电子工艺实习课程报告_电子工艺实习报告

实习报告时间：2020-02-28 15:31:00 收藏本文下载本文

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电子工艺与综合设计

课题名称系部专业班级学号姓名指导教师

课程报告

12V汽车车窗直流电机控制器的设计

电气与信息工程学院电子信息科学与技术0 1 5年 12 月 15 日

摘要....................................................................................................................................................................................1

一、汽车车窗电机工作原理分析.......................................................................................................................................2 1.1、汽车车窗电机参数..................................................................................................................................................2 1.2、汽车车窗电机工作原理..........................................................................................................................................3

二、汽车车窗电机控制器方案...........................................................................................................................................4 2.1、汽车车窗电机参数分析........................................................................................................错误！未定义书签。2.2、汽车车窗电机控制方法分析..................................................................................................................................4 2.3、汽车车窗电机硬件方案..........................................................................................................................................4

三、汽车车窗电机控制器硬件设计...................................................................................................................................5

四、汽车车窗电机控制器软件设计...................................................................................................................................6 参考文献..............................................................................................................................................................................7

摘要

随着车辆的自动化程度的快速提升，百姓对汽车的性能方面的要求也有了很快的提升。车窗生为汽车的基本构造之一，很多买车的都会把车窗的配置功能的选择看作买车的要求部分。车窗会使车主舒适的行驶，安全感觉更好，因此汽车厂商都十分的重视车窗的作用功能。

现在的汽车大都有自动车窗 ,又由于在车辆中的电子产品大量的使用,就应运而生智能化的全自动控制车窗。这样的配备不但可以方便车乘人员 ,使他们不会再车上太劳累 ,同样提高了车子的安全。全自动车窗主要由车窗升降器、电动机、继电器、遥控器这些配置构成。

本设计的主要任务是以单片机为核心，数字驱动电路和直流电机驱动电路为基础，实现车窗能够根据开关的状态而自由上下移动，同时也附加上防夹功能；各个电路的功能和接口电路的实现方式软件设计。电路主要是由单片机控制，12V电压电源经过转换电路得到电压给单片机供电和驱动电路的控制正反转的电路供电，单片机通过AD转换电路控制驱动电路的电流使得直流电动机正反转，电路通过电流的采样得到电路中是否有过电流的现象。电路的电动机是用12V的直流电动机。

关键词：单片机，AD转换，直流电机，智能化

一、汽车车窗电机工作原理分析

1.1、汽车车窗电机参数

直流电动机的介绍

直流电动机就是将直流电能转换成机械能的电机。直流电机的励磁方式是指对励磁绕组如何供电、产生励磁磁通势而建立主磁场的问题。

直流电机类型

(1)他励直流电动机

励磁绕组和电枢绕组的连接关系，和其他直流电源直流电动机的励磁绕组供电励直流电动机。永磁直流电动机，也可以看作他励直流电动机。

(2)并联直流电动机

并励直流电机的电枢绕组与励磁绕组相并联。作为并励电动机来说，电枢与励磁绕组共用一电源，从性能上讲与他励直流电动机一样；作为并励发电机来说，是电机本身发出来的端电压为励磁绕组供电。

(3)串激直流电动机

串激直流电动机的励磁绕组与电枢绕组串联，直流电源连接。直流电动机的励磁电流是电电流。(4)复合激发直流电动机

复励直流电机并联和串励两个励磁绕组。如果串励绕组的磁动势在同一方向分流绕组磁通产生称为产品复励。如果在两个相反的方向被称为磁通势差复励。不同的激发具有不同特的直流电动机。一般直流电动机的励磁方式是分流型，一系列激励型和复合励磁型，直流发电机励磁模式是兴奋型，分流和复合励磁类型。

直流电动机的特点

(1)高速性能。

所谓的“高速性能”是指在一定的负荷条件下的电机，可根据需要人为地改变电机的转速。直流电动机重负荷条件下，以达到均匀，光滑，无段变速调节和很宽的速度范围。

(2)起动转矩。统一和经济实现速度调节。因此，在重负载下启动或调整机器的速度，如大型可逆轧机，卷扬机，电力机车，电车，直流电动机。

1.2、汽车车窗电机工作原理

本设计完成的功能是带有夹防功能的车窗控制器，硬件总体可分为按键部分，电压转换部分，单片机系统，控制电机部分，电流采样，总体的框架如下图所示：

本电路主要是由单片机控制，12V电压电源经过转换电路得到电压给单片机供电和驱动电路的控制正反转的电路供电，单片机通过DA转换电路控制驱动电路的电流使得直流电动机正反转，电路通过电流的采样得到电路中是否有过电流的现象。电路的电动机是用12V的直流电动机。

二、汽车车窗电机控制器方案汽车车窗电机控制方法分析如上图所示，本次课程使用以单片机为核心的系统，数字驱动电路和直流电机驱动电路为基础，通过按键操作，来实现车窗能够根据开关的状态而自由上下移动，上图为本设计的主控电路图，如图中所示由芯片P13，P14引脚输出信号分别控制电动机的正反转，当俩个引脚都无信号输出时，电机静止。当P13输出高电平时，线路接通，通过光耦合器使得VCC接入通电，其中R15为限流电阻，R17为下拉电阻，减少了外部电流的干扰，防止产生错误动作。整体上讲这是根据PWM的H型电路改动的，电路的中间部分是控制电动机正反的主电路，电流从中上方的12V进入的，流过电阻R13和R14进入主电路通过D1或D2是流入电动机使电路导通，Q7此时是作为放大器使用。电流通过Q7后通入Q5走向D1使得12的电流能流入电动机带动电动机正转。反之当P14高电平时电动机反转。

三、汽车车窗电机控制器硬件设计 3.1按键部分

图为按键部分电路图，按键部分分为开关控制S1，控制电源；控制直流电动机的正转按键S2；和反转控制按键S3。本设置是通过单片机来控制电源的输送。当按键没有按下时，该电路输出为高电平。按下被按下后，该电路接通低电平使得电动机动作。

3.2电压转换电路

图为电压转换电路图，图中J1为电路的接口，将12V的电压接入该电路进行电压转换，电容C3,C4,C5,C6为旁路电容，作用是印制电路中可能出现的自激震荡，滤除杂波，有极性的电解电容滤波除低频杂波，无极性的电路则是滤除高频杂波的，这就填充了电解电容的不足，在7805的前面之所以并联两个大小不同的电容，从而能得到更平滑的波形。至于电容的大小选择则是由电容所能承受的电压大小，电路输出电流的大小来决定的，大小基本上没有太大的影响。

四、汽车车窗电机控制器软件设计 4.1系统的流程图

4.2单片机系统如图所示S为模拟的障碍物，当有障碍物放上车窗时，S接通从RST引脚给系统信号，系统动作使得电动机挺转，图中Y1部分为晶振，起到了提供时钟信号的作用。其中的电容是保护信号的稳点，不会产生干扰，VCC是由电路转换电路给的。是单片机的电源部分。

本设计采用的是80C51单片机，单片机的 40 个引脚大致可分为 4 类：电源、时钟、控制和 I/O 引脚。

电源:

(1)VCC接地端；

时钟: XTAL1、XTAL2-晶体振荡电路反相输入端和输出端。

控制线:控制线共有 4 根，(1)ALE/PROG:地址锁存允许/片内 EPROM 编程脉冲

②

ALE 功能：用来锁存 P0 口送出的低 8 位地址

② 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。

(2)PSEN:外 ROM 读选通信号。

(3)RST/VPD:复位/备用电源。