CN211427663U - 一种教学实验用多功能控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了汽车控制技术领域内的一种教学实验用多功能控制系统，包括转向柱组合开关控制单元、车灯控制组件和定时控制单元，转向柱组合开关控制单元中的开关量检测芯片电连接转向柱组合开关，开关量检测芯片电连接有微处理器MCU1，微处理器MCU1上电连接有CAN收发器一，车身控制单元包括微处理器MCU3，微处理器MCU3上电连接有CAN收发器三和驱动芯片，驱动芯片的输出引脚端电连接有至少一个继电器，继电器与电机单元电连接；定时控制单元与微处理器MCU3电连接；车灯控制组件上电连接有微处理器MCU2，微处理器MCU2上电连接有CAN收发器二；本实用新型可让学生直观的看到雨刮器和车灯的动作过程。

Description

一种教学实验用多功能控制系统

技术领域

本实用新型属于汽车控制技术领域，特别涉及一种教学实验用多功能控制系统。

背景技术

汽车教学实验中，需要让学生在实验中看到汽车外部部件动作的过程，例如，模拟雨刮器的动作过程，模拟转向灯、示宽灯、远光灯和近光灯等灯光被点亮的动作过程，雨刮器由电机带动，通过连杆机构将电机的旋转运动转变为雨刮器的往复运动，教学工作中，没有现成的一个教学仪器可让学生直观的看到雨刮器及车灯被点亮的动作过程。

实用新型内容

针对现有技术中的缺陷，本实用新型的目的在于克服上述现有技术中的不足之处，解决现有技术中无法直观模拟汽车外部部件动作的技术问题，提供一种教学实验用多功能控制系统，本实用新型结构简单，可让学生直观的看到雨刮器和车灯被点亮的动作过程。

本实用新型的目的是这样实现的：一种教学实验用多功能控制系统，包括转向柱组合开关控制单元、车灯控制组件和定时控制单元，所述转向柱组合开关控制单元包括开关量检测芯片MC，开关量检测芯片MC连接转向柱组合开关，所述开关量检测芯片MC电连接有微处理器MCU1，所述微处理器MCU1上电连接有CAN收发器一，所述车身控制单元包括微处理器MCU3，所述CAN收发器一经CAN总线电连接有CAN收发器三，微处理器MCU3分别与CAN收发器三和驱动芯片U5电连接，驱动芯片U5的输出引脚端电连接有至少一个继电器，继电器与电机单元电连接；所述定时控制单元与微处理器MCU3电连接；所述车灯控制组件包括左前灯控制单元、右前灯控制单元、左后灯控制单元和右后灯控制单元，左前灯控制单元、右前灯控制单元、左后灯控制单元和右后灯控制单元上分别电连接有微处理器MCU2，所述微处理器MCU2上电连接有CAN收发器二。

本实用新型中，电机单元驱动雨刮器动作；转向柱组合开关中控制雨刮器动作的开关闭合时，微处理器MCU1向开关量检测芯片MC发送控制读取开关状态，微处理器MCU1将相应的开关信号转换成报文，通过CAN收发器一发送到CAN总线上，CAN总线将开关信息发送到CAN收发器三上，CAN收发器三将开关信息发送给微处理器MCU3，微处理器MCU3将相应的报文转换成开关信号，驱动芯片U5控制继电器线圈驱动电机单元动作，雨刮器动作，定时控制单元将定时信号发送给微处理器MCU2，微处理器MCU3根据定时信号控制继电器的通断，从而使雨刮器间歇性动作；按下转向柱组合开关中控制车灯亮灭的开关，微处理器MCU1将相应的车灯开关信号转换成报文，微处理器MCU1通过CAN收发器一将相应的开关信号报文发送到CAN总线上，CAN总线再将开关信号报文发送到CAN收发器二上，微处理器MCU2处理由CAN收发器二发送过来的开关信号，微处理器MCU2控制左前灯控制单元、右前灯控制单元、左后灯控制单元和右后灯控制单元中的相应的灯被点亮；本实用新型中通过转向柱组合开关控制单元、车身控制单元、定时控制单元和车灯控制单元的联合设置，控制相应车灯的亮灭，同时，实现模拟雨刮器的动作，完成雨刮器和车灯模拟的教学实验；可应用于模拟雨刮器和车灯控制的教学实验中。

