題t目：基于單片機(jī)的汽車智能雨刮器設(shè)計(jì)-免費(fèi)閱讀

　　

【正文】 合理的確定量化因子和比例因子要考慮所采用的計(jì)算機(jī)的字長(zhǎng)，還要考慮計(jì)算機(jī)的輸入輸出接口中 D/A 和 A/D 轉(zhuǎn)換的精度及變化的范圍。 量化因子 為了進(jìn)行模糊化處理，必須將輸入變量從基本論域轉(zhuǎn)換到相應(yīng)的模糊集論域中，這中間須將 輸入變量乘以相應(yīng)的量化因子。2 )1(0 ???? 2．取中位數(shù)法 。 B、 C 分別表示誤差 e、控制量 u 的對(duì)應(yīng)語(yǔ)言變量的語(yǔ)言值，如 PM、 PS、 0、 NS、NM 中的一個(gè)值。如果把 [6， +6]區(qū)間的離散化了的精確量分為七個(gè)檔次，每個(gè)檔對(duì)應(yīng)一個(gè)模糊集，模糊化過(guò)程就相當(dāng)簡(jiǎn)單。但是，二維模糊控制器也可取系統(tǒng)的誤差 e 及其和∑ e 作為輸入變量，這種結(jié)構(gòu)反映的是 PI 控制規(guī)律。 模糊控制系統(tǒng)類似傳統(tǒng)控制系統(tǒng)，可分為單變量控制系統(tǒng)、多變量控制系統(tǒng)。控制規(guī)則的條數(shù)可能有很多條，那么需要求出總的控制規(guī)則 R，作為模糊推理的依據(jù)。微機(jī)通過(guò)采樣獲得系統(tǒng)被控量的精確值，然后將其與給定值比較，得到系統(tǒng)的誤差。 幾種常見的隸屬函數(shù)形式在實(shí)際應(yīng)用中，根據(jù)滿足問(wèn)題需要及計(jì)算簡(jiǎn)便的原則，常用的隸屬函數(shù)有下列幾種 [10]： (1)正態(tài)型 2)()( bauA eu ???? ， b0 式 () (2)三角形 ???????????????2122111)/()()/()(0auaaauaauaaaauA其他? 式 () (3)升半梯形 ??????????????22112111)/()(0)(auauaaaauauuA? 式 () 本文選用的是三角形隸屬函數(shù)。隸屬函數(shù)這個(gè)概念很好地描述了事物的模糊性，關(guān)于隸屬函數(shù)需要做以下幾點(diǎn)說(shuō)明： (1)隸屬函數(shù)的值域?yàn)?[0,1]，它將普通集合特征函數(shù)只能取 0， 1 兩個(gè)值，推廣到 [0,1]閉區(qū)間上連續(xù)取值。對(duì)于普通集合中特征函數(shù)的值域從 {0,1}集合擴(kuò)展為 [0,1]閉區(qū)間，且定義特征函數(shù)為該閉區(qū)間的連續(xù)函數(shù)，則以這特征函數(shù)對(duì)論域進(jìn)行劃分，即可得到模糊集合。 1984 年，國(guó)際模糊系統(tǒng)學(xué)會(huì)成立。智能控制又包括模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制、專家控 制和仿人智能控制等。 電機(jī)復(fù)位端為兩電機(jī)各自的左到位開關(guān)。把光電傳感器的信號(hào)經(jīng)帶通濾波器把信號(hào)頻率限制在 38KHz 左右，再經(jīng)分頻器進(jìn)行 128 分頻，使脈沖信號(hào)變?yōu)楹撩霐?shù)量級(jí)。 XTAL2：片內(nèi)晶振電路反相放大器輸出端。 PSEN ：外部程序存儲(chǔ)器讀選通信號(hào)。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說(shuō)明書（畢業(yè) 論文 ） P3 口除了可作為一般 I/O 引腳使用外，還具有第二輸入 /輸出功能： RXD()：串行數(shù)據(jù)接收（輸入）端。其中 P0 口、 P2 口既可作為一般的 I/O 引腳使用；在擴(kuò)展外部存儲(chǔ)器時(shí)， P0 口將作為低 8 位地址總線（ A7～ A0） /數(shù)據(jù)總線（ D7～ D0）使用， P2 口作為高 8位地址總線（ A15～ A8） 使用。根據(jù)式取 C= F? ， ???? MRK 11 ,根據(jù)式 ()可得： K H zRRCf 12 1 60 ????? ?ππ 計(jì)算出 R=? .再 根據(jù) Ｑ 值求 和 ： 因?yàn)?f= 0f 時(shí)則uoAQ ?? 31 =380，所以內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說(shuō)明書（畢業(yè) 論文 ） ?uoA 。其 原理示意圖如圖 。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說(shuō)明書（畢業(yè) 論文 ） 圖 555定時(shí)器原理圖 接收模塊 接收模塊是由一個(gè)紅外接收管、帶通濾波器、分頻器及 51單片機(jī)組成。 