汽车远近灯自动控制系统设计
摘要
汽车远光灯是为了让驾驶者在夜间高速行驶时看清远方路况，但是在会车时如果不及时切换到近光，其强烈的光线会使对面车辆无法看清道路，极易发生交通事故。国内统计，在夜间发生的交通事故中，与远光灯有关的事故占到三四成，且成上升趋势。本文以单片机为核心，构成汽车前大灯自动调光控制系统，当夜晚行车远光灯打开时，系统能通过光检测输入模块察看前方是否有相对行驶车辆，若有则自动启动调光输出模块，关闭远光并打开近光。能很好地解决传统方式下，手动调光延迟时间长和驾驶员因频繁手动调光而分散注意力等问题，从而大大减少事故的发生。
关键词：单片机；光探测器；自动控制
Automatic control of vehicle distance light
Abstraet
When automobile travels at high speed,the high beam is used to allow driver to see distant traffie.But if we do not switch to last light timely when two automobile travel at opposite direetion and very adjaeent,the strong light will make the drivers not be able to see across the road,so traffic accidents can easily occur.National statistics shows that the accident occurred at night with high beam related accounted for as 34%,and into an upward trend.Microcontroller as the core of this paper constitutes a vehicle headlight dimming control system for automatic, high beam is turned on when driving at night, the system look through the optical input module testing whether there is a relatively moving vehicles in front, if the output module starts automatically dimming , Close and open the near light beam. Can solve the traditional way, manually adjust the delay time of light for long and frequent manual dimming driver distracted by other issues, thus reducing accidents.
Keywords: microcontroller; light detector; automatic control
目录
第一章绪论................................................................................................................................ - 1 -
1.l引言............................................................................................................................... - 1 -
1.2国内外对汽车远光灯控制的研究状况及最新成果................................................... - 1 -
1.2.1国内汽车远光灯控制的研究现状................................................................... - 1 -
1.2.1.1汽车防眩远光前照明灯............................................................................... - 1 -
1.2.1.2利用偏振光防眩目....................................................................................... - 2 -
1.2.1.3汽车前照灯自动变光器............................................................................... - 2 -
1.2.2国外汽车远光灯控制的研究现状................................................................... - 2 -
1.2.2.1红外夜视系统............................................................................................... - 2 -
1.2.2.2单色光防眩................................................................................................... - 3 -
1.2.2.3液晶变光装置............................................................................................... - 3 -
1.2.2.4美国GENTEX公司开发成功了智能变光汽车前照灯 ................................. - 3 -
1.2.3汽车远光灯控制的研究发展趋势................................................................... - 3 -
1.3课题研究的目的........................................................................................................... - 3 - 第二章基于C51单片机汽车远近灯自动控制的方案............................................................ - 5 -
2.1 任务分析...................................................................................................................... - 5 -
2.2 设计方案...................................................................................................................... - 5 -
2.2.1 设计思想.......................................................................................................... - 5 -
2.2.2总体框图........................................................................................................... - 5 -
2.3 常见的光电探测器件.................................................................................................. - 6 -
2.3.1光电池............................................................................................................... - 6 -
2.3.2光电二极管....................................................................................................... - 6 -
2.3.3 PIN管............................................................................................................... - 8 -
2.3.4 雪崩光电二极管.............................................................................................. - 8 -
2.3.5 光电晶体管...................................................................................................... - 8 -
2.3.6 阵列式或象限式结型光电器件...................................................................... - 9 -
2.3.7 光电开关与光电耦合器.................................................................................. - 9 -
2.4 半导体光探测器的特征参数...................................................................................... - 9 - 第三章系统硬件实现.............................................................................................................. - 12 -
