pic16f8x單片機(jī)實(shí)現(xiàn)汽車刮水間調(diào)

pic16f8x單片機(jī)實(shí)現(xiàn)汽車刮水間調(diào)

現(xiàn)代汽車前風(fēng)窗玻璃騎士系統(tǒng)有三個(gè)速度控制終端：速度控制和遏制。其中，速度和速度由電機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)決定，燃油消耗是電子停止開關(guān)，因此，用戶可以自動(dòng)停止并刮擦器。也就是說，每次刮水超過幾個(gè)小時(shí)，這可以讓駕駛員有良好的視野。但傳統(tǒng)的間歇式刮水裝置有很大的局限性，即間歇時(shí)間是固定不可調(diào)的。當(dāng)汽車在小雨或小雪天氣中行駛時(shí)，由于間歇時(shí)間不可調(diào)，給駕駛員行車帶來不便。如將汽車刮水間歇時(shí)間設(shè)計(jì)在1.5～20s內(nèi)可調(diào)，則給駕駛員行車帶來了方便，保證小雪、霧天、小雨環(huán)境中行車的安全。目前，僅少數(shù)高檔轎車采用微機(jī)控制實(shí)現(xiàn)間歇時(shí)間可調(diào)，但無相關(guān)介紹資料。下面介紹PIC16F84單片機(jī)實(shí)現(xiàn)汽車刮水間歇控制。1pic1f8x系列產(chǎn)品PIC系列單片機(jī)是美國微芯科技股份有限公司（MicrochipTechnologyIncorporated）推出的一種新型的高性能8位系列單片微控制器，體現(xiàn)了現(xiàn)代單片微控制器發(fā)展的一種新趨勢(shì)，深受用戶歡迎，正逐漸成為單片機(jī)世界的一種新潮流。PIC是PeripheralInterfaceController（外圍接口控制器）的縮寫。從PIC單片機(jī)的問世到其快速普及，并為業(yè)界廣為采用，最主要的原因是高性能RISC結(jié)構(gòu)CPU、精簡指令集僅30多條指令、執(zhí)行速度可達(dá)到400ns，多種硬件中斷方式，及其完整的單片機(jī)系列芯片讓使用者可以根據(jù)不同的需求選擇最合適的單片機(jī)芯片。另外，它具有實(shí)用、低價(jià)、省電、高速、體積小和驅(qū)動(dòng)強(qiáng)等特點(diǎn)，目前在國內(nèi)已得到廣泛的應(yīng)用。Microchip公司生產(chǎn)的PIC8位單片機(jī)16F8X系列產(chǎn)品是PIC單片機(jī)中級(jí)型產(chǎn)品之一。該系列產(chǎn)品的主要型號(hào)是16F83和16F84。該系列產(chǎn)品的最大特點(diǎn)是有8k×14的Flash（閃速E2PROM）程序存儲(chǔ)器和帶8位的Flash（閃速E2PROM）數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，其擦寫次數(shù)上萬次，數(shù)據(jù)保存時(shí)間大于40年。所以該系列產(chǎn)品極適合那些可能會(huì)經(jīng)常改動(dòng)程序編程的應(yīng)用，例如用戶可以隨時(shí)改動(dòng)出廠產(chǎn)品中的單片機(jī)程序以增加或調(diào)整產(chǎn)品的功能。對(duì)那些學(xué)習(xí)、開發(fā)PIC單片機(jī)的個(gè)人或單位，都是一種很好的可重復(fù)多次的實(shí)驗(yàn)芯片。還有它內(nèi)部的Flash數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器不僅具有掉電保護(hù)數(shù)據(jù)的功能，更因?yàn)樗怯蓡纹瑱C(jī)內(nèi)部進(jìn)行控制操作的，外部電路無法對(duì)其進(jìn)行讀寫，所以它有極高的數(shù)據(jù)保密性，使得PIC16F8X在智能IC卡、密碼鎖、電子防盜系統(tǒng)等方面得到廣泛的應(yīng)用。另外，寬工作溫度范圍：商用級(jí)0～70℃，工作級(jí)-40～85℃，汽車級(jí)-40～125℃。特別是汽車級(jí)產(chǎn)品已大量用于汽車電子，甚至已用于航空儀表上。