由 555 定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器 發(fā)射器的核心是振蕩器 ,多諧振蕩器是一種自激 振蕩電路，該電路在接通電源后無(wú)需外接觸發(fā)信號(hào)就能產(chǎn)生一定頻率和幅值的矩形脈沖或方波。 而電 機(jī)部分的 主要 芯片 是四總線緩沖門 74LS125。 紅外雨滴傳感器的原理 本設(shè)計(jì)中的雨滴傳感器選用紅外雨滴傳感器，屬于光量變化原理雨滴傳感器的一種。 如圖 ： 圖 靜電電容原理的雨滴傳感器 靜電電容表示因電極之間的物質(zhì)不同 (在雨滴傳感器中為“空氣”和“水” )能儲(chǔ)存電荷量的能力。整個(gè)系內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說(shuō)明書（畢業(yè) 論文 ） 統(tǒng) 80c51 單片機(jī) 來(lái)控制，給出了硬件和軟件設(shè)計(jì)。我們根據(jù)把雨滴傳感器放在汽車內(nèi)部的需要，利用光量變化的原理，研制出了一種新型紅外線汽車雨滴傳感器。在對(duì)于汽車雨刮器的研究上，智能雨滴傳感器自然成了智能刮水器系統(tǒng)的重要組成部分。 第一個(gè)發(fā)明電動(dòng)刮水器的是德國(guó)博世公司，博世將它作為“博世最年幼的產(chǎn)品”加入到博世的產(chǎn)品家族。 在汽車智能雨刮系統(tǒng)中由于兩個(gè)雨刮電機(jī)的轉(zhuǎn)速不可能完全一樣，就存在兩個(gè)雨刮擺動(dòng)不同步的問(wèn)題。本文在分析了模糊控制 理論及雨刮同步擺動(dòng)規(guī)則的基礎(chǔ)上，提出了一種基于模糊控制的汽車智能雨刮系統(tǒng)。自那以后，這個(gè)嬰兒逐漸成長(zhǎng)，從單純的刮片發(fā)展到二十一世紀(jì)初的風(fēng)窗玻璃之星 —— 無(wú)支架的刮水器。智能化傳感器是具有智能功能的高檔傳感器，它具有檢測(cè)、信息處理功能 、自動(dòng)進(jìn)行各種誤差補(bǔ)償、精度高、量程覆蓋范圍大、穩(wěn)定性好、輸出信號(hào)大、信噪比高、傳輸中抗干擾性能好，可遠(yuǎn)距離輸送信號(hào)，有的還帶有自檢功能。該雨滴傳感器能夠智能的分辨出大雨還是小雨，從而使雨刮做高速或低速擺動(dòng)。 5．用 MATLAB軟件對(duì)模糊控制系統(tǒng)和 PID 控制系統(tǒng)進(jìn)行了仿真，并對(duì)比兩個(gè)仿真結(jié)果。電極面積 (S)，電極的間隔 (d)不變，則靜電容 C只由介電系數(shù) (ε )決定。由光（本設(shè)計(jì)中選用紅外 線）發(fā)射元件發(fā)射出的紅外光以全反射角度在擋風(fēng)玻璃的外表面反射，其 角度必須在 42176。 發(fā)射模塊 發(fā)射模塊的主要功能是為接收模塊提供足夠的光輻射通量，本設(shè)計(jì)中光源定 為 紅外線，所以發(fā)射模塊由八個(gè)紅外發(fā)射器、一個(gè) 555定時(shí)器和電阻電容元件組成。可由集成電路反相器、與非門、無(wú)穩(wěn)態(tài)電路 , 555定時(shí)器等組成 . 其中 555定時(shí)器組成的振蕩發(fā)射系統(tǒng)容易起振 ,本身的輸出功率較大 ,常用其組成發(fā)射系統(tǒng) ,其芯片圖 如圖 ，原理圖如圖 ： C1 、 C2 的比較電壓分別為 32 Vcc 和 31 Vcc 。 紅外接收管 紅外接收管 SFH320是西門子公司生產(chǎn)的， 外形圖 如圖 。 在圖 ，低通濾波器的通帶截止頻率為 f2 ，即該低通濾波器只允許 ff2 的信號(hào)通過(guò)；而高通濾波器的通帶截止頻率為 f1 ，即它只允許 ff1 的信號(hào)通過(guò)。 根據(jù)與 Auo 、 、 的關(guān)系，集成運(yùn)放兩輸入端外接 電阻的對(duì)稱條件，可得： 1+ 1 ?? uof ARR RRRRRR f 3//1 ???? 解得： R1 = ,Rf = 分頻器 CD4024 分頻器 CD4024是由 7級(jí)主從觸發(fā)器構(gòu)成的二進(jìn)制串行計(jì)數(shù) /分頻器。 80C51 引腳圖如圖 所示 [6]： ALE：低八位地址鎖存信號(hào)，在訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器時(shí)，用 ALE 信號(hào)下降沿鎖存從 P0口輸出的低 八位地址信息 A7～ A0. ～ ：內(nèi)部帶有弱上拉的雙向 I/O口，作為輸入引腳使用前，先向 P1 口鎖存器寫入 1，使 P1 口引腳被上拉為高電平。 