为了实现雨滴信号的检测，还包括智能传感单元，所述智能传感单元包括信号发射单元和信号接收单元，所述信号发射单元包括定时器U8和至少一组红外发射组件，电源+12V连接红外发射组件的输入端，红外发射组件的输出端连接有NPN型三极管，电源+5V连接电阻R1一端，电阻R1另一端连接电阻R2一端和定时器U8的DISCHG引脚，电阻R2另一端连接电容C1一端，电容C1另一端连接电容C2一端，电容C2另一端与定时器U8的CVOLT引脚连接，定时器U8的OUT引脚经电阻连接NPN型三极管的基极，NPN型三极管的发射极、定时器U8的GND引脚、电容C1另一端和电容C1一端均接地；所述信号接收单元包括计数器U6，电源+5V连接红外接收管D9的正极，红外接收管D9的负极连接电阻R9一端和电阻R8一端，电阻R9另一端连接电容C3一端、电容C4一端和电阻R16一端，电容C4另一端连接电阻电阻R11一端和放大器P1的反相输入端，放大器P1的同相输入端连接电阻R10一端和电阻R12一端，电阻R12另一端和电阻R16另一端分别连接稳压二极管D10负极、电阻R13一端和电容C5一端，电容C5一端与计数器U6的CLK引脚连接，计数器U6的Q7引脚连接电阻R14一端，电阻R14一端连接NPN型三极管Q3的基极，微处理器MCU3的INT1引脚连接三极管Q3的集电极和电阻R15一端，电源+5V分别连接电阻R13另一端和电阻R15另一端，电阻R10另一端、稳压二极管D10负极、电阻R11另一端、电容C5另一端、三极管Q3发射极均接地。

为了进一步实现雨刮器的间歇动作，所述定时控制单元包括电源VCC和定时器U7，电源VCC连接二极管D11的正极，二极管D11的负极连接开关K13的一端，开关K13的另一端连接电阻R17的一端和定时器U7的引脚7，所述电阻R17的另一端连接二极管D12的负极，所述定时器U7的引脚5连接继电器KZ1的控制端，继电器KZ1的驱动端连接微处理器MCU3中断口INT0，定时器U7的引脚3连接电容C6一端，定时器U7的引脚8和引脚7连接，定时器U7的引脚8还连接电阻R18一端，电阻R18的另一端连接二极管D13的负极和二极管D14的正极，二极管D14的负极连接定时器U7的引脚2，二极管D13的正极连接可调电阻R19的一端，可调电阻R19的调节端和二极管D14的负极均连接电容C7的正极，所述二极管D12的正极、电容C6另一端和电容C7的负极均接地。

为了控制各个左前灯的开关，所述左前灯控制单元包括智能高边开关芯片U1和左前灯驱动电路，所述微处理器MCU2与智能高边开关芯片U1电连接，所述智能高边开关芯片U1的输出端口OUT1-1～OUT5-1分别电连接左前灯驱动电路一～左前灯驱动电路五的输入端，左前灯驱动电路一～左前灯驱动电路五的输出端与对应的车灯电连接，所述左前灯驱动电路一的输入端和输出端分别为二极管D15的正极和N沟道MOS管M1的漏极，微处理器MCU2的输出引脚OUT1-1连接二极管D15的正极和电阻R21一端，二极管D15的负极连接电阻R20一端，电阻R21的另一端连接三极管Q4的基极，电源+5V连接电阻R22一端，电阻R22的另一端分别连接三极管Q4的集电极和N沟道MOS管M1的栅极连接，电源+12V连接左前示宽灯L1一端，左前示宽灯L1与MOS管M1的漏极连接，MOS管M1的源极、电阻R20另一端、三极管Q4的发射极均接地，左前灯驱动电路一～左前灯驱动电路五的电路结构相同，左前灯驱动电路二～左前灯驱动电路五分别驱动左前近光灯L2、左前远光灯L3、左前转向灯L4和左前雾灯L4的开关。

为了进一步实现右前灯的控制，所述右前灯控制单元包括智能高边开关芯片U2，所述微处理器MCU2与智能高边开关芯片U2电连接，智能高边开关芯片的输出端口OUT1-2～OUT5-2分别电连接右前灯驱动电路一～右前灯驱动电路五的输入端，右前灯驱动电路一～右前灯驱动电路五的输出端分别电连接有右前示宽灯L6、右前近光灯L7、右前远光灯L8、右前转向灯L9和右左前雾灯L10，右前灯驱动电路一～右前灯驱动电路五的电路结构相同，右前灯驱动电路一和左前灯驱动电路一的电路结构相同。

为了进一步实现左后灯的控制，所述左后灯控制单元包括智能高边开关芯片U3，所述微处理器MCU2与智能高边开关芯片U3电连接，智能高边开关芯片U3的输出端口OUT1-3～OUT5-3分别电连接左后灯驱动电路一～左后灯驱动电路五的输入端，左后灯驱动电路一～左后灯驱动电路五的输出端分别电连接有左后示宽灯L11、左后近光灯L12、左后远光灯L13、左后转向灯L14和右左前雾灯L15，左后灯驱动电路一～左后灯驱动电路五的电路结构相同，左后灯驱动电路一和左前灯驱动电路一的电路结构相同。

为了进一步实现右后灯的控制，所述右后灯控制单元包括智能高边开关芯片U4，所述微处理器MCU2与智能高边开关芯片U4电连接，智能高边开关芯片U4的输出端口OUT1-4～OUT5-4分别电连接右后灯驱动电路一～右后灯驱动电路五的输入端，右后灯驱动电路一～右后灯驱动电路五的输出端分别电连接有右后示宽灯L16、右后近光灯L17、右后远光灯L18、右后转向灯L19和右左前雾灯L20，右后灯驱动电路一～右后灯驱动电路五的电路结构相同，右后灯驱动电路一和左前灯驱动电路一的电路结构相同。