3.1主控电路设计............................................................................................................. - 12 -
3.1.1 80C51系列..................................................................................................... - 12 -
3.1.2 80C51的基本结构......................................................................................... - 13 -
3.1.3 80C51单片机的的封装和引脚..................................................................... - 14 -
3.1.4 80C51单片机的时钟..................................................................................... - 15 -
3.1.5 80C51单片机的复位..................................................................................... - 15 -
3.1.6 I/O引脚......................................................................................................... - 16 -
3.2外围接口电路设计..................................................................................................... - 18 -
3.2.1 光检测输入电路............................................................................................ - 18 -
3.2.1.1 对数放大器................................................................................................ - 19 -
3.2.1.2 LOG100对数放大器................................................................................... - 19 -
汽车远近灯自动控制系统设计
3.2.1.3 施密特触发器............................................................................................ - 21 -
3.2.2调光控制输出电路......................................................................................... - 23 -
3.2.2.1 关于继电器的正确使用............................................................................ - 24 - 第四章软件流程及实物展示.................................................................................................. - 26 -
4.1 软件流程.................................................................................................................... - 26 -
4.2 实物展示.................................................................................................................... - 27 - 第五章系统调试...................................................................................................................... - 28 -结论. (29)
参考文献.................................................................................................................................... - 30 -附录一整体电路图.................................................................................................................. - 30 -附录二实物设计的软件部分.................................................................................................. - 30 -致谢............................................................................................................................................ - 30 -
第一章绪论
第一章绪论
1.l引言
当夜晚行车远光灯打开时，若前方有相对行驶车辆，则驾驶员通常会将远光变为近光，避免对面车辆因受强光照射而无法正确判断前面路段情况，造成危险的情况。但在传统方式下，驾驶员手动调光所需延迟时间较长，并且驾驶员因频繁手动调光容易造成注意力分散，极易因此而引发交通事故。为了人身的安全以及驾驶员的舒适驾驶，设计构思了一种汽车远近灯自动控制系统。
关于汽车夜间行车远光灯的使用，《中华人民共和国道路交通安全法》做出了明确规定，但是在实际驾驶中不按规定在会车及通过路口时关闭远光的情况十分严重，比如汽车交会时开远光灯，强光直射对面司机眼睛，形成视觉盲区，极易造成车祸。不按规定使用远光灯主要有三种情况：一是刚拿到驾照的新手，不知道如何使用灯光，乱打灯。二是有的司机明知违规用灯却依然我行我素。三是在有些路段需要频繁的切换远近光灯，驾驶员在打开远光灯后往往忘记关掉。因此而导致的交通事故给人们的生命和财产安全带来了极大的危害，也在一定程度上影响了经济的发展。要最大程度减少这种事件发生，在加强交通执法力度的同时，对夜间行车远光灯的使用进行自动控制是一个有效地解决办法。目前国外一些汽车公司己经开始远光灯的自动辅助控制系统的试验，德国巴伐利亚汽车制造厂研制了一种远光灯辅助系统，主要构件是安装在后视镜外壳前面一个传感器，传感器内包含一架照相机，相机拍摄的图像被反馈到一个电子评估系统里，由该系统分析前方的物体从而自动控制远光灯的开闭。这个系统计划在该公司的宝马5系、6系和7系中加装。当前对汽车远光灯炫目的问题，有许多不同的解决方案，但都存在着这样或那样的问题。当前的趋势是研制一种确保安全、简单有效、成本低廉、易于推广的远光灯自动控制系统。[1]
1.2国内外对汽车远光灯控制的研究状况及最新成果
1.2.1国内汽车远光灯控制的研究现状
1.2.1.1汽车防眩远光前照明灯
汽车防眩的技术特征是根据灯光测试平面上眩目光线区间的界线与光线反射平面的关系确定灯丝的安装空间，其防眩光形可以根据不同测试标准变化，具有远光的照射距离和近光的防眩光形。但是从眼睛的感光角度来说，光觉是最基本的视觉。眼的感光最早由视网膜的两种视细胞，即视杆细胞和视锥细胞开始，
汽车远近灯自动控制系统设计
视杆细胞在甚暗的环境，可对微弱的光产生感觉，即暗视觉。视锥细胞则在较亮的光线下，产生光觉，即明视觉及颜色感觉。而锥细胞主要分布在眼球的中心凹。也就是说眼球正常固视前方的情况下，中心视野30°范围内对光的敏感度最强;30°以外的周边视野光敏感逐渐减弱。当两车夜间交会车时，往往有些开车的人视觉会不自觉地跟随对方的车灯，也就是瞪视对方来车，这样眼睛的中心视野正对着对方的车灯，所以远光灯眩目的问题依然存在。[2]
1.2.1.2利用偏振光防眩目
其基本原理是根据马斯吕定律(两个起偏器的偏振轴互相垂直时，对光的透射率几乎为零;而两个起偏器的偏振轴相互平行时透光率最大)，在每辆车的风挡玻璃和车灯玻璃加上偏振片，其偏振轴与水平面成45度角，则两车相向行驶时，一方风挡上偏振轴与对方车灯上偏振轴正交。根据马斯吕定律，对方车灯发出的光线经过车灯玻璃和本方风挡玻璃的透射率几乎为零。当前，偏振片的透光率很不理想，单片透光率只有36%左右，因此需要加大车灯功率，提高车灯亮度。这种方式由于偏振片性能有待提高，尚未达到实用化程度。[3-5]
1.2.1.3汽车前照灯自动变光器
其工作方式是利用光敏传感器探测前方来车的远光灯，当距离对面车辆200m左右时，自动变光器可根据对方车辆灯光变换作相应的变换，如果对方车辆远光超过2s不变换时，本车能自动恢复远光，提醒或迫使对方车辆变光。此装置存在一定的弊端，如果对方未关闭远光，本车也不关闭远光，使得会车时的危险加倍;如果对方关闭远光，本车装置要在安全距离以外及时准确的发现对方车辆较为困难，故实际使用效果不理想，目前一直未能得到广泛应用。远光灯的控制问题一直没有得到妥善解决。[6-8]
1.2.2国外汽车远光灯控制的研究现状
1.2.2.1红外夜视系统
红外夜视是利用目标与周围环境之间由于温度或发射率的差异所产生的热对比度进行成像。由于热对比度的差异而把红外辐射能量密度分布图显示出来，成为热像，再通过热像将红外图像变为可见光图像。[9-10]目前应用的红外夜视主要分为两种，远红外夜视系统能够看清前方300m。显示辐射热能物体，物体越热，光线就越强，主要是人和动物。近红外夜视系统能够看清前方150m，但画面更为明亮，显示信息更为丰富。红外夜视系统只能作为远光辅助，不能完全解决远光危害问题，且其价格昂贵，国外最低售价也在人民币两万元左右。目前只
