基于单片机控制的自动翻转后视镜的设计

汽车驾驶员在进行倒车入库、靠边停车等操作时, 因后视镜角度没有调整到位, 往往会出现右侧汽车轮胎侧面被路边台阶刮蹭的问题, 即便是熟练的驾驶员也难以避免。目前市面上有产品能解决这个问题:当汽车靠边停车时, 自动调整后视镜角度, 以便驾驶员观察台阶情况;而正常挂档前进时, 使后视镜自动回复到正常的位置。其主要原理是利用定时器来实现对后视镜旋转角度的控制, 即记录电机旋转时间, 到达设定时间后令电机停止旋转, 后视镜复位时再反向旋转同样的时间。这种方法无反馈环节, 受外界影响大, 有较大的旋转误差。因此本文作者设计并制作了一种自动翻转后视镜来解决这个问题:选用LTM-10mm直线位移传感器, 直接将后视镜的旋转角位移转换成电压, 由低功耗单片机STC12C2052AD (内部自带8位AD) 接收信号, 经过反馈计算后, 经L298N驱动电机令后视镜旋转, 这样设计使系统的精度和可靠性都有了很大的提高。

1 硬件设计

后视镜调节装置硬件原理设计框图如图1所示。控制器以STC12C2052AD为核心, 采用直线位移传感器KTM-10mm测量后视镜的角度, 芯片L298N作为输出驱动。此外, 还有LM7805组成的降压电路、防抖动电路及分压电路等。系统结构紧凑, 性能稳定, 精度较高。

1.1 输入通道

KTM-10mm是国产的一种精密直线位移传感器。它的输出电压与直线位移成正比。该传感器的特点:无需作任何调试或标注;无外围元件或仅需要极少外围元件;灵敏度200mv/mm;在25℃时精度为0.5mm;测温范围0～10mm工作电压为3.3V～8V;工作电流小于4mA～20mA;独立线性率 (LIN.) 为0.05%;最大工作速度10m/s;输出阻抗低;KTM微型拉杆结构配合选用拉球万向头。

实际电路中, 工作电压 (3.8V～8V) , 测量范围为0～10mm, 对应输出与位移相关的模拟电压范围为1.31V～1.91V。

1.2 输出通道

恒压恒流桥式2A驱动芯片L298N常用来控制驱动电机, L298是SGS公司的产品比较常见的是15脚Multiwatt封装的L298N, 内部同样包含4通道逻辑驱动电路, 可以方便的驱动两个直流电机, 或一个两相步进电机, 输出电压最高可达50V, 可以直接通过电源来调节输出电压;可以直接用单片机的IO口提供信号;而且电路简单, 使用比较方便。如图3所示, 本设计的电路中采用L298N控制一个直流电机。

2 软件设计

控制器软件包括主程序、延时程序、AD转换程序、初始化程序、后视镜翻转程序等。限于篇幅, 仅介绍主程序。

主程序完成的功能:判断车辆行驶方向, 并对应得调整后视镜的角度, 到达设置的角度后停止后视镜转动, 并保持位置。主程序流程如图4所示。

部分程序:

3 结语

该自动翻转后视镜电路采用KTM-10mm对后视镜的位移进行测量与转换, 并通过STC12C2052AD单片机对位移进行采样, 通过直线位移传感器控制后视镜的转动角度, 使角度测控更为方便、精确。

摘要：本文介绍了一种数字式自动控制汽车后视镜翻转的设计, 采用低功耗单片机STC12C2052AD进行控制, 选用恒压恒流桥式2A驱动芯片L298N对后视镜总成内的直流电动机进行驱动, 通过直线拉杆位移传感器对后视镜角度进行调节, 提高了后视镜的调节精度。

关键词：单片机,STC12C2052AD,直线位移传感器,后视镜

参考文献

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