汽車(chē)玻璃升降器工作電路設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)

常州工學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文目錄TOC\o"1-3"\h\u24166第一部分設(shè)計(jì)任務(wù)與調(diào)研 32691.1畢業(yè)設(shè)計(jì)的主要任務(wù) 3321311.2設(shè)計(jì)的思路與方法 3275321.3調(diào)研目的和總結(jié) 31314第二部分設(shè)計(jì)說(shuō)明 490892.1主要組成元件的作用 411372.2電路板工作原理 7299912.3硬件仿真調(diào)試 7208362.4電路原理圖 9140142.5元器件參數(shù)表 918669第三部分設(shè)計(jì)成果 10313243.1設(shè)計(jì)成果圖 10250983.2作品特點(diǎn) 1023360第四部分結(jié)束語(yǔ) 1112883第五部分致謝 1210919第六部分參考文獻(xiàn) 13第一部分設(shè)計(jì)任務(wù)與調(diào)研1.1畢業(yè)設(shè)計(jì)的主要任務(wù)1.設(shè)計(jì)汽車(chē)玻璃升降器工作組合電路。2.完成主電路、驗(yàn)證電路的設(shè)計(jì)和元器件說(shuō)明。3.完成電路的原理分析，各主要元器件的選擇。1.2設(shè)計(jì)的思路與方法1.用protel99SE設(shè)計(jì)汽車(chē)玻璃升降器組合開(kāi)關(guān)工作電路。2.用proteus仿真設(shè)計(jì)的電路，確?？尚?。3.準(zhǔn)備材料，按照設(shè)計(jì)圖制作電路板。4.測(cè)試所制作的電路板。1.3調(diào)研目的和總結(jié)車(chē)窗是汽車(chē)必不可少的重要部件。它不僅可以遮風(fēng)擋雨，為駕駛?cè)颂峁┳銐虻囊暯莵?lái)安全的行車(chē)而且調(diào)節(jié)車(chē)窗的開(kāi)度可以使車(chē)內(nèi)的溫度，濕度和氣壓適應(yīng)駕駛?cè)撕统丝?。?dāng)汽車(chē)高速行駛時(shí)，車(chē)窗打開(kāi)必然要提高汽車(chē)的風(fēng)阻系數(shù)從而使車(chē)輛的用油量變多，而且風(fēng)產(chǎn)生的噪音會(huì)對(duì)駕駛?cè)撕统丝偷穆?tīng)力造成一定的破壞。同時(shí)一旦發(fā)生意外打開(kāi)的車(chē)窗也成為隱患，不利于保護(hù)乘客。當(dāng)汽車(chē)低速行駛時(shí)，車(chē)窗的開(kāi)度需要不斷地調(diào)整來(lái)滿足乘坐舒適的需要。鑒于以上原因，車(chē)窗的開(kāi)度不時(shí)需要調(diào)節(jié)。為了使車(chē)窗可以自由調(diào)節(jié)開(kāi)度以及操作更加簡(jiǎn)便靈活車(chē)窗升降控制器就成了控制車(chē)窗的關(guān)鍵部件。目前大多數(shù)汽車(chē)制造商制造的汽車(chē)都會(huì)有車(chē)窗升降控制器，車(chē)窗的升降功能已經(jīng)是汽車(chē)的標(biāo)準(zhǔn)功能之一。我相信沒(méi)有哪個(gè)消費(fèi)者會(huì)購(gòu)買(mǎi)一款沒(méi)有車(chē)窗升降功能的汽車(chē)。綜上所述，自動(dòng)車(chē)窗升降控制器關(guān)系到駕駛?cè)撕统丝偷氖孢m度和健康，行車(chē)安全以及車(chē)輛的行駛成本等等。第二部分設(shè)計(jì)說(shuō)明2.1主要組成元件的作用1.STC12C5204AD單片機(jī)STC12C5204AD單片機(jī)是宏晶科技生產(chǎn)的單時(shí)鐘/機(jī)器周期（1T）、高速/超強(qiáng)抗干擾的新一代增強(qiáng)型8051單片機(jī)，指令代碼完全兼容傳統(tǒng)8051，但速度快8-12倍。