《電子技術(shù)應(yīng)用》
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基于89C2051的汽車(chē)總體關(guān)閉系統(tǒng)

2009-03-04
作者:王立功,宋澤清,李沛鋒

??? 摘? 要: 利用89C2051設(shè)計(jì)了一種車(chē)輛總體關(guān)閉系統(tǒng),帶有電動(dòng)車(chē)窗、天窗的車(chē)輛安裝本系統(tǒng)后,在駕駛員停車(chē)落鎖時(shí),汽車(chē)玻璃門(mén)窗及天窗可自動(dòng)關(guān)閉,提高了汽車(chē)的防盜能力。?

??? 關(guān)鍵詞: 電動(dòng)車(chē)窗;天窗;89C2051;搖窗電機(jī)?

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??? 隨著我國(guó)汽車(chē)工業(yè)的大規(guī)模發(fā)展,汽車(chē)的控制系統(tǒng)也在不斷進(jìn)步,各種先進(jìn)的控制系統(tǒng)逐步應(yīng)用到汽車(chē)上,例如中控門(mén)鎖、電動(dòng)車(chē)窗、天窗等。這些控制系統(tǒng)的應(yīng)用使駕駛?cè)?/a>的操作變得非常簡(jiǎn)便,但與此同時(shí)新型自動(dòng)控制系統(tǒng)的嵌入也讓駕駛員逐步變得懶惰、不細(xì)心,甚至有時(shí)過(guò)多地依賴(lài)這些控制系統(tǒng),給車(chē)主帶來(lái)不必要的損失。例如有些駕駛?cè)嗽谙萝?chē)后使用中央控制門(mén)鎖方便地鎖車(chē)后離開(kāi),但部分車(chē)窗玻璃、天窗并未關(guān)閉或未完全關(guān)閉,造成車(chē)主丟失車(chē)內(nèi)物品甚至出現(xiàn)車(chē)輛被盜現(xiàn)象。伴隨著汽車(chē)內(nèi)高價(jià)物品和汽車(chē)音響以及導(dǎo)航等高檔消費(fèi)品的增加,提高汽車(chē)的防盜能力十分重要。?

??? 通過(guò)市場(chǎng)調(diào)查發(fā)現(xiàn),帶有汽車(chē)落鎖自動(dòng)關(guān)閉車(chē)窗、天窗(汽車(chē)總體關(guān)閉系統(tǒng))的車(chē)輛不到實(shí)際保有量的十分之一,并且這些車(chē)輛大部分是高檔車(chē)輛。鑒于以上原因,大量的中、低檔具有中央控制門(mén)鎖和電動(dòng)車(chē)窗、天窗功能的車(chē)輛的總體關(guān)閉系統(tǒng)的嵌入是非常有必要的。?

1 系統(tǒng)總體方案?

??? 系統(tǒng)總體方案框圖如圖1所示。駕駛?cè)税l(fā)出鎖車(chē)信號(hào)后(此信號(hào)可通過(guò)鑰匙鎖、駕駛?cè)藗?cè)車(chē)門(mén)或遙控鎖車(chē)時(shí)獲得),車(chē)輛總體關(guān)閉模塊首先向各車(chē)窗搖窗電機(jī)、天窗電動(dòng)機(jī)發(fā)出玻璃上升信號(hào)和關(guān)閉天窗信號(hào),未關(guān)閉的車(chē)窗、天窗會(huì)自動(dòng)關(guān)閉,車(chē)窗、天窗關(guān)閉到位后,汽車(chē)總體關(guān)閉模塊會(huì)向汽車(chē)中央控制門(mén)鎖電路發(fā)出鎖閉車(chē)門(mén)的信號(hào)。?

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2 電動(dòng)車(chē)窗、天窗工作過(guò)程分析?

??? 汽車(chē)總體關(guān)閉模塊的設(shè)計(jì)要結(jié)合汽車(chē)電動(dòng)車(chē)窗、天窗的工作特點(diǎn),分析電動(dòng)車(chē)窗、天窗的工作原理。圖2、圖3分別為兩種典型的電動(dòng)車(chē)窗電路,電動(dòng)天窗控制原理基本相同,由于篇幅限制不再附圖。從圖中可見(jiàn)搖窗電機(jī)和電動(dòng)天窗電機(jī)在不工作時(shí)電機(jī)兩側(cè)是同電位的,只不過(guò)大眾等系列汽車(chē)的搖窗電動(dòng)機(jī)和電動(dòng)天窗電動(dòng)機(jī)兩端接的是汽車(chē)電池正極,而本田、別克等車(chē)系接的是汽車(chē)電池的負(fù)極;大眾等系列的車(chē)輛在搖窗電機(jī)和電動(dòng)天窗電機(jī)工作時(shí)是控制搖窗電機(jī)和電動(dòng)天窗電機(jī)的一側(cè)接地,另一種類(lèi)型的則是控制搖窗電機(jī)和電動(dòng)天窗電機(jī)的一側(cè)接電源(電池正極)。?

