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基于STC89S51的汽车智能感应雨刷自动控制系统设计与实现本设计实现了STC89C51单片机为控制核心的汽车智能感应自动雨刷器控制系统。
主要从硬件结构原理及软件编程方面进行设计。
系统设计了主程序的逻辑结构之外分别设计步进电机驱动模块、LCD显示模块、水量传感器模块。
软件部分使用C语言，系统根据检测到的水量值大小，实现雨刷器的自动启停和速度控制。
本设计基本达到了预期效果，具有较强的应用意义。
标签：STC89S51;自动控制;自动雨刷随着经济高速发展，人们对汽车辅助设备的舒适性和安全性要求变得更高，据调查数据显示，自动雨刷中高端车型所配备的安全设备之一，中低端的车型极少见有所配备。
智能感应自动雨刷可根据前挡风玻璃的落水量来控制雨刮系统的自动操作，减少司机手动使用手调节雨刷器，让驾驶变得更专注安全。
智能感应自动雨刷控制系统有效的提高了在雨天驾驶的安全性与可靠性;也避免了因为积水快速溅在挡风玻璃时驾驶员来不及打开雨刷器而引起的恐慌甚至交通事故。
[1]一、系统设计的硬件部分汽车智能感应雨刷自动控制系统总体设计框图如图1所示，整体设计由5个部分构成，分别是：单片机最小控制系统模块、ULN2003驱动步进控制电机模块、手工按键控制模块、LCD显示模块、水量传感模块。
单片机最小控制系统是智能感应雨刷控制系统的核心，本设计中的显示部件由LCD显示模块主要使用LCD1602，用于显示水量;手工按键控制模块主要是控制启动雨刷的水量;水量传感器采用专用的湿度传感器，将感应的水量转变成数字信号传送给单片机实现系统调用;步进控制电机模块控制命令来源于单片机，实现传感器感应水量大小触发后的系统操作。
[2]1.单片机最小控制系统模块单片机最小控制系统模块，此系统采用了STC89C51为主控制芯片。
STC89C51芯片具有可扩编性高的特点，使用MCS-51内核和8 位CPU 和在系统可编程Flash，工作电压范围较广，可正常工作于3V-6V，工作频率达到48MHz，具有8K的应用程序空间。
图1 四相六线制步进原理图（3）电动机驱动芯片的选择根据设计要求，本设计的核心部分就是对步进电动机进行控制。
最常用的是脉宽调制式斩波驱动方式，大多数专用的步进电机驱动芯片都采用这种驱动方式调速控制。
TA8435H 和L298都是比较常用，性能比较稳定可靠的集成有桥式电路的电机专用芯片。
TA8435是东芝公司生产的单片正弦细分二相步进电机驱动专用芯片,TA8435主要由1个解码器，2个桥式驱动电路、2个输出电流控制电路、2个最大电流限制电路、1个斩波器等功能模块组成。
工作电压范围宽（10－40V ）L298是ST 公司生产的内部集成有两个桥式电路的电机驱动专用芯片，它驱动的电压可达到46V ，单个桥直流电流可达到2A 。
具有两个使能控制端口，分别控制两个电机的启动和制动。
它可以外接电阻，把变化量反馈给控制电路。
其外，L298的两个桥式电路还可以并联起来驱动一个直流电动机，直流电流可达到4A 。
其实对于本设计来说，上述两块芯片都可用。
不过在市场上，TA8435H 使用比较广，而且控制起来也很方便，所以本设计选用TA8435H 作为电机的驱动芯片。
（4）雨量传感器选择目前市场上的雨水传感器大都是依据以下三种工作原理制成的：利用压电振子的传感器、利用静电电容的传感器、利用光强变化的传感器。
第一种和第二种是要把雨水传感器安装在汽车的外面，雨滴直接滴在传感器上，第三种把雨水传感器安装在风挡玻璃驾驶室一侧，通过雨滴滴落在玻璃上引起反射光强的变化感应传感器。
相比较各类雨水传感器的性能和价格，设计中采用的是第三种方案的雨量传感器，其是基于光强变化的原理，提出了一种新的红外线雨水传感器。
传感器由红外光发射电路和红外光接收电路组成，实验证明，这种雨水传感器反应灵敏，实时性好，性能稳定。
原理方框图该系统主要由控制单元、、检测部分、驱动部分和接口单元电路等组成，其结构框图如图2所示。
图2汽车自动雨刷控制系统结构框图电源电路 传感器 时钟电路 复位电路 单片机 步进电机驱动芯片步进电机郑重声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。
基于单片机的智能雨刮器设计摘要：本篇论文介绍了一种基于单片机的智能雨刮器设计方案，该方案结合了传感器技术和单片机控制技术，能够自动感应雨水，控制雨刮器对车窗进行清洗和擦拭，有效提高了行车安全性和驾驶体验。
本文详细阐述了智能雨刮器的工作原理、硬件系统、软件设计及测试结果，并分析了智能雨刮器设计的优缺点和未来发展方向。
