浅析农机汽车尾灯控制电路设计

浅析农机汽车尾灯控制电路设计　王付华　浅析农机汽车尾灯控制电路设计　王付华　（山东信息职业技术学院，山东潍坊２６１０６１）　摘要：单片机的出现大大提高了工业控制水平，集成化、人性化、智能化已经成为当前科技发展的趋势。农机汽车由于其使用范围　的特殊性，在汽车尾灯设计上有着更高的要求。本文所研究的农机汽车尾灯控制电路就是由单片机控制，实时时钟芯片记时，配合　外部掉电存储ＶＡ．ｘ，Ｚ显示电路，共同设计出了这种小型的智能电子产品。并对农机汽车危险报警闪光灯电路进行了优化设计，保证在　电源总开关断开的前提下，依然能够打开报警闪光灯。　关键词：农机汽车；尾灯电路；单片机；危险报警　中图分类号：ＴＰ３１９　１系统概述　本文所设计的农机汽车尾灯控制电路，其核心是ＡＴ８９Ｓ５２　单片机。虽然现在已经有很多类型的微处理器，但ＡＴ８９Ｓ５２　单片机依然在电路自动调节以及掉电保护等功能控制方面有着　非常大的优势。本系统所设计的人机交换功能实现起来非常方　便，只需要通过４个按键就可以Ｉ　ｒＯＮ完成控制操作。电路需要　一个正５Ｖ的稳压电源来提供动力，通过系统安装的软件来控　制其运行可靠性，而且这种小型智能电子产品软硬件设计较为　简单，能够满足长时间稳定运行的要求。农机汽车尾灯控制电　路系统框图如图１所示。　图１农机汽车尾灯控制电路系统框图　２基于ＡＴ８９Ｓ５２单片机的农机汽车尾灯控制电路设计　ＡＴ８９Ｓ５２单片机自带了８Ｋ字节的闪烁可编程可擦除只读　存储器，是一种低电压、高性能ＣＭＯＳ　８位微处理器。这种单　片机的只读存储器在实际使用过程中，可以反复擦除千余次。　本文设计电路所使用的ＡＴ８９Ｓ５２单片机集成了多功能８位　ＣＰＵ以及闪烁存储器，这种高效微控制器现在广泛使用在嵌人　式控制系统当中，在保证使用性能的前提下，大大降低了设计　制造成本。之所以考虑使用单片机来作为电路核心，是为了实　现更大的集成化，减少外接芯片的使用。图２给出了农机汽车　尾灯控制电路设计原理图。　矮　图２农机汽车尾灯控制电路设计原理图　３电路工作原理分析　系统硬件部分大致可以分为３部分：逻辑开关控制器、　ＡＴＳ８９Ｓ５２、数字数据传输。这３个部分分别构成信号识别电路、　信号控制电路、数据传输电路等几个模块，作为系统的核心部　分单片机，可以根据信号识别电路给出的控制信号，来输出相　应的控制信号，通过数据传输电路实现灯阵的有序变化。系统　主要电路构造如表１所示。　表１系统主要电路构造　开关控　由５个开关组成，分别是左ｊ　、　Ｕ　、　ｌ　且、ｌ＾ｌ　ＩＪ　Ｉ　Ｊ　、　复位等　单片机　ＡＴ８９Ｓ５２芯片有４Ｏ个引脚，　其中所用到的引脚有１９　灯阵　妻　Ｒ　，一代表左侧的３个指示灯，　Ｔ、Ｔ　，ｌ、士七　仁ｗ＾　。Ｉ　／音　文献标识码：Ａ　４农机汽车危险报警闪光灯设计　ＧＢ７２５８中针对机动车信号装置给出了非常明确地规定，　要求危险报警闪光灯操纵装置应不受电源总开关的控制。在国　家质检总局的抽检报告中，农机汽车抽检不合格的主要原因　就是照明信号装置或者报警闪光灯不合格。