摘 要本次毕业设计了一种智能型的防雨水天窗控制系统，使用了具备高端驱动性能的STM32微处理器来担任这种系统的控制器部分，在微处理器的灵活驱动作用下，实现了对汽车车厢内座椅等部件的有效防雨保护，避免了用户因忘关天窗并且忽然下雨时引发的雨水浸泡座椅等损害，当用户启动自动防雨水功能后，系统能够通过高效灵敏的雨水传感器对空中雨滴进行实时监测，一旦监测到雨滴那么立即将未关闭的天窗进行自动关闭。本论文采用了较为科学的设计方法，通过系统分割的方法将整个硬件系统划分为STM32微处理器最小系统部分、LCD1602显示电路、步进电机拖动电路、ULN2003步进电机驱动电路和雨水检测电路等，将每一个模块电路的接口进行引出并按照关系进行对接，最终完成该系统的硬件框架。本论文经过了对这款防雨水天窗系统的多次验证和改进，最终完成了一种高性能的控制系统，适合在相关产品市场上进行普及，可以卓有成效的降低类似系统的设计成本。
目录
一、 引言 1
（一） 防雨水天窗的发展背景 1
（二） 防雨水天窗的国内外发展现状 1
（三） 本文主要研究内容 1
二、 方案设计及元器件选择 3
（一） 防雨水天窗的方案设计 3
（二） STM32微处理器简介 3
（三） LCD1602液晶屏简介 4
（四） 步进电机简介 4
（五） ULN2003步进电机驱动芯片简介 4
（六） 雨水传感器简介 5
三、 系统硬件设计 6
（一） 最小系统电路设计 6
（二） 液晶屏显示电路设计 7
（三） 天窗拖动电路设计 7
（四） 雨水检测电路设计 8
四、 系统软件设计 9
（一） 防雨水天窗的主程序流程设计 9
（二） LCD1602液晶屏显示子程序设计 9
（三） 天窗拖动子程序流程设计 10
（四） 雨水采集子程序流程设计 11
五、 实物制作与测试 13
总结 17
参考文献 18
致 谢 19
附录一 原理图 20
附录二 *51今日免费论文网|www.jxszl.com +Q: #351916072# 
PCB图 21
附录三 元件列表 22
附录四 程序 23
引言
防雨水天窗的发展背景
本毕业设计提出了“基于STM32微处理器的防雨水天窗控制性系设计”的课题，将主要围绕对这款系统的开发方案以及硬件和软件系统进行详细设计，通过对市场上一些常见的防雨水天窗相关产品进行归纳后，本次毕业设计将在这些产品的基础上，在研发过程中尽量减小这些产品所存在的缺陷，这里有必要对这类控制系统和当前市面上的关联产品的发展历程进行简介，从而可以使得本设计更加清晰地阐述该课题的意义和目的。高度集成的芯片降低了功能模块相互间的元器件空隙，使外界信号不易对电路造成干扰，防雨水天窗在工作过程中能够更加稳定的执行每一条信号指令，大大提高了防雨水天窗的系统稳定性，另外一个关键作用则是对系统成本的减少，由于大量的复杂电路都可以通过集成技术进行大量生产，所以过去很多电路结构都被集成到了芯片中，这样就在很大程度上降低了系统设计成本，最后能够使系统的整体造价得到控制。将查阅到的有关系的资料进行分析后，按照时间路线将防雨水天窗的历史进行整理，我们能够清晰地发现早在上个世纪六七十年代初期，随着半导体技术以及电子控制技术在海外的兴起，这时最初的防雨水天窗已出现在市面上，虽然根据文献内容记载最初的一款防雨水天窗能够追溯到这一时期，但是此时的防雨水天窗无论是在功能上还是在指标上都与今天市面上防雨水天窗有着巨大的差别，通过大致的梳理很容易知道其中的原因，第一步曾经电子技术刚刚盛行起来，无论是在基础器件的效果还是设计者的自身水平上，都处于起步阶段，所以在这种环境条件下还无法开发出性能较佳的防雨水天窗控制系统，本次毕业设计将根据防雨水天窗发展历史以及当前国内外的发展现状，制定出适应此次毕业设计的研发内容，意在增加这款系统的性价比，使得本文具有较高的研发意义。
防雨水天窗的国内外发展现状
如今海外对于防雨水天窗的研究内容主要放在了通过多功能的片上系统来实现其全部功能，由于中高端的防雨水天窗如今在市场上已非常普遍，因此根据如今技术现状，技术人员不再将过多的精力投入到怎样突破现状，而是正在研究怎样通过更高端的主控芯片来对防雨水天窗进行控制，使其内部的大部分硬件电路模块都可以集成在单片主控芯片中，当今市场上大多数的高档防雨水天窗产品需要进口，关键技术被国外个别研发机构掌握，从而价格迟迟降不下来，为此国内所需要集中精力刻苦钻研，须要将防雨水天窗的重要技术进行掌握，才能够大批量地将高性能产品推向用户，以此具备更明显的竞争实力。
本文主要研究内容
本论文选择了STM32微处理器担任主控核心，结合了LCD1602液晶显示屏、小型步进电机、ULN2003步进电机驱动芯片和LS5V型雨水传感器等器件，实现了一种性价比极高的防雨水天窗控制系统，实现了高清显示参数、电机拖动、步进电机驱动和雨水感应等功能，课题的确立意在减少当今市场上相关产品的设计经费，同时为了提升这种系统的平均性能，所以经过对硬件电路和程序设计代码的周密设计，最终成功实现了该款防雨水天窗系统，经过了反复的测试，研发成果展现出了出色的指标性能，为了方便下文对这款系统的软硬件系统设计，这里需要对这款防雨水天窗系统的设计内容进行确立：
1、实现STM32微处理器对LCD1602液晶屏的驱动控制，能够准确无误地将字符显示在液晶屏幕上；
2、配置步进电机拖动电路，通过STM32微处理器输出的四相八拍脉冲信号，实现对电机转动的控制；
3、能够实现对电机脉冲信号的功率放大，通过ULN2003步进电机驱动芯片硬件电路的配置，实现对步进电机的驱动控制；
4、能够实现对雨水的准确检测，通过STM32微处理器的驱动控制，使得雨水传感器能够将雨水检测结果以电压信号进行输出；
方案设计及元器件选择
防雨水天窗的方案设计
根据课题的各项预期功能指标来看，为了可以将这款防雨水天窗控制系统的性能能够实现到最大程度，这里需要设计一个最佳的实现方案，通过了数次对研发资料的分析和总结，本课题将按照图1中的框图架构来实现防雨水天窗系统的设计，将STM32微处理器作为主控部分，通过LCD1602液晶屏、28BYJ步进电机、ULN2003驱动芯片和LS5V型雨水传感器来构建LCD1602显示电路、步进电机拖动电路、步进电机驱动电路和雨水检测电路等电路部分。显示模块使用了LCD1602液晶屏进行系统参数的显示，提升控制系统的性能；驱动器芯片采用ULN2003步进电机专用驱动芯片，用于实现对STM32输出的电脉冲信号进行功率放大，实现对步进电机的有力驱动；步进电机采用+5V小型模块，用于实现对天窗的拖动；按键用于实现对天窗系统的控制；雨量传感器用于实现对是否降雨进行检测。

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