关键词：单片机，智能雨刮器，传感器，控制技术，驾驶安全性。
Abstract:This paper introduces a design of intelligent wiperbased on singlechip microcomputer, which combines sensor technology and singlechip microcomputer control technology.It can automatically sense rainwater, control wipers to clean and wipe the windows, and effectively improve driving safety and driving experience. This paper elaborates on the working principle, hardware system, software design and test resultsof intelligent wiper, and analyzes the advantages, disadvantages and future development directions ofintelligent wiper design.Keywords: singlechip microcomputer, intelligent wiper, sensor, control technology, driving safety.1.引言在汽车行驶的过程中，高速行驶车辆的前行视野往往会被大雨模糊，给驾驶员带来很大的安全隐患。
汽车雨刮电机控制系统设计与仿真实验报告姓名：学号：班级：指导教师：实习时间：一、实验目的1、掌握汽车雨刮电机总成的结构和工作原理。
2、掌握protus软件和keilμVsion软件的使用方法。
3、学习使用protus软件进行电路原理图设计并进行仿真。
二、实验设备安装有protus软件和keilμVsion软件的PC机一台。
三、实验原理及内容1、汽车雨刮的结构和工作原理雨刮器是重要的安全件，它必须能有效地清除雨水、雪和污垢；能在高温（摄氏零上80度）和低温下（摄氏零下30度）工作；能抗酸、碱、盐等有害物质腐蚀；使用寿命达到15万次刮刷循环（乘用车）。
汽车雨刮的主要组成部分为雨刮电机总成，四连杆机构，雨刷总成。
当司机按下雨刮器的开关时，电动机启动，电动机的转速经过蜗轮蜗杆的减速增扭作用驱动摆臂，摆臂带动四连杆机构，四连杆机构带动安装在前围板上的转轴左右摆动，最后由转轴带动雨刮片刮扫挡风玻璃。
一般情况下在汽车组合开关手柄上有雨刮器控制旋扭，设有低速、高速、间歇3个档位。
手柄顶端是洗涤器按键开关，按下开关有洗涤水喷出，配合雨刮器洗涤档风玻璃。
雨刮器的动力源来自电动机，它是整个雨刮器系统的核心。
雨刮器电动机的质量要求是相当高的。
它采用直流永磁电动机，安装在前档风玻璃上的雨刮器电动机一般与蜗轮蜗杆机械部分做成一体。
蜗轮蜗杆机构的作用是减速增扭，其输出轴带动四连杆机构，通过四连杆机构把连续的旋转运动改变为左右摆动的运动。
司机关闭雨刮器时，雨刮臂往往不停在适当的位置，阻碍司机的视线。
为解决这一问题，雨刮器设有一个回位开关，它控制雨刮器电机，当雨刮臂停在档风玻璃下的适当位置时，电机才会停止运转。
现今的雨刮器已经普遍采用快档、慢档和间歇控制档。
其中间歇控制档一般是利用电机的回位开关触点与电阻电容的充放电功能使雨刮器按照一定周期刮扫，即每动作一次停止2－12秒时间，对司机的干扰更少。
有些雨刮臂还附带胶水管，水管接至洗涤器上，按一下开关会有水注喷向前档风玻璃。
收稿日期：2018-03-12基金项目：专业综合改革试点项目（2016zy012）.作者简介：郝志廷，安徽界首人，安徽电子信息职业技术学院讲师（安徽蚌埠233040）.科技开发与应用2018年第3期第39卷总第279期（自然科学）学报基于单片机的汽车智能雨刮器控制系统研究郝志廷摘要：根据汽车雨刮器的工作原理，采用STC89C52作为微处理器、以红外雨滴传感器为主要设备，给出了汽车智能雨刮器控制系统主要电路的硬件和软件设计，实现了一种通过对雨量大小的感应，自动启动汽车雨刮器控制系统的设计.关键词：雨刮器；智能；红外雨滴传感器中图分类号：TP23文献标识码：A文章编号：1008-7974（2018）03-0001-04DOI ：10.13877/22-1284.2018.06.001当前我国经济水平飞速发展，家用汽车市场保有量大幅提高，汽车已经成为人们生活中的重要交通工具，随之而来的交通安全问题也在不断地增加.