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    单片机对左中右三个霍尔开关进行检测两相步
    浏览:65 发布日期:2021-11-10 08:40:58

      的驾驶员会遇到这样的问题,当夜晚行驶在盘山公路或乡村的小街巷时,总觉得前大灯照着的方向与你行驶的道路不一致。行车速度和行车安全存在很大问题。照明随动系统是以单片机AT892051芯片为控制核心,控制作用。辅助照明光源采用高亮度LED灯,这种光源节能、抗震性能好、重量轻,符合“辅助”的特点,可以随时安装或取下。安装时只需用光源底部的磁铁吸附在驾驶室顶部或汽车的任何部位。用霍尔开关检测汽车的转向、转角的大小以及转弯的速率,将检测信号和倒车信号一起送至单片机的输入接口,经单片机分析、计算、判断后,由单片机的输出接口输出控制信号,控制

      系统的硬件框图如图1,硬件系统由单片机AT89C2051芯片、4806-A步进电机、步进电机驱动电路、HAM8X20PNP霍尔开关、7805三端稳压器、晶体谐振器等组成。

      综合分析了汽车辅助照明随动系统的控制要求,选用AT89C2051芯片电路简单、经济实惠,完全可以满足要求。AT89C2051是一种带2K字节闪速可编程可擦除只读存储器(PEROM)的低电压、高性能CMOS 8位徽控制器。该器件采用ATMEL高密度、非易失存储器制造技术制造,与工业标准的MCS-51TM指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪速存储器组合在一个芯片中,ATMEL的AT89C2051是一种高效微控制器。另外它为20个引脚、15条可编程I/O线芯片的(P3.0、P3.1、P3.2、P3.3)设为输入口,用它对系统的左转信号、定位信号、右转信号及倒车信号进行采集,送至CPU进行分析、比较、判断,并将判断结果送至输出口。将P1.2、P1.3、P1.4、P1.5设为输出口,P1. 2~P1.5经驱动器,对步进电机进行控制,进而实现随动控制。

      霍尔开关是该系统采样的主要元件,汽车的转向信号就由它来采集。用霍尔开关作为检测元件的好处是对汽车原电路不作任何改动。霍尔开关选用HAM8X20PNP常开型,它具有体积小、易安装、电压范围宽等特点,适合于汽车12V电源使用。HAM8X20PNP型霍尔开关的输出电平很容易与单片机直接连接。

      驱动电路采用分立元件电路,由三极管及周边电路组成,单片机经P1.2、P1.3、P1.4、P1.5输出,再经三极管功放电路驱动步进电机,P1.2、P1.3、P1.4、P1.5设为低电平有效,三极管选用9012PNP型,这样设计电路简单,散热性能好。

      步进电机是随动系统的执行元件,选用4806-A型。该电机为4相(分别为A、B、C、D相)、绕组34,脉冲幅度12V。

      恒流三极管是第二代半导体恒流器件,它特点是输出的恒流可以利用调整端加外部元器件进行调整,适合LED灯的设计。LED选用0.5W高亮度白光二极管。

      电源采用汽车电瓶+12 V电源,直接供给霍尔开关和步进电机驱动电路。另外+12V电源经三端稳压器7805稳压,变成+5V供单片机控制电路使用。

      时钟电路由6 MHz晶体振荡器和周边电路组成,为系统产生6MHz时钟信号。

      复位电路由单片机1脚周边的阻容电路组成,为单片机控制电路上电时在RST端产生一正脉冲,启动单片机工作。

      软件流程图如图3所示。根据系统功能要求,当开关S闭合时,系统启动,单片机对左、中、右三个霍尔开关进行检测,辅助照明光源开启,灯光亮。当方向左转时,单片机控制步进电机左转。当方向右转时,单片机控制步进电机右转。当方向转正时,单片机控制步进电机转到中间位置。

      但实际上方向左转时可能有三种情况:一是左转半圈,测到一个左转信号;二是左转一圈,测到一个左转信号、一个右转信号和一个中间信号;三是左转一圈半,测到一个左转信号、一个右转信号、一个中间信号和一个左转信号。这三种情况的任何一种都是使步进电机左转30度。同理右转时也存在三种情况:一是右转半圈,测到一个右转信号;二是右转一圈,测到一个右转信号、一个左转信号和一个中间信号;三是转一圈半,测到一个右转信号、一个左转信号、一个中间信号和一个右转信号。这三种情况的任何一种都是使步进电机右转30度。所以我们控制步进电机的左、右转并不能直接根据检测到的左、右状态信号来控制步进电机的左、右转,而要根据以上6种情况进行分析判断,完成对步进电机的左、右转动控制来解决夜间行车时左、右转动方向灯光照明问题。

      以上是对汽车辅助照明随动系统硬件部分、接口分配以及软件流程的设计。以后还需从空气动力学的角度对LED灯具的外形进行设计,从防水密封的角度对辅助照明系统的转动部分进行设计,对控制程序进行调整和优化,力争做到简单、适用、可靠、经济。
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