CN101949863A - 汽车自适应雨量传感电路 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种汽车自适应雨量传感电路。本发明包括微控制器、LIN接口电路、温度采样电路、温度调节电路、红外光调制及探测电路、自然光探测电路、调试接口电路、状态指示电路、电源电路和时钟电路。LIN接口电路与微控制器串行通讯端口信号连接，温度采样电路与微控制器数字采样端口信号连接，温度调节电路与微控制器I/O口信号连接，红外光调制及探测电路与微控制器I/O口信号连接，自然光探测电路与微控制器I/O口信号连接。本发明使得雨量强度级别可调，灵活性好。

Description

汽车自适应雨量传感电路

技术领域

本发明属于汽车电子技术领域，具体涉及一种汽车自适应雨量传感电路。

背景技术

雨刮器是汽车车身系统的重要组成之一，关系到汽车雨天行车安全性，用于消除挡风玻璃、后窗玻璃及大灯玻璃上的雨雪、灰尘和泥水等，以保证玻璃透明清晰。传统的雨刮器由简单的开关式控制部件和机械机构组成。系统通过带蜗轮蜗杆减速器的雨刮电机推动四杆机构，同时带动两侧的刮臂刮片摆动实现风窗玻璃清洁。驾驶者手动操作雨刮器组合开关接通电源切换电机工作电枢来实现雨刮器开启及其工作模式(快慢挡)的选择。系统完全由驾驶者来控制，使用时需要由驾驶者依照雨势以及视线状况自己做调整，容易分散驾驶者的注意力，增加驾驶压力，存在较大的安全隐患。据统计，全世界雨天行车7％的交通事故是由驾驶员手动操作雨刮器引起的。

智能雨刮器包括雨刮电机控制模块、雨量传感模块和执行器。雨天行车时无需手动控制雨刮器，驾驶者也无需调节雨刮器设置来调整刮片的运动或得到更好的视角，可以使驾驶员免除手动操作雨刮器的麻烦。当在湿路面上驾驶时，若有水溅到了风窗玻璃上，无需动手打开雨刮器，驾驶者可以集中精力开车，提高了雨天行车的舒适性与安全性。

雨量传感模块是智能雨刮器的核心模块，该模块可以采集外界自然光强度、降雨量和环境温度，并把这些信息传送给雨刮电机控制器，雨刮电机控制器根据这些信息调整雨刷工作时间和摆动速度。

雨量传感模块设计过程中需要克服以下问题：1、克服光电器件老化对雨量探测算法的影响；2、环境变化(温度、自然光强度、冰冻)对雨量探测算法的影响；3、意外断电等情况下系统稳定性。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供了一种汽车自适应雨量传感电路。

为解决上述技术问题，本发明所采取的具体技术方案是：

本发明包括微控制器、LIN接口电路、温度采样电路、温度调节电路、红外光调制及探测电路、自然光探测电路、调试接口电路、状态指示电路、电源电路和时钟电路。

LIN接口电路与微控制器串行通讯端口信号连接，温度采样电路与微控制器数字采样端口信号连接，温度调节电路与微控制器I/O口信号连接，红外光调制及探测电路与微控制器I/O口信号连接，自然光探测电路与微控制器I/O口信号连接。

所述的LIN接口电路包括第一滤波电容C2、第二滤波电容C4、第三滤波电容C6、第四滤波电容C7、第一匹配电容C5、第一限流电阻R2、第二限流电阻R13、第一防反接二极管D5、第一LIN总线保护器N1、接插件J1和LIN总线物理层芯片U2；第一滤波电容C2的一端、第三滤波电容C6的一端、第一限流电阻R2的一端、第四滤波电容C7的正端与VSUP电源连接，第二滤波电容C4的一端、第一LIN总线保护器N1的一端、接插件J1的2脚与LIN总线物理层芯片U2的5脚连接；接插件J1的4脚与VBAT电源连接，第一防反接二极管D5的阴极与接插件J1的1脚连接，第一防反接二极管D5的阳极与第二限流电阻R13的一端连接；第一匹配电容C5的一端接LIN总线物理层芯片U2的6脚；第一LIN总线保护器N1的另一端、第一滤波电容C2的另一端、第二滤波电容C4的另一端、第三滤波电容C6的另一端、第四滤波电容C7的负端、第一匹配电容C5的另一端、接插件J1的3脚、LIN总线物理层芯片U2的1脚、LIN总线物理层芯片U2的4脚、LIN总线物理层芯片U2的7脚、LIN总线物理层芯片U2的8脚和LIN总线物理层芯片U2的14脚均接地；第二限流电阻R13的另一端与微控制器1脚连接，LIN总线物理层芯片U2的9脚与微控制器18脚连接，LIN总线物理层芯片U2的10脚与微控制器20脚连接，LIN总线物理层芯片U2的11脚与微控制器19脚连接，LIN总线物理层芯片U2的12脚与微控制器3脚连接。