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??? 通過(guò)以上分析可知,在駕駛?cè)随i車(chē)后,即向汽車(chē)總體關(guān)閉模塊發(fā)送鎖車(chē)信號(hào),模塊中89C2051檢測(cè)到本信號(hào)后即向外輸出信號(hào),此信號(hào)用來(lái)驅(qū)動(dòng)適當(dāng)型號(hào)的驅(qū)動(dòng)器或三極管,從而使相應(yīng)的繼電器動(dòng)作,繼電器常閉觸點(diǎn)斷開(kāi),避免短路;常開(kāi)觸點(diǎn)閉合,完成門(mén)窗玻璃上升、天窗關(guān)閉動(dòng)作;車(chē)窗玻璃上升到位、天窗完全關(guān)閉后,中央控制門(mén)鎖電路得到汽車(chē)鎖門(mén)信號(hào)。?

3 方案的實(shí)施?

??? 本方案的實(shí)施包括89C2051單片機(jī)工作電源的獲得、鎖車(chē)信號(hào)的取得及鎖門(mén)、繼電器常開(kāi)和常閉觸點(diǎn)的安裝位置、各繼電器型號(hào)的選取及驅(qū)動(dòng)本繼電器的相應(yīng)元件的選取等。?

3.1 單片機(jī)工作電源的獲得?

??? 汽車(chē)上較穩(wěn)定的電源僅有12V的蓄電池,而89C2051需5V電源,可通過(guò)一只7805實(shí)現(xiàn),獲得的本電源一方面作為89C2051的電源,另一方面又可以作為提供給89C2051的鎖車(chē)信號(hào)使用,即89C2051監(jiān)測(cè)的高、低電平,如圖4。

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3.2 鎖車(chē)信號(hào)的取得及鎖門(mén)?

????所有中、低檔轎車(chē)的中控門(mén)鎖信號(hào)都是由駕駛?cè)藗?cè)車(chē)門(mén)發(fā)出的,即不論是遙控鎖車(chē)還是通過(guò)鑰匙鎖車(chē)都是在駕駛員側(cè)車(chē)門(mén)鎖閉的同時(shí)讓一個(gè)單刀雙擲開(kāi)關(guān)動(dòng)作(使一對(duì)常閉觸點(diǎn)打開(kāi)另一對(duì)常開(kāi)觸點(diǎn)閉合),從而控制其他三個(gè)車(chē)門(mén)鎖閉(部分車(chē)輛還同時(shí)鎖閉后尾箱);在使用汽車(chē)總體關(guān)閉系統(tǒng)時(shí)可以用此開(kāi)關(guān)向89C2051發(fā)出鎖車(chē)信號(hào),控制其他三個(gè)車(chē)門(mén)的信號(hào)可由89C2051控制的其中一只繼電器完成。具體方案如下:駕駛?cè)藗?cè)車(chē)門(mén)上的單刀雙擲開(kāi)關(guān)的公共端為89C2051的P37送信號(hào)(圖5),另外兩端其中一端(開(kāi)鎖時(shí)與公共端相通的一端)接從7805來(lái)的5V電源(Vcc),另一端(鎖門(mén)時(shí)與公共端相通的一端)接公共地線(GND);89C2051通過(guò)輸入的低電平作為鎖車(chē)信號(hào);即當(dāng)檢測(cè)到高電平時(shí)開(kāi)鎖、檢測(cè)到低電平時(shí)關(guān)窗、鎖門(mén)。?

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????控制其他三個(gè)車(chē)門(mén)的工作由89C2051帶動(dòng)一只繼電器(J2)來(lái)完成(圖6)。具體接線方法是:原車(chē)接駕駛?cè)藗?cè)車(chē)門(mén)單刀雙擲開(kāi)關(guān)公共端的線依然接繼電器常開(kāi)常閉觸點(diǎn)的公共端(1),開(kāi)鎖時(shí)與公共端相通的線接繼電器的常閉觸點(diǎn)一側(cè)(2),另一條線接繼電器的常開(kāi)觸點(diǎn)一側(cè)(3)。?

3.3 車(chē)窗玻璃上升、天窗關(guān)閉的實(shí)現(xiàn)?

??? 車(chē)窗玻璃上升功能的實(shí)現(xiàn)分兩種情況討論。大眾等系列搖窗電動(dòng)機(jī)和天窗電動(dòng)機(jī)兩側(cè)接電源的車(chē)型(圖2),首先要將原車(chē)窗玻璃、天窗控制的總電源從原電路的15號(hào)線(開(kāi)關(guān)電)改到原電路的30號(hào)線(常電)上去,否則只要關(guān)閉點(diǎn)火開(kāi)關(guān)熄火后,搖窗電動(dòng)機(jī)和天窗電機(jī)失去電源將無(wú)法實(shí)現(xiàn)總體關(guān)閉;然后將圖2中畫(huà)箭頭處斷開(kāi)分別接于J3、J4、J5、J6、J7上的常閉觸點(diǎn)兩端(1、2),而五只繼電器上的常開(kāi)觸點(diǎn)(3)接地即可。本田、別克等搖窗電動(dòng)機(jī)和天窗電動(dòng)機(jī)兩側(cè)接地的車(chē)型(圖3),只要將圖中畫(huà)箭頭處斷開(kāi)分別接于J3、J4、J5、J6、J7上的常閉觸點(diǎn)兩端(1、2),而五只繼電器上的常開(kāi)觸點(diǎn)(3)接車(chē)輛蓄電池正極即可。兩種車(chē)型的具體操作均可在駕駛員門(mén)窗玻璃總控制臺(tái)處進(jìn)行,車(chē)輛總體關(guān)閉模塊可就近安裝,如圖7(J3、J4、J5、J6、J7完全相同)。?

