汽车智能照明控制系统设计培训资料

毕业设计（论文）汽车智能照照明控制制系统学生生姓名：：学号：所在在系部：：专业业班级：：指导教师：：日期：二〇〇一七年年五月学位论文原原创性声声明本人郑重声声明：所所呈交的的学位论论文是本本人在导导师的指指导下独独立进行行研究所所取得的的研究成成果。除除了文中中特别加加以标注注引用的的内容外外，本论论文不包包含任何何其他个个人或集集体已经经发表或或撰写的的成果作作品。本本人完全全意识到到本声明明的法律律后果由由本人承承担。作作者签名名：年月日学位论文版版权使用用授权书书本学位论文文作者完完全了解解学院有有关保管管、使用用学位论论文的规规定，同同意学院院保留并并向有关关学位论论文管理理部门或或机构送送交论文文的复印印件和电电子版，允允许论文文被查阅阅和借阅阅。本人人授权省省级优秀秀学士学学位论文文评选机机构将本本学位论论文的全全部或部部分内容容编入有有关数据据库进行行检索，可可以采用用影印、缩缩印或扫扫描等复复制手段段保存和和汇编本本学位论论文。本学位论文文属于1、保保密□，在在年解解密后适适用本授授权书。2、不不保密□。（请在在以上相相应方框框内打“√√”）作者签名：：年月日导师签签名：年年月月日日绪论论1.1课题背背景汽车作为一一种便捷捷高效的的交通工工具，已已经历了了1000多年的的风雨。当当汽车刚刚被发明明出来的的时候，其其时速只只有仅仅仅18kkm/ss，而且且只是三三轮简陋陋的行驶驶装置，而而现在时时速6000kmm/s超超级汽车车已经被被制造出出来了。随随着科学学技术的的不断创创新和社社会文明明的不断断进步与与发展，汽汽车无论论在性能能方面还还是在产产量上面面都到了了空前的的发展，汽汽车也逐逐渐在普普通家庭庭普及，成成为现代代人们生生活之后后不可缺缺乏的交交通工具具，彻底底改变了了人们的的出行方方式。但是随着人人们物质质水平和和经济条条件的逐逐步提升升，汽车车保有的的数量在在近几年年来也急急剧增加加，尤其其是在城城市里，汽汽车已经经布满了了城市的的大街小小巷。汽汽车作为为快捷的的交通工工具，确确实给我我们的生生活带来来了极大大便利，但但也给现现代社会会带来了了许多新新的问题题，例如如我们常常见的交交通堵塞塞、交通通事故等等。近几几年交通通事故频频发，根根据相关关的数据据统计，车车祸在各各类意外外事故中中居第一一位，意意外死亡亡的事故故中有近近50%%为与车车祸有关关，而且且这些比比例还在在逐年上上升。我我们就以以汽车交交通事故故为例，全全世界范范围内有有超过330000万人在在汽车交交通事故故中死亡亡，这比比不少国国家的人人口和还还多不少少，其中中死亡率率最高人人群的是是青少年年和老年年人。在在我国的的各大城城市之中中每1万万辆汽车车的死亡亡率是550-1100人人，与发发达国家家相比，这这是美国国的177.8倍倍，是日日本的226.55倍。根根据交通通部门对对近3年年汽车交交通事故故的粗略略统计，我我国每年年因汽车车交通事事故造成成的死亡亡人数大大约为66万人，占占全世界界的166%，而而我国的的汽车保保有数量量仅占到到世界汽汽车保有有量的33%，因因此问题题也逐渐渐受到国国家和人人们的关关注，减减少汽车车交通事事故的发发生已成成为世界界各国人人们迫切切的需求求。现代城市的的道路错错综复杂杂，人口口也在不不断增多多，各种种路标层层出不穷穷，交通通事故发发生率更更是逐年年上升，不不少交通通事故是是因为驾驾驶人员员视野受受限或路路标不清清而操作作不当造造成的。以以汽车照照明控制制系统为为例，传传统的汽汽车照明明控制系系统是以以手动控控制为主主的，由由于汽车车车灯种种类繁多多，在控控制车灯灯过程中中很容易易因操作作失误。汽汽车车灯灯正确规规范的操操作，直直接影响响着驾驶驶人员的的视线和和其他车车辆及行行人的注注意，如如何不能能正确操操作或误误操作，不不仅是一一种不文文明的行行为，还还会造成成严重的的交通事事故。然然而传统统的手动动或半自自动操作作，很难难做到每每次都正正确，现现在的城城市车辆辆较多，为为降低事事故发生生率，在在汽车照照明系统统方面，实实现智能能控制也也是当下下的趋势势。如今的微电电子技术术已经得得到了空空前的发发展，微微处理器器的性能能也十分分的优秀秀，用来来控制汽汽车照明明系统是是完全能能满足的的，并且且很多微微处理器器在价格格上和开开发流程程上也日日渐成熟熟，这不不仅能提提高照明明系统的的准确性性，在汽汽车制造造成本上上也有一一定优势势。将汽汽车照明明系统与与现代电电子技术术、微处处理器相相结合，实实现汽车车车灯灯灯智能控控制，避避免车灯灯的误操操作，是是未来汽汽车照明明新的发发展趋势势。1.2国内外外发展概概况汽车刚诞生生时是没没有车灯灯的，为为了方便便汽车在在夜间行行驶，人人们开始始汽车前前面挂上上用手提提灯来照照明，但但这种办办法不方方便，也也不安全全。为了了满足这这方面的的需求，在在19世世纪800年代汽汽车制造造商将电电用在了了汽车的的前灯和和尾灯，就就这样汽汽车车灯灯的雏形形就此诞诞生。随随着电池池供电技技术和汽汽车灯具具制造技技术的不不断发展展，对汽汽车车灯灯的控制制也逐渐渐完善，能能很好的的满足在在行车过过程中基基本照明明和信号号提示等等实际情情况。但但在211世纪初初，绝大大多数汽汽车的照照明控制制还是以以手动为为主，为为适应现现代市场场需求，各各大汽车车制造商商纷纷开开始将电电子控制制技术和和汽车照照明相结结合，研研发汽车车智能照照明控制制系统。汽汽车智能能照明系系统在汽汽车电子子方面的的极大突突破，在在很大程程度上避避免了汽汽车在夜夜间行驶驶过程中中的安全全隐患，同同时也提提升了驾驾驶人员员在行驶驶过程中中的舒适适性。欧美和日本本等汽车车制造大大国在220世纪纪60年年代就开开始汽车车智能照照明系统统方面研研发，在在80年年代中期期，他们们就完成成了智能能照明系系统的开开发，将将它应用用在汽车车上并开开始量产产实在220世纪纪末，由由于开发发成本较较高，这这项技术术主要应应用于高高档汽车车和专用用汽车，中中低档汽汽车主要要还是使使用传统统的手动动照明系系统。