一種智能遮陽(yáng)車衣嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)

林桂全+姚玉環(huán)+古順東+王堪佑

摘 要：文章提出的智能車衣嵌入式控制系統(tǒng)，包括穩(wěn)壓電源電路、主控電路、電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路、電流檢測(cè)電路、紅外接收電路和光電門電路；電路結(jié)構(gòu)完善，構(gòu)成合理；能夠通過(guò)遙控器進(jìn)行操控，并且操作簡(jiǎn)單、低功耗，為汽車全自動(dòng)智能遮陽(yáng)車衣提供安全可靠的自動(dòng)控制電路，能夠滿足實(shí)際車衣控制系統(tǒng)對(duì)低成本要求。

關(guān)鍵詞：嵌入式系統(tǒng)；自動(dòng)化車衣；低成本；低功耗

中圖分類號(hào)：U471 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2018）07-0114-02

Abstract： The embedded control system of intelligent vehicle clothing is presented in this paper， which includes steady voltage power supply circuit， main control circuit， motor drive circuit， current detection circuit， infrared receiving circuit and photoelectric gate circuit. The circuit structure is perfect and the composition is reasonable； it can be controlled by the remoter and has simple operation and low power consumption； it can provide a safe and reliable automatic control circuit for automatic intelligent sunshade vehicle clothing， so as to meet the low cost requirements of actual vehicle clothing control system.

Keywords： embedded system； automatic clothing； low cost； low power consumption

1 智能車衣控制系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)

全自動(dòng)智能遙控轎車遮陽(yáng)車衣，包括穩(wěn)壓電源電路、主控電路、電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路、電流檢測(cè)電路、紅外接收電路和光電門電路；直流電源直接給穩(wěn)壓電源電路供電，穩(wěn)壓電源電路輸出兩路電壓，一路給主控電路供電，另一路給電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路供電；主控電路、電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路和電機(jī)依次電連接，電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路用于控制電機(jī)進(jìn)行正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)；壓力傳感電路、紅外接收電路和光電門電路均與主控電路電連接。

2 硬件電路總體設(shè)計(jì)

基于STM32 F103ZET6芯片主控電路，由LM7805CN三端穩(wěn)壓芯片、AMS1117-3.3穩(wěn)壓芯片、蜂鳴器、三極管S0805、HX711模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片、壓感應(yīng)變片組件、OLED1286

4顯示器、L298N驅(qū)動(dòng)模塊、電機(jī)、HS0038紅外接收頭、槽型光耦傳感器和LM393電壓比較器組成，可以進(jìn)行顯示、控制及被盜時(shí)的警報(bào)。

穩(wěn)壓電源外部DC12V直流電源輸入通過(guò)端子分別給4個(gè)電機(jī)供電，12V直流電源再通過(guò)LM7805CN三端穩(wěn)壓芯片輸出5V直流電源給電機(jī)驅(qū)動(dòng)L298N模塊供電，通過(guò)Header2控制外部電機(jī)，另外5V直流電源通過(guò)AMS1117-3.3穩(wěn)壓芯片，將5V直流電源轉(zhuǎn)換為3.3V給MCU跟其他外設(shè)供電。由主控芯片STM32F407ZET6通過(guò)控引腳連接按鍵控制智能車衣的升降開關(guān)；連接蜂鳴器BEEP來(lái)達(dá)到報(bào)警和提示用戶全自動(dòng)智能車衣張開完畢的作用；連接OLED12864來(lái)顯示用戶信息、智能車衣信息、電池電量等；連接模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片HX711將Header6所連接的壓力應(yīng)變片所感受的壓力大小轉(zhuǎn)化成數(shù)字，當(dāng)收納盒被移動(dòng)時(shí)，底部的壓力傳感器實(shí)時(shí)給MCU反饋數(shù)據(jù)，MCU根據(jù)反饋的數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷從而做出相應(yīng)的反應(yīng)；連接紅外遙控接頭HS0038紅外接收頭主控芯片控制，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程遙控全自動(dòng)智能車衣的啟動(dòng)；連接槽型光耦傳感器跟LM393電壓比較器經(jīng)典電路，兩個(gè)光電門的作用分別為全自動(dòng)智能車衣頂蓋上升停止的位置標(biāo)志，頂蓋下降停止的位置標(biāo)志。