所述的温度采样电路包括第一温度传感电阻R9、第一分压电阻R8、第一滤波电阻R10和第五滤波电容C25；第一分压电阻R8的一端接5V MCU电源，第一分压电阻R8的另一端、第一温度传感电阻R9的一端与第一滤波电阻R10的一端连接，第一温度传感电阻R9的另一端、第五滤波电容C25的一端接地，第一滤波电阻R10的另一端、第五滤波电容C25的另一端与微控制器2脚连接。

所述的温度调节电路包括第一功率电阻R3和第一MOS管Q1；第一功率电阻R3的一端接VSUP电源，第一功率电阻R3的另一端与第一MOS管Q1的漏极连接，第一MOS管Q1的源极接地，第一MOS管Q1的栅极与微控制器17脚连接。

所述的红外光调制及探测电路包括第二限流电阻R4、第三限流电阻R5、第四限流电阻R6、第一红外发光二极管D1、第二红外发光二极管D2、第三红外发光二极管D3、第二MOS管Q2、第六滤波电容C15、第七滤波电容C16、第八滤波电容C17、第九滤波电容C18、第十滤波电容C19、第十一滤波电容C20、第一红外光接收器U4、第二红外光接收器U5和第三红外光接收器U6，第二限流电阻R4、第三限流电阻R5、第四限流电阻R6的一端接5V电源，第二限流电阻R4的另一端与第一红外发光二极管D1的阳极连接，第三限流电阻R5的另一端与第二红外发光二极管D2的阳极连接，第四限流电阻R6的另一端与第三红外发光二极管D3的阳极连接，第一红外发光二极管D1的阴极、第二红外发光二极管D2的阴极、第三红外发光二极管D3的阴极与第二MOS管Q2的漏极连接，第二MOS管Q2的源极接地，第二MOS管Q2的栅极与微控制器16脚连接；第六滤波电容C15的一端、第八滤波电容C17的一端、第十滤波电容C19的一端、第一红外光接收器U4的3脚、第二红外光接收器U5的3脚、第三红外光接收器U6的3脚接5V MCU电源，第七滤波电容C16的一端、第一红外光接收器U4的2脚与微控制器22脚连接，第九滤波电容C18的一端、第二红外光接收器U5的2脚与微控制器15脚连接，第十一滤波电容C20的一端、第三红外光接收器U6的2脚与微控制器14脚连接，第六滤波电容C15的另一端、第七滤波电容C16的另一端、第八滤波电容C17的另一端、第九滤波电容C18的另一端、第十滤波电容C19的另一端、第十一滤波电容C20的另一端、第一红外光接收器U4的1脚、第二红外光接收器U5的1脚、第三红外光接收器U6的1脚接地；第一红外光接收器U4的4脚与微控制器25脚连接，第二红外光接收器U5的4脚与微控制器24脚连接，第三红外光接收器U6的4脚与微控制器23脚连接，第一红外光接收器U4的5脚、6脚、7脚和8脚悬空，第二红外光接收器U5的5脚、6脚、7脚和8脚悬空，第三红外光接收器U6的5脚、6脚、7脚和8脚悬空。

所述的自然光探测电路包括第十二滤波电容C21、第十三滤波电容C22、第十四滤波电容C23、第十五滤波电容C24、第一自然光接收器U7和第二自然光接收器U8；第十二滤波电容C21的一端、第十四滤波电容C23的一端、第一自然光接收器U7的3脚、第二自然光接收器U8的3脚接5V MCU电源，第十三滤波电容C22的一端、第一自然光接收器U7的2脚与微控制器13脚连接；第十五滤波电容C24的一端、第二自然光接收器U8的2脚与微控制器12脚连接，第十二滤波电容C21的另一端、第十四滤波电容C23的另一端、第一自然光接收器U7的1脚、第二自然光接收器U8的1脚接地；第一自然光接收器U7的4脚与微控制器27脚连接，第二自然光接收器U8的4脚与微控制器11脚连接，第一自然光接收器U7的5脚、6脚、7脚和8脚悬空，第二自然光接收器U8的5脚、6脚、7脚和8脚悬空。

所述的调试接口电路包括第一上拉电阻R1、第十六滤波电容C1和调试接插件J2；第一上拉电阻R1的一端接5V MCU电源，第一上拉电阻R1的另一端、第十六滤波电容C1的一端、调试接插件J2第4脚与微控制器3脚连接；第十六滤波电容C1的另一端接地，调试接插件J2第1脚与微控制器4脚连接，调试接插件J2第2脚接地，调试接插件J2第6脚接5V MCU电源。

所述的状态指示电路包括第五限流电阻R11、第六限流电阻R12、第一指示灯R和第二指示灯G，第五限流电阻R11一端与微控制器11脚连接，第五限流电阻R11另一端与第一指示灯R阳极连接；第六限流电阻R12一端与微控制器28脚连接，第六限流电阻R12另一端与第二指示灯G阳极连接，第一指示灯R阴极、第二指示灯G阴极接地。

