基于PIC控制的车用大灯控制器的研制

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摘 要 本文主要介绍了车用大灯控制器的研制过程。重点阐述了大灯控制器的组成模块、技术攻关和问题解决。

关键词 PIC单片机 保护功能

中图分类号：U463 文献标识码：A

随着生活水平的不断提高，人们对交通工具的要求也在不断提高，同时在夜间驾驶时的照明就是一个比较重要的部分，特别是一些车灯的保护功能。大灯控制器是摩托车用电器的重要零部件之一，直接影响摩托车的夜间使用要求。本文介绍的大灯控制器能通过计算机对单片机进行编程，控制摩托车大灯在远近光之间进行切换，同时实现超车提醒。

1产品技术指标

（1）工作电压：额定电压DC12V，使用电压范围：DC10V～DC15V；

（2）一般功能：一灯断线功能、启动关大灯功能、过载保护功能、超车提醒功能；

（3）工作温度：-20℃～80℃；

（4）试验要求：耐高低温循环能力、耐扫频振动能力、淋水特性、耐久特性，耐电压冲击特性；

2设计方案及确定

2.1设计思路

由于大灯控制器实现的是控制大灯的远近光切换以及一些保护功能，所以产品需要对大灯的实际情况进行检测，并根据检测结果进行相应的判断，再根据判断的结果控制大灯的工作情况。基于以上考虑，本文拟采用软件、硬件结合的方式实现产品的功能。通过硬件电路进行一些采样，计算机对单片机进行编程，根据采样的数据进行分析判断输出，输出信号控制相应的电路进行工作以达到产品的需求。

2.2设计方案

2.2.1电路

因产品的工作电压为DC12V，单片机工作电压为DC5V，因此需要电源转换将DC12V转换为DC5V，便于pic单片机的采样以及工作。为了检测远近光灯工作状态，本文采用检测工作电流的方式对每一电路的状态进行检测，具体实施方案是检测远近光工作电路流经的电流大小，通过采样电阻，将电流信号转换为电压信号，因该电压信号为毫伏级信号，我们将该电压信号通过运算放大器进行同相放大处理，以满足单片机的采样要求。经放大的电压信号输入单片机，经过软件程序输出相应的信号控制输出电路进行工作，达到各种功能。

该产品主要包括：电源转换电路、继电器控制电路、电压采样放大电路、信号输入电路、信号输出电路。

2.2.2关键元器件选用

从计算机控制信号以及功能的实现方面考虑，最终选择PIC16F676作为该产品的主控MCU，该单片机具有12个独立方向控制功能的I/O引脚、模数转换器模块、（下转第171页）（上接第159页）宽工作电压范围等特点。同时在运算放大电路中选用LM258AP，通用性比较好，便于批量采购，易于生产。在电压采样电路中采用康铜丝电阻，具有压降小、可通过电流大等特点。

3研制过程

该大灯控制器主要由五部分组成，第一部分为电源转换电路，主要为单片机提供工作电压；第二部分为输入信号控制电路，主要对外部整车的输入信号进行处理，将外部信号转换为单片机可以接收的高低电平信号；第三部分为电压放大处理电路，主要是将小信号的电压通过运算放大，使单片机能够更易于识别，防止误判；第四部分为输出信号控制电路，主要是根据单片机的输出信号，控制相应的继电器进行工作，满足各种功能的需要。

3.1电路设计

为了简化系统结构，该控制器仅由必须的稳压电路单元、电压放大电路单元（见图1）、输出信号控制电路单元（见图2）、外部信号输入电路单元（见图3）以及单片机组成。

3.2计算机软件设计

该控制器主要通过计算机对PIC单片机的程序设计来控制远近光之间的切换以及各种保护功能的实现。首先，通过外部信号输入电路单元将外部的信号转换为高低电平信号，单片机通过检测高低电平的变化，判断是在远光还是近光状态，当判断完成后，通过输出信号控制电路单元控制相应的电路导通，同时实现继电器的吸合达到远光或近光灯的工作。其次，通过电压放大电路单元检测当远光或近光有故障时，单片机判断输入信号做出相应的处理，实现一灯断线保护功能、过载保护功能。

4试制中遇到的问题及解决方案

通过对样品的调试以及实验，发现产品在耐久试验时，经常出现采样电阻发热过大的问题，当减小采样电阻时，单片机又无法收到有效的信号，通过反复的试验以及对比，在采样电阻的选择方面确定了合适的材料以及阻值，有效地降低产品温度的同时又解决了单片机的采样问题。

5结语

车用大灯控制器是根据客户需求研制的新型控制器，实现了各种保护功能，技术优势显著，结构设计新颖、合理，经用户检测和试验，各项功能指标均达到客户的使用要求，现已形成批量订单。