基于STC单片机的智能车灯参数检测仪的开发与设计开题报告.doc

2012 届毕业设计开题报告

题 目 基于STC单片机的智能车灯参数测试仪的开发与设计

专 业 自动化
姓 名 张楠楠
班 级 08自Y2
指导教师 蒋渭忠
起止日期 2012-1至2012-6

2012年 2 月 12 日

一．课题的来源与现状
课题来源：本课题来自横向合作项目。
研究现状：汽车检测技术是伴随着汽车的技术的发展而发展的。在汽车发展技术的早期，人们主要是通过有经验的维修人员发现汽车的故障并做有针对性的修理。随着现代科学技术的进步，汽车检测技术也飞速发展。目前人们能依靠各种先进的仪器设备，对汽车进行安全，速度，可靠的检测。
汽车检测技术是从有到无逐步发展起来的，早在50年代在一些工业发达国家就形成以故障诊断和性能调试为主的单项检测技术和生产单项检测设备。60年代初期进入我国的汽车检测试验设备有美国的发动机分析仪，英国的发动机点火系统故障诊断仪和汽车道路试验速度分析仪等，这些都是国外早期发展的汽车检测设备。60年代后期，国外汽车检测诊断技术发展技术很快，并且大量应用电子、光学、理化机电一体化检测技术。进入70年代以来，随着计算机技术的发展，出现了汽车检测诊断、数据采集处理自动化、检测结果这届打印等功能的汽车性能检测仪器和设备。在此基础上，为了加强汽车管理、各工业发达国家相继建立汽车检测站和检测线，使汽车检测制度化。
概括的讲，工业发达国家的汽车检测在管理上已实现了“制度化”：在检测基础技术方面已实现了“标准化”：在检测技术上响“智能化、自动化检测”方向发展。我国从60年代开始研究汽车检测技术
70年代，我国大力发展了汽车检测技术，汽车不解体检测技术及设备被列为国家科委的开发应用项目。由交通部主持研发了反力式汽车制动试验台；惯性式汽车制动试验台；发动机综合监测仪；汽车性能综合检验台（具有制动性检测、底盘测功，速度测试等功能）。
80年代，随着国民经济的发展科学技术的各个领域都有了较快的发展，汽车检测记诊断技术也随之得到快速发展。如何保证车辆快速、经济、灵活，并尽可能不造成社会公害等问题，已逐渐被提到政府有关部门的议事日程，因而促进了汽车诊断和检测技术的发展。
在单台检测设备研制成功的基础上，为了保证汽车技术状况良好，加强在用汽车的技术管理，充分发挥汽车检测设备的使用，交通部1980年开始有计划地在全国公路运输和车辆管理系统（交通部当时负责汽车监理）筹建汽车检测站，检测内容以汽车安全性检测为主。
80年代初，交通部在大连市建立了国内第一个汽车检测站。从工艺上提出将各种单台检测设备安装联线构成功能齐全的汽车检测线，其检测纲领为30000辆次每年。
为了配合汽车检测工作，国内已发布实施了有关汽车检测的国家标准、行业标准
计量检定规程等100多项。从汽车综合性能检测站建站到汽车检测的具体检测项目，都基本做到了有法可依。
车灯的发光强度不足或照射放行不适，汽车前方的就不能清晰易见。而发光强度过强或照射方向过高，回事迎面驶来的汽车里的驾驶员造成眩目，妨碍驾驶员做出正确的判断，这些都是导致交通事故的重要原因。为了降低行车事故，确保行车安全，汽车在出厂前汽车等必须调整正确。车灯的检验必须经常化和制度化。为此，国家公布了《机动车前照灯使用和光束调整技术规划》（GB7454-87）和《汽车前照灯配光性能》（GB5499-84），对机动车的远光灯照明和近光灯照明的发光强度和照射方向提出了明确的要求。特别是在进入WTO后，这一要求会逐渐强化，以便和国际接轨。
目前国家对前照灯的检查日益严格，并且将由原先以远光为重点的检测要求向近光过度，各个车辆检测站和汽车生产厂家急切需要装备能够进行远近光检测的仪器。由于国家法规的逐步完善，前照灯检测仪经过了一个从远光测量到远近光测量的过程。在早期的单远光测量仪中，普遍利用远光的对称性，采用了对称光电池排布，测量远光的光轴中心。随着国家标准开始强调近光检测的重要性，目前出现了很多具有近光检测功能的仪器。
随着我国汽车工业的不断发展壮大，人们对车型和汽车装饰多样化的要求发生了日新月异的变化。尤其汽车照明因功能的提升，款式和品种出现了多样化的趋势，特别是前车灯在结构和外型由原来规格统一，光源不可更换，向着具体有个性化、品种多样和光源可更换的方向发展，使得汽车灯具与车身更加协调统一。由于车型的变化较快，使得汽车灯具的质量跟不上汽车发展的要求，特别是中小型企业生产检测设备落后，生产的灯具合格率较低，具2004年6月14日国家质量监督检验检疫总局最新公布的抽查结果显示，汽车灯具产品的抽样合格率仅为78.4%。质量总局近期对汽车灯具产品质量进行了国家监督抽查，抽查了上海、江苏、浙江等地32家企业的32种产品，合格的只有25种，其中汽车前照灯的抽样合格率喂72.2%，汽车后雾灯的抽样合格率为71.4%。据质检总局有关负责人介绍，汽车灯具产品是关系到车辆行驶安全的重要零部件，在我国目前的汽车产品强制性检验项目中，关于汽车灯具的检验项目不符合要求，而配光性能是国家强制性标准中非常重要的项目，其作用在于能够照亮路面状况且不影响对面开来车辆司机的眼睛，同时也起到提示车辆的作用。鉴于江、浙两省汽车灯具的中小型企业较多，设计一种技能检测车灯光性能，又能检测车灯性能的智能型车灯测试仪，并在江苏常州某个灯生产企业使用，达到了设计要求。
我国汽车检测技术要赶超世界先进水平，应该在汽车检测技术基础、汽车检测设备智能化和汽车检测管理网络化等方面进行研究和发展。