很多农机汽车牌　照灯采用的是封闭式灯体作为牌照照明使用，这与ＧＢ７２５８中　所要求的牌照灯必须是白光有效照明相违背，而且很多农用　车后牌照灯与后位灯共用一个光源，这种设计直接导致牌照照　明效果差，属于结构设计上的不足。针对于危险报警闪光灯，　ＧＢ７２５８中也明确规定，要有专门的控制开关来负责危险报警　闪光灯，线路上的所有信号灯在危险情况下能够同时闪烁，而　且能够在电源无法启动的情况下正常运行。　正确的闪光灯连接线路如图３所示，应该是将转向灯负极　直接与蓄电池的负极相连接，不需要电源总开关直接提供电能。　同时，利用闪光继电器对报警灯进行连动控制，保证在电源总　开关断开的前提下，依然能够打开报警闪光灯。　ＬＥ　图３农机汽车危险报警闪光灯电路　５农机汽车电路数字数据传输分析　配线方式是数据传输过程是否通畅高效的关键，然而配线　设计又需要重点关注数据流这一因素。使用并行或者串行模式　均可以在链路上传输二进制数据，其中对于并行模式而言，１　个时钟脉冲到达时，会有多个比特同时发送出去；而对于串行　模式而言，１个时钟脉冲只能发送出去１个比特。串行传输模　式又可以分为２个子类，即如图４所示同步和异步方式。　图４数据传输方式　常鳘　ｃ　’　姒　旧　嚣　…日’　‘　…ｌ　Ｈ　　ｌ工，ｕｕ　０　（下转第６２页）　ＡＧＲ１ＣＵＬＴＵＲＥ　ＡＮＤ　ＴＥＣＨＮＯＬ０ＧＹ　３９　农业与技术第３３卷第１２期２０１３年１２月　对照国内各方面研究来看，改变刀片夹角（即同一纵垂面内刀　幅、高速、深耕方向发展；单一的旋耕作业不能更好地利用农　业资源，同时还会增加拖拉机进地的次数，因此应朝着旋耕机　片的个数）的宗旨就是在降低功率消耗的同时保证作业质量。　旋耕刀的回转半径（可以是刀片的长度，也可以是刀轴的　联合作业方向发展，已经实现的灭茬和旋耕相结合，另外还有　直径）也是一个重要的影响因素，其在田间作业时表现为耕深。　深松和旋耕相结合、旋耕与播种相结合等等，但这需在解决动　国内的研究者采用弯形刀片、凿形刀片和直角刀片进行田间试　力合理匹配的前提下进行；现有旋耕机的传动部件的参数还需　验，试验结果表明，旋耕机田间作业的功率消耗与耕作深度间　要进一步优化，以便获得更好的作业性能。另外，随着科学技　存在线性关系，并且回归分析的直线通过坐标原点。当切土节　距为定值时，旋耕机的比功耗（切削单位体积的土壤所消耗的　能量）随耕深的增加而下降。但在轻质土壤中作业时，与深度　的关系不明显。除此之外，相关的研究还有潜土式深耕旋耕机、　反转旋耕机【９］。其研究目的是：在低功耗的前提下，提高作业　质量，加大旋耕刀的耕作深度。对于潜土式深耕旋耕机，国内　的研究也是从旋耕机最基本的结构特点入手，通过设置和选定　些实验参数进行试验，所得的试验结果通过能量法、单元法　等方法进行分析，得出相应的结论。试验结果表明，进行深耕　时功率消耗是首要克服的问题，另外，深耕一般需要不同的机　具进行配套联合作业，以达到增产节能的目的［１０１￣　幅宽既是一个结构参数，同时也是一个评价指标。其对旋　耕机功率消耗的影响作用显而易见，幅宽增加，旋耕机功率消　耗增大。旋耕机的工作幅宽应根据配套拖拉机功率的大小、旋　耕比能耗（旋耕比阻，即旋耕单位体积土壤所消耗的能量）、　耕深要求来共同确定。除上述问题外，还需要考虑旋耕机的工　作幅宽与牵引拖拉机的匹配问题。