为了进一步实现开关量的检测，所述转向柱组合开关包括开关K1、开关K2、开关K3、开关K4、开关K5、开关K6、开关K7和开关K8，开关K1、开关K2、开关K3、开关K4、开关K5、开关K6、开关K7和开关K8的一端接地，开关K1、开关K2、开关K3、开关K4、开关K5、开关K6、开关K7和开关K8的另一端分别连接开关量检测芯片MC的SG0～SG7引脚。

作为本实用新型的进一步改进，所述驱动芯片U5的输出引脚OUT1和输出引脚OUT2分别连接继电器KZ2的控制端和继电器KZ3的控制端，继电器KZ2和继电器KZ3的驱动端分别连接电机单元。

为了进一步提高检测雨滴信号的可靠性，所述红外发射组件设置有两组，一组红外发射组件包括依次串接在一起的D1、D2、D3和D4，另一组红外发射组件包括依次串接在一起的D5、D6、D7和D8，电源+12V连接二极管D1的正极和二极管D5的正极，二极管D4的负极连接NPN型三极管Q1的集电极，定时器U1的OUT引脚连接电阻R4一端，电源+5V连接电阻R3一端，电阻R3另一端和电阻R4另一端分别连接三极管Q1的基极和电阻R7一端，三极管Q1的发射极连接电阻R5一端，二极管D8的负极连接NPN型三极管Q2的集电极，三极管Q2的基极连接电阻R7另一端，三极管Q2的发射极连接电阻R6一端，电阻R5另一端和电阻R6另一端均接地。

附图说明

图1为本实用新型的电路结构图。

图2为本实用新型中信号发射单元的电路结构图。

图3为本实用新型中实现雨刮器控制的电路结构图。

图4为本实用新型中左前灯驱动电路的结构图。

图5为本实用新型中右前灯驱动电路的结构图。

图6为本实用新型中左后灯驱动电路的结构图。

图7为本实用新型中右后灯驱动电路的结构图。

图8为本实用新型中光照强度检测单元的结构图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进行进一步说明。

如图1～7所示的一种教学实验用多功能控制系统，包括转向柱组合开关控制单元、车灯控制组件和定时控制单元，转向柱组合开关控制单元包括开关量检测芯片MC，开关量检测芯片MC连接转向柱组合开关，开关量检测芯片MC电连接有微处理器MCU1，微处理器MCU1上电连接有CAN收发器一，车身控制单元包括微处理器MCU3，CAN收发器一经CAN总线电连接有CAN收发器三，微处理器MCU3分别与CAN收发器三和驱动芯片U5电连接，驱动芯片U5的输出引脚端电连接有至少一个继电器，继电器与电机单元电连接；定时控制单元与微处理器MCU3电连接；车灯控制组件包括左前灯控制单元、右前灯控制单元、左后灯控制单元和右后灯控制单元，左前灯控制单元、右前灯控制单元、左后灯控制单元和右后灯控制单元上分别电连接有微处理器MCU2，微处理器MCU2上电连接有CAN收发器二。

为了实现雨滴信号的检测，还包括智能传感单元，智能传感单元包括信号发射单元和信号接收单元，信号发射单元包括定时器U8和至少一组红外发射组件，电源+12V连接红外发射组件的输入端，红外发射组件的输出端连接有NPN型三极管，电源+5V连接电阻R1一端，电阻R1另一端连接电阻R2一端和定时器U8的DISCHG引脚，电阻R2另一端连接电容C1一端，电容C1另一端连接电容C2一端，电容C2另一端与定时器U8的CVOLT引脚连接，定时器U8的OUT引脚经电阻连接NPN型三极管的基极，NPN型三极管的发射极、定时器U8的GND引脚、电容C1另一端和电容C1一端均接地；信号接收单元包括计数器U6，电源+5V连接红外接收管D9的正极，红外接收管D9的负极连接电阻R9一端和电阻R8一端，电阻R9另一端连接电容C3一端、电容C4一端和电阻R16一端，电容C4另一端连接电阻电阻R11一端和放大器P1的反相输入端，放大器P1的同相输入端连接电阻R10一端和电阻R12一端，电阻R12另一端和电阻R16另一端分别连接稳压二极管D10负极、电阻R13一端和电容C5一端，电容C5一端与计数器U6的CLK引脚连接，计数器U6的Q7引脚连接电阻R14一端，电阻R14一端连接NPN型三极管Q3的基极，微处理器MCU3的INT1引脚连接三极管Q3的集电极和电阻R15一端，电源+5V分别连接电阻R13另一端和电阻R15另一端，电阻R10另一端、稳压二极管D10负极、电阻R11另一端、电容C5另一端、三极管Q3发射极均接地。

