車大燈隨動系統模擬電路設計研究論文
1引言
在《汽車綜合控制系統應用與除錯》課程教學中，我們需要設計汽車大燈隨動模擬控制電路系統。若採用實際汽車上的車速感測器、轉向角度感測器、車身高度感測器等實車部件，會帶來設計系統體積大、成本高，也不利於更好地培養學生的電路設計能力。因此，我們考慮自己設計上述感測器訊號產生電路。我們基於車速感測器工作原理設計了車速訊號產生電路；利用可調電阻器形成的分壓器獲得轉向角度和車身高度訊號，雖然訊號產生機理與轉向角度感測器、車身高度感測器不同，但在不影響大燈隨動調節的原則下，節約了設計時間和設計難度，特別是降低了資料處理難度、汽車大燈調節模型的設計難度，開發出了符合預定技術要求的整機系統。
2汽車大燈隨動大燈系統分析
汽車大燈隨動系統包括AFS前大燈隨動系統和ALS光軸自動調整系統。AFS前大燈隨動系統由電控單元、車速感測器、轉向角度感測器、氙光前大燈等組成。在夜間轉彎時，電控單元根據車速以及轉向盤轉向角度，輸出控制訊號，自動調整氙光前大燈的照射中心，自動向彎道左側移動，確保彎道中的.高能見度。ALS光軸自動調整系統由電控單元、車身高度感測器、氙光前大燈等組成。在後排負載較重導致車身角度上揚時，ALS自動調整光軸傾角，避免光軸上揚對對面來車駕駛人員的視覺造成干擾。轉向角度感測器一般採用光電式感測器，用來檢測轉向軸的旋轉角位移量和旋轉方向。在轉向軸上，設有一個遮光碟，夾於遮光碟兩側的是兩組光電藕合組件，光電藕合組件安裝在轉向柱上。當轉向軸轉動時，遮光碟隨著轉動，遮光碟圓周上均勻地開有許多槽，遮光碟上轉動使光電耦合元件之間的光斷續地通斷，由此就可以檢測出旋轉角度。根據光斷續通斷的速度，可以檢測出轉向速度。此外，再根據兩組光電管產生脈衝訊號的相位關係，可以檢測出轉向軸的旋轉方向。車身高度感測器帶有連桿，能帶動感測器軸轉動。感測器軸上固定著一個開有許多窄槽的遮光圓盤。其工作原理與轉向角度感測器基本相同。當車身高度發生變化時，遮光圓盤在感測器軸帶動下轉動，在光電耦合元件輸出端輸出通斷訊號。根據此通斷訊號，懸架電子控制系統ECU計算出遮光圓盤轉動的角度和車身高度發生的變化。
3汽車大燈隨動系統模擬電路設計
3.1汽車大燈隨動系統模擬電路基本組成
汽車大燈隨動系統模擬電路由微控制器控制系統、車速-轉向角-車身高度訊號類比電路、大燈調節驅動電路、大燈調節執行機構（核心是直流電機）及電源電路等組成，其電路框圖如圖1所示。
3.2具體功能電路分析
微控制器控制系統由80C52微控制器、12MHz時鐘電路及復位電路組成，透過呼叫控制程式對車速訊號、A/D轉換電路送來的轉向角訊號與車身高度訊號進行處理，輸出大燈調節控制訊號，控制水平調節直流電機、豎直調節直流電機的轉動方向和轉動角度。車速—轉向角—車身高度訊號類比電路。其中，LF0038是紅外光接收專用積體電路，其內有紅外光電二極體、放大器、限幅器、帶通濾波器、積分電路及比較器等電路。接收到紅外光訊號經過LF0038處理後，得到矩形脈衝訊號，並送到80C52的P1.3腳。圖中A代表帶圓孔的轉盤，B代表直流電機。直流電機調速電路，NE555的OUT腳輸出的PWM訊號控制控制直流電機改變轉速。轉向角度訊號和車身高度訊號直接由兩個電位器Rw1、Rw2的滑動端取出，並送給A/D轉換器。A/D轉換電路由ADC0832組成。ADC0832與80C52的連線關係。來自Rw1、Rw2的表示轉向角度、車身高度的兩個電壓訊號U1、U2送到ADC0832的CH0、CH1端。在80C52的控制下，ADC0832將U1、U2轉換為資料訊號。大燈調節驅動電路主要由大燈燈光位置控制器積體電路TDA3629組成，如圖5所示。
4微控制器控制系統控制程式設計
微控制器控制系統控制程式採用C語言編寫而成，主要包括系統初始化程式、車速訊號檢測程式、A/D轉換與資料儲存程式、大燈調節驅動程式等功能模組。整機系統上電後，在系統控制程式控制下，微控制器系統開始初始化；微控制器控制檢測車速訊號、A/D轉換器送來車身高度、轉向角度訊號，按照大燈調節控制模型進行資料處理，最後輸出驅動訊號驅動大燈內水平調節電機、豎直調節電機旋轉，從而達到調節大燈光軸方向的目的。
結語
目前，汽車大燈隨動系統模擬電路已在課程教學中得到應用，並且執行穩定、效果良好。系統控制源程式程式碼對學生公開，在開展汽車大燈隨動系統模擬控制實訓專案教學時作為學生學習的參考資料。正是由於我們設計了汽車大燈隨動系統模擬控制電路（含軟體）實訓臺，學生能夠更好地在其上面學習汽車大燈隨動系統模擬控制硬體電路和控制程式設計知識，有效地提高了學生開發汽車微控制器應用系統的能力。