经经过十几几年的发发展，汽汽车智能能照明系系统和电电子控制制技术日日渐成熟熟，其开开发成本本大幅度度降低，中中低档汽汽车也安安装了智智能照明明系统。最最近，美美国的福福特公司司在汽车车照明方方面研发发了一款款汽车智智能照明明系统，这这极大的的提高了了汽车夜夜间行驶驶的安全全性。福福特公司司在该照照明系统统中所用用到的光光源是目目前交流流型LEED发光光二极管管，用LLED发发光二极极管作车车灯是目目前较新新型的车车灯技术术，不经经使用的的寿命比比一般传传统的车车灯要长长，而且且功率较较小，亮亮度也比比较高，便便于控制制，受到到各大汽汽车制造造商的青青睐。该该系统能能检测车车辆的行行驶状况况和所处处环境，并并根据实实际情况况来控制制汽车上上面不同同车灯的的工作状状态，如如汽车遇遇到雾天天会自动动开启雾雾灯，汽汽车上坡坡时会自自动抬高高前灯等等。国内不少汽汽车制造造商在这这两年也也开始对对汽车智智能照明明控制系系统有了了大力度度的研发发。例如如东风汽汽车集团团就将他他们新研研发的智智能照明明控制系系统安装装在他们们所生产产的日产产新天籁籁汽上。它它不仅将将随动转转向大灯灯技术有有自己的的发展方方向，所所用的灯灯具还是是远近氙氙气灯。新新天籁还还新装备备了一套套智能转转向辅助助照明系系统，该该系统和和前面提提到的随随动转向向技术的的原理有有所不同同。此外外新天籁籁汽车还还具有对对车灯的的亮度进进行调节节的功能能，能实实现不同同亮度的的照明。国内在汽车车智能照照明方面面的研究究起步较较晚，但是近近年来国国内的汽汽车数量量急剧增增加，在在汽车性性能方面面的需求求也更加加突出。虽虽然国外外在汽车车智能照照明领域域的技术术较为先先进，但但并不完完全适合合我国复复杂的国国情，这这主要是是因为我我国人口口众多，路路况复杂杂，地域域特征明明显，汽汽车灯具具规格种种类繁多多，没用用统一标标准，消消费观念念还不太太成熟，实实现智能能照明控控制还是是有一定定的难度度。目前前，国内内也在逐逐步制定定车灯方方面的统统一标准准，加上上智能控控制技术术的发展展，我国国已经有有部分汽汽车安装装上了汽汽车智能能照明控控制系统统，就目目前来看看，效果果非常好好的，汽汽车智能能照明系系统在我我国的市市场前景景也是非非常广阔阔的。1.3课题研研究意义义与目的的近近年来，中中国经济济发展迅迅猛，汽汽车数量量也是暴暴涨，在在城市复复杂的路路况下，汽汽车的行行驶安全全问题也也越来越越受到到到人们的的关注。而而汽车照照明控制制系统作作为汽车车的主要要安全之之一，其其优越的的性能和和良好的的适用性性也逐步步受到消消费者的的关注。一一个好的的汽车照照明控制制系统应应该能更更人性化化、更智智能化的的去满足足消费者者的具体体要求：：在外界界环境光光线不充充足的时时候，汽汽车能自自动开启启前照灯灯，并根根据外界界光照强强度来调调节所需需要的照照明灯光光的亮度度灯；在在会车的的时候能能自动将将远光灯灯转换成成近光灯灯等。这这样不仅仅能给驾驾驶员带带来方便便，以防防误操作作或操作作不当带带来的交交通安全全问题，而而且避免免还能给给其他车车辆和行行人带不不必要的的麻烦。在在本课题题当中，我我们主要要是对汽汽车智能能照明控控制系统统进行研研究的。这这个汽车车智能照照明照明明系统是是以STTM322单片机机为核心心控制器器，通过过传感器器采集各各类参数数，从而而控制汽汽车的前前照灯、雾雾灯、转转向灯、倒倒车灯、刹刹车灯等等各种车车灯，从从而实现现车灯的的智能控控制。因因此驾驶驶员不必必再担心心车灯的的操作，这这样便能能更加专专注的驾驾驶汽车车，从而而能提高高驾驶汽汽车时的的安全。1.4课题的的研究内内容及章章节安排排本课题是通通过对目目前汽车车电子行行业的了了解和调调查所确确立的，基本本的设计计思路也也适合当当前的市市场需求求，结合合了微控控制器技技术和照照明系统统，设计计出一套套低成本本、实用用性强的的汽车智智能照明明系统。本本文一共共分为四四个章节节：第1章是绪绪论部分分，对本本课题的的研究背背景、国国内外概概况以及及研究目目的作了了简单的的介绍。第2章是系系统方案案设计，包包括对设设计任务务与要求求的具体体说明和和系统控控制部分分设计方方案的比比较与论论证。第第3章是是硬件设设计部分分，主要要介绍通通过STTM322控制车车灯的硬硬件电路路设计部部分，包包括STTM322控制系系统各类类传感器器模块等等。第第4章是是软件设设计部分分，通过过C语言言将各类类参数和和控制结结构以程程序的方方式编写写出来，来来达到实实现控制制车灯，并并结合硬硬件进行行调试，达达到精准准控制的的要求，真真正实现现车灯智智能控制制。第第5章是是总结，总总结一下下在做这这个课题题时所遇遇到的各各种问题题和最终终的解决决方法，以以及存在在的不足足之处，并并论证该该方案可可实际可可性。2系统统设计方方案2.1设计任任务及要要求车智能照明明控制系系统，让让汽车能能根据周周围环境境的变化化和汽车车在行驶驶过程中中所遇到到的具体体情况来来实现智智能控制制车灯的的目的，控控制的对对象是汽汽车的车车灯。在在本次的的设计中中，我们们选取了了汽车常常用的66种车灯灯作为控控制对象象：前照照灯（远远、近光光灯）、轮轮廓灯（示示宽灯）、雾雾灯、制制动灯（刹刹车灯）、倒倒车灯和和转向灯灯。具体的控制制要求如如下：(1)当当汽车在在夜间或或隧道等等光线不不足的情情况下行行驶时，汽汽车将会会自动开开启前照照灯。前前照灯的的照明状状态有两两种：一一种是近近光灯，另另一种是是远光灯灯。当汽汽车在有有路灯的的城市道道路上夜夜间行驶驶或在照照明条件件相对较较好的隧隧道中行行驶时，自自动开启启近光灯灯；当汽汽车在乡乡村公路路等照明明条件不不好的道道路上夜夜间行驶驶时，自自动开启启远光灯灯。