为了进一步实现雨刮器的间歇动作，定时控制单元包括电源VCC和定时器U7，电源VCC连接二极管D11的正极，二极管D11的负极连接开关K13的一端，开关K13的另一端连接电阻R17的一端和定时器U7的引脚7，电阻R17的另一端连接二极管D12的负极，定时器U7的引脚5连接继电器KZ1的控制端，继电器KZ1的驱动端连接微处理器MCU3中断口INT0，定时器U7的引脚3连接电容C6一端，定时器U7的引脚8和引脚7连接，定时器U7的引脚8还连接电阻R18一端，电阻R18的另一端连接二极管D13的负极和二极管D14的正极，二极管D14的负极连接定时器U7的引脚2，二极管D13的正极连接可调电阻R19的一端，可调电阻R19的调节端和二极管D14的负极均连接电容C7的正极，二极管D12的正极、电容C6另一端和电容C7的负极均接地。

为了进一步实现车灯的控制，左前灯控制单元包括智能高边开关芯片U1和左前灯驱动电路，微处理器MCU2与智能高边开关芯片U1电连接，智能高边开关芯片U1的输出端口OUT1-1～OUT5-1分别电连接左前灯驱动电路一～左前灯驱动电路五的输入端，左前灯驱动电路一～左前灯驱动电路五的输出端与对应的车灯电连接，左前灯驱动电路一的输入端和输出端分别为二极管D15的正极和N沟道MOS管M1的漏极，微处理器MCU2的输出引脚OUT1-1连接二极管D15的正极和电阻R21一端，二极管D15的负极连接电阻R20一端，电阻R21的另一端连接三极管Q4的基极，电源+5V连接电阻R22一端，电阻R22的另一端分别连接三极管Q4的集电极和N沟道MOS管M1的栅极连接，电源+12V连接左前示宽灯L1一端，左前示宽灯L1与MOS管M1的漏极连接，MOS管M1的源极、电阻R20另一端、三极管Q4的发射极均接地，左前灯驱动电路一～左前灯驱动电路五的电路结构相同，左前灯驱动电路二～左前灯驱动电路五分别驱动左前近光灯L2、左前远光灯L3、左前转向灯L4和左前雾灯L4的开关；右前灯控制单元包括智能高边开关芯片U2，微处理器MCU2与智能高边开关芯片U2电连接，智能高边开关芯片的输出端口OUT1-2～OUT5-2分别电连接右前灯驱动电路一～右前灯驱动电路五的输入端，右前灯驱动电路一～右前灯驱动电路五的输出端分别电连接有右前示宽灯L6、右前近光灯L7、右前远光灯L8、右前转向灯L9和右左前雾灯L10，右前灯驱动电路一～右前灯驱动电路五的电路结构相同，右前灯驱动电路一和左前灯驱动电路一的电路结构相同；左后灯控制单元包括智能高边开关芯片U3，微处理器MCU2与智能高边开关芯片U3电连接，智能高边开关芯片U3的输出端口OUT1-3～OUT5-3分别电连接左后灯驱动电路一～左后灯驱动电路五的输入端，左后灯驱动电路一～左后灯驱动电路五的输出端分别电连接有左后示宽灯L11、左后近光灯L12、左后远光灯L13、左后转向灯L14和右左前雾灯L15，左后灯驱动电路一～左后灯驱动电路五的电路结构相同，左后灯驱动电路一和左前灯驱动电路一的电路结构相同；右后灯控制单元包括智能高边开关芯片U4，微处理器MCU2与智能高边开关芯片U4电连接，智能高边开关芯片U4的输出端口OUT1-4～OUT5-4分别电连接右后灯驱动电路一～右后灯驱动电路五的输入端，右后灯驱动电路一～右后灯驱动电路五的输出端分别电连接有右后示宽灯L16、右后近光灯L17、右后远光灯L18、右后转向灯L19和右左前雾灯L20，右后灯驱动电路一～右后灯驱动电路五的电路结构相同，右后灯驱动电路一和左前灯驱动电路一的电路结构相同。

为了进一步实现开关量的检测，转向柱组合开关包括开关K1、开关K2、开关K3、开关K4、开关K5、开关K6、开关K7和开关K8，开关K1、开关K2、开关K3、开关K4、开关K5、开关K6、开关K7和开关K8的一端接地，开关K1、开关K2、开关K3、开关K4、开关K5、开关K6、开关K7和开关K8的另一端分别连接开关量检测芯片MC的SG0～SG7引脚；开关K1控制示宽灯的亮灭，开关K2控制近光灯的亮灭，开关K3控制远光灯的亮灭，开关K4控制左转灯的亮灭，开关K5控制右转灯的亮灭，开关K6控制前雾灯的亮灭，开关K7控制后雾灯的亮灭，开关K8控制雨刮器的动作；驱动芯片U5的输出引脚OUT1和输出引脚OUT2分别连接继电器KZ2的控制端和继电器KZ3的控制端，继电器KZ2和继电器KZ3的驱动端分别连接电机单元。