据统计，驾驶员手动操作雨刮器发生的交通事故占全世界雨天行车交通事故的7%，因此通过传感器设计安装一种雨滴智能雨刮器极为必要.雨滴传感器通过对雨量大小的感应，自动启动雨刮器，避免驾驶员手动操作，极大地提高了雨天行车的安全性［1-3］.1系统总体设计方案本系统通过模块化的设计，微控制器选用STC89C52单片机，根据雨量大小，通过红外雨滴传感器将信号传送给单片机，单片机通过对接收信号分析判断雨量大小，然后输出控制信号驱动直流电机的转速和方向，从而实现对雨刮器的智能控制.相比以机械结构为主的传统雨刷系统，本系统稳定可靠、操作简单、安全性高.本设计主要由单片机控制电路模块、红外雨量检测及感应系统、电机驱动电路模块等组成.其系统结构如图1所示.图1智能雨刮器控制系统框图2硬件电路设计2.1雨滴传感器电路设计文中所使用的雨滴传感器是一种基于红外线的光量变化原理的红外雨滴传感器.该传感器2018年第3期（自然科学）学报具有红外线发射设备，其发出的红外线在汽车前挡风玻璃的外侧表面通过全反射的角度反射，它的角度应当介于42度（即玻璃和水）和63度（即玻璃和空气）之间.反射光线取决于挡风玻璃上的雨量大小，雨量愈大反射光愈多，反之亦然.汽车前挡风玻璃能够接收来自发射元件发出的反射光的区域叫作雨滴传感器的“敏感区域”，只有这个位置有雨滴滴落时，才能被红外雨滴传感器检测到.为了能够使该智能控制系统的灵敏度、稳定性、可靠性得到保证，必须在敏感区域和汽车的前挡风玻璃区域之间的比例设置一个较为合适的值.图2为红外雨滴传感器的原理示意图.图2雨滴传感器的原理图雨滴传感器主要由发射模块和接收模块组成.由555定时器构成的多谐振荡器对红外发射管进行驱动，再由接收管接收，这样就构成一个光电传感器.用带通滤波器把光电传感器的信号频率控制在38kHz 上下，然后通过分频器对其进行128分频，从而使脉冲信号的数量级达到毫秒级［4］.如此构成的硬件图如图3所示.图3雨滴传感器部分硬件图发射模块的主要功能是为接收模块提供足够的光辐射通量，本设计中光源定为红外线，所以发射模块由8个红外发射器、一个555定时器和电阻电容元件组成.8个红外发射管采用4个为一组，两组并联的方式，由555定时器驱动［2］.发射器的核心是振荡器，多谐振荡器是一种自激振荡电路，该电路在接通电源后无需外接触发信号就能产生一定频率和幅值的矩形脉冲或方波.可由集成电路反相器、与非门、无稳态电路、555定时器等组成.其中555定时器组成的振荡发射系统容易起振，本身的输出功率较大，常用其组成发射系统.2.2电机控制的硬件设计电机控制电路的核心是单片机，主要是利用单片机的P0口的前四个引脚，即P0.0~P0.4，利用该四个引脚一方面通过四总线缓冲门74LS125对四个光电隔离器进行控制，另一方面通过反向驱动器74LS04对四个大功率场效应开关管IRF640进行控制.电机部分硬件图如图4所示.图4电机部分硬件图2.3控制系统显示电路设计在本控制系统中，显示模块选用的是LCD1602.该显示模块能够较为方便地显示大小写英文字母、常用的符号、数字等.图5为显示电路.图中LCD1602芯片的引脚1和2是接电源引脚，分别接电源的地端和电源正极.引脚3可用来调节液晶显示的对比度，经10k Ω的电位器与接地端连接，通过改变电位器郝志廷基于单片机的汽车智能雨刮器控制系统研究的大小来改变液晶的对比度.引脚4为寄存器控制引脚，与单片机的P27引脚连接.引脚5为读写控制引脚，与单片机的P26引脚连接.引脚6是使能控制端，与单片机的P25引脚连接.引脚7至14是八位数据/地址总线，与单片机的P0口的8个引脚连接.图5显示电路3软件设计3.1主程序流程图设计考虑到一些非线性因素会对雨刮同步造成一定的影响，我们需要用人的经验知识来调整PWM 信号的占空比，使两个雨刮同步摆动.因此，为了使本控制系统有较好的控制效果，在智能雨刮控制中将模糊控制技术应用到其中［4-6］.主程序流程图如图6所示.图6智能雨刮器主程序流程图 3.2雨滴传感器的流程图设计由于在该系统中，中心频率是38kHz 的脉冲信号被128分频后的频率大约为300Hz ，即周期约为3ms.那么当定时时间选定为60ms ，则在此期间最多可接受20个脉冲信号，然后再根据脉冲个数进行雨量大小的分配，根据这一原理可得到雨滴传感器的程序设计流程图，如图7所示.图7定时器的流程图3.3电机控制系统软件设计当励磁为一定值时，直流电机的转速的变化和电枢电压的变化成正比，即电压增加转速提图8雨刮器电机部分流程图2018年第3期（自然科学）学报高、电压减小速度减小.