內(nèi)部集成MAX810專(zhuān)用復(fù)位電路，2路PWM，8路高速8位A/D轉(zhuǎn)換，針對(duì)電機(jī)控制，強(qiáng)干擾場(chǎng)合。STC12C5204AD單片機(jī)幾乎包含了數(shù)據(jù)采集和控制中所需的所有單元模塊，可稱(chēng)得上一個(gè)片上系統(tǒng)。由于集成8路高速8位A/D轉(zhuǎn)換，使用STC12C5204AD單片機(jī)比使用AT89C51和ADC芯片的實(shí)際電路簡(jiǎn)單。圖1STC12C5204AD單片機(jī)引腳圖STC12C5204AD單片機(jī)引腳說(shuō)明:P1.0/ADC0：復(fù)用端口，標(biāo)準(zhǔn)I/O口，PORT1[0]/ADC輸入通道-0，模擬量通過(guò)該端口進(jìn)入即可進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，無(wú)需另接A/D轉(zhuǎn)換電路。P1.1/ADC1：同P1.0/ADC0。P1.2/ADC2/EX_LVD/RST2：標(biāo)準(zhǔn)I/O口，PORT1[2]/ADC輸入通道-2，EX_LVD是外部低壓檢測(cè)中斷/比較器端口，RST2是第二復(fù)位功能腳。P2.0~P2.7：Port2口，即可作為輸入/輸出口，也可作為高8位地址總線使用（A8~A15）。P3.2/INT0：Port3口，標(biāo)準(zhǔn)IO口，第二功能是外部中斷0的輸入端，下降沿或低電平中斷。P3.3/INT1：功能同P3.2/INT0。P3.5/T1/CCP1：標(biāo)準(zhǔn)IO口，定時(shí)器計(jì)數(shù)器的外部輸入，也可為外部信號(hào)捕獲（可做為頻率測(cè)量），高速脈沖輸出及脈寬調(diào)制輸出。P3.7/CCP0：標(biāo)準(zhǔn)IO口，也可為外部信號(hào)捕獲（可做為頻率測(cè)量），高速脈沖輸出及脈寬調(diào)制輸出。XTAL1：內(nèi)部時(shí)鐘電路反相放大器輸入端，接外部晶振的一個(gè)引腳。當(dāng)直接使用外部時(shí)鐘源時(shí)，此引腳是外部時(shí)鐘源的輸入端。XTAL2：內(nèi)部時(shí)鐘電路反相放大器輸出端，接外部晶振的另一個(gè)端。2、電阻電阻（通常用“R”表示），在物理學(xué)中表示導(dǎo)體對(duì)電流阻礙作用的大小。導(dǎo)體的電阻越大，表示導(dǎo)體對(duì)電流的阻礙作用越大。不同的導(dǎo)體，電阻一般不同，電阻是導(dǎo)體本身的一種特性。電阻將會(huì)導(dǎo)致電子流通量的變化，電阻越小，電子流通量越大，反之亦然。電阻元件的電阻值大小一般與溫度、材料、長(zhǎng)度、還有橫截面積有關(guān)，衡量電阻受溫度影響大小的物理量是溫度系數(shù)，其定義為溫度每升高1℃時(shí)電阻值發(fā)生變化的百分?jǐn)?shù)。電阻的主要物理特征是變電能為熱能，也可說(shuō)它是一個(gè)耗能元件，電流經(jīng)過(guò)它就產(chǎn)生內(nèi)能。電阻在電路中通常起分壓、分流的作用。對(duì)信號(hào)來(lái)說(shuō)，交流與直流信號(hào)都可以通過(guò)電阻。3、電容電容器是一種能儲(chǔ)存電能的元件，在電路中，當(dāng)有電壓加到電容器兩端的時(shí)候，便對(duì)電容器充電，把電能儲(chǔ)存在電容器中；當(dāng)外加電壓失去（或降低）之后，電容器將把儲(chǔ)存的電能再放出來(lái)。4、發(fā)光二極管發(fā)光二級(jí)管是一種能發(fā)光的半導(dǎo)體電子元件。不同材料的發(fā)光二極管可以發(fā)出不同顏色的光，林砷化鎵二極管發(fā)紅光，磷化鎵二極管發(fā)綠光，碳化硅二極管發(fā)黃光。LED只能往一個(gè)方向?qū)ǎㄍ姡?，叫作正向偏置（正向偏壓），LED正向偏壓的大小根據(jù)顏色不同而不同，一般為2V左右。發(fā)光二極管的反向擊穿電壓約5伏。它的正向工作電流一般為20mA，使用時(shí)必須串聯(lián)限流電阻以控制通過(guò)發(fā)光二極管的電流。