本实施例中，红外发射组件设置有两组，一组红外发射组件包括依次串接在一起的D1、D2、D3和D4，另一组红外发射组件包括依次串接在一起的D5、D6、D7和D8，电源+12V连接二极管D1的正极和二极管D5的正极，二极管D4的负极连接NPN型三极管Q1的集电极，定时器U1的OUT引脚连接电阻R4一端，电源+5V连接电阻R3一端，电阻R3另一端和电阻R4另一端分别连接三极管Q1的基极和电阻R7一端，三极管Q1的发射极连接电阻R5一端，二极管D8的负极连接NPN型三极管Q2的集电极，三极管Q2的基极连接电阻R7另一端，三极管Q2的发射极连接电阻R6一端，电阻R5另一端和电阻R6另一端均接地。

另外，微处理器MCU1上还电连接有光照强度检测单元，光照强度检测单元的结构具体为，包括光敏电阻RL，电源VDD连接光敏电阻RL的一端，光敏电阻RL的另一端连接电阻R80一端和运算放大器P2的同相输入端，运算放大器P2的反相输入端连接电阻R81和电阻R82一端，电阻R82的另一端连接电阻R83一端和运算放大器P2的输出端，电阻R83另一端连接运算放大器P3的同相输入端和电阻R84一端，电阻R84另一端连接运算放大器P3的输出端和电阻R85一端，电源VDD还给运算放大器P2和运算放大器P3供电，电阻R85另一端连接电源VDD，运算放大器P3的输出端还分别与微处理器MCU1的信号输入引脚P0.0和P0.1连接，运算放大器P3的反相输入端连接可调电阻RF的调节端，可调电阻RF的一端连接电源VDD，可调电阻RF另一端、电阻R80另一端和电阻R81另一端均接地。

本实用新型中，电机单元驱动雨刮器动作，微处理器MCU1、微处理器MCU2和微处理 器MCU3均优选为单片机；引脚P0.0用来模拟输入行车时行驶道路的光照强度信息，引脚 P0.1用来模拟输入会车时的光照强度信息，可独立控制光照检测单元的电源；在模拟实验 时，可往实验用汽车窗户上定量喷水，模拟雨滴，智能传感单元可用时，红外发射管发出红 外光线，有雨时，发出的红外光线会发生反射，由定时器U1组成的多谐振动器对红外发射管 进行驱动，红外接收管接收，由运算放大器P1等构成的带通滤波器把光电信号的频率控制 在38kHz左右，计数器U2对其进行分频，从而使脉冲信号控制在毫秒级，微处理器MCU3接收 到脉冲信号触发中断，微处理器MCU3给驱动芯片U5触发信号，驱动芯片U5控制继电器线圈 驱动电机单元动作，雨刮器动作，若智能传感单元失效，转向柱组合开关中控制雨刮器动作 的开关K8被按下时，微处理器MCU1向开关量检测芯片MC发送控制读取开关状态，微处理器 MCU1将相应的开关信号转换成报文，通过CAN收发器一发送到CAN总线上，CAN总线将开关信 息发送到CAN收发器三上，CAN收发器三将开关信息发送给微处理器MCU3，微处理器MCU3将 相应的报文转换成开关信号，驱动芯片U5控制继电器线圈驱动电机单元动作，雨刮器动作， 同时，开关K13被按下，555定时器起振，二极管D1和D3导通，电容C2通过电阻R1和二极管D3 充电，此时电容C2上的电压小于

，定时器U7的输出引脚5输出高电平，继电器KZ1得电， 继电器KZ1常开触点闭合，定时器U7的输出引脚5和微处理器MCU3的中断口接通，微处理器 MCU3中断，电容C2持续得到充电，电容C2上的电压不断增大，当电容C2两端电压上升到

时，定时器U7的输出引脚5输出低电平，继电器KZ1失电，继电器KZ1常开点断开，定时 器U7不接通微处理器MCU3，微处理器MCU3控制继电器KZ2和KZ3得电，继电器KZ2和继电器 KZ3线圈驱动电机单元动作；随后电容C2经二极管D2和电阻R2以及定时器的引脚6放电，当 放电到电容C2上的电压小于