第一章绪论
有在奔驰S级，宝马740以上的豪华汽车中才装配。
1.2.2.2单色光防眩
单色光防眩是利用单色光的远光灯来照明。研究发现，饱和照明时，人眼对黄光有比白光更佳的敏感度;人眼睛被黄光眩目后暗视野的恢复相对较快。可以在紧急情况出现时争取宝贵时间。这种方法利用的仅是黄光这一段较窄波长范围的光，通常照射效率低，视野较暗。效果不理想。
1.2.2.3液晶变光装置
液晶变光的基本原理是在车灯前加液晶版，利用光敏传感器探测外界光照强度，自动平稳地随外部照明情况改变液晶的透射率，从而控制远光灯的眩目问题。问题在于系统的造价高，液晶面板的耐温特性差，此技术尚不成熟。[11-13]
1.2.2.4美国GENTEX公司开发成功了智能变光汽车前照灯
该前照灯利用传感装置感测前方光源。当迎面来车时会自动降低前照灯的光照度，当会车毕又恢复强光。此种光照度变化十分柔和，是渐进的。但如前方车流突增，如转弯行驶时光照度亦会立刻减弱。福特林肯车系(Lineoln-Mereeury)己决定从2004年起装用此种变光照度前照灯。该灯现在存在的问题是成本价稍高些，现Gentex已在做着将其成本降到150-200美元的工作，以期向低价车种进行普及。
1.2.3汽车远光灯控制的研究发展趋势
违章使用汽车远光灯造成的交通事故不在少数，每年新增车辆越来越多，由远光灯使用不当造成的夜间交通事故比例更是急速上升。对国内外研究情况的分析发现，多数远光灯炫目问题的解决方案都不完善，不能完全解决远光灯危害问题。根据实际情况需求，对于汽车远光灯探测与控制系统，一定要确保安全，简单有效;目前除去极少数豪华型车辆外，大多数路上行驶的车辆都不具备远光智能控制功能，这主要是汽车工业生产特点决定的，每一点点成本的增加都会改变一款车销售情况，甚至影响一款车的市场定位，要想做到好的效果，系统一定要具有成本低廉，易于推广的特点。简而言之，确保安全，简单有效，成本低廉，易于集成是今后这类产品的发展趋势。
1.3课题研究的目的
本课题研究的目的是拟开发一种夜间行车远光灯自动控制系统，通过对各种
汽车远近灯自动控制系统设计
汽车远光灯照度的分析，制作合适的传感器捕捉远光灯信号，发现前方车辆远光开启，及时减弱以至将其换到近光。辅助驾驶者进行自我约束，确保汽车夜间行车远光灯的按章使用，提高行车安全，减少因车远光灯造成的交通事故。
第二章基于C51单片机汽车远近灯自动控制的方案
第二章基于C51单片机汽车远近灯自动控制的方案
2.1 任务分析
单片机应用系统可以分为智能仪器表和工业测控系统两大类，无论哪一类，都必须以市场需求为前提。所以，在系统设计前，首先要进行广泛的市场调查，了解该系统的时常应用概况，以分析系统当前存在的问题，研究系统的市场前景，确定市场开发设计的目的和目标。简单地说，就是通过调研克服旧缺点，开发新功能。
根据论文的设计需求：
（1）、熟悉protues环境；
（2）、熟悉有关传感器的理论知识；
（3）、给出设计方案
2.2 设计方案
2.2.1 设计思想
此次设计选用了80C51单片机。其中包含了电工技术，传感器技术，单片机技术去设计基于单片机的汽车远近灯自动控制系统。80C51单片机好比一个桥梁，联系着传感器和控制电路设备。当前方的光强达到传感器能识别的数值时，传感器把被测的物理量作为输入参数，转换为电量（电流、电压、电阻等等）输入。单片机经过处理后再对我们的控制电路进行控制，从而达到自动控制的目的。
2.2.2总体框图
工作原理图如图2.l所示。
控制开关电路置于汽车大灯远光开关上，当远光灯打开时即启动自动控制系统工作。当对面有车时其灯光或其反射镜的反射光可被“光检测输入电路”捕获，电路向单片机发送有效高电平，单片机通过程控方式检测到来自“光检测输入电路”的有效信号则启动“调光控制输出电路”自动变为近光；否则继续检测输入信号。
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图2.1 系统框图
2.3 常见的光电探测器件
常见的光电探测器件主要有以下几种：
2.3.1光电池
光电池的基本结构就是一个PN结。按材料分，有硅、硒、硫化福、砷化稼和无定型材料的光电池等。按结构分，有同质结和异质结光电池等。光电池中最典型的是同质结硅光电池，国产同质结硅光电池因衬底材料导电类型不同而分成2CR系列和2DR系列两种。2CR系列硅光电池是以N型硅为衬底，P型硅为受光面的光电池。受光面上的电极称为前极或上电极，为了减少遮光，前极多作成梳状。衬底方面的电极称为后极或下电极。为了减少反射光。增加透射光，一般都
在受光面上涂有SiO
2或MgF
2
，Si
4
N
3
，SiO
2
-MgF
2
等材料的防反射膜，同时也可以
起到防潮，防腐蚀的保护作用。
光电池在光照下能够产生光生电势，光电流实际流动方向为，从P端流出，经过外电路，流入N端，光生电势与照度是对数关系。当光电池短路时，短路电
流I
sc 。与照度E成线性关系，S=I
sc
/E称为灵敏度。在一定的照度下，曲线在横
轴的截距，代表该照度下的开路电压U
oc
。曲线在纵轴的截距，代表该照度下的
短路电流I
sc 。硅光电池的U
oc
一般为0.45-0.6V，最大不超过0.756V，因为它不
能大于PN结热平衡时的接触电势差。硅单晶光电池短路电流I
sc
为35-40mA/cm。
[14]
2.3.2光电二极管
光电二极管和光电池一样，其基本结构也是一个PN结。它和光电池相比，重要的不同点是结面积小，因此它的频率特性特别好。光生电势与光电池相同，但输出电流普遍比光电池小，一般为数微安到数十微安。按材料分，光电二极管
第二章基于C51单片机汽车远近灯自动控制的方案
有硅、砷化稼、锑化锢、饰化铅光电二极管等许多种。按结构分，也有同质结与异质结之分。其中最典型的还是同质结硅光电二极管。国产硅光电二极管按衬底材料的导电类型不同，分为2CU和2DU两种系列2CU系列以N-Si为衬底，2DU 系列，以P-Si为衬底。2CU系列光电二极管只有两个引出线，而2DU系列光电二极管有三条引出线，除了前极、后极外，还设了一个环极。2DU管加环极的目的是为了减少暗电流和噪声。光电二极管的受光面一般都涂有SiO
2
防反射膜，
而SiO
2中又常含有少量的钠、钾、氢等正离子。SiO
2
是电介质，这些正离子在
SiO
2
中是不能移动的，但是它们的静电感应却可以使P-Si表面产生一个感应电
子层。这个电子层与N-Si的导电类型相同，可以使P-Si表面与N-Si连通起来。当管子加反偏压时，从前极流出的暗电子流，除了有PN结的反向漏电子流外，还有通过表面感应电子层产生的漏电子流，从而使从前极流出的暗电子流增大。为了减小暗电流，设置一个N-Si的环把受光面(N-Si)包围起来，并从N-Si环上
引出一条引线，SiO
2
使它接到比前极电位更高的电位上，为表面漏电子流提供一条不经过负载即可达到电源的通路。这样，即可达到减小流过负载的暗电流、减小噪声的目的。如果使用时环极悬空，除了暗电流、噪声大些外，其它性能均不
受影响。2CU管子，因为是以N-Si为衬底，虽然受光面的SiO
2
防反射膜中也含有少量的正离子，而它的静电感应不会使N-Si表面产生一个和P-Si导电类型相同的导电层，从而也就不可能出现表面漏电流，所以不需要加环极。光电二极管的用法只能有两种。一种是不加外电压，直接与负载相接。另一种是加反向电压，如上图所示。实际上，不是不能加正向电压，只是正接以后就与普通二极管一样，只有单向导电性，而表现不出它的光电效应。由于多数场合光电二极管都是加反向电压，所以其伏安特性曲线常画成如图2.2所示的形式。
图2.2 伏安特性曲线
上图的画法与硅光电池的伏安特性曲线图比较，有两点不同。一是把硅光电池的伏安特性曲线图中Ⅰ、Ⅱ象限里的图线对于纵轴反转了一下，变为上图(a)。这里是以横轴的正向代表负电压，这样处理对于以后的电路设计很方便。二是因
为开路电压U
oc
一般都比外加的反向电压小很多，二者比较可略而不计，所以实
汽车远近灯自动控制系统设计
用曲线常画为上图(b)的形式。在一定的照度下，光电二极管的伏安特性曲线几乎是平直的，可把它看成是恒流源。[15]
2.3.3 PIN管
PIN管是光电二极管中的一种。它的结构特点是，在P型半导体和N型半导体之间夹着一层(相对)很厚的本征半导体。这样，PN结的内电场就基本上全集中于Ⅰ层中，从而使PN结双电层的间距加宽，结电容变小。另一个特点是，因为Ⅰ层很厚，在反偏压下运用可承受较高的反向电压，线性输出范围宽。由耗尽层宽度与外加电压的关系可知，增加反向偏压会使耗尽层宽度增加，从而结电容要进一步减小，使频带宽度变宽。所不足的是，Ⅰ层电阻很大，管子的输出电流小，一般多为零点几微安至数微安。目前有将PIN管与前置运算放大器集成在同一硅片上并封装于一个管壳内的商品出售。
2.3.4 雪崩光电二极管
雪崩光电二极管是利用PN结在高反向电压下产生的雪崩效应来工作的一种二极管。这种管子工作电压很高，约100-200V，接近于反向击穿电压。结区内电场极强，光生电子在这种强电场中可得到极大的加速，同时与晶格碰撞而产生电离雪崩反应。因此，这种管子有很高的内增益，可达到几百。当电压等于反向击穿电压时，电流增益可达106，即产生所谓的自持雪崩。这种管子响应速度特别快，带宽可达100GHz，是目前响应速度最快的一种光电二极管。噪声大是这种管子目前的一个主要缺点。由于雪崩反应是随机的，所以它的噪声较大，特别是工作电压接近或等于反向击穿电压时，噪声可增大到放大器的噪声水平，以至无法使用。
2.3.5 光电晶体管
光电晶体管和普通晶体管类似，也有电流放大作用。只是它的集电极电流不只是受基极电路的电流控制，也可以受光的控制。所以光电晶体管的外形，有光窗、集电极引出线、发射极引出线和基极引出线。制作材料一般为半导体硅，管型为NPN型，国产器件称为3DU系列。正常运用时，集电极加正电压。因此，集电结为反偏置，发射结为正偏置，集电结为光电结。当光照到集电结上时，集电向基区注入，同时在集电极电路即产生了一个被放大的电流。结即产生光电流I
p
光电晶体管的电流放大作用与普通晶体管在上偏流电路中接一个光电二极管的作用是完全相同的。光电晶体管的灵敏度比光电二极管高，输出电流也比光电二极管大，多为毫安级。但它的光电特性不如光电二极管好，在较强的光照下，光
第二章基于C51单片机汽车远近灯自动控制的方案
电流与照度不成线性关系，多用来作光电开关元件或光电逻辑元件。
2.3.6 阵列式或象限式结型光电器件