所述的电源电路包括第十七滤波电容C3、第十八滤波电容C8、第十九滤波电容C9、第二十滤波电容C10、第二十一滤波电容C11、第二十二滤波电容C12、第一肖特基二极管D4和第一直流稳压器U3；第十七滤波电容C3的正端、第十八滤波电容C8的一端、第一肖特基二极管D4的阴极、第一直流稳压器U3的1脚接VSUP电源，第一肖特基二极管D4的阳极接VBAT电源，第十九滤波电容C9的一端、第二十滤波电容C10的正端、第二十一滤波电容C11的正端、第二十二滤波电容C12的一端、第一直流稳压器U3的3脚接5V电源；第十七滤波电容C3的负端、第十八滤波电容C8、第十九滤波电容C9、第二十滤波电容C10的负端、第二十一滤波电容C11的负端、第二十二滤波电容C12的另一端、第一直流稳压器U3的4脚接地。

所述的时钟电路包括第一起振电容C13、第二起振电容C14、晶振Y1和第一起振电阻R7，第一起振电容C13的一端、晶振Y1的一端、第一起振电阻R7的一端与微控制器9脚连接；第二起振电容C14的一端、晶振Y1的另一端、第一起振电阻R7的另一端与微控制器10脚连接，第一起振电容C13的另一端、第二起振电容C14的另一端接地。

本发明所具有的有益效果：

1、雨量强度级别可调，灵活性好；

2、自适应能力强，能克服温度、自然光强度和冰冻对雨量探测算法的影响；

3、雨量探测精度高、反应速度快，具备多种电路保护功能。

附图说明

图1为本发明使用场合的结构示意图；

图2为本发明结构示意图；

图3为图2中微控制器示意图；

图4为图2中电源电路图；

图5为图2中LIN接口电路图；

图6为图2中温度采样电路图；

图7为图2中温度调节电路图；

图8为图2中红外光调制及探测电路图；

图9为图2中自然光探测电路图；

图10为图2中调试接口电路图；

图11为图2中状态指示电路图；

图12为图2中时钟电路图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步说明。

如图1所示，电动雨刮系统包括电机控制模块1、自适应雨量传感电路2。电机控制模块1包括雨刮电机控制电路1-1、雨刮电机1-2、传动机构1-3和刮片1-4。自适应雨量传感电路2包括微控制器2-1、电源电路2-2、LIN接口电路2-3、温度采样电路2-4、温度调节电路2-5、红外光调制及探测电路2-6、自然光探测电路2-7、调试接口电路2-8、状态指示电路2-9和时钟电路2-10，自适应雨量传感电路2用来向电机控制模块1提供降雨量强度信息。

如图2所示，自适应雨量传感电路2包括微控制器2-1、电源电路2-2、LIN接口电路2-3、温度采样电路2-4、温度调节电路2-5、红外光调制及探测电路2-6、自然光探测电路2-7、调试接口电路2-8、状态指示电路2-9和时钟电路2-10。

如图3所示，微控制器采用Freescale公司的型号为S9S08EL16MTJ的芯片，微控制器1脚连接LIN接口电路，用来控制第一防反接二极管D5的导通与截止，微控制器3脚连接LIN接口电路和调试接口电路，用来复位LIN总线物理层芯片U2和连接外部调试器，微控制器18脚连接LIN接口电路，用来复位LIN总线物理层芯片U2的看门狗，微控制器19脚连接LIN接口电路，用来发送LIN协议帧，微控制器20脚连接LIN接口电路，用来接收LIN协议帧，微控制器2脚连接温度采样电路，用来采样外界温度，微控制器11脚连接自然光探测电路，用来使能第二自然光接收器U8的输出，微控制器12脚连接自然光探测电路，用来接收第二自然光接收器U8的输出，微控制器13脚连接自然光探测电路，用来接收第一自然光接收器U7的输出，微控制器27脚连接自然光探测电路，用来使能第一自然光接收器U7的输出，微控制器14脚连接红外光调制及探测电路，用来接收第三红外光接收器U6的输出，微控制器15脚连接红外光调制及探测电路，用来接收第二红外光接收器U5的输出，微控制器22脚连接红外光调制及探测电路，用来接收第一红外光接收器U4的输出，微控制器16脚连接红外光调制及探测电路，用来使能第一红外发光二极管D1、第二红外发光二极管D2、第三红外发光二极管D3的工作，微控制器23脚连接红外光调制及探测电路，用来使能第三红外光接收器U6的输出，微控制器24脚连接红外光调制及探测电路，用来使能第二红外光接收器U5的输出，微控制器25脚连接红外光调制及探测电路，用来使能第一红外光接收器U4的输出，微控制器17脚连接温度调节电路，用来控制第一MOS管Q1的导通和截止，微控制器21脚连接状态指示电路，用来控制第一指示灯R的导通和截止，微控制器28脚连接状态指示电路，用来控制第二指示灯G的导通和截止，微控制器5脚和6脚均接5V电源，微控制器7脚和8脚均接地，微控制器9脚、10脚连接时钟电路，用来产生微控制器的时钟，微控制器26脚悬空。