时，定时器U7的输出引脚5再次转为高电平输出，继电器 KZ1再次得电，微处理器MCU3中断，继电器KZ2和继电器KZ3失电，电机单元停止动作，反复执 行上述动作，当控制雨刮器动作的开关断开时，驱动芯片U5的输出引脚OUT1和输出引脚 OUT2保持低电平输出，不管开关K13是否闭合，电机单元均一直停止动作；模拟车灯亮灭的 实验时，给光照检测单元上电，给系统上电，光敏电阻检测实验室环境下的照明情况，微处 理器MCU1将接收到的电压与设定好的阈值电压进行匹配，判断实验系统所处的环境，当周 围环境光线较弱时（如实验室内拉上窗帘没开灯），微处理器MCU1发出前远光灯信号报文， CAN收发器一将前远光灯信号报文经CAN总线发送给CAN收发器二，CAN收发器二将前远光灯 信息发送给微处理器MCU2，微处理器MCU2将相应的报文转换给驱动信号，输出引脚OUT3-1 和输出引脚OUT3-2保持电压输出，MOS管M3和M8导通，左前远光灯L3和右前远光灯L8被点 亮；打开手电筒，将手电筒发出的光线照射在光敏电阻RL上，光敏电阻RL的阻值减小，运算 放大器P1和运算放大器P2将电压放大，放大后的电压输入到微处理器MCU1的P0.1口，微处 理器MCU1进行判断和处理，微处理器MCU1发出前近光灯报文，微处理器MCU2将前近光灯信 息转换成驱动信号，输出引脚OUT3-1和输出引脚OUT3-2失电，左前远光灯L3和右前远光灯 L8熄灭，同时，输出引脚OUT2-1和输出引脚OUT2-2保持电压输出，左前近光灯L2和左前近光 灯L7被点亮；若周围环境光线较强（窗帘拉开室内灯全部打开），微处理器MCU2的输出引脚 无电压输出，左前近光灯L2和右前近光灯L7熄灭；在P0.0和P0.1口能正常接收信号的条件 下，不管开关K2和开关K3是否被按下，此信号均无效，微处理器MCU1只处理P0.0和P0.1口的 信号，给光照检测断电，通过控制开关K2和开关K3的通断，来控制近光灯和远光灯的点亮和 熄灭；需要点亮应急灯时，按下应急灯开关E，微处理器MCU3将应急灯开关信号转换成信号 报文，CAN收发器三将应急灯信号报文发送到CAN总线上，CAN收发器一接受CAN总线上发送 过来的应急灯信号报文，微处理器MCU1将应急灯信号报文转换成转向灯信号报文，微处理 器MCU1将转向灯信号报文通过CAN收发器一发送到CAN总线上，CAN收发器二接受转向灯信 号报文，微处理器MCU2发送相应的指令给PWM控制模块，PWM控制模块调节脉宽的宽度，使得 输出引脚OUT4-1、输出引脚OUT4-2、输出引脚OUT4-3和输出引脚OUT4-4的电压发生变化，变 化的电压分别加到三极管Q7、Q12、Q17和Q22，使三极管Q7、Q12、Q17和Q22导通，当电压加到 MOS管M4、M9、M14和M19上，MOS管M4、M9、M14和M19导通，左前转向灯L4、右前转向灯L9、左后 转向灯L14和右后转向灯L19被点亮，没有电压加到MOS管M4、M9、M14和M19上时，左前转向灯 L4、右前转向灯L9、左后转向灯L14和右后转向灯L19熄灭，从而形成双闪的效果；只要应急 灯开关按下，不管开关K4或开关K5有没有被按下，此操作均失效；需要点亮示宽灯时，按下 开关K1，开关量检测芯片检测到示宽灯开关信号并将处理后的开关信号发送给微处理器 MCU1，微处理器MCU1将示宽灯开关信号转换成信号报文，通过CAN收发器一发送到CAN总线 上，CAN总线将示宽灯信号报文发送到CAN收发器二上，CAN收发器二将示宽灯信息发送给微 处理器MCU2，微处理器MCU2将相应的报文转换给驱动信号，输出引脚OUT1-1、输出引脚 OUT1-2、输出引脚OUT1-3和输出引脚OUT1-4保持电压输出，MOS管M1、M6、M11和M16导通，左 前示宽灯L1、右前示宽灯L6、左后示宽灯L11、右后示宽灯L16被点亮，只有开关K1被断开时， 左前示宽灯L1、右前示宽灯L6、左后示宽灯L11、右后示宽灯L16全部熄灭；需要点亮左转向 灯时，按下开关K4，信号传输过程与示宽灯相同，在此不再赘述，微处理器MCU2将相应的指 令发送给PWM控制模块，PWM控制模块调节脉宽的宽度，微处理器MCU2的输出引脚OUT4-1和 输出引脚OUT4-3输出变化的电压，变化的电压分别加到三极管Q2和三极管Q17上，有电压加 到MOS管M2和M17时，MOS管M2和M17导通，左前转向灯L2和左后转向灯L17被点亮，当没有加 到MOS管M2和M17截止，左前转向灯L2和左后转向灯L17熄灭，左前转向灯L2和左后转向灯闪 烁，需要关闭转向灯时，断开开关K4即可；需要点亮右转向灯时，按下开关K5，右转向灯的控 制过程与左转向灯类似，在此不再赘述，微处理器MCU2的输出引脚OUT4-2和输出引脚OUT4- 4输出变化的电压，使右前转向灯和右后转向灯闪烁，需要关闭右转向灯时，断开开关K5即 可；开关K2被按下时，微处理器MCU2的输出引脚OUT2-1、输出引脚OUT2-2、输出引脚OUT2-3 和输出引脚OUT2-4输出电压，MOS管M2、MOS管M7、MOS管M12和MOS管M17导通，左前近光灯L2、 右前近光灯L7、左后近光灯L12和右后近光灯L17被点亮，按下开关K3时，左前近光灯L2、右 前近光灯L7、左后近光灯L12和右后近光灯L17熄灭，左前远光灯L3、右前远光灯L8、左后近 光灯L13和右后远光灯L18被点亮，断开开关K3时，左前远光灯L3、右前远光灯L8、左后近光 灯L13和右后远光灯L18熄灭；按下开关K6时，微处理器MCU2的输出引脚OUT5-1和输出引脚 OUT5-3输出电压，左前雾灯和左后雾灯被点亮，开关K7被按下时，微处理器MCU2的输出引脚 OUT5-2和输出引脚OUT5-4输出电压，左后雾灯和右后雾灯被点亮；本实用新型中，智能传感 单元未失效时，智能传感单元发出雨刮器控制信号，雨刮器动作，智能传感单元失效时，可 手动调节控制雨刮器动作的开关和车灯动作的开关分别控制雨刮器和车灯的动作，通过定 时器控制单元实现雨刮器的间歇性动作，通过光照强度检测单元的设置，模拟行车车灯智 能开启的动作过程，断开光照强度检测单元时，可通过手动调节转向柱组合开关，通过车灯 驱动电路的设置驱动相应车灯的亮灭，操作方便；可应用于模拟雨刮器车灯控制的教学实 验中。