常用PIC16F8X系列8位單片機(jī)芯片引腳符號(hào)的功能如圖1所示。1.1腳封裝的i/o口線PIC單片機(jī)系列封裝引腳最少的是8引腳（如PIC12C5XX和PIC12C6XX），多的可達(dá)84引腳（如PIC17C76X），其中I/O（輸入/輸出）口線按PIC單片機(jī)產(chǎn)品型號(hào)不同，其口線數(shù)量也不相同。8腳封裝的I/O口線是6根線，而84腳封裝的I/O口線多達(dá)66根線。這些口線符號(hào)分別按英文字母順序排列編號(hào)，簡稱A口、B口、C口、D口、E口、F口……，每個(gè)口是8位的，但不一定占滿8位。這些口在封裝引腳圖的標(biāo)注上均在各口之前加有R符號(hào)。例如B口標(biāo)注為RB0、RB1、RB2……RB7;E口為RE0、RE1……RE7;G口為RG1、RG2……；而對(duì)8腳封裝的單片機(jī)共有6根I/O口線，其引腳圖的標(biāo)注與上略有不同，而是GP0～GP5。上述的各口線都是可獨(dú)立編程的雙向I/O口線。PIC16F8X系列A口有RA0～RA4,B口有RB0～RB7，共13只引腳。1.2引腳vpp單片機(jī)的信號(hào)引腳是單片機(jī)外特性的體現(xiàn)，在硬件上用戶只能使用引腳，通過引腳的連接組建單片機(jī)系統(tǒng)。PIC8位單片機(jī)系列和MCS-51系列單片機(jī)一樣，其引腳除電源VDD(14腳）、VSS(5腳）為單一功能外，其余的信號(hào)引腳常是多個(gè)功能，即引腳的復(fù)用功能。常見的引腳符號(hào)和主要功能如下。MCLR/Vpp(4腳）清除（復(fù)位）輸入/編程電壓輸入。MCLR為低電平時(shí)，對(duì)芯片復(fù)位。該腳上的電壓不能超過VDD，否則會(huì)進(jìn)入測(cè)試方法。Vpp代表編程電壓。OSC1/CLKIN(16腳）振蕩器晶體/外部時(shí)鐘輸入端。OSC2/CLKOUT(15腳）振蕩器晶體輸出端，在晶體振蕩方式接晶體，在RC方式輸出OSC1頻率的1/4信號(hào)CLKOUT。RA4/TOCK1(3腳）計(jì)數(shù)器輸入端，或作A口的一個(gè)I/O端。RB0/INT(6腳）中斷輸入端，或作B口的一個(gè)I/O端。2硬件設(shè)計(jì)2.1汽車前玻璃刮水系統(tǒng)2.1.1電機(jī)轉(zhuǎn)速的規(guī)定刮水電動(dòng)機(jī)現(xiàn)多用永磁式電動(dòng)機(jī)，它的磁極為鐵氧體永久磁鐵，因?yàn)殍F氧體具有陶瓷的脆性、硬性和不耐沖擊的特點(diǎn)，故又稱陶瓷永磁，但它不易退磁，且價(jià)廉，所以在汽車上得到廣泛應(yīng)用。直流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速公式為式中：U———電動(dòng)機(jī)端電壓；Ia———通過電樞繞組中的電流；Ra———電樞繞組的電阻；Z———正、負(fù)電刷間串聯(lián)的導(dǎo)體（線圈）數(shù)；Φ———磁極磁通；K———常數(shù)，由電動(dòng)機(jī)的構(gòu)造決定。永磁式三刷電動(dòng)機(jī)，是利用3個(gè)電刷為改變正負(fù)電刷之間串聯(lián)的線圈數(shù)實(shí)現(xiàn)變速的。刮水電動(dòng)機(jī)設(shè)置有兩種轉(zhuǎn)速，即高速和低速。當(dāng)直流電動(dòng)機(jī)工作時(shí)，在電樞內(nèi)同時(shí)產(chǎn)生反電動(dòng)勢(shì)，其方向與電樞電流的方向相反。如果使電樞旋轉(zhuǎn)，外加電壓必須克服反電勢(shì)的作用即U>e，當(dāng)電樞轉(zhuǎn)速上升時(shí)，反電動(dòng)勢(shì)也相應(yīng)上升，只有當(dāng)外加電壓U幾乎等于反電動(dòng)勢(shì)時(shí)，電樞的轉(zhuǎn)速才趨于穩(wěn)定。2.1.2玻璃的粘結(jié)原因汽車在毛毛雨或霧天、小雪天氣中行駛時(shí)，如按前述的刮水器速度（哪怕是低速）進(jìn)行刮水，擋風(fēng)玻璃上的微量水分和灰塵就會(huì)形成一個(gè)發(fā)粘的表面，不僅不能將擋風(fēng)玻璃刮拭干凈，反而會(huì)使玻璃模糊不清，留下污斑，影響駕駛員的視線。