(2)当当汽车与与来往车车辆会车车或有行行人通过过时，若若汽车开开启了远远光灯，为为不影响响其他车车辆和和和行人通通过，汽汽车自动动将远光光灯切换换成近光光灯。(3)当当汽车在在外界环环境光线线不足或或天色昏昏暗的情情况下行行驶时，汽汽车自动动开启轮轮廓灯，用用于提示示其他车车辆和行行人该汽汽车的位位置和轮轮廓。轮轮廓灯一一般是和和前照灯灯一起使使用的。(4)当当汽车在在雾霾等等能见度度较低的的天气状状况下行行驶时，汽汽车将会会自动开开启前后后雾灯，天天气好转转将会自自动关闭闭。(5)当当汽车在在刹车制制动时，车车尾的制制动灯（刹刹车灯）就就会自动动亮起，提提示后面面的车辆辆和行人人，能有有效避免免追尾。(6)当当汽车在在倒车过过程中，汽汽车自动动开启车车尾部的的倒车灯灯。主要要用来提提示车尾尾后的其其他车辆辆或行人人，在光光线不好好时，可可以帮驾驾驶员看看清路况况。(7)当当汽车左左转向或或右转向向时，汽汽车的左左转向灯灯或右转转向灯开开始闪烁烁。汽车车正常行行驶后，转转向灯自自动熄灭灭。2.2方案的的论证与与分析汽车智能照照明控制制系统是是通过控控制器对对汽车车车灯进行行合理控控制的，控控制器的的的种类类繁多，不不同控制制器的控控制方式式和适用用环境是是有一定定区别的的。目前前流行的的控制器器类型有有PLCC（可编编程逻辑辑控制器器）、单单片机等等。汽车车智能照照明控制制系统可可以用PPLC作作控制器器，也可可以用单单片机作作控制，具具体方案案如下：：方案一：PPLC作作控制器器PLC是一一种可以以编程的的存储器器，实质质上是一一种专门门用作工工业控制制的计算算机，它它的硬件件结构和和一般的的微型计计算机相相同。使使用方便便，编程程简单，适适应性和和可靠性性比较强强，不容容易受到到周围环环境的干干扰，不不容易出出故障，维维修也比比较方便便。但PLC的的成本相相对较高高，应用用比较专专业，容容易造成成资源浪浪费，一一般在工工业控制制领域或或其他专专业领域域。方案二：单单片机作作控制器器单单片机是是将CPPU、II/O口口、定时时器、各各种存储储器等功功能都集集中到一一块硅片片上并构构成一个个微型计计算机系系统的集集成芯片片。它的的功能比比较齐全全，成本本相对较较低，使使用比较较灵活，II/O口口较多，开开发时有有相应的的库函数数，代码码可移植植性高，能能做到一一机多用用等但但用单片片机制作作的主控控板容易易受外部部环境干干扰，故故障率高高，开发发周期长长，实际际验证比比较困难难。2.3方案的的比较与与选择在在该设计计中，我我们将会会做一个个汽车智智能照明明控制系系统的实实物模型型。PLC虽然然可靠性性强，编编程简单单，适应应性强，但但是成本本较高，专专一性强强，不太太灵活。而而单片机机的成本本较低，使使用灵活活，兼容容性好，资资料较齐齐全，加加上单片片机的性性能不断断升级，在在使用时时只要考考虑周到到，也能能很好的的满足要要求。综合考虑，最最终我们们选择了了用单片片机作为为该系统统的控制制器。在在实物中中，我们们使用的的是一款款STMM32FF1033系列芯芯片，具具体的芯芯片型号号和相关关介绍后后面将会会有介绍绍。3硬件件设计部部分3.1硬件部部分总体体设计在在本次设设计中，我我们将以以STMM32FF1033C8TT6单片片机作为为核心控控制器，设设计并制制作出一一个汽车车智能照照明控制制系统的的实物模模型，通通过编写写程序的的汽车车车灯进行行智能控控制。我我们的硬硬件大体体上包括括以下几几个模块块：STTM322单片机机最小系系统作为为处理数数据和控控制车灯灯的核心心部分；；电源部部分是给给STMM32单单片机最最小系统统和所有有外设供供电；红红外蔽障障模块用用于检测测障碍物物，能模模拟汽车车会车；；光敏传传感器是是检测周周围环境境光照强强度的；；烟雾浓浓度传感感器检测测烟雾浓浓度，用用于模拟拟雾天情情况；转转向、制制动等用用按键模模拟；用用不同颜颜色的发发光二极极管模拟拟车灯。硬硬件结构构大致情情况如图图3-11所示：：图3-1硬件件结构框框图3.2主控模模块设计计在这次汽车车智能照照明系统统设计当当中，我我们所用用到的主主控芯片片是STTM322F1003C88T6单单片机。主主控模块块是由SSTM332F1103CC8T66单片机机的最小小系统构构成，该该最小系系统的基基本电路路主要包包括：SSTM332F1103CC8T66单片机机微处理理器、电电源供电电部分、、两两个时钟钟振荡电电路、低低电平复复位电路路、电源源滤波电电路等部部分。本次设计中中所用到到的STTM322单片机机是一款款功能强强大、性性价比较较高的单单片机，与与传统的的80551单片片机相比比，其优优势也是是非常显显著的。SSTM332单片片机所使使用的内内核是AARM公公司推出出的Coorteex-MM3内核核。根据据内核构构架不同同分为多多个系列列产品，主主要有SSTM332F1101基基本系列列、STTM322F1003增强强系列、SSTM332F1107互互联型系系列等。SSTM332主要要优点有有：采用用高性能能的哈佛佛结构和和分支预预测，运运行速度度较快；；集成度度较高，一一块芯片片能当几几块芯片片使用；；功耗较较低，能能续航较较长时间间；在同同类产品品中成本本较低；；外设较较丰富，无无需在电电路中额额外添加加外设等等；代码码密度高高，处理理速度快快；有专专门的固固件库函函数便与与开发等等。这些些明显的的优势能能很好的的满足汽汽车智能能照明控控制系统统的需求求。在在实物模模型中我我们用到到的具体体芯片型型号是SSTM332F1103CC8T66,该款款单片机机的供电电电压是是3.33V直流流电压，CCPU主主频率是是72MMHz，RRAM随随机存取取存储器器的内存存空间是是20KK，FLLASHH的内存存空间是是64KK，有332给通通用I//O口和和2个112位AADC，33组USSARTT和2组组IICC等资源源。并且且能输出出多路PPWM波波，每个个通用II/O可可作为一一个外部部中断，完完全能满满足该系系统的需需要。