本实用新型并不局限于上述实施例，在本实用新型公开的技术方案的基础上，本领域的技术人员根据所公开的技术内容，不需要创造性的劳动就可以对其中的一些技术特征作出一些替换和变形，这些替换和变形均在本实用新型保护范围内。

Claims (10)

1.一种教学实验用多功能控制系统，其特征在于，包括转向柱组合开关控制单元、车灯控制组件和定时控制单元，所述转向柱组合开关控制单元包括开关量检测芯片MC，开关量检测芯片MC连接转向柱组合开关，所述开关量检测芯片MC电连接有微处理器MCU1，所述微处理器MCU1上电连接有CAN收发器一，所述车身控制组件包括微处理器MCU3，所述CAN收发器一经CAN总线电连接有CAN收发器三，微处理器MCU3分别与CAN收发器三和驱动芯片U5电连接，驱动芯片U5的输出引脚端电连接有至少一个继电器，继电器与电机单元电连接；所述定时控制单元与微处理器MCU3电连接；所述车灯控制组件包括左前灯控制单元、右前灯控制单元、左后灯控制单元和右后灯控制单元，左前灯控制单元、右前灯控制单元、左后灯控制单元和右后灯控制单元上分别电连接有微处理器MCU2，所述微处理器MCU2上电连接有CAN收发器二。

2.根据权利要求1所述的一种教学实验用多功能控制系统，其特征在于，还包括智能传感单元，所述智能传感单元包括信号发射单元和信号接收单元，所述信号发射单元包括定时器U8和至少一组红外发射组件，电源+12V连接红外发射组件的输入端，红外发射组件的输出端连接有NPN型三极管，电源+5V连接电阻R1一端，电阻R1另一端连接电阻R2一端和定时器U8的DISCHG引脚，电阻R2另一端连接电容C1一端，电容C1另一端连接电容C2一端，电容C2另一端与定时器U8的CVOLT引脚连接，定时器U8的OUT引脚经电阻连接NPN型三极管的基极，NPN型三极管的发射极、定时器U8的GND引脚、电容C1另一端和电容C1一端均接地；所述信号接收单元包括计数器U6，电源+5V连接红外接收管D9的正极，红外接收管D9的负极连接电阻R9一端和电阻R8一端，电阻R9另一端连接电容C3一端、电容C4一端和电阻R16一端，电容C4另一端连接电阻电阻R11一端和放大器P1的反相输入端，放大器P1的同相输入端连接电阻R10一端和电阻R12一端，电阻R12另一端和电阻R16另一端分别连接稳压二极管D10负极、电阻R13一端和电容C5一端，电容C5一端与计数器U6的CLK引脚连接，计数器U6的Q7引脚连接电阻R14一端，电阻R14一端连接NPN型三极管Q3的基极，微处理器MCU3的INT1引脚连接三极管Q3的集电极和电阻R15一端，电源+5V分别连接电阻R13另一端和电阻R15另一端，电阻R10另一端、稳压二极管D10负极、电阻R11另一端、电容C5另一端、三极管Q3发射极均接地。

3.根据权利要求1所述的一种教学实验用多功能控制系统，其特征在于，所述定时控制单元包括电源VCC和定时器U7，电源VCC连接二极管D11的正极，二极管D11的负极连接开关K13的一端，开关K13的另一端连接电阻R17的一端和定时器U7的引脚7，所述电阻R17的另一端连接二极管D12的负极，所述定时器U7的引脚5连接继电器KZ1的控制端，继电器KZ1的驱动端连接微处理器MCU3中断口INT0，定时器U7的引脚3连接电容C6一端，定时器U7的引脚8和引脚7连接，定时器U7的引脚8还连接电阻R18一端，电阻R18的另一端连接二极管D13的负极和二极管D14的正极，二极管D14的负极连接定时器U7的引脚2，二极管D13的正极连接可调电阻R19的一端，可调电阻R19的调节端和二极管D14的负极均连接电容C7的正极，所述二极管D12的正极、电容C6另一端和电容C7的负极均接地。