二． 设计要求
（1） 选择合适的传感器检测车灯各灯的电流值，对所测数值与该型号车灯的标准值进行比较，不在误差范围内的给予明确显示。（最大电流为5A）
（2） 选择合适的传感器检测车灯各灯的电压值，对所测数值与该型号车灯的标准值进行比较，不在误差范围内的给予明确显示。（最大电压为24V）
（3） 选择合适的传感器检测车灯各灯的照度，对达不到要求的给予明确显示。
（4） 具有参数设定功能。
（5） 具有报警提示功能

三． 工作内容、
1. 查找资料，了解课国内外的研究现状，明确自己的工作目标及成果；
2. 确定基本原理及工作方案，开展初步论证；确定系统的软件流程图，并划分模块，明确各模块的功能；
3. 细化各模块的流程图，编写子程序，进行模块程序的调试；
4. 制作硬件
5. 进行系统调试；
6. 对调试数据进行处理，撰写设计说明书。

四． 设计方案
本检测设备是专为测试车灯照度，电压，电流是否符合设计标准。为车灯生产线提供检测仪器而设计的。
硬件设计方面，使用传感器检测车灯是否安装正确，得到的信号通过单片机进行编程，再由液晶显示屏显示检测的各种参数并报告检测结果。测试的电流，电压,照度等模拟信号通过A/D转换模块转换为数字信号载入单片机，编成后与设计标准进行比较。
软件设计方面，通过单片机编程实现了数据的输入，数据的删除以及检测数据等功能。
车灯主要由三部分组成，配光镜、反光镜、汽车灯泡，而配光镜、反光镜的设计及两者和灯泡灯丝位置配合的合理性，以及灯泡的好坏是直接影响车灯产品质量的关键因素。本车灯测试仪就是为测试车灯照度，电流，电压是否符合设计标准，为汽车灯具生产线提供检测仪器而设计的。根据生产要求，测试仪应具有以下功能： 能够设定电流，电压，照度参数；并在超出范围时，灯光提示；具有电流，照度，电压显示。
车灯测试仪就是专为测试车灯照度，电流，电压是否符合设计标准，为汽车灯具生产线提供检测仪器而设计的。
硬件设计：
根据上述功能可知测试仪应由主控制器、显示屏、电源、按钮等组成。硬件设计要解决的有以下三个主要问题：1.主控制器采用的形式；2.参数如何显示；3.信号的读取。
本次选用的单片机，根据设计过程中用到的输入输出点决定；选用其他的各硬件设备时分别从经济、方便、耐用、安全问题等方面考虑。
（1）主控制器选择，主控制器可采用以单片机为控制核心控制板，这里选用STC系列单片机控制。
（2）在主控制器确定后，需要选择的就是显示屏，考虑到要显示电流参数、照度信号，这里选用1602LCD液晶显示屏。
（3）测试仪读入的信号有三个，一个是照度信号，照度信号由受光器将反映照度的光信号经A/D转换为电信号（数字信号）送入单片机，一个是车灯灯泡的电流信号，由于单片机只能认识用二进制数表示的电压信号。采样电流也要转换成电压。基于如此思路，在需要测量的回路中串接一分流器将采样到的信号调理放大适当幅度。送入ADC芯片的输入脚或者是单片机的ADC输入脚通过内部的比较器等将电压值转换为二进制数。这样单片机就测到电流了。还有一个是电压信号，电压信号通过A/D转换送入单片机读取。
显示屏