只只要将通通用I//O口设设置成所所需要的的输入输输出模式式，就能能得到相相应的输输入输出出使用起起来比较较方便。STM322F1003C88T6单单片机及及外围引引脚接口口电路图图如图33-2所所示。图3--2STTM322F1003C88T6单单片机及及外围引引脚接口口电路STM322有5个个时钟源源：HSSE、HHSI、LLSE、LLSI、PPLL、HHIS和和LSII为STTM322的内部部时钟，精精度较低低，因此此在本次次设计中中我们需需要给SSTM332最小小系统外外接2个个时钟振振荡电路路：第一一个时钟钟振荡电电路外接接32..7688KHzz无源晶晶振作为为LSEE时钟源源，一般般用于RRTC，为为低速时时钟；第第二个时时钟振荡荡电路外外接8MMHz无无源晶振振作为HHSE时时钟源，精精度较高高，在程程序设计计中我们们一般会会用该时时钟振荡荡电路所所产生的的时钟振振荡频率率作为时时钟源。图图3-33是晶振振频率为为32..7688KHzz的时钟钟振荡电电路图，图图3-44是晶振振频率为为8MHHz的时时钟振荡荡电路图图。图3-3332.7768KKHz时时钟振荡荡电路图3--48MMHz时时钟振荡荡电路STM322单片机机的复位位信号是是低电平平：当复复位引脚脚输入的的是低电电平时，SSTM332单片片机将会会复位；；复位电电路有两两种：一一种是上上电复位位；另一一种为按按键复位位。按键键复位实实际上是是在上电电复位电电容的加加上一个个按键，这这样不经经能使单单片机在在上电时时复位，而而且在单单片机不不断电时时，按下下按键也也能使单单片机复复位。为为了方便便调试，我我们在这这里选用用按键复复位电路路。具体体的电路路原理图图如图33-5所所示。图3-5复复位电路路图33-6UUSB供供电接口口电路3.3电源部部分设计计在硬件设计计中我们们所用到到电源有有两种：：3.33V直流流电压和和5V直直流电压压。为了了使用方方便，在在这里我我们采用用的供电电方式是是USBB供电，将将充电宝宝或带有有USBB接口的的电源通通过USSB线连连接到实实物模型型上即可可给硬件件电路供供电。UUSB接接口用的的是MiiniUSBB，与市市场上通通用的安安卓手机机的USSB接口口一直，这这样可以以通过手手机充电电器或充充电宝进进行供电电，使用用时比较较方便灵灵活。UUSB供供电接口口电路如如图3--6所示示。USB端口口的输入入电压一一般为55V直流流电压，本本次设计计还需要要一个33.3VV稳定的的直流电电压为STM332单片片机最小小系统和和部分传传感器供供电，因因此需要要设计一一个3..3V稳稳压电路路，将55V直流流电压稳稳定到33.3VV。具体体的稳压压电路原原理图如如图3--7所示示。图3-733.3VV稳压电电路稳压芯片使使用的AAMS111177-3..3V三三端稳压压芯片，误误差较小小，只有有1.55%左右右，能将将5V电电压较好好的稳在在3.33V，性性价比较较高。CC2、CC3和CC1、CC4分别别滤波电电容和旁旁路电容容，将稳稳压过程程中产生生的电压压部分滤滤出，使使输出电电压更加加安全稳稳定，以以免烧坏坏元器件件。3.4数据采采集部分分3.4.11光光照强度度采集本设计会对对周围环环境的光光照强度度进行采采集，并并通过对对采集到到的数据据进行分分析，来来判断汽汽车所处处环境的的照明情情况。我我们在实实物模型型中所用用的传感感器是光光敏电阻阻传感器器，光敏敏电阻传传感器的的实物图图如图33-8所所示。图3-8光敏敏传感器器实物图图图3--9光敏传传感器接接口电路路在光敏电阻阻传感器器中，VVCC和和GNDD为电源源正负极极，其工工作电压压范围33.3VV~5VV，我们们在实物物模型给给该传感感器的供供电电压压为3..3V；；AO为为模拟信信号输出出，当周周围光照照强度越越强，AAO的输输出电压压越小，输输出电压压值范围围是0~~3.33V；DDO为数数字信号号输出，当当光照强强度超过过设定的的阈值，DDO输出出低电平平，否则则输出高高电平，阈阈值可通通过电位位器调节节。该传感器检检测到光光照强度度后通过过的AOO模拟输输出电压压判断周周围环境境的光照照强度：：当AOO端输出出的电压压为0~~1.77V，我我们认为为周围环环境光线线较亮；；当AOO端输出出的电压压为1..7~22.3VV，我们认为周周围环境境光线稍稍暗；我我们当AAO端输输出的电电压为22.3~~3.33V，我我们认为为周围环环境光线较暗暗。光敏敏传感器器接口电电路如图图3-99所示。3.4.22大大气能见见度采集集当汽车在雾雾霾等能能见度不不是很好好的天气气状况下下行驶时时，需要要开启雾雾灯来辅辅助驾驶驶员行驶驶，因此此需要对对大气的的能见度度进行分分析。对对大气能能见度的的采集需需要用到到大气能能见度传传感器，由由于这种种类型的的传感器器价格比比较昂贵贵，而且且大多数数为成熟熟的产品品，因此此不适合合用在本本设计实实物模型型之中。我我们在做做实物模模型时用用到的是是一款烟烟雾浓度度传感器器，它能能检测到到大气的的烟雾浓浓度，可可作能见见度传感感器的替替代品，具具体的实实物图如如图3--10所所示。图3-100烟烟雾浓度度传感器器实物图图图3--11烟烟雾浓度度传感器器接口电电路烟雾浓度传传感器的的工作电电压为直直流5VV；AOO为模拟拟信号输输出，当当周围环环境烟雾雾浓度越越高，AAO的输输出电压压越大，其其输出范范围为00~5VV；DOO为数字字信号输输出，当当烟雾浓浓度超过过设定的的阈值，DDO输出出低电平平，否则则输出高高电平，阈阈值可通通过电位位器调节节。本设计我们们只通过过烟雾浓浓度传感感器的DDO引脚脚来采集集数据，当当烟雾达达到一定定浓度时时，该引引脚输出出低电平平，否则则输出高高电平。将将DO引引脚的输输出信号号通过SSTM332单片片机的GGPIOO口输送送到STTM322单片机机中，便便可判断断汽车是是否在雾雾霾天行行驶。