4.根据权利要求1所述的一种教学实验用多功能控制系统，其特征在于，所述左前灯控制单元包括智能高边开关芯片U1和左前灯驱动电路，所述微处理器MCU2与智能高边开关芯片U1电连接，所述智能高边开关芯片U1的输出端口OUT1-1～OUT5-1分别电连接左前灯驱动电路一～左前灯驱动电路五的输入端，左前灯驱动电路一～左前灯驱动电路五的输出端与对应的车灯电连接，所述左前灯驱动电路一的输入端和输出端分别为二极管D15的正极和N沟道MOS管M1的漏极，微处理器MCU2的输出引脚OUT1-1连接二极管D15的正极和电阻R21一端，二极管D15的负极连接电阻R20一端，电阻R21的另一端连接三极管Q4的基极，电源+5V连接电阻R22一端，电阻R22的另一端分别连接三极管Q4的集电极和N沟道MOS管M1的栅极连接，电源+12V连接左前示宽灯L1一端，左前示宽灯L1与MOS管M1的漏极连接，MOS管M1的源极、电阻R20另一端、三极管Q4的发射极均接地，左前灯驱动电路一～左前灯驱动电路五的电路结构相同，左前灯驱动电路二～左前灯驱动电路五分别驱动左前近光灯L2、左前远光灯L3、左前转向灯L4和左前雾灯L4的开关。

5.根据权利要求4所述的一种教学实验用多功能控制系统，其特征在于，所述右前灯控制单元包括智能高边开关芯片U2，所述微处理器MCU2与智能高边开关芯片U2电连接，智能高边开关芯片的输出端口OUT1-2～OUT5-2分别电连接右前灯驱动电路一～右前灯驱动电路五的输入端，右前灯驱动电路一～右前灯驱动电路五的输出端分别电连接有右前示宽灯L6、右前近光灯L7、右前远光灯L8、右前转向灯L9和右左前雾灯L10，右前灯驱动电路一～右前灯驱动电路五的电路结构相同，右前灯驱动电路一和左前灯驱动电路一的电路结构相同。

6.根据权利要求4所述的一种教学实验用多功能控制系统，其特征在于，所述左后灯控制单元包括智能高边开关芯片U3，所述微处理器MCU2与智能高边开关芯片U3电连接，智能高边开关芯片U3的输出端口OUT1-3～OUT5-3分别电连接左后灯驱动电路一～左后灯驱动电路五的输入端，左后灯驱动电路一～左后灯驱动电路五的输出端分别电连接有左后示宽灯L11、左后近光灯L12、左后远光灯L13、左后转向灯L14和右左前雾灯L15，左后灯驱动电路一～左后灯驱动电路五的电路结构相同，左后灯驱动电路一和左前灯驱动电路一的电路结构相同。

7.根据权利要求4所述的一种教学实验用多功能控制系统，其特征在于，所述右后灯控制单元包括智能高边开关芯片U4，所述微处理器MCU2与智能高边开关芯片U4电连接，智能高边开关芯片U4的输出端口OUT1-4～OUT5-4分别电连接右后灯驱动电路一～右后灯驱动电路五的输入端，右后灯驱动电路一～右后灯驱动电路五的输出端分别电连接有右后示宽灯L16、右后近光灯L17、右后远光灯L18、右后转向灯L19和右左前雾灯L20，右后灯驱动电路一～右后灯驱动电路五的电路结构相同，右后灯驱动电路一和左前灯驱动电路一的电路结构相同。

8.根据权利要求1～7任一项所述的一种教学实验用多功能控制系统，其特征在于，所述转向柱组合开关包括开关K1、开关K2、开关K3、开关K4、开关K5、开关K6、开关K7和开关K8，开关K1、开关K2、开关K3、开关K4、开关K5、开关K6、开关K7和开关K8的一端接地，开关K1、开关K2、开关K3、开关K4、开关K5、开关K6、开关K7和开关K8的另一端分别连接开关量检测芯片MC的SG0～SG7引脚。

9.根据权利要求1～7任一项所述的一种教学实验用多功能控制系统，其特征在于，所述驱动芯片U5的输出引脚OUT1和输出引脚OUT2分别连接继电器KZ2的控制端和继电器KZ3的控制端，继电器KZ2和继电器KZ3的驱动端分别连接电机单元。

10.根据权利要求2所述的一种教学实验用多功能控制系统，其特征在于，所述红外发射组件设置有两组，一组红外发射组件包括依次串接在一起的D1、D2、D3和D4，另一组红外发射组件包括依次串接在一起的D5、D6、D7和D8，电源+12V连接二极管D1的正极和二极管D5的正极，二极管D4的负极连接NPN型三极管Q1的集电极，定时器U1的OUT引脚连接电阻R4一端，电源+5V连接电阻R3一端，电阻R3另一端和电阻R4另一端分别连接三极管Q1的基极和电阻R7一端，三极管Q1的发射极连接电阻R5一端，二极管D8的负极连接NPN型三极管Q2的集电极，三极管Q2的基极连接电阻R7另一端，三极管Q2的发射极连接电阻R6一端，电阻R5另一端和电阻R6另一端均接地。

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