現(xiàn)代汽車上一般都增設(shè)了電子間歇開關(guān)，使刮水器按一固定周期自動(dòng)停止和刮水，即間歇時(shí)間是固定不可調(diào)的，這就是傳統(tǒng)的間歇式刮水器。2.1.3直到刮水回缺裝置在刮水控制系統(tǒng)中，為保證刮水?dāng)嚯姾笸７旁诠潭ㄎ恢?，設(shè)置了回位裝置。2.2采用時(shí)間適應(yīng)性平衡式維修設(shè)備的硬件電路設(shè)計(jì)和各種功能介紹2.2.1高壓電路lm鋼P(yáng)IC16F84單片機(jī)芯片要求的電壓是2～6V，而汽車自電壓是12V，設(shè)計(jì)選用穩(wěn)壓集成電路LM7805，將汽車的12V電壓轉(zhuǎn)化為5V電壓。2.2.2復(fù)興部分復(fù)位是使單片機(jī)初始化，然后從程序存儲(chǔ)器的復(fù)位單元0000H開始執(zhí)行指令。一般采用上電復(fù)位工作方式。2.2.3pic熱控制板單片機(jī)的系統(tǒng)時(shí)鐘信號(hào)一般可以由時(shí)鐘振蕩電路或?qū)Ｓ脮r(shí)序脈沖信號(hào)提供。它為整個(gè)單片機(jī)芯片內(nèi)部工作，也為單片機(jī)與其他外接芯片之間的通訊提供了可靠的同步時(shí)鐘信號(hào)。PIC單片機(jī)系統(tǒng)時(shí)鐘的范圍較廣，理論上頻率上限可達(dá)20MHz，設(shè)計(jì)選用的是4MHz晶振。其好處是運(yùn)行一個(gè)指令的時(shí)間恰好是1μs，便于延時(shí)計(jì)算。片外的石英晶體和兩個(gè)電容與片內(nèi)的一個(gè)反向器和一個(gè)反饋電阻構(gòu)成自激多諧振蕩器。2.2.4汽車刮水機(jī)思想分析升鍵，ra1將單片機(jī)的RA口作為輸入端。其中RA0為汽車刮水檔位上升按鍵輸入端，RA1為汽車刮水檔位下降按鍵輸入端，RA2為汽車洗滌按鍵輸入端，RA3為汽車刮水間歇按鍵輸入端。RA口為低電平有效，當(dāng)有鍵按下時(shí)，與搭鐵導(dǎo)通，為低電平。2.2.5rb4控制器將單片機(jī)的RB口作為輸出端口。其中RB0～RB3為汽車刮水控制系統(tǒng)的檔位顯示輸出端口，RB7為洗滌工作指示輸出端，RB6為間歇工作指示輸出端，RB5為電源工作指示輸出端，RB4為刮水電動(dòng)機(jī)工作控制端，通過三極管、繼電器控制刮水電動(dòng)機(jī)。在汽車刮水檔位顯示中，用一個(gè)數(shù)碼管顯示汽車刮水的當(dāng)前檔位值，使駕駛員在行車調(diào)檔位的時(shí)候知道自己當(dāng)前的檔位，便于調(diào)到自己理想的檔位值。檔位的初始值設(shè)置為3檔（間歇時(shí)間為約5s），共10檔，每檔間隔約1.5s。只有當(dāng)發(fā)光二極管D2有信號(hào)指示時(shí)，檔位上升和下降按鍵才有效，否則上升和下降按鍵是不可調(diào)的。這樣使汽車間歇控制裝置安全可靠。在數(shù)碼顯示輸出部分，選用CC4511譯碼器和一位數(shù)碼管，可顯示0～9，共10檔；其它顯示用發(fā)光二極管。2.2.6原硬件電路圖圖22.2.7刮水器控制裝置以羚羊7130型轎車為例，取下原車上的間歇式電子刮水器，其刮水器插座的6個(gè)引線端分別與電路原理圖中對(duì)應(yīng)的6個(gè)端（其中1個(gè)為搭鐵）相連接；升、降按鈕及電源開關(guān)安裝在儀表板下面駕駛員操作方便的位置；顯示指示安裝在儀表板空留的指示位置。3軟件流程3.1最高檔位計(jì)算在這部分流程圖中，首先讀入檔位寄存器初始值3，再判斷有無升信號(hào)，有，則判斷是否是最高檔位值9，若是，則直接到輸出方式。若不是，則送寄存器作加1運(yùn)算，最后送顯示部分，若無升信號(hào)則判斷降的信號(hào)，其過程與升信號(hào)一樣。若既無升也無降則到輸出顯示方式。3.2清潔和休息的評(píng)估流程圖4在這部分中，首先判斷有無洗滌信號(hào)，有則執(zhí)行洗滌輸出方式；否則檢測(cè)間歇端口有無信號(hào)，有則進(jìn)入間歇設(shè)置初始化程序；否則返回初始化程序。3.3總體腳本圖53.4延遲程