由由于该传传感器工工作电压压为5VV，我们们单片机机控制模模块所用用的电压压为3..3V，为为保证与与参考电电压一直直，我们们会在DDO输出出引脚连连接一个个比例降降电路，具具体接口口电路如如图3--11所所示。3.4.33会会车检测测如果汽车在在夜间行行驶时，周周围环境境光线比比较暗，汽汽车会开开启前照照灯的远远光灯模模式。但但汽车在在实际行行驶的过过程中，总总会遇到到会车或或有行人人经过的的情况，如如果汽车车前照灯灯此时开开启远光光灯模式式，由于于光线比比较强烈烈，这样样必然会会影响其其他车辆辆或行人人的视线线，这样样既不安安全，又不文明，因因此我们们需要利利用相关关传感器器来检测测汽车在在行驶的的过程中中所遇到到会车或或有行人人经过等情况况。在本次设计计中我们们会通过过在汽车车的车头头安装红红外避障障传感器器来检测测会车或或有行人人经过等情况，当当检测到到前方有有障碍物物时，OOUT引引脚端输输出低电电平，否否则OUUT引脚脚端会输输出高电电平。将该传传感器的的OUTT引脚连连接到SSTM332单片片机的GGPIOO口上，并并将此GGPIOO口设置置成输入入形式，SSTM332单片片机便可可将采集集到的数数据作为为会车与与否的标标志了。该该传感器器的工作作电压为为3.33~5VV，我们们用所用用的参考考电压是是3.33V，因因此在本本设计中中该传感感器是33.3VV供电。具具体的实实物图如如图3--12所所示，红红外避障障传感器器接口电电路如图图3-113所示示。图3-122红外蔽蔽障传感感器实物物图图33-133红外蔽蔽障传感感器接口口电路3.4.44转转向、刹刹车与倒倒车检测测转向、刹车车和倒车车的动作作都可通通过相应应的传感感器检测测到，但但在实物物模型设设计中由由于成本本和实际际设计的的限制，无无法使用用这些传传感器。这这里我们们利用按按键来模模拟方向向盘转向向、车刹刹刹车、挂挂倒车档档的动作作。按下下按键表表示正在在动作，具具体的按按键定义义会体现现在程序序设计部部分。具具体的硬硬件电路路如图33-144所示。图3-144模拟拟转向、刹刹车与倒倒车的按按键电路路3.5车灯控控制部分分本计中所用用到的车车灯包括括：前照照灯（远远、近光光灯）、轮轮廓灯（示示宽灯）、雾雾灯、制制动灯((刹车灯灯)、倒倒车灯和和转向灯灯，这些些车灯在在实物模模型会用用不同颜颜色的发发光二极极管代替替，并通通过NPN三三极管驱驱动它们们，串电电阻的作作用限电电流。3.5.11前前照灯、轮轮廓灯控控制汽汽车的前前照灯有有两盏，安安装在汽汽车头部部左右两两侧，主主要用于于汽车行行驶时的的照明。前前照灯的的工作模模式分为为两种：：近光灯灯模式和和远光灯灯模式。近近光灯和和远光灯灯的两种种工作状状态是通通过STTM322单片机机引脚发发出PWWM波并并设置合合适的占占空比来来切换。当当检测到到周围环环境光线线较较亮亮时，关关闭前照照灯；当当检测到到周围环环境光线线稍弱时时，开启启近光灯灯；当检检测到周周围环境境较暗时时，开启启远光灯灯，在这这种情况况下，若若检测到到有会车车或行人人时，将将远光灯灯切换成成近光灯灯。前照照灯的控控制电路路如图33-155所示。图3-155前照灯灯控制电电路图3--16轮轮廓灯控控制电路路轮廓灯又被被称作示示宽灯，一一般安装装在车头头和车尾尾的边沿沿，共四四盏灯，主主要用于于光线不不足时提提示其他他车辆和和行人该该车的位位置和轮轮廓。通通过I//O口输输入高低低电平控控制来控控制其开开关，当当检测到到周围环环境稍暗暗或较暗暗时，其其控制电电路如图图3-116所示示。3.5.22雾雾灯控制制雾灯是在雾雾霾天气气使用的的灯，雾雾霾天气气时空气气能见度度比较低低，驾驶驶员和行行人看不不清周围围环境的的具体状状况，所所以需要要在车头头和车尾尾左右两两侧安装装穿透力力较强雾雾灯，以以便其他他车辆和和行人看看见，该该灯一共共有四盏盏。通过过I/OO输出的的高低电电平来控控制雾灯灯的开关关状态：：当检测测到周围围环境能能见度低低于设定定的阈值值，就开开启雾灯灯；否则则就关闭闭雾灯。雾雾灯的控控制电路路如图3-17所所示。图3-177雾灯灯控制图图3-118倒车车灯控制制电路3.5.33转转向灯、刹刹车灯、倒倒车灯控控制倒车灯有两两盏，都都安装在在车尾的的左右两两侧。汽汽车在倒倒车过程程中，需需要开启启倒车灯灯用于提提示其他他车辆和和行人该该车正在在倒车，同同时在光光线不好好时也能能帮助驾驾驶人员员看清车车后情况况。倒车车灯的控控制开关关一般与与倒车灯灯连在一一起，该该设计中中倒车灯灯的控制制电路如如图3--18所所示。图3-199刹刹车灯控控制电路路刹车灯有三三盏，有有两盏安安装在车车尾左右右两侧，一一盏灯是是高位刹刹车灯，安安装在车车尾玻璃璃上方。当检检测到汽汽车刹车车时，刹刹车灯亮亮起，用用于提示示后方车车辆或行行人提前前准备刹刹车，这这样可以有效避避免后面面车辆刹刹车不及及时造成成的撞车车事故。刹刹车灯控控制电路路如图33-199所示。转向灯一共共四盏，安安装在汽汽车的四四个角，分分为左转转向灯两两盏和右右转向灯灯两盏。当当检测到到左转向向时，左左转向灯灯闪烁；；当检测测到右转转向时，右右转向灯灯闪烁。这这样便于于提醒其其他车辆辆和行人人，避免免发生交交通事故故。转向向灯的控控制电路路如图33-200所示。图3-200转向向灯控制制电路。4软件件设计部部分4.1软件开开发环境境汽车智能照照明控制制系统的的具体实实现是通通过对主主控制器器烧写软软件序，并并在实物物模型上上运行此此程序来来完成的的。本设设计所用用到的软软件程序序集成开开发环境境是由KKeill软件公公司发布布的KeeiluViisioon4的的KeiilMMDK--ARMM版，简简称MDDK4。