利用集成电路技术使两个至几百个光电二极管或光电池排成一行，集成在一块集成电路片子上，即成为阵列式的一维光电器件，也可以使光电二极管或光电池制成象限式的二维光电器件。这两种器件中，衬底是共用的，而各光敏元都是独立的，分别有各自的前极引出线。这种器件的特点是，光敏元密集度大，总尺寸小，容易作到各单元多数一致，便于信号处理。就目前的应用看，两个并列的光电二极管或光电池，可用来辨别光点移动的方向。2-4个并列的光敏元，可用来收集光点移动的相位信息。几十个至几百个或更多并列的光敏元，可用来摄取光学图象或用作空间频谱分析。象限式光电器件可用来确定光点在二维平面上的位置坐标。多用于准直、定位、跟踪或频谱分析等方面。光电位置探测器(PSD，Position SensitiveDeteetors)是利用离子注入技术制成的一种可确定光的能量中心位置的结型光电器件，有一维的和二维的两种。当入射光是一个小光斑，照射到光敏面时，其输出则与光的能量中心位置有关。这种器件和象限光电器件比较，其特点是，它对光斑的形状无严格要求，光敏面上无象限分隔线，对光斑位置可连续测量。
2.3.7 光电开关与光电耦合器
光电开关和光电藕合器都是由发光端和受光端组成的组合件。光电开关不封闭，发光端与受光端之间可以插入调制板。光电祸合器则是把发光元件与受光元件都封闭在一个不透风的管壳内。发光端与受光端彼此独立，完全没有电的联系，两端之间的电阻一般都在1011以上。光电开关多用于光电计数、报警、安全保护、无接触开关，及各种光电控制等方面。光电祸合器多用于电位隔离、电平匹配、抗干扰电路、逻辑电路、模/数转换、长线传输、过流保护，及高压控制等方面。
2.4 半导体光探测器的特征参数
表征半导体光电探测器性能的参数主要有：
1、响应度：
响应度的定义是信号量除以它接收的辐射度量，记作R，不同的响应度用下标来表示。如：
对辐通量的电流响应度R
Φ=I/φ
对辐照度的电流响应度R
=I/E
E
探测器的响应度描述光信号转换成电信号大小的能力。测量不同的辐射度
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量，应当用不同的响应度。
2、噪声：
探测器的噪声源通常有以下几种：
(l)散粒噪声：它是由光子流以间断入射的形式投射到探测器表面以及探测器内部这些光子转换成电子动能而产生的电子流具有统计涨落的特性所造成的。
(2)产生一复合噪声：光电导型探测器的产生-复合噪声是由于半导体内的载流子在产生和复合过程中其导带上的电子和空穴数随机起伏所形成的。
(3)热噪声:它是电阻材料中离散的载流子的热运动所造成的。
3、响应速度
当阶跃光入射到探测器时，一般探测器的输出信号不能完全随输入光变化。同样，在光照突然停止时也是这样。故用响应时间来描述器件的响应速度。相应光入射和停止的状态，有上升响应时间和下降响应时间。
4、量子效率
量子效率是评价光电器件性能的一个重要参数。它是在某一特定波长上每秒钟内产生的光电子数与入射光量子数之比。
5、线性度
线性度是描述探测器的光电特性或光照特性曲线输出信号与输入信号保持线性关系的程度。即在规定的范围内，探测器的输出电量精确地正比于输入光量的性能。在这规定的范围内探测器的响应度是常数。这一规定的范围称为线性区。光电探测器线性区的大小与探测器后的电子线路有很大关系。因此要获得所要的线性区，必需设计有相应的电子线路。线性区的下限一般由器件的暗电流和噪声因素决定，上限由饱和效应或过载决定。光电探测器的线性区还随偏置、辐射调制及调制频率等条件的变化而变化。线性度是辐射功率的复杂函数，指器件中的实际响应曲线接近拟合直线的程度，通常用非线性误差d来度量。
在光电检测技术中，线性是应认真考虑的问题之一，应结合具体情况进行选择和控制。
6、工作温度
工作温度就是指光电探测器最佳工作状态时的温度，它是光电探测器的重要性能参数之一。光电探测器工作温度不同时，性能有变化，例如象HgCdTe探测器一类的器件在低温(77K)工作时，有较高的信噪比，而锗掺铜光电导器件在4K 左右时，能有较高的信噪比，但如果工作温度升高，它们的性能逐渐变差，以致无法使用。
本章对半导体光探测器件的原理与特性进行了分析，以利综合考虑人眼视觉曲线和常见车灯光谱范围选择合适的光敏器件。综合考虑后，本设计采用光电池
第二章基于C51单片机汽车远近灯自动控制的方案
作为远光传感器，它的光谱响应特性曲线与人眼光谱光视效率曲线接近，对可见光频率的光谱响应度好，同时光电池感光面积大，适合用于对低照度的测量。
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第三章系统硬件实现
3.1主控电路设计
硬件设计中最核心的器件是单片机80C51，它一方面接受传感器传来的信号，另一方面，将接收到的信号经过处理后送给输出端，从而达到自动控制的目的。
3.1.1 80C51系列
80C51系列单片机产品繁多，主流地位已经形成。多年来的应用实践已经证明，80C51的系统结构合理，技术成熟，许多单片机芯片倾力于提高80C51系列产品的综合功能，从而形成了80C51的主流产品的地位，近年来推出的与80C51兼容的主要产品有：
ATMEL公司融入Flash存储器技术推出的AT89系列单片机；
Philips公司推出的80C51、80C552系列高性能单片机；
华邦公司提出的W78C51、W77C51系列高速低价单片机；
ADI公司推出的AdμC8ⅹⅹ系列高精度ADC单片机；
LG公司推出的GMS90/97系列低压高速单片机；
Maxim公司推出的DS89420高速(50MIPS)单片机；
Cygnal公司推出的C8051F系列高速单片机。
由此可见，80C51已经成为事实上的单片机主流系列，所以，本次设计选择80C51单片机。[16-17]
第三章 系统硬件实现
3.1.2 80C51的基本结构
图3.1 80C51的基本结构
由图3.1可见，80C51单片机主要由以下部分组成：
1．80C51的微处理器（CPU ）
（1）运算器：累加器ACC ；寄存器B ；程序状态字寄存器PSW 。
（2）控制器：程序计数器PC ；指令寄存器IR ；定时与控制逻辑
2．80C51的片内存储器
在物理上设计成程序存储器和数据存储器两个独立的空间：
（1） 内部ROM 容量4K 字节， 范围是：000H-0FFFH
（2） 内部RAM 容量128字节， 范围是：00H-7FH
3．80C51的I/O 口及功能单元
（1）四个8位的并行口，即P0-P3。它们均为双向口，既可作为输入，又可作为输出。每个口各有8条I/O 线。
（2）有一个全双工的串行口（利用P3口的两个引脚P3.0和P3.1）；
（3）有2个16位的定时/计数器 ；
（4）有1套完善的中断系统。
4．80C51的特殊功能寄存器（SFR ）
内部有SP ，DPTR （可分成DPH 、DPL 两个8位寄存器），PCON ，IE ，IP 等21个特殊功能寄存器单元，它们同内部RAM 的128个字节统一编址，地址范围是80H-FFH 。
RST EA ALE PSEN P0 P1 P2 P3
V CC
V SS
汽车远近灯自动控制系统设计
3.1.3 80C51单片机的的封装和引脚
80C51系列单片机采用双列直插式（DIP）.QFP44（Quad Flat Pack）和LCC （Leaded Chip Caiier）形式封装。这里仅介绍常用的总线型DIP40封装。如图3.2所示。
40个引脚按引脚功能大致可分为4个种类：电源、时钟、控制和I/O引脚。
图3.2 80C51的引脚和封装
(1) 电源:
VCC - 芯片电源，接+5V； VSS - 接地端；
(2) 时钟:XTAL1、XTAL2 - 晶体振荡电路反相输入端和输出端。
(3) 控制线:控制线共有4根， ALE/PROG:地址锁存允许/片内EPROM编程脉冲 ALE功能：用来锁存P0口送出的低8位地址
PROG功能：片内有EPROM的芯片，在EPROM编程期间，此引脚输入编程脉冲。
PSEN:外ROM读选通信号。
RST/VPD:复位/备用电源。
RST（Reset）功能：复位信号输入端。
VPD功能：在Vcc掉电情况下，接备用电源。
EA/Vpp:内外ROM选择/片内EPROM编程电源。
EA功能：内外ROM选择端。
Vpp功能：片内EPROM的芯片，在EPROM编程期间，施加编程电源
Vpp。
(4) I/O线
80C51共有4个8位并行I/O端口：P0、P1、P2、P3口，共32个引脚。
第三章系统硬件实现
P3口还具有第二功能，用于特殊信号输入输出和控制信号（属控制总线）。
3.1.4 80C51单片机的时钟
8051单片机的时钟电路通常有两种形式：内部时钟方式和外部时钟方式。把一个由晶体振荡器和两个电容器组成的自激振荡电路接于XTAL1和XTAL2之间，把振荡器发出的脉冲直接送入内部时钟电路。时钟电路产生的振荡脉冲经过触发器进行二分频之后，成为单片机的时钟脉冲信号。如图3.3。图中，电容器Cl，C2起稳定振荡频率、快速起振的作用，其电容值一般在5-30pF，本次试验采用了18pF。晶振频率的典型值为12MHz，采用6MHz的情况比较多。本次实验采用了6MHz。
图3.3 时钟电路
3.1.5 80C51单片机的复位
在整个远近灯自动变换系统中，要进行实验，必须对整个系统先复位。复位是单片机的初始化操作。单片机系统在上电启动运行时，都需要先复位。其作用是使CPU和系统中其他部件都处于一个确定的初始状态，并从这个状态开始工作，因而，复位是一个很重要的操作方式。但单片机本身是不能自动进行复位的，必须配合相应的外部复位电路才能实现。
RESET作复位信号复用脚，当8051通电，时钟电路开始工作，在RESET引脚上出现24个时钟周期以上的高电平，系统即初始复位。初始化后，程序计数器PC指向0000H，P0-P3输出口全部为高电平。RESET由高电平下降为低电平后，系统即从0000H地址开始执行程序。本次8051的复位方式是手动复位（按键后电容充电，RESET为高，松开后，电容放电，直到RESET为低），见图3.4
汽车远近灯自动控制系统设计
图3.4 复位电路
复位状态：
初始复位不改变RAM（包括工作寄存器R0～R7）的状态，复位后80C51片内
表3.1 复位状态
复位后，P0～P3口输出高电平且使这些双向口皆处于输入状态，并将07H 写入堆栈指针SP，同时将PC和其余专用寄存器清0。此时，单片机从起始地址0000H开始重新执行程序。所以，单片机运行出错或进入死循环时，可使其复位后重新运行。[18]
3.1.6 I/O引脚
80C51共有4个8位并行I/O端口,共32个引脚
(1)P0口——8位双向I/O口。
在不并行扩展外存储器(包括并行扩展I/O口)时, P0口可用作双向I/O口。
在并行扩展外存储器(包括并行扩展I/O口)时, P0口可用于分时传送低8位地址(地址总线)和8位数据信号(数据总线)。位结构如图3.5所示。P0口能驱动8个LSTTL门。[19-20]