如图4所示，电源电路包括第十七滤波电容C3、第十八滤波电容C8、第十九滤波电容C9、第二十滤波电容C10、第二十一滤波电容C11、第二十二滤波电容C12、第一肖特基二极管D4、第一直流稳压器U3，第十七滤波电容C3的正端、第十八滤波电容C8的一端、第一肖特基二极管D4的阴极、第一直流稳压器U3的1脚接VSUP电源，第一肖特基二极管D4的阳极接VBAT电源，第十九滤波电容C9的一端、第二十滤波电容C10的正端、第二十一滤波电容C11的正端、第二十二滤波电容C12的一端、第一直流稳压器U3的3脚接5V电源，第十七滤波电容C3的负端、第十八滤波电容C8、第十九滤波电容C9、第二十滤波电容C10的负端、第二十一滤波电容C11的负端、第二十二滤波电容C12的另一端、第一直流稳压器U3的4脚接地，第十七滤波电容C3采用100uF/25V电解电容、第十八滤波电容C8采用0.1uF/25V瓷片电容、第十九滤波电容C9采用0.1uF/25V瓷片电容、第二十滤波电容C10采用47uF/25V电解电容、第二十一滤波电容C11采用10uF/10V电解电容、第二十二滤波电容C12采用0.1uF/25V瓷片电容、第一肖特基二极管D4采用安森美半导体的MBRS340LT3G肖特基二极管、第一直流稳压器U3采用安森美半导体的NCV5500，电源电路为自适应雨量传感电路其它电路模块提供5V和VSUP电源，其中的第十七滤波电容C3、第十八滤波电容C8用来为VSUP电源提供滤波，第十九滤波电容C9、第二十滤波电容C10、第二十一滤波电容C11、第二十二滤波电容C12用来为5V电源提供滤波，第一肖特基二极管D4用来防反接、第一直流稳压器U3用来产生5V电源。

如图5所示，LIN接口电路包括第一滤波电容C2、第二滤波电容C4、第三滤波电容C6、第四滤波电容C7、第一匹配电容C5、第一限流电阻R2、第二限流电阻R13、第一防反接二极管D5、第一LIN总线保护器N1、接插件J1、LIN总线物理层芯片U2，第一滤波电容C2的一端、第三滤波电容C6的一端、第一限流电阻R2的一端、第四滤波电容C7的正端与VSUP电源连接，第二滤波电容C4的一端、第一LIN总线保护器N1的一端、接插件J1的2脚与LIN总线物理层芯片U2的5脚连接，接插件J1的4脚与VBAT电源连接，第一防反接二极管D5的阴极与接插件J1的1脚连接，第一防反接二极管D5的阳极与第二限流电阻R13的一端连接，第一匹配电容C5的一端接LIN总线物理层芯片U2的6脚，第一LIN总线保护器N1的另一端、第一滤波电容C2的另一端、第二滤波电容C4的另一端、第三滤波电容C6的另一端、第四滤波电容C7的负端、第一匹配电容C5的另一端、接插件J1的3脚、LIN总线物理层芯片U2的1脚、LIN总线物理层芯片U2的4脚、LIN总线物理层芯片U2的7脚、LIN总线物理层芯片U2的8脚和LIN总线物理层芯片U2的14脚均接地，第二限流电阻R13的另一端与微控制器1脚连接，LIN总线物理层芯片U2的9脚与微控制器18脚连接，LIN总线物理层芯片U2的10脚与微控制器20脚连接，LIN总线物理层芯片U2的11脚与微控制器19脚连接，LIN总线物理层芯片U2的12脚与微控制器3脚连接，第一滤波电容C2采用0.1uF/25V瓷片电容、第二滤波电容C4采用0.00022uF/50V瓷片电容、第三滤波电容C6采用0.1uF/25V瓷片电容、第四滤波电容C7采用10uF/25V电解电容、第一匹配电容C5采用0.01uF/25V瓷片电容、第一限流电阻R2采用10KΩ/0.125W电阻、第二限流电阻R13采用1KΩ/0.125W电阻、第一防反接二极管D5采用IN4007二极管、第一LIN总线保护器N1采用安森美NUP1105L、接插件J1采用2.54mm间距4芯单排接插件、LIN总线物理层芯片U2采用Melexis公司的TH8062芯片，LIN接口电路用来连接微控制器和LIN总线的通信，其中的第一滤波电容C2用来为LIN总线物理层芯片的电源滤波，第二滤波电容C4用来为LIN总线滤波，第三滤波电容C6、第四滤波电容C7用来为5V MCU电源滤波，第一匹配电容C5用来调节LIN总线物理层芯片U2的看门狗溢出时间，第一限流电阻R2用来使能LIN总线物理层芯片U2的工作，第二限流电阻R13用来为第一防反接二极管D5限流，第一防反接二极管D5用来防反接，第一LIN总线保护器N1用来保护LIN总线，接插件J1用来连接电动雨刮系统的电机控制模块1，LIN总线物理层芯片U2用来支持LIN总线物理层协议。