MMDK44是与AARM公公司合作作的集成成开发软软件，包包含编辑辑器、编编译器和和调试跟跟踪器等等，与AARM器器件和AARM--Corrtexx内核处处理器是是相匹配配的，我我们用的的STMM32单单片机是是Corrtexx-M33内核的的处理器器，用该该软件编编写和调调试程序序十分适适合。当实物模型型设计好好后，进进行硬件件测试，测测试没有有问题后后便可以以利用该该软件的的开发环环境根据据需求编编辑软件件程序了了。程序序编辑完完成后对对其进行行编译并并生成hhex文文件，将将hexx通过JJLINNK下载载实物模模型中，不不需要再再用其他他烧录软软件烧写写程序。该该软件的的开发环环境界面面如图44-1所所示：图4-1软件件开发环环境4.2软件程程序设计计为为了让用用户方便便开发，SST公司司根据SSTM332单片片机的不不同系列列提供相相应的SSTM332固件件库，即即函数的的集合。固固件库函函数的主主要作用用是对SSTM332单片片机中的的相应寄寄存器进进行操作作和对用用户提供供函数调调用接口口。也就就是说，用用户不必必和开发发传统的的51系系列单片片机一样样对其中中的寄存器进行直直接操作作，只需需要调用用固件库库中已经经编写好好的函数数，就能能设置SSTM332中的的相应外外设和相相关管脚脚了。在在MDKK4开发发环境中中添加相相应的固固件库，方方便的调调用这些些固件函函数。在确定本次次设计的的所用到到方案和和要实现现的功能能之后，就就需要根根据所实实现的具具体功能能来设计计软件程程序，通通过软件件软件程程序对硬硬件电路路的控制制来实现现汽车智智能照明明控制系系统。本本次设计计需要对对光敏电电阻传感感器、红红外对管管传感器器、烟雾雾浓度传传感器等等进行数数据采集集和判断断处理，并并实现对对车灯的的智能控控制，所所用到的的软件函函数程序序包括：：主程序序、ADDC数据据采集与与转换程程序、GGPIOO口初始始化程序序、PWWM波输输出程序序、延时时程序等等。实现现数据采采集和车车灯控制制对需SSTM332单片片机的GGPIOO引脚进进行设置置，该设设计中所所用到的的主要GGPIOO引脚设设置及功功能如表表4-11所示。表4-1GGPIOO引脚设设置及功功能引脚工作模式具体功能PB0复用ADDC1输输入采集光敏传传感器模模拟信号号PB5浮空式输输入采集红外蔽蔽障传感感器数字字信号PA7浮空式输入入采集烟雾浓浓度传感感器数字字信号PA9推挽式输出出控制轮廓灯灯亮灭PA8复用PWMM波输出出控制并切换换前照灯灯的远近近光模式式PB12推挽式输出出控制左转向向灯亮灭灭PB13推挽式输出出控制右转向向灯亮灭灭PA10推挽式输出出控制刹车灯灯亮灭PB8推挽式输出出控制雾灯亮亮灭PB9推挽式输出出控制倒车灯灯亮灭PA1浮空式输入入采集S1按按键模拟拟的倒车车信号PA2浮空式输入入采集S2按按键模拟拟的刹车车信号PA3浮空式输入入采集S3按按键模拟拟的左转转信号PA4浮空式输入入采集S4按按键模拟拟的右转转信号PA5浮空式输入入采集S5按按键模拟拟的超车车信号明确需要用用的的引引脚和函函数程序序后，就就可以开开始设计计软件程程序了。软软件程序序设计分分为以下下几个步步骤：第第一步需需要明确确软件设设计的目目的和具具体实现现的功能能；第二二步是选选择合适适的软件件开发环环境根据据实际所所用的单单片机型型号作相相应的设设置，本本设计所所用的软软件开发发环境是是MDKK4；第第三步开开始编辑辑程序来来实现具具体的控控制功能能；第四四步将编编辑好的的程序编编译好后后下载到到实物型型中并进进行调试试。程序设计主主要包含含以下几几个部分分：首先先对RCCC、GGPIOO、PWWM1、AADC11初始化化，初始始化完成成后对采采集到的的光照强强度、会会车、烟烟雾浓度度、转向向、刹车车、倒车车等参数数进行分分析判断断，看是是否满足足设定条条件，从从而控制制各部分分车灯的的运行状状态。具具体的程程序流程程如图44-2所所示，具具体的程程序源代代码在这这里不作作过多陈陈述。图4-2程程序流程程图4.3软件下下载与调调试SSTM332芯片片的程序序启动方方式有三三种，通通过设置置STMM32芯芯片上BBOOTT0和BBOOTT1两个个引脚的的输入电电平来确确定，如如表4--3所示示。表4-2启启动模式式设置BOOT11BOOT00启动模式说明X0用户闪存存存储器用户闪存存存储器被被选为启启动区域域01系统存储器器系统存储器器被选为为启动区区域11内嵌SRAAM内嵌SRAAM被选选为启动动区域常用的启动动模式是是用户闪闪存存储储器（FFLASSH）和和内嵌SSRAMM，SRRAM启启动运行行速度快快，但是是掉电程程序会消消失，因因此在此此设计中中我们选选择用户户闪存存存储器（FFLASSH）启启动模式式，将BBOOTT0和BOOTT1都接接地。用用户闪存存存储器器（FLLASHH）的起起始地址址是0xx0800000000，内内存空间间为644KB，本本设计的的软件程程序所占占内存不不算太大大，完全全能满足足需求。在MDK44中选择择对应型型号的SSTM332单片片机，设设置好启启动模式式，我们们就可以以对编写写好的CC语言程程序进行行编译，将将生成hhex文文件下载载到STTM322单片机机中了即即可运行行了。本本设计所所用到的的程序下下载接口口是标准准的JTTAG接接口，通通过Jllinkk仿真器器将计算算机和实实物模型型连接起起来，给给实物模模型上电电后，在在MDKK4中编编译好程程序，确确定没有有错误后后，点击击MDKK4中的的下载图图标即可可将程序序下载到到实物模模型上的的STMM32芯芯片里了了，JTTAG接接口电路路如图44-3所所示：图4-3JJTAGG接口电电路该设计中我我们会用用到Jllinkk仿真器器，它是是SEGGGERR公司推推出的一一款硬件件仿真器器，所用用的输入入接口是是USBB接口，输输出接口口是上面面提到的的JTAAG接口口。