第三章 系统硬件实现
图3.5 P0口
(2) P1口——8位准双向I/O
口(“准双向”是指该口内部有固定的上拉电阻)。位结构如图3.6所示。 P1口能驱动为4个LSTTL 门。
由图可见，P1口由一个输出锁存器、两个三态输入缓冲器和输出驱动电路组成。输出驱动电路与P2口相同，内部设有上拉电阻。
P1口是通用的准双向I/O 口。输出高电平时，能向外提供拉电流负载，不必再接上拉电阻。当口用作输入时，须向口锁存器写入1。
图3.6 P1口
（3）P2口——8位准双向I/O 口。在不并行扩展外存储器(包括并行扩展I/O 口)时, P2口可用作双向I/O 口。在并行扩展外存储器(包括并行扩展I/O 口)时, P2口可用于传送高8位地址(属地址总线) 。P2口能驱动4个LSTTL 门。P2口的位结构如图3.7所示，引脚上拉电阻同P1口。在结构上，P2口比P1口多一个输出控制部分。
汽车前大灯设计 车灯是汽车关键部件之一，它不仅对汽车的外观有画龙点睛的作用，而且直接影响行车的舒适性和安全性。车灯既是汽车的功能件，又是其外观件，一辆车的车灯就像人的眼睛，能传递它的精神和内涵，也是整车设计的点睛之笔，能体现汽车的品味，其造型设计的意义就在于彰显汽车的气质。随着汽车制造技术的不断发展和进步，作为汽车主要的照明和信号装置的汽车车灯技术不断更新。在汽车车灯新产品的研究开发过程中，逆向工程技术和思想越来越受到重视。车灯产品的造型大致可以分为数据测量、三维建模和结构设计三个阶段。 目录 1 引言 (2) 2 汽车车灯设计技术................................ 错误!未定义书签。 2.1 车灯的分类 (2) 2.2车灯的发展史 (2) 3 逆向工程技术概述 (4) 3.1逆向工程简介 (4) 3.2 逆向工程的应用现状 (4) 3.3 逆向工程的一般流程 (5) 3.4 逆向工程的关键技术 (5) 4 逆向工程技术及应用 (7) 4.1 数据采集 (7) 4.2 数据处理 (8) 4.3 模型重构 (13) 5 汽车前大灯的逆向设计 (18) 5.1 前大灯的数据采集 (18) 5.2 前大灯点云数据处理 (19) 5.3 前大灯 CAD 模型构建 (22) 5.3.1重构前的准备工作 (22) 5.3.2以结构体为主的底座的构建 (22) 5.4 CAD 模型检验 (24) 5.4.1灯罩大面的曲面品质分析 (24) 5.4.2底座的拔模检查与调整 (25) 5.4.3装配干涉检查 (25)
1 引言 随着汽车设计和制造工艺的进一步提高，车灯不再只是汽车的一个照明部件，还是这车设计的点睛之笔，时髦的汽车车灯集实用性和装饰性为一体，且更注重于整车的审美风格保持一致，它最能体现汽车的品位，越是个性化车、高档车，越注重车灯的设计及品质。本文就对车灯的分类及发展史、逆向工程的概念、应用现状、关键技术和一般流程，以及汽车前大灯的逆向设计做了简要概述，并阐述了本文的研究内容。 2 汽车车灯设计技术 随着汽车工业的发展，各种款式的轿车不断涌现，汽车速度不断提高，对汽车灯具设计的要求也越来越高。尤其是前照灯系统，不仅要效率高，还要解决夜间行车的眩目问题。以前的车灯设计方法是依靠个人的经验和大量的实验，但这已远远跟不上灯具设计需求的速度和越来越严格的车灯照明标准。因此国外已有人利用计算机对汽车灯具进行仿真设计，从而大大加快了灯具的开发进度。在国内，这方面的研究还远落后于国外。 2.1 车灯的分类 车灯按照用说途分照明灯和信号灯两大类。照明灯又分为外照明灯和内照明灯，信号灯也分为外信号灯和内信号灯，如图2.1所示。 图2.1 车灯分类 外照明灯除了牌照灯之外，主要作用是为本车驾驶员提供路面照明，外信号灯则是为方便其它车辆驾驶员识别本车轮廓和判断本车动向而设置的，其中转向指示灯和动灯是极重要的信号指示灯，它对于汽车行驶安全至关重要。在这些灯中，属于强制性检验的有外照明灯和外信号灯，因为这些灯是行车安全的关键部件。
汽车前照灯自动控制器项目介绍 一、现代汽车使用自动变光技术必要性 随着国民经济的快速发展，公路和汽车社会拥有量不断增加，汽车的行驶速度也越来越快，但也伴随着交通事故及交通事故造成的死亡人数的急剧增长。 西方发达国家从70年代以来，交通事故死亡人数一直下降(见表1 ) .因驾驶员行为的改善，公路和车辆设计优化以及交通法规的完善，这种趋势还将持续保持下去。 表1工业化国家交通事故死亡人数的发展 年代1990年2000年2010年2020年欧盟15国55000 50000 40000 35000 美国43000 40000 36000 33000 发展中国家因道路交通的发展，因交通事故造成的死亡总人数却呈上升趋势(见表2 ) . 表2全球交通事故死亡人数的发展 年代1990年2000年2010年2020年 工业化国家150000 150000 150000 150000 发展中国家350000 850000 1400000 2000000 合计500000 1000000 1550000 2150000 2007年我国因驾驶员的违规操作所造成的交通事故，直接导致14812人死亡和巨额财产损失。据相关部门统计，超速、逆行和违法会车是造成一次死亡3人、5人以上特大交通事故的三大主要原因是在这些特大交通事故中，违法会车导致的事故分别占7.1%和10.5%。 由于驾驶员在夜间会车过程中不正确使用汽车前照灯，造成夜间公路交通事故的也越来越多。作为对这类道路交通事故的预防，我国道路交通安全法实施条例作出了机动车夜间会车必须距对面来车150m外互闭远光灯，改用近光灯"的规定。但现实中相当部分驾驶员经常使用远光与对方会车，造成对方驾驶员眩目而酿成交通事故，而且这种违规操作很难予以监督。这当然有驾驶员的道德素质因素，但另一方面，由于驾驶过程中频繁的变光操作给驾驶员带来的操作负担，还有在作灯开关操作的同时又需作方向修正，这类多种操作同时进行所孕育的事故隐患，这些也是许多驾驶员(特别是新手)在夜间不愿去作频繁的变光操作的原因。另外，山区道路隧道较多，已有因汽车进入隧道未及时开启前照灯而引发交通事故的案例。汽车灯光问题越来越引起社会的广泛关注，以至2008年1月7日中央电视台在举国关注的新闻联播中指出"夜间会车时，车大灯没有及时从远光灯调为近光灯，会严重影响对方车辆的驾驶，这也是许多夜间车祸的无凶。 从维护公众利益出发，针对日益突出的汽车夜间会车安全问题，解决车辆在会车时都能同时变用近光，进而实现包括自动开\关前照灯功能在内的汽车前照灯全自动控制装置的研发，是非常必要的。它符合汽车自动化、智能化的发展方向，更重要的是，这项技术的实现，是对夜间道路交通事故一种有效的预防。
课程设计说明书 课程设计名称：电子技术课程设计 题目：汽车车灯控制电路 学生姓名：杰 成绩
专业：电气工程及其自动化学号：20 指导教师：吴昌东 日期：2016年7 月1日
汽车车灯控制电路 摘要:本方案设计了一个“汽车车灯控制电路”。“汽车车灯控制电路”作为电子技术基础课程的一个实践，采用74LS138译码器控制输出实现对六盏指示灯的控制，并配合74LS76JK触发器实现三进制循环计数器控制，即可轻易实现汽车正常运行和刹车的情况模拟。为实现汽车左右转弯时车灯循环闪烁的功能，需要配合74LS138译码器的另一输入S1即可实现。定时脉冲源部分由555定时器组成的多谐振荡器电路实现。 关键词：汽车；指示灯，74LS138，555定时器 Abstract: The design of this project is a " Automobile lamp control circuit", as a basic course of electronic technology practice. In order to realize the control of the six pilot lamp, automobile lamp control circuit uses the 74LS138 decoder to control the output, and with the 74LS76JK trigger to achieve three decimal cycle counter control, so that can easily achieve simulation of normal operation of the car and brake. In order to realize the function of cycle flashing of the lamp when the vehicle turns around，needs to cooperate with the another input S1 of the 74LS138 decoder . The timing pulse source is realized by the circuit of multivibrator circuit composed of 555 timer. Keyword:Automobile，pilot lamp，74LS138，555 timer
物理与电子信息系 课程设计报告 课程名称：单片机课程设计 题目：汽车尾灯的设计 学生姓名：李海标学号：11409321 学生姓名：唐凯学号：11409310 系部：物理与电子信息系 专业年级：电子信息工程专业2011级指导教师：余胜 职称：副教授 湖南人文科技学院物理与电子信息系制