限流電阻R可以通過(guò)計(jì)算求得。5、按鍵常用的按鍵分為自鎖按鍵和不自鎖按鍵。自鎖按鍵：在開(kāi)關(guān)按鈕第一次按時(shí)，開(kāi)關(guān)接通并保持，即自鎖，在開(kāi)關(guān)按鈕第二次按時(shí)，開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，同時(shí)開(kāi)關(guān)按鈕彈出來(lái)。不自鎖按鍵：開(kāi)關(guān)每按動(dòng)一次，使電路導(dǎo)通一次，隨即斷開(kāi)，常用來(lái)產(chǎn)生一個(gè)脈沖信號(hào)，或者發(fā)送一次命令。2.2電路板工作原理通過(guò)組合開(kāi)關(guān)閉合向單片機(jī)U1輸入信號(hào)，進(jìn)而控制LED的亮滅，進(jìn)而模擬控制車(chē)窗玻璃的升降過(guò)程。1、閉合S1，各個(gè)開(kāi)關(guān)顯示燈D11、D12、D13、D14、D15亮。2、向兩個(gè)方向撥動(dòng)左前電動(dòng)車(chē)窗開(kāi)關(guān)S2，控制D1、D2的亮滅，模擬左前電動(dòng)車(chē)窗的升降。3、向兩個(gè)方向撥動(dòng)左后電動(dòng)車(chē)窗開(kāi)關(guān)S3，控制D3、D4的亮滅，模擬左后電動(dòng)車(chē)窗的升降。4、向兩個(gè)方向撥動(dòng)右前電動(dòng)車(chē)窗開(kāi)關(guān)S4，控制D5、D6的亮滅，模擬右前電動(dòng)車(chē)窗的升降。5、向兩個(gè)方向撥動(dòng)右后電動(dòng)車(chē)窗開(kāi)關(guān)S5，控制D7、D8的亮滅，模擬右后電動(dòng)車(chē)窗的升降。6、撥動(dòng)中央閉鎖開(kāi)關(guān)S6，控制D10的亮滅，模擬車(chē)內(nèi)中央閉鎖開(kāi)關(guān)。7、閉合后電動(dòng)車(chē)窗鎖止開(kāi)關(guān)S7，燈D9滅，模擬后電動(dòng)車(chē)窗的閉鎖。8、J0端和Q1為電路板提供12V和5V信號(hào)。2.3硬件仿真調(diào)試在硬件電路設(shè)計(jì)完成后不能著急焊接板子，首先要做的是用Multisim軟件進(jìn)行電路仿真。Multisim軟件是專(zhuān)門(mén)用于硬件電路原理圖設(shè)計(jì)和仿真的，它有非常全面的元件庫(kù)，并且可以直接將畫(huà)好的原理圖導(dǎo)入到軟件中進(jìn)行仿真[25]。在進(jìn)行仿真時(shí)，在設(shè)計(jì)電路中加上虛擬電壓表用來(lái)檢測(cè)各個(gè)模塊的工作電壓，測(cè)試其是否達(dá)到正常工作電壓。在仿真無(wú)誤后才可開(kāi)始焊接硬件電路。焊接完成后進(jìn)行硬件電路實(shí)物檢查及調(diào)試。1．檢查電路剛剛焊接好的電路板不能直接上電調(diào)試。首當(dāng)其沖的是確認(rèn)各個(gè)元件尤其是芯片的連線是否完整。對(duì)照原理圖或接線圖，檢查每個(gè)模塊電路連線的正確性。檢查接線是否正確的同時(shí)也要關(guān)注有極性二極管和電解電容器是否接錯(cuò)，芯片是否插錯(cuò)方向。最后觀察焊點(diǎn)是否牢固，有沒(méi)有漏焊、虛焊。在檢查中可以使用萬(wàn)用表判斷線路是否導(dǎo)通。2．上電觀察在仿真時(shí)已經(jīng)確定好了各個(gè)模塊的工作電壓以及電路檢查沒(méi)有問(wèn)題的情況下，可以開(kāi)始上電調(diào)試。電源一但接通，不需要著急檢測(cè)板子的各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)，而是要觀察是否有異?，F(xiàn)象。如果有，應(yīng)立即關(guān)閉電源，重新排查故障直到故障排除后才能重新上電。最后，才用電壓表測(cè)每個(gè)模塊的工作電壓是否正常，確保芯片正常工作。3．靜態(tài)調(diào)試