所以可以通过改变电枢电压的方式来控制直流电机的转速.在该系统中就是采用这种方式来控制电机速度的，电枢电压主要是通过改变单片机输出PWM 脉宽信号的占空比的大小来进行调节的［7］.直流电机控制的程序设计流程图如图8所示.4结语本文以单片机为控制器，通过红外雨滴传感器、电机控制电路、显示电路的软硬件设计，通过对雨量大小的感应实现了对汽车雨刮器的智能控制，避免驾驶员在雨天手动操作雨刮器，雨天行车的安全性得到了显著提高.参考文献：［1］任德强，邬齐荣，龚敏.汽车智能雨刮器专用控制芯片［J ］.电子与封装，2011，11（11）：43-46，48.［2］黄启科，麻友良，陈小兵，等.智能雨刮控制系统设计［J ］.公路与汽运，2014（1）：18-22.［3］赵海军，王洋.一种基于多维标度的分布式传感器定位算法［J ］.吉林师范大学学报，2016（3）.［4］陈玉萍.基于单片机的汽车智能雨刮器设计与研究［J ］.数字技术与应用，2013（2）：59-60，62.［5］王明文，吴炳进.基于CAN 总线的智能雨刮控制系统研究［J ］.西华大学学报（自然科学版），2012，31（2）：63-69.［6］宋凯，杨合利.汽车智能雨刮器的设计［J ］.河北农机，2016（10）：30-31.［7］孙美东，胡仁杰，马智勇.车载雨刮智能控制系统［J ］.电工电气，2009（12）：31-33+56.（责任编辑：王前）Research on Intelligent Control System of Automobile WiperBased on Single Chip MicrocomputerHAO Zhi-ting（Anhui Vocational College of Electronics and Information Technology ，Bengbu ，Anhui 233040，China ）Abstract ：According to the working principle of automobile wiper ，this paper uses STC89C52as the micro ⁃processor ，infrared rain sensor as the main equipment ，gives the hardware and software design of intelligent automobile rain scraper control system main circuit ，implements an induction by the amount of rainfall ，the control system design of automatic start the car wiper.Key Words ：Wiper ；Intelligence ；Infrared raindrop sensor。
基于单片机的汽车雨刮器控制系统设计摘要本文设计的雨刮器是以单片机AT89C201 为核心部件，实现雨刮器的自动控制功能。
软件设计部分包括智能雨刮器程序设计思想和雨刮器功能分析。
设计并实现了步进电机、按键、LCD1602显示和雨量传感器电路的结构和功能，主要编写了主程序的逻辑结构。
软件部分采用C语言，通过对雨量值和设定值的分析，完成雨刮器的自动启停和速度控制。
关键词：雨刮器自动控制单片机AT89C2011 绪论1.1 选题背景自动雨刮器系统的使用可以减少驾驶员在行驶之间的分心，保证玻璃落雨刮的量得到保持，从而提高车辆的安全性。
雨刮器控制系统运行时，可根据雨量情况控制各控制点的速度，具有快速稳定等特点[1]。
本文在系统软件设计中，根据不同的控制方式，实现了雨刮器动作的半自动控制、自动控制、定时控制和智能控制的转换。
1.2 研究现状根据对多个市场领域的汽车属性研究的分析，数据显示，消费者的消费偏好包括预缩安全带，前排座椅安全气囊，驾驶员座椅安全气囊等。
可以看出，对安全设备的需求已经超过对舒适设备的需求。
其中，对自动刮水器的需求排名第六。
2 自动雨刷器硬件电路设计2.1 单片机最小系统复位控制电路和电机时钟自动控制电路是电机最低工作系统，两种通常需要使用的控制功能。
复位降压电路由电机按键、保护驱动电阻、上压下拉驱动电阻和降压电容等主要部件共同组成,可以轻松方便实现电机按键手动降压复位及按键上拉放电自动降压复位,并与数控单片微电机9针自动复位端端口相连。
52MCU高电平启动复位,当一个MCU加5V直流电源(用于上下充电)电容开始启动时,电容器的充电量大约为相等于一个电容短路,RSTET上的短路电压为5V，采用MCU高电平启动复位，则MCU复位。