目录 摘要.................................................................................................................................. - 1 - 1、设计课题任务、功能要求说明及总体方案介绍................................................................ - 2 - 1.1设计课题任务............................................................................................................... - 2 - 1.2功能要求说明............................................................................................................... - 2 - 1.3设计课题总体方案介绍及工作原理说明................................................................... - 2 - 1.3.1汽车尾灯的设计思路与频率计算................................................................... - 2 - 1.3.2AT89C51芯片介绍....................................................................................... - 3 - 2、设计课题硬件系统的设计.................................................................................................... - 6 - 2.1设计课题硬件系统各模块功能简要介绍................................................................... - 6 - 2.1.1复位电路........................................................................................................... - 6 - 2.1.2时钟振荡电路................................................................................................... - 7 - 2.1.3独立键盘电路................................................................................................... - 7 - 2.1.4 LED显示电路................................................................................................. - 8 - 2.2设计课题电路原理图、PCB 图、元器件清单.......................................................... - 9 - 2.2.1 原理图............................................................................................................ - 9 - 2.2.2 PCB图........................................................................................................... - 9 - 2.2.3 仿真图............................................................................................................ - 9 - 2.2.4 元器件清单.................................................................................................... - 9 - 3、设计课题软件系统的设计.................................................................................................... - 9 - 3.1设计课题使用单片机资源的情况............................................................................... - 9 - 3.1.1 键盘设定........................................................................................................ - 9 - 3.1.2 发光二级管显示设定.................................................................................. - 10 - 3.2设计课题软件系统程序流程框图............................................................................. - 10 - 3.2.1 主程序流程图................................................................................................ - 10 - 3.2.2键扫程序流程图............................................................................................. - 10 - 3.2.3延时程序流程图............................................................................................. - 11 - 3.2.4 显示程序流程图............................................................................................ - 12 - 3.3设计课题软件系统程序清单..................................................................................... - 13 - 4、仿真结果与误差分析 ......................................................................................................... - 14 - 4.1汽车尾灯控制电路的使用说明................................................................................. - 14 - 4.2汽车尾灯控制仿真结果............................................................................................. - 14 - 4.3硬件调试 .................................................................................................................... - 15 - 4.4设计体会 .................................................................................................................... - 15 - 致谢 ....................................................................................................................................... - 16 - 参考文献 ................................................................................................................................... - 17 - 附录 ....................................................................................................................................... - 18 - 一、原理图........................................................................................................................ - 19 - 二、PCB图 ........................................................................................................................ - 19 - 三、仿真电路图................................................................................................................ - 20 - 四、设计课题元器件清单................................................................................................ - 20 - 五、程序清单.................................................................................................................... - 22 -
