存在较大大的差距，但但本设计结构构清晰,总体体上基本符合合汽车智能照照明控制系统统的思路。目目前汽车的部部分车灯已实实现了智能照照明控制，还还有一部分车车灯受当前的的驾驶条件和和技术等原因因不能实现智智能控制，在在未来汽车智智能照明控制制系统的发展展还很长一段段路走。参考文献1 黄仁忠忠.汽车自适适应系统开发发D.大大连:大连理理工大学,22008.2 袁慧彬彬.汽车车灯灯智能控制技技术D.成都:电子子科技大学,2006.3 侯殿有有.单片机CC语言程序设设计M. 人民邮

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