随着人们生活日益提高，小轿车逐渐进入了寻常百姓家。尤其是近年计算机和电子技术发展迅猛，汽车中包含的数码电子器件也越来越多，最近研究表明，越高档的小轿车，其数字化程度越高。本论文结合目前比较成熟的传统雨刷器技术，加入传感器以及单片机，利用现代的自动化传感及控制技术来控制雨刷器的自动化运行，实现下雨天自动检测雨量以及开启雨刷，并可以根据雨量大小调整雨刷的频率。主控模块采用STC89C51单片机，操作模块包括电机驱动器以及步进电机，雨刷器等，雨量检测模块采用电阻式雨量传感器搭配数模转换电路实现信号传输。每一次雨刷运动至初始位置时都会检测一次传感器，并重新调整电机频率。本课题符合科技发展趋势，具有十分重要的实际意义。
【KEY WORD】MCU； sensor； automobile；infrared ray; windshield wiper; intelligent目录
引言 1
一、整体设计 2
（一）功能要求 2
（二）系统整体框图 2
（三）传感器选择 3
二、系统硬件设计 4
（一）主控模块电路设计 4
STC89C51单片机简介 4
单片机模块电路设计 5
（二）雨滴检测电路设计5
电阻式雨水传感器 5
模数转换电路 6
模数转换电路设计 6
（三）电机驱动模块电路设计 7
ULN2003A驱动器简介 7
步进电机简介 7
电机驱动电路设计 8
雨刷控制器电路设计 8
（四）液晶显示电路设计 9
（五）按键模块电路设计 10
三、系统软件设计 10
（一）系统程序总体设计思想 10
（二）程序总体设计 11
（三）中断程序设计 12
（四）检测脉冲及电机运行流程图设计 12
四、 实物制作与调试 14
（一）硬件焊接与制作 14
（二）硬件调试 15
总结 17
参考文献 18

 *景先生毕设|www.jxszl.com +Q: ^351916072# 
致谢 19
附录一 原理图 20
附录二 PCB图 21
附录三 实物图 22
附录四 源程序 23
引言
（一）研究背景
经过了几次世界范围内的工业革命后，汽车终于进入到了寻常百姓家中。汽车工业作为国民经济支柱之一，不仅为国民的日常生活带来无尽的方便和快捷，还促进了国家经济的发展。随着汽车的普及，汽车的安全问题越来越严重，这些问题中既包含严重的车祸事故，也包含日常中的擦刮问题，所以现在涌现出了一系列提高汽车安全的技术。比较早的有倒车雷达，倒车影像等，这些技术可以简单的作为驾驶者的一些扩大视野的方式，现在已几乎作为汽车的标配而广泛的存在于各种档次的汽车中。近年来又出现了一些自动驾驶辅助技术，例如自动倒车入库，这种技术要求驾驶者将汽车驾驶到车库或者车位旁，然后汽车就可以根据摄像头中采集的视频信息，实现自动控制方向盘来倒车入库。但根据一些体验者的使用感受来看，这种驾驶辅助手段还存在种种弊端，例如，驾驶者需要时刻注意汽车的位置，时刻要准备干预方向盘，以防自动倒库系统发生错误导致意外。还有一种更为先进的技术，自动驾驶技术，这种技术可以实现无人驾驶，汽车可以根据设置好的目的地信息，自动查找地图，定位，控制油门，方向盘等等，根据实际实验来看，其安全性甚至高于任何经验丰富的驾驶员，但这种技术目前仍然在探究阶段，距离大规模使用还有很远的路要走。
研究内容
现阶段来看，一方面汽车工业已经走向成熟，另一方面，自动驾驶技术这种信息技术的应用还尚未成熟，目前可以提高汽车安全的措施主要还停留在对传统汽车部件的改进优化上，例如门把手，档位，雨刷器等等。无论哪个部件，传感器以及微控制器的使用特别广泛，例如油箱液位，发动机转速表，温度传感器等等。本文主要讨论了传感器与微控制单元在雨刷器中应用的可能性，目的在于构造一个可以根据是否下雨自动控制雨刷器的开关，并且能检测到雨水的大小，实时的控制雨刷器刮雨的速度以及频率，防止驾驶员频繁手动控制雨刷器，提高驾驶的安全性。传统的雨刷器一般需要驾驶者通过 按钮来手动来操控按钮，如果改为自己控制雨刷器的系统，还可以给汽车控制面板减少更过的按钮，让控制面板变得更为简洁，使驾驶者可以把更多精力放在驾驶汽车上面。
系统以STC89C51系列单片机为逻辑控制中心，配合传感器作为检测雨水大小的部件，根据传感器的输入信号，单片机经过计算处理，将信号传送给步进电机，来控制雨刷的运动。传感器的选择主要有电容式和红外式两种，本论文探讨了两种传感器的优缺点以及最终的选择。本论文在指导老师的指导下完成，也花费了大量的精力来查阅文献资料，希望通过完成此论文来让自己培养一个更好的思考问题的方式，也希望给初学者带来一些启发。
二、整体设计
功能要求
本次系统设计预计实现以下功能：
湿度传感器可以实时监测测试模块的湿度，并显示于液晶屏上；
按键模块可对湿度测量的上下限进行设置，确定监测的湿度范围；
在相关湿度范围内，会依据湿度的高低按照不同速度驱动电机，进行“刮雨”动作。
（二）系统整体框图
本系统中单片机为主控模块，电源电路为系统供电，传感器为信息输入端，另有时钟电路以及复位电路作为单片机的最小系统。单片机对输入的信息数据分析处理之后将信息传输至步进电机驱动器，然后驱动步进电机进行“刮雨”操作。系统整体框图如图21 所示。
图21 系统整体框图
（三）传感器选择
传感器有三种类型候选，电容式传感器，红外线传感器和电阻式传感器。在检测雨量大小式，电容式传感器的主要原理是雨水打到电容传感器两极板间时，会改变电容两极板间的电容介电常数，以此来实现检测雨量大小的目的，如图22所示。
图22电容式传感器
红外线传感器由两部分组成，即红外线发射端和红外线接收端，发射端发出的光线并不直接指向接收端，而是发射到一块玻璃板上，通过玻璃板的折射以及反射作用反射到接收端，而且只有当玻璃上没有水时，红外线才能够折射到接收端，如图23所示。
图23红外线传感器
电阻式传感器的原理比较简单，在一块不导电的板子上镀上导电材料做成的，当雨水打到传感器上时，整块板子的导电性就会改变，从而能够检测雨水，此传感器可以比较方便的检测雨水的大小，适合定量检测，如图24所示。其使用简单，易于上手，故本课题中选取电阻式传感器。
图24电阻式传感器
三、系统硬件设计

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