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1.1.汽车电子控制系统 记忆存储式后视镜和座椅控制系统是典型的汽车电子控制系统。汽车电子控制系统（ECS）是以单片机为中心组成的计算机控制系统,也可以称作汽车微机控制系统，由电子控制单元（ECU）、传感器和执行器组合而成。传感器是信息采集的主要部件，主要用来采集汽车状态信息和各种物理、化学及电信息，并将信号输入至ECU。由传感器采集的信号分为模拟信号和数字信号,模拟信号需要经过A/D转换器转换成数字信号再进行处理。ECU是汽车电子控制系统的核心部件，能对传感器传递的信息进行加工处理,通过预先编制的控制程序来对信号作出响应，并发出各种控制指令,指挥执行机构工作。执行器是按照ECU的指示进行动作的部件，主要完成ECU发出的各种指令。汽车电子控制系统框图如图1。 1.2.记忆存储式控制器的功能 本文所研究设计的记忆存储式后视镜和座椅 控制器所要实现的基本功能如下： （1）能够调节左、右后视镜上下转动和左右转动各两个位置;（2）能够调节座椅前端升降、垂直升降、水平滑动以及椅背角度4个位置;（3）能够存储驾驶员调整后的后视镜和座椅的位置;（4）能够调用驾驶员存储的后视镜和座椅的位置;（5）记录3组位置信息。 1.3.基本工作原理 记忆存储式后视镜和座椅控制系统的主要硬 件元件包括电机、传感器和ECU。控制系统以 ECU为核心连接各个部件，控制后视镜和座椅位 置的调整。驾驶员可以调整左右后视镜的上下转 动和左右转动两个位置，以及座椅的前端和垂直 升降、水平滑动以及椅背角度4个位置。初始时, 驾驶员通过按键操作，输入控制信号，信号通过 ECU输出电机驱动信号，驱动电机,调整后视镜和 座椅,以获得后视镜的最佳视野和座椅的最舒适 位置。调整完成后,驾驶员可 以同时按下存储键 和任意位置键（Ml、M2或M3）,ECU获得存储信 号即可通过预先编制的存储程序,将该位置信息 保存在存储器中。在需要恢复时，驾驶员只需要 按下恢复键和相应的位置键,ECU获得恢复信号 即可通过预先编制的恢复程序,控制电机工作，恢 复到该位置键所对应存储的位置。 硬件电路设计 2.1.ECU的选择 硬件设计首先要选择ECU0 ECU主要考虑指标包括A/D转换器的位数、输入输岀的引脚数、存储容量、工作温度、可扩展性和成本。初步选用摩托罗拉公司车用8位微处理器,68HCS08系列的 芯片。 该系列芯片具有速度快、效率高、价格低的特点。其主要特性为：工作电压5 V；8位CPU；（4 ~ 60）k的Flash存储空间;8位A/D转换器。基本功能模块有：中央处理器CPU08模块、Flash存储器模块、并行口、外部中断模块（EIM）、定时接器 模块（TIM）、异步串行通信口（SCI）、串行外围扩展口（SPI）、10位A/D转换模块（ADC）、时钟发生器模块（CGM）、8位键盘中断模块、正常工作监视模块（COP）等。芯片引脚包括时钟发生引脚、系统中断引脚、外部中断引脚、A/D转换引脚、电源供应引脚、端口数据方向寄存器引脚等。考虑到成本问题,同时为了简化PCB设计,在满足功能要求的前提下，应避免引出更多的引脚。可以通过设计ECU外围电路来改进设计，以达到减少ECU 引脚的目的，从而降低成本。经过引脚数目的计算，同时综合考虑成本和功能，ECU选用 MC9S08DV96。 2.2.电路设计 2. 2.1 记忆存储电路 后视镜和座椅的位置信息使用CAT24C02的 EEPR0M记忆存储。CAT24C02是低功耗、低电 压、电可擦除、可编程只读存储器，采用CMOS工 艺技术制造并带有3线串行接口，容量为2 kB,可 重复写100万次，数据可保存100年以上。 2. 2.2后视镜调节电路 每侧的外后视镜垂直电机、水平电机采用组 合封装，均包含后视镜垂直及水平方向调节、公共 端等3路驱动（见图2）。 左右后视镜的调节电机以正反转控制正反方 向的调整。可以实现后视镜水平向左、向右和垂 直向上、向下转动。 2. 2.3座椅调节电路 座椅调节为8个控制方向，分别是前端升高和 下降、垂直升高和下降水平向前和向后、椅背向前和 向后。座椅执行电机驱动一共包括5路输出，分别 为座椅前后、坐垫上下、坐垫倾斜、靠背倾斜等4路 独立输出，及1路公共驱动输出,详见图30 2.2.4信号输入电路 座椅按键分为调节键和存储功能键。调节键 包括坐垫上下调节、座椅前后调节、坐垫倾斜调 节、靠背倾斜调节等4路输入信号。每路信号包 括3个状态:悬空（高阻）、R1接通、R2接通。 存储功能键包括SET与Ml,M2与M3等2路 输入信号。每路信号包括3个有效状态:悬空（高 阻）、R1接通、R2接通，见图4。 外后视镜组合控制信号DDSP为组合逻辑信号，包括5路信号，通过同一时刻5路信号的不同 电压设定来表明当前后视镜的操作。DDSP模块 为KL.R供电。 2. 2.5信号反馈电路 后视镜内釆用电位差传感器，对后视镜所在 位置进行检测，返回模拟电压信号，经过A/D转换 成数字信号传递给中央处理器处理。座椅前端升 降、垂直升降、水平滑动和椅背调节电机内位移传 感器为霍尔式开关传感器,对霍尔元件的输岀进 行处理，产生一个高电平或者低电平的脉冲信号 返回。软件程序存储在ECU内以实现后视镜和座 椅的集中协调控制。 系统流程设计 根据前述设计开发了记忆存储式后视镜和座 椅控制器系统，系统控制流程框图见图5。 结 语 本文研究设计的记忆存储式后视镜和座椅控制器，能电动调节后视镜和座椅位置，并能记忆存储和调用位置信息。在分析记忆存储式控制器工作原理的基础上，详细阐述了该控制器的硬件电路设计，并开发出相应的原型系统。该系统对改 进国内后视镜和座椅控制系统的研究开发具有积极意义，有一定的应用价值。 参考文献 1郑荣良，钱俊锋，雍军.汽车电动记忆后视镜控制系统的设计 [J].汽车科技,2005(2). 2李传志.汽车车身电子控制系统[M].北京:机械工业出版 社,2005. 3张金女，储江传,林永宇.汽车电子装置与控制技术[M]. 哈尔滨:黑龙江科学技术出版社,2000. 4卫星.汽车车身CAN总线控制系统应用与研究[D].合 肥:合肥工业大学,2005. Abstract Driver seat memory is a controller which can electrically adjust the positions of rear view mirror and seat. It can memorize, store and call the information from storage. Hie paper analyzed the working principle of the memory controller and described its hardware circuit design, developed relevant original system. |
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