1 引言 在日新月异的21世纪里，电子产品得到了迅速发展。许多电器设备都趋于人性化、智能化，这些电器设备大部分都含有CPU 控制器或者是单片机。单片机以其高可靠性、高性价比、低电压、低功耗等一系列优点，近几年得到迅猛发展和大范围推广，广泛应用于工业控制系统、通讯设备、日常消费类产品和玩具等。并且已经深入到工业生产的各个环节以及人民生活的各个方面，如车间流水线控制、自动化系统等、智能型家用电器（冰箱、空调、彩电）等。用单片机来控制的小型电器产品具有便携实用，操作简单的特点。 本文设计的汽车尾灯控制电路属于小型智能电子产品。利用单片机进行控制，实时时钟芯片进行记时，外加掉电存储电路和显示电路。此设计具有相当重要的现实意义和实用价值。 2 系统概述 本设计以AT89S52单片机为核心，构成单片机控制电路，完成对它们的自动调整和掉电保护。人机接口由四个按键来实现，用这四个按键对汽车左转，右转，停车和检测进行控制。。软件控制程序实现所有的功能。整机电路使用+5V 稳压电源，可稳定工作。系统框图如图2-1所示，其软硬件设计简单，可广泛应用于长时间工作的系统中。 图2-1 系统框图 3 方案选择 由于汽车尾灯控制电路的种类比较多，因此方案选择在设计中是至关重要的。正确地选择方案可以减小开发难度，缩短开发周期，降低成本，更快地将产品推向市场。 ** 方案1——基于AT89S52单片机的汽车尾灯控制电路设计 直接用AT89S52单片机来实现汽车尾灯控制电路设计。AT89S52是一种带8K 字节闪烁可编程可擦除只读存储器的低电压，高性能CMOS 8位微处理器，俗称单片机。单片机的可擦除只读存储器可以反复擦写1000余次。由于将多功能8位CPU 和闪烁存储器组合在单个芯片中，A TMEL 的A T89S52是一种高效微控制器，为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。 用单片机来实现汽车尾灯控制电路设计，无须外接其他芯片，充分利用了单片机的资源。 ** 方案2——基于电子元件的汽车尾灯控制电路设计 人机接口 显示电路 软件控制程序 电源电路 单片机控制电路
汽车前照灯技术状况的检测(教学设计) 广东省佛山市顺德区郑敬诒职业技术学校谭顺翔 授课班级：汽车评估选修班授课时间：2009年4月23日教材：汽车服务业系列丛书（机械工业出版社）《汽车评估》(张克明主编) 课题(教学内容)：汽车前照灯技术状况的检测课时：1学时（45分钟）一、教材分析处理 (一)教材的地位和作用 《汽车评估》是汽车运用与维修专业的一门专业选修课。 本节课选自汽车服务业系列丛书教材(机械工业出版社)《汽车评估》(张克明主编)第四章第八节。这一章是汽车评估中对汽车技术状况检测部分，掌握好本节课的知识和技能，学生能正确评估汽车照明电气系统的工作状况。 (二)教学目标 根据本节课教学内容及教学大纲的要求，参照学生现有的知识水平和理解能力，可确定如下的教学目标。 1．知识目标：(1)掌握利用屏幕检测前照灯的光束位置的方法；(2)掌握利用前照灯检验仪检测前照灯的发光强度和光轴偏斜量的方法。 2．能力目标：通过讲(教师的讲解)、演(教师演示)、练(学生自己做工作页) 结合，让学生掌握汽车评估中汽车技术状况检测的操作方法，为日后学习和工作打好基础。 3．思想目标：培养学生良好的思考及分析问题的习惯和规范的操作程序，以应对其工作后将遇到的千变万化的技术问题，增强其工作信心。 (三)教学重点、难点的确定 综合本教材的前后内容，以及学生的实际情况，本节课的重点是：利用屏幕检测前照灯的光束位置的方法。 本节课的难点是：利用前照灯检验仪检测前照灯的发光强度和光轴偏斜量的方法。 (四)教材处理 原则上课程教学按教材的顺序和推进。为拓展学生的知识面，增加了一些
相关的知识和方法。 二、教学方法 本节课采用讲授的教学模式。 借鉴“任务驱教学法”的原理，设计“工作页”，将重点内容问题化、设置问题启迪学生思维，让他们带着问题去学，知道学什么，怎样学，达到什么目的。 演示法、启发诱导法相互渗透、密切配合，利用演示法让学生直接地学习汽车评估检测的方法；利用启发诱导法巧妙地设疑，激发学生求知欲，创设兴奋点。 以学生为中心，教师充分发挥主导，创设工作情境，发挥学生的主体作用和主观能动性，抓住可利用的兴奋点，鼓励学生积极探索。 三、学法指导 (一)通过采用“工作页”，使教学目标细化，让学生明确学什么，为什么学，学到什么程度，用目标激励法来吸引学生注意力和意志力，创造学习情境。 (二)讲、练、演紧密结合，引导学生探索，强化他们对知识的巩固、消化、吸收和灵活运用，并转化为能力。 四、教学媒体和教具 为完成本节课的教学目标，需配备：多媒体平台、多媒体教学课件。 五、教学过程 （一）复习(5分钟) 1、前面学了关于汽车技术状况鉴定的检测项目哪些?（发动机功率的检测、气缸密封性的检测、汽车燃油消耗量的检测、驱动力的检测、前轮定位的检测、转向盘的检测等） 2、随便说个检测项目，比如说前轮定位包括哪些重要的参数?（主销后倾，主销内倾，车轮外倾，前轮前束） (二)新课引入(3分钟) 本节课首先说汽车技术状况的鉴定是汽车评估的基础与关键，而前照灯的检测又是汽车技术状况鉴定中的重要内容，所以说前照灯的检测也是汽车评估中的重点。然后用手电筒的照射说明前照灯的两个特性——照射方向与发光强度。在说明照射方向时，提问：前照灯照射方向应该如何控制？(此处设疑，留下悬念，
汽车车灯相关资料 一、汽车车灯发展历史 据说第一个汽车前大灯是家用手提灯。 1887年，一个驾驶员在黑暗的旷野上迷路时，一位农民用手提灯把他引回家。 1898年，波士顿举办美国首届汽车展览会，美国哥伦比亚号汽车将电灯作为前灯和尾灯，车灯从此诞生。最初的前大灯不能调光，所以在会车时有些晃眼，为了克服这个缺点，后来采用了附加光度调节器。这种前大灯可以在垂直方向移动，但驾驶员必须下车搬动夹具装置。 1916年，美国一个名叫C·H·托马斯的人为了让对方驾驶员在晚上能看到他打的手势，把一个带电池的灯泡装在手套上，由此转向信号灯幽默登场。 1938年，别克汽车制造商提供了转向灯作为选用的附件，但当时只在汽车尾部安装，到1940年以后汽车前面也装有转向信号灯了，而且信号开关具有随时调节的功能。 1906年，世界上第一次用一个蓄电池供电的电灯照明。 1909年，首次把乙炔灯作为变光装置。 1916年，美国使用了行车灯。 1920年，当选用倒档装置时，使用了倒车灯。 1920年，美国通用汽车公司首次安装了内灯。 1926年，通用汽车公司把大灯变光开关从方向盘移到地板。 1938年，第一次采用封闭的内灯。 1898年，美国电气公司将电灯抛物面反射镜推广于大灯，侧灯和尾灯。
从早期乙炔气前照灯发展到当今的自由面反射镜气体放电前照灯，差不多经历了120年，其演变过程如下： 第一代--乙炔气前照灯 前照灯具有高的轮廓亮度，乙炔气火焰的亮度比当时的电光源所能达到的亮度高出一倍，因而，在1925年以前使用的汽车前照灯几乎全是乙炔前照灯。 第二代--电光源前照灯 1913年带螺旋灯丝的充气白炽灯泡问世，因其具有较高亮度，给电光源前照灯开辟了广阔的前景。然而由于当时汽车电气设备系统的制约，直到1925年，电气照明才得到广泛的应用。 第三代--双光灯芯前照灯 具备有高轮廓亮度充气灯泡的电前照灯一装在汽车上，就出现了在交会车时因前照灯的强光造成驾驶员炫目而导致发生交通事故和撞车的严重问题。因而，对前照灯的设计提出了两个互不兼容的要求：一个是如何在不小于100m的距离内使道路和高度至少为的障碍物得到良好的照明；另一个是如何使迎面车辆驾驶员不炫目。汽车会车时的这种炫目问题，仍是汽车照明技术中最难以解决的问题。为解决会车炫目的问题，1924年，欧洲发明了双光灯芯前照灯之后，美国也出现了带双丝灯泡的前照灯。然而，欧洲和美国具备不炫目近光的前照灯的光学系统结构原理不尽相同。其灯泡的差异在于灯丝的形状和位置不同：配光镜的差异在于折光单元的图案和计算不同，因而，近光的配光也有所不同。近光系统分为欧洲系统和美国系统两种，两大系统的协调问题是当今世界汽车灯光发展的重大课题之一。 第四代--不对称近光前照灯 双光灯芯前照灯系统属于对称近光系统，近光光型的左右两侧完全相同，因而左、右两侧行驶皆适用。但由于行车光(远光)变到会车光(近光)时，视见距离缩短，
西南科技大学电子技术课程设计 课程名称：电子技术课程设计 程序题目：汽车尾灯控制电路 姓名：何忠建左朝振 学号: 20045081 20045100 班级：自动 0405 班 指导教师：曹文 时间：2007.1.14 评分：
汽车尾灯控制电路 一．设计任务 设计一个汽车尾灯控制电路，汽车尾部左右两侧各有3个指示灯(用发光二极管模拟)，当在汽车正常运行时指示灯全灭；在右转弯时，右侧3个指示灯按 右循环顺序点亮（R 1→R 1 R 2 →R 1 R 2 R 3 →全灭→R 1 ）时间间隔0.5S（采用一个2HZ的 方波源）；在左转弯时，左侧3个指示灯按左循环顺序点亮（L 1→L 1 L 2 →L 1 L 2 L 3 →全 灭→L 1）；在临时刹车或者检测尾灯是否正常时，所有指示灯同时点亮（R 1 R 2 R 3 L 1 L 2 L 3 点亮）；当汽车后退的时候所有尾灯循环点亮；当晚上行车的时候汽车尾灯的最下一个灯一直点亮。 二、设计条件 本设计基于学校电子技术实验后设计的，通过在电脑上利用各种软件设计而成，包括Quartus II 5.0，Multisim2001以及DXP2004等设计仿真软件。 三、设计要求 分析以上设计任务，由于汽车左转弯、右转弯、刹车、倒车、晚上行车时，所有灯点亮的次序和是否点亮是不同的，所以用74138译码器对输入的信号进行译码，从而得到一个低电平输出，再由这个低电平控制一个计数器74161，计数器输出为高电平时就点亮不同的尾灯（这里用发光二极管模拟），从而控制尾灯按要求点亮。由此得出在每种运行状态下，各指示灯与给定条件间的关系，即逻辑功能表1所示。汽车尾灯控制电路设计总体框图如图1所示。 汽车尾灯和汽车运行状态表1-1
信息科学与技术学院微机原理与接口技术 课程设计报告 题目名称：汽车车灯控制系统 学生姓名：吴权权 学号： 2009082190 专业年级：计科09-1班 指导教师：裘祖旗 时间： 2012-1-12
目录 1．题目及要求 (1) 1.1 题目 (1) 1.2 要求 (1) 2.功能设计 (1) 2.1 汽车图形 (1) 2.2 汽车左转 (1) 2.3 汽车右转 (1) 2.4 汽车前进 (1) 2.5 汽车倒退 (1) 2.6 汽车停止 (1) 2.7 响铃模块 (1) 3.主流程图 (2) 4.详细设计 (3) 4.1 汽车图形显示 (3) 3.2 汽车停止、转向、倒车的指示 (3) 5.结果显示 (4) 5.总结 (7) 6、程序代码 (8)
1．题目及要求 1.1 题目 汽车车灯控制系统 1.2 要求 1)实现停止时的指示灯； 2)实现汽车转向时指示 3)实现倒车指示 4)扩展功能：实现倒车的声音提示 2.功能设计 2.1 汽车图形 功能：用汇编语言在dos下实现一个汽车的图形，和四盏灯。 2.2 汽车左转 功能：按’A’键，实现汽车的左转，左前、左后指示灯亮，右前、右后指示灯灭。 2.3 汽车右转 功能：按’D’键，实现汽车的右转，左前、左后指示灯灭，右前、右后指示灯亮。 2.4 汽车前进 功能：按’W’键，实现汽车的向前行驶，并且四盏指示灯全灭。 2.5 汽车倒退 功能：按’S’键，实现汽车的倒退行驶，并且后面2盏指示灯全亮，前面2盏指示灯全灭。 2.6 汽车停止 功能：按’B’键，实现汽车的停止，并且四盏指示灯全亮和倒车提示音。 2.7 响铃模块 功能：汽车停止时，提供倒车提示音。