TXD()：串行數(shù)據(jù)發(fā)送（輸入）端 0INT ()：外中斷 0 輸入端。當(dāng)沒有外部存儲(chǔ)器時(shí)，該引腳懸空。 四總線 緩沖門 74ls125 本設(shè)計(jì)中用三態(tài)門 74ls125 做 三態(tài)輸出四總線同相緩沖器，它 和反相驅(qū)動(dòng)器 74ls06內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說(shuō)明書（畢業(yè) 論文 ） 控制 4 個(gè)光電隔離器和 4 個(gè)大功率場(chǎng)效應(yīng)管 IRF640。如此構(gòu)成的硬件圖如圖 ： 電機(jī)控制的硬件設(shè)計(jì) 80c51 單片機(jī)的 P0口的 、 及 、 74LS125和反向驅(qū)動(dòng)器 74LS04 控制 4個(gè)光電隔離器和 4個(gè)大功率場(chǎng)效應(yīng)開關(guān)管 IRF640。 電機(jī)部分硬件圖如圖 所示： 1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBAT i t l eN um be r R e v i s i o nS i z eBD a t e : 1 9 J un 20 0 8 S he e t o f F i l e : G : \田野 .d db D r a w n B y :T R I G2O U T34C V O L T5T H O L D6D I S C H G781R E S E T V C CG N DU1 L M 5 55 C NR1R2R3R4R6 R7R5R8R9R 12R 16C6 C5C7C8C 121 023 0P FC9C 103 0P FQ1N P NQ2N P N32184AL F 3 53R 10R 14R 11D 104 .3vE A / V P31X119X218R E S E T9RD17WR16I N T 012I N T 113T014T115P 10 / T1P 11 / T2P 123P 134P 145P 156P 167P 178P 0039P 0138P 0237P 0336P 0435P 0534P 0633P 0732P 2021P 2122P 2223P 2324P 2425P 2526P 2627P 2728P S E N29A L E / P30T X D11R X D10U28 0c 5 1Y1R 185 1KQ3R 191K發(fā)光二極管0 .22 k1 8k1 02 1 030 .22 k1k0 .22 k0 .05 1k0 .05 1k6 8k3 76 .84 .7k4 8 .00 00 33 F1 88 .74 0 .00 00 33 F+ 5vC D 4 02 4V D DQ1Q2Q3Q4Q5Q6Q7NCNCNCG N DR E S E TC L KU4D1 D2 D3 D4D8D7D6D5+ 12+5+5+5+52 2u fR 12+5r e s 1r e s 1+5D9D 148 .2kp p p p p p p p 雨滴傳感器信號(hào)輸出端 圖 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說(shuō)明書（畢業(yè) 論文 ） 1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBAT i t leN u m be r R e v i s i onS i z eBD a t e : 19 J un 2 00 8 S he e t o f F i l e : H : \田野 .dd b D r a w n B y :C 1230 P FC 1130 P FE A / V P31X119X218R E S E T9RD17WR16I N T 012I N T 113T014T115P 10 / T1P 11 / T2P 123P 134P 145P 156P 167P 178P 0039P 0138P 0237P 0336P 0435P 0534P 0633P 0732P 2021P 2122P 2223P 2324P 2425P 2526P 2627P 2728P S E N29A L E / P30T X D11R X D10U380 c 51Y2R 24R 34R 22R 23R 25D 1 2D 1 31G11A21Y34Y114A124G132G42A52Y63Y83A93G10U574 L S 12 512A74 L S 041274 L S 041274 L S 041274 L S 044N 25 4N 25 4N 25 4N 25R 35 R 36R 32R 37R 30R 28R 26R 33v1 v2R 385KR 395K v4R 405KR 415KR 27 R 29