如图6所示，温度采样电路包括第一温度传感电阻R9、第一分压电阻R8、第一滤波电阻R10、第五滤波电容C25，第一分压电阻R8的一端接5V MCU电源，第一分压电阻R8的另一端、第一温度传感电阻R9的一端与第一滤波电阻R10的一端连接，第一温度传感电阻R9的另一端、第五滤波电容C25的一端接地，第一滤波电阻R10的另一端、第五滤波电容C25的另一端与微控制器2脚连接，第一温度传感电阻R9采用恩智浦半导体的KTY82-1、第一分压电阻R8采用100KΩ/0.125W高精度电阻、第一滤波电阻R10采用1KΩ/0.125W电阻、第五滤波电容C25采用0.1uF/25V瓷片电容，温度采样电路用来向微控制器提供当前环境温度，其中的第一温度传感电阻R9为热敏电阻，第一分压电阻R8为第一温度传感电阻R9提供分压，第一滤波电阻R10和第五滤波电容C25一起构成RC滤波电路，为第一温度传感电阻R9的输出信号提供滤波。

如图7所示，温度调节电路包括第一功率电阻R3、第一MOS管Q1，第一功率电阻R3的一端接VSUP电源，第一功率电阻R3的另一端与第一MOS管Q1的漏极连接，第一MOS管Q1的源极接地，第一MOS管Q1的栅极与微控制器17脚连接，第一功率电阻R3采用47Ω/10W功率电阻、第一MOS管Q1采用安森美半导体NIF5002，温度调节电路用来调节自适应雨量传感电路的局部环境温度，其中的第一功率电阻R3用来产生热量，第一MOS管Q1用来打开或关闭第一功率电阻R3。

如图8所示，红外光调制及探测电路包括第二限流电阻R4、第三限流电阻R5、第四限流电阻R6、第一红外发光二极管D1、第二红外发光二极管D2、第三红外发光二极管D3、第二MOS管Q2、第六滤波电容C15、第七滤波电容C16、第八滤波电容C17、第九滤波电容C18、第十滤波电容C19、第十一滤波电容C20、第一红外光接收器U4、第二红外光接收器U5、第三红外光接收器U6，第二限流电阻R4、第三限流电阻R5、第四限流电阻R6的一端接5V电源，第二限流电阻R4的另一端与第一红外发光二极管D1的阳极连接，第三限流电阻R5的另一端与第二红外发光二极管D2的阳极连接，第四限流电阻R6的另一端与第三红外发光二极管D3的阳极连接，第一红外发光二极管D1的阴极、第二红外发光二极管D2的阴极、第三红外发光二极管D3的阴极与第二MOS管Q2的漏极连接，第二MOS管Q2的源极接地，第二MOS管Q2的栅极与微控制器16脚连接，第六滤波电容C15的一端、第八滤波电容C17的一端、第十滤波电容C19的一端、第一红外光接收器U4的3脚、第二红外光接收器U5的3脚、第三红外光接收器U6的3脚接5V MCU电源，第七滤波电容C16的一端、第一红外光接收器U4的2脚与微控制器22脚连接，第九滤波电容C18的一端、第二红外光接收器U5的2脚与微控制器15脚连接，第十一滤波电容C20的一端、第三红外光接收器U6的2脚与微控制器14脚连接，第六滤波电容C15的另一端、第七滤波电容C16的另一端、第八滤波电容C17的另一端、第九滤波电容C18的另一端、第十滤波电容C19的另一端、第十一滤波电容C20的另一端、第一红外光接收器U4的1脚、第二红外光接收器U5的1脚、第三红外光接收器U6的1脚接地，第一红外光接收器U4的4脚与微控制器25脚连接，第二红外光接收器U5的4脚与微控制器24脚连接，第三红外光接收器U6的4脚与微控制器23脚连接，第一红外光接收器U4的5脚、6脚、7脚、8脚悬空，第二红外光接收器U5的5脚、6脚、7脚、8脚悬空，第三红外光接收器U6的5脚、6脚、7脚、8脚悬空，第二限流电阻R4采用100Ω/0.25W高精度电阻、第三限流电阻R5采用100Ω/0.25W高精度电阻、第四限流电阻R6采用100Ω/0.25W高精度电阻、第一红外发光二极管D1采用VISHAY公司的TSML1000、第二红外发光二极管D2采用VISHAY公司的TSML1000、第三红外发光二极管D3采用VISHAY公司的TSML1000、第二MOS管Q2采用安森美半导体NIF5002、第六滤波电容C15采用0.1uF/25V瓷片电容、第七滤波电容C16采用0.047uF/25V瓷片电容、第八滤波电容C17采用0.1uF/25V瓷片电容、第九滤波电容C18采用0.047uF/25V瓷片电容、第十滤波电容C19采用0.1uF/25V瓷片电容、第十一滤波电容C20采用0.047uF/25V瓷片电容、第一红外光接收器U4采用Melexis公司的MLX75304芯片、第二红外光接收器U5采用Melexis公司的MLX75304芯片、第三红外光接收器U6采用Melexi s公司的MLX75304芯片，红外光调制及探测电路发射调制的红外光，同时接收反射的红外光，为控制器计算降雨量提供处理数据，其中第二限流电阻R4、第三限流电阻R5、第四限流电阻R6用来限流，第一红外发光二极管D1、第二红外发光二极管D2、第三红外发光二极管D3用来发射红外光，第二MOS管Q2用来使能第一红外发光二极管D1、第二红外发光二极管D2、第三红外发光二极管D3发射红外光，第六滤波电容C15为第一红外光接收器U4的电源滤波，第七滤波电容C16为第一红外光接收器U4的输出滤波、第八滤波电容C17为第二红外光接收器U5的电源滤波，第九滤波电容C18为第二红外光接收器U5的输出滤波，第十滤波电容C19为第三红外光接收器U6的电源滤波，第十一滤波电容C20为第三红外光接收器U6的输出滤波，第一红外光接收器U4用来接收第一红外发光二极管D1的红外光，第二红外光接收器U5用来接收第二红外发光二极管D2的红外光、第三红外光接收器U6用来接收第三红外发光二极管D3的红外光；