2.1 穩(wěn)壓電源電路

穩(wěn)壓電源電路包括第一穩(wěn)壓芯片和第二穩(wěn)壓芯片；第一穩(wěn)壓芯片是型號(hào)為L(zhǎng)M7805CN的三端穩(wěn)壓芯片，第二穩(wěn)壓芯片是型號(hào)為AMS1117-3.3的穩(wěn)壓芯片。第一穩(wěn)壓芯片將12V直流電源電壓降為5V直流電壓，輸出至第二穩(wěn)壓芯片和電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路。第二穩(wěn)壓芯片將5V直流電壓進(jìn)一步降為3.3V直流電壓，輸出至主控電路2和其他外設(shè)。

2.2 主控電路

主控電路中的STM32-F407ZET6可以通過(guò)引腳連接按鍵控制智能車衣的升降開關(guān)，主控電路中的MCU通過(guò)引腳連接蜂鳴器電路的蜂鳴器BEEP來(lái)達(dá)到報(bào)警和提示用戶全自動(dòng)智能車衣張開完畢的作用；MCU通過(guò)三個(gè)IO口外接控制指紋模塊，驗(yàn)證用戶信息；MCU通過(guò)8P2Header9x2連接8P1Header8x2連接OLED12864顯示電路中的OLED12864來(lái)顯示用戶信息、智能車衣信息、電池電量等；MCU通過(guò)引腳連接壓力傳感器電路中模的數(shù)轉(zhuǎn)換芯片HX711，將Header6所連接的壓力應(yīng)變片所感受的壓力大小轉(zhuǎn)化成數(shù)字顯示出來(lái)；MCU通過(guò)REMOTE_IN對(duì)紅外遙控接收電路的HS0038紅外接收頭主控芯片的控制，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程遙控全自動(dòng)智能車衣的啟動(dòng)；MCU通過(guò)兩引腳連接光電門電路中的鐘槽型光耦傳感器跟LM393電壓比較器經(jīng)典電路，使兩個(gè)光電門的作用分別為全自動(dòng)智能車衣頂蓋上升停止的位置標(biāo)志，頂蓋下降停止的位置標(biāo)志。

2.3 驅(qū)動(dòng)電路

其中一個(gè)L298N芯片的管腳IN1和IN2為輸入端，與MCU芯片連接；管腳OUT1和OUT2為對(duì)應(yīng)的輸出端，與一個(gè)電機(jī)進(jìn)行連接。管腳IN3和IN4為另一個(gè)輸入端；管腳OUT3和OUT4為對(duì)應(yīng)的輸出端，與另一個(gè)電機(jī)進(jìn)行連接。

電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路3還包括另一個(gè)L298N芯片，只采用管腳IN1和IN2為輸入端，管腳OUT1和OUT2為對(duì)應(yīng)的輸出端，與第三個(gè)電機(jī)進(jìn)行連接；管腳IN3和IN4以及管腳OUT3和OUT4均懸空。

2.4 壓力傳感器電路

壓力傳感電路5包括A/D轉(zhuǎn)換器芯片和壓力感應(yīng)片；其中，A/D轉(zhuǎn)換器芯片采用型號(hào)為HX711的模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片。所述壓力感應(yīng)片、所述A/D轉(zhuǎn)換器芯片、所述主控電路2依次電連接；HX711芯片通過(guò)端子2P1與壓力感應(yīng)片連接，通過(guò)端子2P2與MCU芯片連接。所述壓力感應(yīng)片用于將壓力轉(zhuǎn)換為電信號(hào)；所述A/D轉(zhuǎn)換器芯片將所述壓力感應(yīng)片產(chǎn)生的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。

壓力傳感電路5的作用是，當(dāng)用于收容車衣的收納盒被移動(dòng)時(shí)，底部的壓力傳感器實(shí)時(shí)給MCU反饋數(shù)據(jù)，MCU根據(jù)反饋的數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷從而做出相應(yīng)的反應(yīng)。

3 結(jié)束語(yǔ)

采用嵌入式系統(tǒng)來(lái)控制汽車的智能遮陽(yáng)車衣，電路結(jié)構(gòu)完善，構(gòu)成合理；能夠通過(guò)遙控器進(jìn)行操控，并且操作簡(jiǎn)單、自動(dòng)化程度高，為汽車全自動(dòng)智能遮陽(yáng)車衣提供安全可靠的自動(dòng)控制電路。

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