為了提高調(diào)試效率必須進(jìn)行靜態(tài)調(diào)試。在不加輸入信號(hào)的條件下，對(duì)硬件電路每一個(gè)模塊的性能試驗(yàn)和靜態(tài)工作點(diǎn)的調(diào)整，使它可以適應(yīng)總體設(shè)計(jì)要求。這樣的分模塊調(diào)試可以大大提高效率，減少錯(cuò)誤率也為后續(xù)調(diào)試奠定了基礎(chǔ)。在這個(gè)部分需要重點(diǎn)調(diào)試液晶顯示器上的4.7K的上拉電阻，將LCD的對(duì)比度調(diào)整到合適的范圍。

4．動(dòng)態(tài)調(diào)試

在加入輸入信號(hào)加的條件下，調(diào)整通信信道單元電路中的元件，如電容、電感的波形振幅、頻率等參數(shù)符合設(shè)計(jì)要求。如果輸入信號(hào)是一個(gè)周期性的信號(hào)，該信號(hào)可以通過(guò)示波器來(lái)觀測(cè)。動(dòng)態(tài)調(diào)試也要與靜態(tài)調(diào)試一樣采用分塊調(diào)試，這時(shí)調(diào)試后一級(jí)電路的輸入信號(hào)應(yīng)采用前一級(jí)的輸出信號(hào)。

2.4電路原理圖圖2電路原理圖2.5元器件參數(shù)表表1元器件參數(shù)表元件編號(hào)元件名稱(chēng)參數(shù)R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13、R14、R15、R16、R22、R23、R24、R25、R26電阻1KR17、R18、R19、R20、R21電阻470ΩR27、R28、R29、R30電阻2KR31電阻10KCT1、CT2電解電容22ufCT3電解電容10ufC1、C2瓷片電容0.1ufQ1集成穩(wěn)壓電源7805D1、D2、D3、D4、D5、D6、D7、D8、D9、D10、D11、D12、D13、D14、D15LED發(fā)光二極管S1、S7兩檔開(kāi)關(guān)S2、S3、S4、S5、S6三檔開(kāi)關(guān)S8不自鎖按鍵U4單片機(jī)STC12C5204AD第三部分設(shè)計(jì)成果3.1設(shè)計(jì)成果圖圖3產(chǎn)品實(shí)物3.2作品特點(diǎn)本電路模擬車(chē)門(mén)控制模塊根據(jù)玻璃升降器組合開(kāi)關(guān)的指令控制各個(gè)車(chē)窗玻璃上升和下降的控制過(guò)程。作品運(yùn)用LED燈亮滅取代升降器的升降，使得控制精度增加，響應(yīng)速度快，抗干擾能力強(qiáng)。運(yùn)用單片機(jī)控制系統(tǒng)，使系統(tǒng)更加穩(wěn)定。作品用的元器件價(jià)格便宜，整個(gè)系統(tǒng)可集成在一個(gè)芯片上，體積小功耗低。

第四部分結(jié)束語(yǔ)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)從選題到最后花費(fèi)了我大量的精力，不過(guò)不經(jīng)歷風(fēng)雨哪來(lái)彩虹，有付出才會(huì)有收獲。我很慶幸能夠由這次畢業(yè)設(shè)計(jì)來(lái)結(jié)束我大學(xué)三年的學(xué)習(xí)生活，畢業(yè)設(shè)計(jì)不僅是對(duì)我三年學(xué)習(xí)生涯學(xué)到的知識(shí)或技能的檢測(cè)也是我今后走上職場(chǎng)及社會(huì)一次難得的鍛煉機(jī)會(huì)，或許它會(huì)成為我首份工作的敲門(mén)磚。這次設(shè)計(jì)我是選題是玻璃升降器電路，從中我可以學(xué)到許多課本沒(méi)有的知識(shí)，拓寬視野擴(kuò)展思維。實(shí)際生活中的車(chē)窗升降控制器是很復(fù)雜的電子部件的集成，我必須查閱資料了解它的電路方面的工作方式。這使我認(rèn)識(shí)到廣泛搜集資料，整合并快速學(xué)習(xí)的重要性。也許我們沒(méi)有涉獵過(guò)某方面知識(shí)，但是一旦需要，我們必須能迅速了解這方面知識(shí)，并能加以應(yīng)用，這種能力是當(dāng)代社會(huì)所必須的。

第五部分致謝經(jīng)過(guò)將近半年的時(shí)間終