它不不仅可以以通过计计算机上上的USSB接口口将程序序下载到到实物模模型上，还还能在线线调试软软件程序序，即程程序在计计算机上上每执行行一步，在在实物模模型上立立刻就能能实现刚刚刚执行行的程序序，这样样就能容容易发现现问题，每每一步代代码都能能立刻体体现在硬硬件上，也也便于调调试，调调试窗口口如图44-4所所示。图4-4软件调调试窗口口5实物物模型部部分5.1制作实实物模型型的大致致流程在本此设计计中，我我们需要要制作出出汽车智智能控制制系统的的实物模模型来实实现汽车车智能照照明控制制系统的的工作状状态，大大致的制制作流程程如下：：第第一步：：明确该该系统的的基本组组成部分分和需要要实现的的具体功功能，该该系统基基本组成成部分包包括：主主控部分分、电源源部分、数数据采集集部分和和车灯控控制部分分。具体体要实现现的功能能前面已已经详细细介绍过过，在此此不重复复介绍。第第二步：：确定所所用到的的主控芯芯片的型型号、供供电电源源的电压压类型和和伏值、数数据采集集所用到到的传感感器以及及车灯替替代原件件。本次次所用的的主控芯芯片为SSTM332F1103CC8T66，供电电电源为为5V直直流电和和3.33V直流流电，用用到的传传感器有有光敏电电阻传感感器、烟烟雾浓度度传感器器和红外外对管传传感器，车车灯用不不同颜色色的LEED来代代替。第第三步：：利用AAltiiumDessignner110软件件绘制出出完整的的电路原原理图，原原理图包包含STTM322最小控控制系统统电路、电电源稳压压电路、传传感器接接口电路路和车灯灯控制接接口电路路。绘制制原理图图对每个个元器件件都要选选择合适适的参数数和封装装，绘制制完成后后需要进进行电气气检查，检检查合格格了，原原理图部部分就完完成了。第第四步：：将画好好的电路路原理图图文件导导入到PPCB文文件中，设设置合适适PCBB电路板板形状和和大小，确确定电路路板的层层次，该该设计所所用的电电路板为为两层板板。设置置好电气气规则后后将元器器件的封封装移动动到电路路板区域域内并进进行合理理布局，布布局完成成后可进进行布线线，在通通过电气气规则检检查后必必要时对对顶层和和底层覆覆铜，PPCB印印制电路路图到此此就完成成了。第第五步：：根据封封装购买买合适的的元器件件，联系系PCBB制板商商打样，打打样时注注意商家家的工艺艺标准和和注意事事项，以以免打错错或不能能满足要要求。第第六步：：对PCCB印制制电路板板进行元元器件焊焊接，焊焊接完成成后，需需对PCCB板进进行硬件件测试，以以防短路路、断路路、虚焊焊、电压压不稳定定等情况况。第第七步：：软件编编程与下下载调试试，方法法前面已已作了简简单介绍绍，不在在重复介介绍了。这这便是实实物制作作的大体体流程。5.2实物模模型在在确定汽汽车智能能照明控控制系统统的系统统设计方方案后，经经过硬件件电路原原理图设设计、PPCB电电路设计计、PCCB电路路板制作作、元器器件焊接接，最终终制作出出了该系系统的实实物模型型。通过过硬件测测试和软软件编程程，该实实物模型型基本能能实现设设计任务务要求，具具体的实实物模型型如图55-2所所示。图5-1实物模模型图6结论近年来随着着科技的的进步，各各行各业业都向智智能控制制方向发发展，汽汽车作为为使用最最频繁的的交通工工具，安安全问题题日益突突出，实实现汽车车智能照照明控制制是一个个当前新新的发展展方向。现现如今市市面上流流行的控控制器已已经比较较稳定，功功能也十十分的强强大，再再加传感感器采集集到的数数据也比比较准确确，实现现汽车智智能照明明控制系系统是完完全可行行的。本本设计中中我们以以STMM32单单片机系系统为控控制核心心，结合合相应的的传感器器和相关关的汽车车车灯，搭搭建了一一个简单单的汽车车智能照照明控制制系统。本本次所设设计的汽汽车智能能照明系系统不是是特别的的复杂，所所以我们们利用EEDA软软件绘制制出了完完整电路路原理图图和PCCB印制制电路图图，并购购买了相相应的元元器件，制制作出了了一个简简单的实实物模型型。该实实物模型型是一块块两层PPCB电电路板，上上面包含含：STTM322单片最最小系统统、供电电电源、传传感器接接口、程程序下载载调试端端口和汽汽车模拟拟车灯。将将编写好好的软件件代码编编译好后后下载到到该实物物模型中中后，最最终实现现汽车车车灯的智智能控制制。受能力和条条件等因因素的限限制，这这次设计计有诸多多不足之之处，有有许多地地方考虑虑不是很很全面，与与实际应应用存在在较大的的差距，但但本设计计结构清清晰,总总体上基基本符合合汽车智智能照明明控制系系统的思思路。目目前汽车车的部分分车灯已已实现了了智能照照明控制制，还有有一部分分车灯受受当前的的驾驶条条件和技技术等原原因不能能实现智智能控制制，在未未来汽车车智能照照明控制制系统的的发展还还很长一一段路走走。参考文献[1]黄黄仁忠..汽车自自适应系系统开发发[D]].大连连:大连连理工大大学,220088.[2]袁袁慧彬..汽车车车灯智能能控制技技术[DD].成成都:电电子科技技大学,,20006.[3]侯侯殿有..单片机机C语言言程序设设计[MM].人民邮邮电出版版社,220100.[4]赵赵学，李李鑫宁..一种新新型车辆辆前照灯灯自动控控制器[[J]..机械与与电子,,20110.22.[5]方方英兰，朱朱向冰..自适应应前照灯灯的功能能及实现现[J]].灯与与照明，220100.6..[6]陈陈雪丽..单片机机原理及及接口技技术[MM].北北京：化化学工业业出版社社,20005..[7]丁丁元杰..单片微微机原理理及应用用[M]].北京京：机械械工业出出版社,,19999.[8]康康华光,,邹寿彬彬.电子子技术基基础数字字部分第第四版[[M]..北京::高等等教育出出版社,,20000.[9]李李久胜，马马洪飞，陈陈宏钧等等.电气气自动化化专业英英语[MM].哈哈尔滨：：哈尔滨滨工业大大学出版版社，220000.[10]张伟..举一反反三PRROTEEL电路路板设计计与制作作实战训训练第一一版[MM].人人民邮电电出版社社，20004..