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3.4 元器件的選取?

??? 通過(guò)實(shí)驗(yàn)及檢測(cè)發(fā)現(xiàn),搖窗電動(dòng)機(jī)在上升時(shí)工作電流為7A~10A,下降時(shí)為4A~7A。所以選取繼電器型號(hào)為953-1C-12DG-2(本繼電器正常工作電流為20A),此繼電器驅(qū)動(dòng)電流為70mA~97mA,因此驅(qū)動(dòng)六個(gè)繼電器用六反向緩沖器(驅(qū)動(dòng)器)SN7407N完成。?

3.5 門(mén)窗、天窗關(guān)閉信號(hào)的獲得?

??? 門(mén)窗、天窗關(guān)閉信號(hào)的獲得可通過(guò)行程開(kāi)關(guān)或接近開(kāi)關(guān)完成,但考慮到安裝相應(yīng)開(kāi)關(guān)要對(duì)車(chē)輛進(jìn)行大手術(shù)(拆內(nèi)飾),導(dǎo)線的連接、布置都較困難。通過(guò)試驗(yàn)測(cè)試得到各種新舊車(chē)輛的門(mén)窗玻璃、天窗完全關(guān)閉的時(shí)間不會(huì)超過(guò)20s,因此在為89C2051編程時(shí)采用得到鎖車(chē)信號(hào)后給各車(chē)窗送電28s的方案(具體時(shí)間因車(chē)型不同會(huì)有差異,可在編程時(shí)進(jìn)行調(diào)整)。因各車(chē)輛在搖窗電機(jī)或相應(yīng)的電路中均設(shè)有保護(hù)裝置,所以在玻璃上升到頂后可自動(dòng)斷電,不會(huì)損壞搖窗機(jī)及相應(yīng)電路。?

??? 具體編程如下:?

??? ORG ?? ?0000H?

????????????JMP??????? MAIN?

????????????ORG??????? 0030H?

??? MAIN:?? MOV??????? P0,#0FFH?

????????????MOV??????? P1,#0FFH?

????????????MOV??????? P2,#0FFH?

????????????MOV??????? P3,#0FFH?

????????????MOV??????? SP,#60H?

??? DD: ?? ?JB???????? P3.7,DD?

????????????CALL?????? DELAY1?

????????????JB???????? P3.7,DD?

????????????CLR??????? P3.0?

????????????CLR??????? P3.1?

????????????CLR??????? P3.2?

????????????CLR??????? P3.3?

????????????CLR??????? P3.4?

????????????CLR??????? P3.5?

????????????CALL?????? DELAY2?

????????????CLR??????? P3.0?

????????????SETB?????? P3.1?

????????????SETB?????? P3.2?

????????????SETB?????? P3.3?

????????????SETB?????? P3.4?

????????????SETB?????? P3.5?

????????????JMP??????? DD?

??? DELAY1: MOV?? ???? 41H,#14H?

??? D11:??? MOV??????? 40H,#0F9H?

??? D22:??? DJNZ?????? 40H,D22?

????????????DJNZ?????? 41H,D11?

????????????RET?

??? DELAY2: MOV???? ?? 43H,#38H?

??? B10:??? MOV??????? 42H,#64H?

??? B11:??? MOV??????? 41H,#0AH?

??? B12:??? MOV??????? 40H,#0F9H?

??? B13:??? DJNZ?????? 40H,B13?

????????????DJNZ?????? 41H,B12?

????????????DJNZ?????? 42H,B11?

????????????DJNZ?????? 43H,B10?

????????????RET?

????????????END?

??? 本文通過(guò)對(duì)不同車(chē)型的電動(dòng)門(mén)窗、天窗的控制電路進(jìn)行分析,借助89C2051單片機(jī)設(shè)計(jì)了一套汽車(chē)總體關(guān)閉系統(tǒng),汽車(chē)加裝本系統(tǒng)后能在駕駛?cè)送\?chē)落鎖時(shí)及時(shí)關(guān)閉車(chē)窗玻璃和天窗,大大提高了汽車(chē)的防盜性能。?

參考文獻(xiàn)?

[1] 吳基安, 吳洋.新編國(guó)產(chǎn)汽車(chē)電路圖冊(cè).金盾出版社,2001,12.?

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