单片机

单片机

车灯
受光器
A/D

A/D

电压检测

A/D

电流检测
放大器

DC24V

系统框图
软件设计：根据系统硬件的相关要求，软件设计用于系统的初始化，对电流，电压，照度信号提取与分析。采用C语言，实现各个功能。

开始

LCD初始化

K4键按下

获取电流AD值

获取电压AD值

获取照度AD值

数据处理

按键子程序

转换子程序

报警处理

返回

软件流程图

五． 预期目标
1. 能接收灯泡的电流信号或照度测试仪输出的数字信号，并能显示。
2. 能够设置车灯参数的测试范围，并在超出范围时，声光提示。
3. 具有电流，电压显示。
4. 能将测试数据上传。
六． 时间安排
1～2周 查找资料，了解课国内外的研究现状，明确自己的工作目标及成果；
3～6周 确定基本原理及工作方案，开展初步论证；确定系统的软件流程图，并划分模块，明确各模块的功能；
7～9周 细化各模块的流程图，编写子程序，进行模块程序的调试;
10～13周 进行系统调试；
13～14周 对调试数据进行处理，撰写设计说明书。

七．参考文献
1 项震 何明贤,,单片机在汽车前照灯智能化检测中的应用 照明工程学报
2 张纡徐, 对汽车灯光检测技术的分析及研究
3 赵彬, 机动车辆车灯检测系统的实现研究 大众科技
4 李晓阳 张震, 基于单片机的汽车前照灯检测仪的应用研究 计算机与数字工程
5 陈艳晖, 汽车前照灯的检测
6 刘晓阳, 汽车前照灯的检测方法
7 李浩 , 汽车前照灯检测仪对汽车前照灯检测的适应性分析
8 吴明 , 汽车前照灯检测仪试验分析 照明工程学报
9 赵太富，前照灯检测仪 照明工程学报
10 陆云松， 朱晓明，前照灯检测仪检定方法探讨 计量技术
11 宫天力，前照灯检验仪轨道的设计与制作
12 李广弟等 单片机基础 北京航空航天出版社， 2001.7
13 楼然苗等 51 系列单片机设计实例 北京航空航天出版社， 2003.3
14 唐俊翟等 单片机原理与应用 冶金工业出版社， 2003.9
15 刘瑞新等 单片机原理及应用教程 机械工业出版社， 2003.7
16 吴国经等 单片机应用技术 中国电力出版社， 2004.1
17 李全利，迟荣强编著 单片机原理及接口技术 高等教育出版社，2004.1
18 侯媛彬等，凌阳单片机原理及其毕业设计精选 2006年，科学出版社
19 罗亚非，凌阳十六位单片机应用基础2003年 北京航空航天大学出版社
20 北京北阳电子有限公司，061A凌阳单片机及其附带光盘2003年
21 张毅刚等， MCS-51单片机应用设计，哈工大出版社，2004年第2版
22 霍孟友等，单片机原理与应用机械工业出版社，2004.1
23 霍孟友等，单片机原理与应用学习概要及题解，机械工业出版社，2005.3
24 许泳龙等，单片机原理及应用，机械工业出版社，2005.1
25 马忠梅等，单片机的C语言应用程序设计，北京航空航天大学出版社，2003修订版
26 薛均义 张彦斌 虞鹤松 樊波，凌阳十六位单片机原理及应用，2003年，北京航空航天大学 出版社
27 蒋渭忠 过军 史建平 ，智能车灯测试仪的设计与实现，（期刊）机电产品开发与创新
28 赵明富 雷建军 李太福，机动车辆车灯检测系统的实现研究，辽宁工程技术大学学报, 2003,
29 李广弟等.单片机基础[M].北京航空航天出版社，2001.
30 王东峰等.单片机C语言应用100例[M].电子工业出版社，2009.
31 陈海宴.51单片机原理及应用[M].北京航空航天大学出版社，2010.
32 刘守义等.单片机技术基础[M].西安电子科技大学出版社，2007.
33 钟富昭等.8051单片机典型模块设计与应用[M].人民邮电出版社，2007.
34 李平等.单片机入门与开发[M].机械工业出版社，2008.

指导教师意见（对课题的深度、广度及工作量的意见和对毕业设计结果的预测）：

指导教师：

年 月 日
系部意见：

系主任：

年 月 日
注：开题报告作为毕业设计答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一，此报告应在导师的指导下，由学生填写，经导师签署意见及系部审核后生效。