[11]谭博学学，苗汇汇静.集集成电路路原理及及应用[[M]..北京：：电子工工业出版版社，220033.9..[12]张张福炎..全国计计算机等等级考试试教程--嵌入式式开发技技术（220177版）[[M]..高等教教育出版版社.20116.[13]于晓良良.汽车车自适应应照明控控制系统统的研究究[D]].大连连：大连连理工大大学，220099.[14]张晨梅梅.单片片机系统统中复位位电路的的可靠性性设计[[M]..20002，0026((0022)：558-662.[15]贾培峰峰.汽车车自适应应前照灯灯照明系系统的仿仿真及控控制研究究[D]].西安安：长安安大学,,20112.[16]何磊..基于CCAN总总线的汽汽车智能能照明系系统[DD].长长春:吉吉林大学学,20006..[17]李振立立，张慧慧萍.CC程序设设计[MM].科科学出版版社，220111.[18]郭天祥祥.511单片机机C语言言教程[[M]..电子工工业出版版社,220088.[19]卢广亮亮.基于于STMM32的的嵌入式式系统原原理与设设计[MM].机机械工业业出版社社，20013..[20]邱关源源，罗先先觉.电电路第55版.高高等教育育出版社社[M]]，20006..[21]GonnzallezRaffaellC..DiidittalImaageProocesssinng[MM].BeiijinngPPubllishhinggHoouseeoffEllecttronnicssInndusstryy,20003..[22]AokkiTT.DDeveeloppmenntoofAActiiveHeaadliighttSyysteem[JJ].SAEEPaaperr,19997..[23]RobberttJ..Bibbberro.MMicrroprroceessoorsinInsstruumenntsanddCoontrrol[[M]..19887.[24]P.JJ.Kiing,,E.HH.Maamdaani..TheeApppliicattionnoffFuuzzyyCoontrrolSysstemmtooInndusstriialProceessees[JJ].AAutoomatt,19975,,133(3)):2335-2242..[25]HAYYASHHI,KKENIICHIIRO..Simmulaatorrfoorsstuddiessofffuuzzyycoontrrolmetthodds[JJ].FFuzzzySetsanddSyysteems,,19998,,93((2)::1227-1144..[26]K.BB.Paark,,C.EE.Kiim,GG.W..Mooon,aandM.JJ.Yooun..Nonn-IssolaateddHiighSteep-UUpCConvver--teerBBaseedoonBBoosstIInteeraggedHallf-BBriddgeConnverrterr,Innt[DD].TTeleecommmunn.EEnerrgyConn#,IINTEELECC20013..Octt20009..1-66.[27]C.FF.Leee,anddP..K.TT.Mook.Ammonoolitthicccuurreent--moddeCCMOSSDCC-DCCcoonveerteerwwithhonn-chhipcurrrennt-ssenssinggteechnniquue.IEEEE.[[J]..offSoolidd-SttateeCiircuuitss,vvol..Jannuarry220144.3一一14[28]K.MM.Raahmaan,M.RR.Khhan,,M..A.CChouudhuury..Vaariaablee-BaandHyssterresiisCCurrrenttConn-ttrolllerrsfforPWMMVooltaage--souurceeInnverrterrs[DD].IEEEETTrannsacctioonsonPowwerEleectrroniics..20012,,12((6)..9664-9970[29]SHAAZhhangg-yoou,XUEEShhu-qqi,MEENGZhii-yoong..Thheaap-ppliccatiionofinttellligeenttemmperratuuresennsorrinnprroteectcirrcuiitoofddispperssinggheeatoftheecoompuuterr[J]]20003,,20013,,8((15)):1222-1125..l0ll.[30]E.MM.Saa,FF.L..M.AAntuuness,aandA.JJ.PPeriin,LowwCoostSellf-OOsciillaatinngZZVS--CVDriiverrfoorPPoweerLLEDss.IEEEEPowwerEleectrron..SppeciialiistssCoonf[[J]...PEESC20008.JJunee20012..41196--42001.[31]冯进喜喜.汽车车转向灯灯自动关关灯电路路[N]].电子子报,119877.[32]陈雪丽丽.单片片机原理理及接口口技术[[M]..北京：：化学工工业出版版社,220055.[33]丁元杰杰.单片片微机原原理及应应用[MM].北北京：机机械工业业出版社社,19999..[34]高锋..单片微微机应用用系统设设计及使使用技术术[M]].北京京:机械械工业出出版社,,20110.[35]蔡蔡美琴，张张为民，沈沈新群等等.MCCS-551系列列单片机机系统及及其应用用[M]].第一一版.北北京:高高等教育出版版社,119922.[36]宋浩，田田丰.单单片机原原理及应应用[MM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