如图9所示，自然光探测电路包括第十二滤波电容C21、第十三滤波电容C22、第十四滤波电容C23、第十五滤波电容C24、第一自然光接收器U7、第二自然光接收器U8，第十二滤波电容C21的一端、第十四滤波电容C23的一端、第一自然光接收器U7的3脚、第二自然光接收器U8的3脚接5V MCU电源，第十三滤波电容C22的一端、第一自然光接收器U7的2脚与微控制器13脚连接，第十五滤波电容C24的一端、第二自然光接收器U8的2脚与微控制器12脚连接，第十二滤波电容C21的另一端、第十四滤波电容C23的另一端、第一自然光接收器U7的1脚、第二自然光接收器U8的1脚接地，第一自然光接收器U7的4脚与微控制器27脚连接，第二自然光接收器U8的4脚与微控制器11脚连接，第一自然光接收器U7的5脚、6脚、7脚、8脚悬空，第二自然光接收器U8的5脚、6脚、7脚、8脚悬空，第十二滤波电容C21采用0.1uF/25V瓷片电容、第十三滤波电容C22采用0.047uF/25V瓷片电容、第十四滤波电容C23采用0.1uF/25V瓷片电容、第十五滤波电容C24采用0.047uF/25V瓷片电容、第一自然光接收器U7采用Melexis公司的MLX75304芯片、第二自然光接收器U8采用Melexis公司的MLX75304芯片，自然光探测电路用来探测自然光的光强，其中的第十二滤波电容C21为第一自然光接收器U7的电源滤波、第十三滤波电容C22为第一自然光接收器U7的输出滤波、第十四滤波电容C23为第二自然光接收器U8的电源滤波、第十五滤波电容C24为第二自然光接收器U8的输出滤波、第一自然光接收器U7用来接收自然光强度、第二自然光接收器U8用来接收自然光强度。

如图10所示，调试接口电路包括第一上拉电阻R1、第十六滤波电容C1、调试接插件J2，第一上拉电阻R1的一端接5V MCU电源，第一上拉电阻R1的另一端、第十六滤波电容C1的一端、调试接插件J2第4脚与微控制器3脚连接，第十六滤波电容C1的另一端接地，调试接插件J2第1脚与微控制器4脚连接，调试接插件J2第2脚接地，调试接插件J2第6脚接5V MCU电源，第一上拉电阻R1采用10KΩ/0.125W电阻、第十六滤波电容C1采用0.1uF/16V瓷片电容、调试接插件J2采用2.54mm间距8芯双排接插件，调试接口电路用来对系统进行调试。

如图11所示，状态指示电路包括第五限流电阻R11、第六限流电阻R12、第一指示灯R、第二指示灯G，第五限流电阻R11一端与微控制器11脚连接，第五限流电阻R11另一端与第一指示灯R阳极连接，第六限流电阻R12一端与微控制器28脚连接，第六限流电阻R12另一端与第二指示灯G阳极连接，第一指示灯R阴极、第二指示灯G阴极接地，第五限流电阻R11采用1KΩ/0.125W电阻、第六限流电阻R12采用1KΩ/0.125W电阻、第一指示灯R采用红色发光二极管、第二指示灯G采用绿色发光二极管，状态指示电路用来指示系统状态，其中的第五限流电阻R11用来对第一指示灯R进行限流，第六限流电阻R12用来对第二指示灯G进行限流。

如图12所示，时钟电路包括第一起振电容C13、第二起振电容C14、晶振Y1、第一起振电阻R7，第一起振电容C13的一端、晶振Y1的一端、第一起振电阻R7的一端与微控制器9脚连接，第二起振电容C14的一端、晶振Y1的另一端、第一起振电阻R7的另一端与微控制器10脚连接，第一起振电容C13的另一端、第二起振电容C14的另一端接地，第一起振电容C13采用0.00001uF/16V瓷片电容、第二起振电容C14采用0.00001uF/16V瓷片电容、晶振Y1采用HC-49/US封装的4.0MHz晶振、第一起振电阻R7采用1MΩ/0.125W电阻，时钟电路用来向微控制器提供时钟。