2.2 步进电机驱动电路步进驱动电机主要是用一个ULN2003芯片元件来进行驱动,其中的驱动控制电路主要是用一个ULN2003主驱动芯片、漏极驱动电阻和220U的电容器芯片来连接构成。
基于STC89C52RC单片机的便携式雨量检测器设计随着气候的变化，对于雨量的准确检测变得越来越重要。
本文将介绍一种基于STC89C52RC单片机的便携式雨量检测器设计。
通过该设计，我们可以实时地监测降雨量，并将数据传输给计算机进行进一步分析，以满足实际需求。
一、设计原理本设计的基本原理是利用雨量传感器实时检测降雨量，并通过STC89C52RC单片机进行信号采集和处理。
具体步骤如下：1. 雨量传感器接收到降雨信号后，会产生相应的电信号。
2. STC89C52RC单片机通过模拟输入口接收到雨量传感器发送的电信号。
3. 单片机对输入信号进行采样和数值转换，得到实际的雨量值。
4. 单片机将采集到的雨量数据通过串口或者无线模块传输给计算机进行显示和保存。
二、硬件设计1. STC89C52RC单片机：采用这款单片机主要是因为其具有良好的性能和丰富的接口资源，方便对外部传感器进行连接和数据的处理。
2. 雨量传感器：选用可靠性高的雨量传感器，在雨滴落到传感器上时能够及时产生电信号。
3. 电源模块：使用锂电池供电，确保便携性和稳定性。
4. 串口或者无线模块：用于将采集到的数据传输给计算机。
三、软件设计1. 系统初始化：单片机开机后，进行硬件初始化，如配置引脚模式、串口通信等。
2. 串口通信：单片机通过串口与计算机进行通信，将采集到的雨量数据传输给计算机。
3. AD转换：单片机通过模拟输入口对传感器信号进行采样和模数转换，得到实际的雨量值。
4. 雨量数据处理：根据传感器输出的模拟电压值，计算出实际的降雨量，并进行相应的单位转换。
5. 数据显示和保存：将计算得到的雨量数据通过串口传输给计算机，计算机端程序接收数据并进行显示和保存。
四、测试与实验为了验证设计的可行性和准确性，进行以下测试与实验：1. 雨量传感器测试：将雨量传感器放置在室外，模拟降雨情况，检测是否能准确地检测到降雨信号。
2. 单片机采样测试：将传感器输出的模拟电压接入单片机的模拟输入口，观察是否能正确采集到电压信号。
基于单片机的智能雨刷系统设计开题报告下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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基于单片机的智能刮雨系统设计作者：余子龙来源：《科学与技术》2018年第15期摘要：系统以stc89c52单片机为核心，使用红外反射式雨量传感器检测雨滴及雨速，并根据该传感器的检测结果控制雨刮电机的工作速度；系统还具有手动喷水清洗挡风玻璃的功能。
abstract：The system takes STC89C52 as the core，using infrared reflective rain sensor to detect raindrops and rain speed，controling the working speed of the wiper motor according to the test results of the sensor. The system also has the function of manual water spraying to clean the windshield.引言隨着中国经济的快速发展和人们生活水平的提高，汽车行业也在不断的改革。
本文设计一个基于单片机控制的智能刮雨系统。
目前汽车的刮雨系统很多是手动开启、手动调节的。
雨雪天气随着车速和环境的变化，驾驶者可能要不断地手动调节，影响驾驶者的驾驶习惯和安全；手动的刮雨系统存在着清除视野不及时的情况，可能会造成交通事故的发生；很多刮雨系统不能有效的清除汽车玻璃表面的雨水和污渍问题，会导致驾驶者因操作不规范而造成刮雨器的快速损坏。
1 系统设计方案本系统主要由主控核心板、雨量传感器、显示电路、雨刮电机模块、喷水电机模块等五部分构成。
系统框图如图1所示。
其中主控芯片采用STC89C52单片机，作为系统控制核心；雨量传感器用于感知是否下雨以及判断雨量的大小，雨刮电机模块根据雨量传感器的结果控制电机的工作状况；手动喷水用于清洗手动玻璃；喷水电机模块用于手动喷水配合雨刷电机清洗玻璃；2 系统硬件设计主控核心模块为STC89C52单片机的最小系统。