新型智能汽车前照灯设计 毕业设计（论文）题目：新型智能汽车前照灯设计 院 (系)：信息工程系 专业：电子信息工程技术 姓名：马泽成 学号： 593 指导教师：黄贻培 二〇一一年十一月三十日
毕业设计（论文）任务书
毕业设计(论文)进度计划表
毕业设计(论文)中期检查记录表
“汽车电子”的发展在如今已经慢慢步入了一个高速运转的时代，人类既然创造了它那么就要让它发挥出它的极致。应我们的需求而去逐一创造和改变，这我们也可以称其为——以人为本。 汽车前照灯基本功能是让我们在夜间可见度低的情况下驾驶看清前方的道路。对于如何能够在夜间更加舒畅，安全的驾驶一直是我们设计前进的目标。新型智能汽车IFS(Intellect Front-light System)前照灯的几个创新之处在于它能够让驾驶员在夜间驾驶能有和白天驾驶一样的安全感。从而达到我们以为为本的思想理念安全，舒适的驾驶环境。夜间汽车驾驶主要应对的几个问题有，1.转弯时视线出现盲区无法对前方道路做出正确的判断，根据改变内侧前照灯的角度因而加大可视面积；2.夜间在通过无交通指示灯的十字路口由于不容易发现侧方车辆的来临，根据距离传感器的帮助下提高安全系数；3.在夜间和---大雾等极端天气如果在前照灯安置红外线热感仪器，从而感应到前照灯无法看见的地方感应前方的路况，在危险发生之前我们就可以有效地处理了。 关键词：新型智能汽车前照灯IFS系统红外距离传感器 Auto模式
第一章绪言 第一节汽车电子发展 第二节 IFS的概念源由 第三节智能前照灯应用现状和发展趋势第二章 IFS系统分析 第一节汽车智能前照灯电路图及分析 第二节 IFS系统原理方框图 第三章IFS系统下的模式与效果 第一节四种“Auto”模式 第二节 IFS系统下的效果 第四章红外距离感应模式 第一节红外距离传感器 第二节传感器工作原理 第三节根据PLC设计传感器报警系统第五章设计缺陷与总结 结论 致谢 参考文献
中北大学 课程设计说明书 学生姓名：学号： 学院：信息与通信工程学院 专业：光电信息科学与工程 题目：汽车尾灯控制电路设计 指导教师：职称: 指导教师：职称: 201X年 X月X日
中北大学 课程设计任务书201X/201X 学年第一学期 学院：信息与通信工程学院专业：光电信息科学与工程学生姓名：学号： 课程设计题目：汽车尾灯控制电路设计起迄日期：X月X日～X月X日课程设计地点：中北大学 指导教师： 学科管理部主任： 下达任务书日期: 201X年X月X日
1．设计目的： 本课程设计主要针对模拟电子技术和数字电子技术课程要求，培养学生在查阅资料的基础上，进行实用电路设计、计算、仿真、调试等多个环节的综合能力，同时培养学生用课程中所学的理论独立地解决实际问题的能力。另外还培养学生用专业的、简洁的文字,清晰的图表来表达自己设计思想的能力。 2．设计内容和要求（包括原始数据、技术参数、条件、设计要求等）： （假设汽车尾部左右各有3只指示灯，汽车正常运行时全部熄灭；右转时右侧3只灯依次按右循环点亮；左转时左侧3只灯依次按左循环点亮；刹车时所有灯同时闪烁。）（1）掌握车灯右循环电路的设计、仿真与调试； （2）掌握车灯左循环电路的设计、仿真与调试； （3）掌握延时电路的设计、仿真与调试，车灯循环点亮和闪烁时，点亮和熄灭时间都为2秒，精度大于10%； （4）掌握状态切换电路的设计、仿真与调试； （5）掌握方案设计与论证； （6）掌握用相关软件进行电路图设计、仿真，以及对仿真结果的分析、总结。 3．设计工作任务及工作量的要求〔包括课程设计计算说明书(论文)、图纸、实物样品等〕： （1）提供核心器件的工作原理与应用介绍； （2）提供用Protel99/DXP设计的电路原理图，印刷板电路图选做； （3）提供用Multisim、MaxPlus、Proteus等其他软件对电路的仿真结果与分析； （4）提供符合规定要求的课程设计说明书，图、表清晰； （5）提供参考文献不少于三篇，且必须是相关的参考文献。
第一篇自适应前照灯控制系统（AFS） 自适应前照灯控制系统（AFS） AFS能够根据汽车方向盘角度和车速，不断对大灯进行动态调节，适应当前的转向角，保持灯光方向与汽车的当前行驶方向一致，以确保对前方道路提供最佳照明并对驾驶员提供最佳可见度，从而显著增强了黑暗中驾驶的安全性。 系统结构： AFS电子控制模块，包括一个Master和两个Slave。AFS主要是根据车辆和道路状况，来控制前照灯左右和上下的照射角度，从而提高驾驶员的视野，提升夜间驾驶的安全性。Master控制器以汽车方向转角、车速和前后轴高度等高速CAN总线信号或者真实传感器信号作为输入，经过复杂的控制逻辑和算法，得到期望的近光灯照射角度；并通过LIN总线发给左右两个Slave控制器，Slave再驱动电机来实现照射角度的实时动态变化。
系统功能： 具有随动转向氙气大灯（HID）的光线照亮范围角度能够外侧旋转15°，内侧旋转7°。同时还能针对车速，以及汽车轴荷变化（载重量变化，加速和减速，上下坡等）情况来改变车灯上下的高度来保证合理的照射距离。不仅如此，AFS控制模块还能保证在颠簸路面和短时间的路面冲击下，前照灯照射距离不会进行频繁调整，以提高系统鲁棒性，防止驾驶员眼睛疲劳。 除此之外，AFS还可以根据环境状况（如雨，雾）来适当的调整前照灯的角度。 在技术上，Master和Slave都具有Bootloader功能，实现控制程序和标定模块的在线升级和下载。AFS控制模块还可以根据不同地域，不同车型的要求，通过配置标定模块来实现所需要的不同功能。
第二篇自适应转向大灯系统(2008-08-06 17:24:58)标签：汽车前照灯led模块大 灯情感 智能驱动和控制技术为汽车行驶安全带来革命性变化作者：邹治永时间：2006-11-03 来源: 电子产品世界浏览评论汽车前照灯主要是用于汽车夜间行驶照明。它的亮度和照射方向对于行车安全是至关重要的。夜间汽车所有前照灯同时照明时，灯具应具有能使驾驶员看清前方100米距离以内交通障碍物的性能，照明光束应对准汽车的前进方向，主光轴方向应该偏下。前照灯的发光强度不足或者照射方向不合适，汽车前方的情况就不能清晰易见，或者给迎面驶来的汽车里的驾驶员造成眩目，妨碍视野，这些都是导致事故的重要因素。在
电子技术课程设计任务书
电子技术课程设计任务书 2．对课程设计成果的要求〔包括图表、实物等硬件要求〕： 设计电路，安装调试或仿真，分析实验结果，并写出设计说明书,语言流畅简洁，文字不得少于3500字。要求图纸布局合理，符合工程要求，使用Protel软件绘出原理图（SCH）和印制电路板(PCB),器件选择要有计算依据。 3．主要参考文献： [1]谢自美。电子线路设计、实验、测试[M]华中理工大学，2001 [2] 彭介华. 电子技术课程设计指导[M]. 北京：高等教育出版社，1997 [3] 毕满清. 电子技术实验与课程设计[M]. 北京：机械工业出版社，1995 [4] 陈明义. 电工电子技术课程设计指导[M]. 长沙：中南大学出版社，2002 [5] 陈永甫. 新编555集成电路应用800例[M]. 北京：电子工业出版社2000 [6] . 4．课程设计工作进度计划： 序号起止日期工作内容 1 2011-1-3 布置任务，教师讲解设计方法及要求 2 2011-1-4 学生查找阅读资料，并确定方案 3 2011-1-5 学生设计小组会议，讨论方案 4 2011-1-6~11 设计、仿真实验 5 2010-1-12~13 写说明书，小组讨论 6 2010-1-14 答辩 指导教师苏泽光日期： 2010 年 12 月日
目录 引言 (1) 1 设计方案 (2) 汽车尾灯电路实际设计要求 (2) 设计原理及原理框图 (2) 2 单元电路设计 (2) 时钟脉冲电路 (2) 开关控制电路 (4) 三进制计数器 (5) 译码、显示驱动电路 (6) 3 性能测试与仿真 (7) 仿真软件的简单介绍 (7) Protel 99SE简单介绍 (7) IN Multisim10简单介绍 (8) 利用Multisim仿真与测试 (9) 原理图（SCH）和电路板（PCB） (14) 4结论 (15) 参考文献 (17) 摘要 汽车行驶时会有正常行驶、左转弯、右转弯和刹车四种情况，针对这四种情况
课程设计说明书 课程设计名称：电子课程设计 课程设计题目：汽车尾灯控制电路 学院名称：信息工程学院 专业：计算机科学与技术班级： 学号：姓名： 评分：教师： 20 10 年 9 月 15 日 摘要 随着科学技术的全方面发展,汽车制造工艺得到了长足的进步,使得汽车
已经成为现代人们主要的交通工具。人们了解到他们便捷、快速之余，也同时意识到汽车潜在的安全隐患，所以对具有汽车行驶状况提示作用的汽车尾灯进行研究是非常必要的。 本次课题设计的目的：设计汽车尾灯控制电路，由两个开关控制实现汽车正常运行、右转弯、左转弯和刹车时尾灯的情况。尾灯分别由左右各三个灯泡组成，实验中采用发光二极管显示。这样可以使得尾灯更清楚明显更加人性化。本次设计是关于汽车尾灯控制电路的设计，根据汽车尾灯显示状态与汽车运行状态的关系，分析并设计电路。整个电路由控制电路，三进制计数器，译码与显示驱动电路，尾灯状态显示4部分组成。分析了使能控制信号与模式控制变量、时钟脉冲的关系，运用J—K触发器、3—8译码器等实现了根据汽车的运行状态，指示灯显示4种不同的模式。本文详细的介绍了电路的设计思路及其实现过程，包括了整个设计流程。 通过上述电路组成使得汽车正常行驶时尾灯全灭，左转弯时左边三个指示灯顺序点亮，右转弯时右边三个指示灯顺序点亮，紧急刹车时左右两边指示灯同时闪烁，从而完成整个汽车尾灯控制电路的设计。 经过一系列的分析、仿真模拟等准备工作，本次课题设计基本都实现了全部的设计要求。 关键字：汽车尾灯、循环闪烁、译码、脉冲源 目录 前言 (4)
第一章设计内容及要求 (5) 第二章系统设计方案选择 2.1 方案一 (6) 2.2 方案二 (7) 第三章系统组成及工作原理 3.1 系统组成 (8) 3.2 工作原理 (9) 第四章单元电路设计、参数计算、器件选择 4.1 CP脉冲电路的设计......................................`10 4.2 三进制计数器电路设计. (11) 4.3 开关控制电路设计 (12) 4.4译码及显示驱动电路 (13) 第五章实验调试及测试结果与分析 (15) 第六章实验总结及收获 (16) 参考文献 (17) 附录一 (18) 附录二 (21) 附录三 (22) 前言 汽车技术的发展趋势是电子化、智能化、信息化和集成化当前国际汽车