本发明的工作过程为：传动机构、电机控制模块和自适应雨量传感电路，构成了整个电动天窗防夹系统，在自适应雨量传感电路正常工作前，首先对不同的雨量强度进行标定，标定得到的参数存储于微控制器中的非易失性存储器中；正常使用时，读取微控制器中的非易失性存储器中的标定参数到内存中；微控制器通过温度采样电路获取自适应雨量传感电路当前的局部环境温度，如果温度不满足要求，通过温度调节电路改变自适应雨量传感电路当前的局部温度，直到温度满足要求；微控制器通过自然光探测电路获取当前的自然光强度，通过红外光调制及探测电路获取和降雨量相关的红外光强度，结合软件算法进行雨量强度的计算；微控制器把计算得到的雨量强度信息通过LIN接口电路发送给电机控制模块；在自适应雨量传感电路工作过程中，如果出现故障，通过状态指示电路作出提示。时钟电路为微控制器提供时钟，电源电路为各个模块提供电源，调试接口电路用于对自适应雨量传感电路进行在线调试和程序写入。

Claims (1)

1.汽车自适应雨量传感电路，包括微控制器、LIN接口电路、温度采样电路、温度调节电路、红外光调制及探测电路、自然光探测电路、调试接口电路、状态指示电路、电源电路和时钟电路，其特征在于：

LIN接口电路与微控制器串行通讯端口信号连接，温度采样电路与微控制器数字采样端口信号连接，温度调节电路与微控制器I/O口信号连接，红外光调制及探测电路与微控制器I/O口信号连接，自然光探测电路与微控制器I/O口信号连接；

所述的LIN接口电路包括第一滤波电容C2、第二滤波电容C4、第三滤波电容C6、第四滤波电容C7、第一匹配电容C5、第一限流电阻R2、第二限流电阻R13、第一防反接二极管D5、第一LIN总线保护器N1、接插件J1和LIN总线物理层芯片U2；第一滤波电容C2的一端、第三滤波电容C6的一端、第一限流电阻R2的一端、第四滤波电容C7的正端与VSUP电源连接，第二滤波电容C4的一端、第一LIN总线保护器N1的一端、接插件J1的2脚与LIN总线物理层芯片U2的5脚连接；接插件J1的4脚与VBAT电源连接，第一防反接二极管D5的阴极与接插件J1的1脚连接，第一防反接二极管D5的阳极与第二限流电阻R13的一端连接；第一匹配电容C5的一端接LIN总线物理层芯片U2的6脚；第一LIN总线保护器N1的另一端、第一滤波电容C2的另一端、第二滤波电容C4的另一端、第三滤波电容C6的另一端、第四滤波电容C7的负端、第一匹配电容C5的另一端、接插件J1的3脚、LIN总线物理层芯片U2的1脚、LIN总线物理层芯片U2的4脚、LIN总线物理层芯片U2的7脚、LIN总线物理层芯片U2的8脚和LIN总线物理层芯片U2的14脚均接地；第二限流电阻R13的另一端与微控制器1脚连接，LIN总线物理层芯片U2的9脚与微控制器18脚连接，LIN总线物理层芯片U2的10脚与微控制器20脚连接，LIN总线物理层芯片U2的11脚与微控制器19脚连接，LIN总线物理层芯片U2的12脚与微控制器3脚连接；

所述的温度采样电路包括第一温度传感电阻R9、第一分压电阻R8、第一滤波电阻R10和第五滤波电容C25；第一分压电阻R8的一端接5V MCU电源，第一分压电阻R8的另一端、第一温度传感电阻R9的一端与第一滤波电阻R10的一端连接，第一温度传感电阻R9的另一端、第五滤波电容C25的一端接地，第一滤波电阻R10的另一端、第五滤波电容C25的另一端与微控制器2脚连接；

所述的温度调节电路包括第一功率电阻R3和第一MOS管Q1；第一功率电阻R3的一端接VSUP电源，第一功率电阻R3的另一端与第一MOS管Q1的漏极连接，第一MOS管Q1的源极接地，第一MOS管Q1的栅极与微控制器17脚连接；

所述的红外光调制及探测电路包括第二限流电阻R4、第三限流电阻R5、第四限流电阻R6、第一红外发光二极管D1、第二红外发光二极管D2、第三红外发光二极管D3、第二MOS管Q2、第六滤波电容C15、第七滤波电容C16、第八滤波电容C17、第九滤波电容C18、第十滤波电容C19、第十一滤波电容C20、第一红外光接收器U4、第二红外光接收器U5和第三红外光接收器U6，第二限流电阻R4、第三限流电阻R5、第四限流电阻R6的一端接5V电源，第二限流电阻R4的另一端与第一红外发光二极管D1的阳极连接，第三限流电阻R5的另一端与第二红外发光二极管D2的阳极连接，第四限流电阻R6的另一端与第三红外发光二极管D3的阳极连接，第一红外发光二极管D1的阴极、第二红外发光二极管D2的阴极、第三红外发光二极管D3的阴极与第二MOS管Q2的漏极连接，第二MOS管Q2的源极接地，第二MOS管Q2的栅极与微控制器16脚连接；第六滤波电容C15的一端、第八滤波电容C17的一端、第十滤波电容C19的一端、第一红外光接收器U4的3脚、第二红外光接收器U5的3脚、第三红外光接收器U6的3脚接5V MCU电源，第七滤波电容C16的一端、第一红外光接收器U4的2脚与微控制器22脚连接，第九滤波电容C18的一端、第二红外光接收器U5的2脚与微控制器15脚连接，第十一滤波电容C20的一端、第三红外光接收器U6的2脚与微控制器14脚连接，第六滤波电容C15的另一端、第七滤波电容C16的另一端、第八滤波电容C17的另一端、第九滤波电容C18的另一端、第十滤波电容C19的另一端、第十一滤波电容C20的另一端、第一红外光接收器U4的1脚、第二红外光接收器U5的1脚、第三红外光接收器U6的1脚接地；第一红外光接收器U4的4脚与微控制器25脚连接，第二红外光接收器U5的4脚与微控制器24脚连接，第三红外光接收器U6的4脚与微控制器23脚连接，第一红外光接收器U4的5脚、6脚、7脚和8脚悬空，第二红外光接收器U5的5脚、6脚、7脚和8脚悬空，第三红外光接收器U6的5脚、6脚、7脚和8脚悬空；

所述的自然光探测电路包括第十二滤波电容C21、第十三滤波电容C22、第十四滤波电容C23、第十五滤波电容C24、第一自然光接收器U7和第二自然光接收器U8；第十二滤波电容C21的一端、第十四滤波电容C23的一端、第一自然光接收器U7的3脚、第二自然光接收器U8的3脚接5V MCU电源，第十三滤波电容C22的一端、第一自然光接收器U7的2脚与微控制器13脚连接；第十五滤波电容C24的一端、第二自然光接收器U8的2脚与微控制器12脚连接，第十二滤波电容C21的另一端、第十四滤波电容C23的另一端、第一自然光接收器U7的1脚、第二自然光接收器U8的1脚接地；第一自然光接收器U7的4脚与微控制器27脚连接，第二自然光接收器U8的4脚与微控制器11脚连接，第一自然光接收器U7的5脚、6脚、7脚和8脚悬空，第二自然光接收器U8的5脚、6脚、7脚和8脚悬空；

所述的调试接口电路包括第一上拉电阻R1、第十六滤波电容C1和调试接插件J2；第一上拉电阻R1的一端接5V MCU电源，第一上拉电阻R1的另一端、第十六滤波电容C1的一端、调试接插件J2第4脚与微控制器3脚连接；第十六滤波电容C1的另一端接地，调试接插件J2第1脚与微控制器4脚连接，调试接插件J2第2脚接地，调试接插件J2第6脚接5V MCU电源；

所述的状态指示电路包括第五限流电阻R11、第六限流电阻R12、第一指示灯R和第二指示灯G，第五限流电阻R11一端与微控制器11脚连接，第五限流电阻R11另一端与第一指示灯R阳极连接；第六限流电阻R12一端与微控制器28脚连接，第六限流电阻R12另一端与第二指示灯G阳极连接，第一指示灯R阴极、第二指示灯G阴极接地；

所述的电源电路包括第十七滤波电容C3、第十八滤波电容C8、第十九滤波电容C9、第二十滤波电容C10、第二十一滤波电容C11、第二十二滤波电容C12、第一肖特基二极管D4和第一直流稳压器U3；第十七滤波电容C3的正端、第十八滤波电容C8的一端、第一肖特基二极管D4的阴极、第一直流稳压器U3的1脚接VSUP电源，第一肖特基二极管D4的阳极接VBAT电源，第十九滤波电容C9的一端、第二十滤波电容C10的正端、第二十一滤波电容C11的正端、第二十二滤波电容C12的一端、第一直流稳压器U3的3脚接5V电源；第十七滤波电容C3的负端、第十八滤波电容C8、第十九滤波电容C9、第二十滤波电容C10的负端、第二十一滤波电容C11的负端、第二十二滤波电容C12的另一端、第一直流稳压器U3的4脚接地；

所述的时钟电路包括第一起振电容C13、第二起振电容C14、晶振Y1和第一起振电阻R7，第一起振电容C13的一端、晶振Y1的一端、第一起振电阻R7的一端与微控制器9脚连接；第二起振电容C14的一端、晶振Y1的另一端、第一起振电阻R7的另一端与微控制器10脚连接，第一起振电容C13的另一端、第二起振电容C14的另一端接地。

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