确定采取何种配置方式（正　配置、偏配置）［１１］０与通常旋耕机幅宽研究不同的是，江苏大　学进行了刀轴斜置式旋耕机的研究，并取得了相应的研究进展。　刀轴斜置式旋耕机的最大特点就是刀轴所在直线方向不再与机　具前进方向垂直，而是成一定角度，且角度可以人为的有级调　节，调节值从０。到３０。成等差数列。试验结果表明，采用斜　置式旋耕机作业时，刀片所受的垂直水平分力随斜置角度的增　大先减小后增大，轴向分力则随斜置角度的增大而增大；而刀　片所受的水平分力随斜置角度的增大而减小；整个旋耕机的比　功耗随机具前进速度的增大而减小，随刀轴转速的增大而增大，　随斜置角度的增大先减小后增大［１２］０　刀轴转速过快，功率消耗大；刀片数增多，相邻刀片夹角　减小（切土节距减小），容易堵土和缠草；机组前进速度过慢，　生产效率低；耕作幅宽过大，作业质量差等等［１３．１４．１５］。　３旋耕机今后的发展方向和研究重点　影响旋耕机田间作业性能的因素很多，发动机状况、旋耕　机技术状态恶化等不利因素，上述的结构特点都会造成影响。　因此设计并生产出低功耗、高质量的旋耕机一直是研究者和广　大农民们的心声。　今后的旋耕机发展方向应当是大幅宽、高速型、深耕旋耕　机，现有的旋耕机多数在低速状态下进行田间工作，且工作幅　宽和耕作深度都很有限，为了提高作业效率，旋耕机应朝着大　一术的进步与发展，对农机具又提出了新的要求和期望，耐用、　抗磨损，不易损坏，这将是今后旋耕机研究的一个重点，也会　是更多农机具研究的方向。　参考文献　【１】李理，霍春明．我国旋耕机研究现状及发展方向ＵＩ＿现代化农业，　２００４（１０）．　［２］李明，杨淑玲．旋耕机作业质量不能达标的原因［Ｊ】．农机使用与维修，　２００９（４）．　［３】毕晓伟．影响旋耕机作业质量和功耗的主要因素ｆＪ１．农业机械，　２００９（１８）．　［４］李宝筏．农业机械学［Ｍ】．中国农业出版社，２００３．　［５】Ｊａｆａｒ　Ｈａｂｉｂｉ　Ａｓｌ，Ｓｕｒｅｎｄｒａ　Ｓｉｎｇｈ．Ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｒｏｔａｒｙ　ｔｉｌｌｅｒ　ｂｌａｄｅｓ：Ｃｏｍｐｕｔｅｒ　ｓｏｌｕｔｉｏｎ　ｏｆ　ｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌ　ｒｅｌａｔｉｏｎｓ［Ｊ］．Ｓｏｉｌ＆Ｔｉｌｌａｇｅ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ，１０６（２００９）：１—７．　ｆ６李明喜，陈功振．旋耕机刀轴的模糊可靠性优化设计．农业机械学　６］报，２００２（０５）：１３１－１３３．　［７］Ｓａｔｉｔ　Ｋａｒｏｏｎｂｏｏｎｙａｎａｎ，Ｖｉｌａｓ　Ｍ．Ｓａｌｏｋｈｅ，Ｐａｎａｄｄａ　Ｎｉｒａｎａｄｕｍｐｏｎｇ．Ｗｅａｒ　ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ　ｏｆ　ｔｈｅｒｍａｌｌｙ　ｓｐｒａｙｅｄ　ｒｏｔａｒｙ　ｉｆｌｌｅｒ　ｂｌａｄｅｓ．Ｗｅａｒ　２６３（２００７）：　６０４—６０８．　『８］田华．影响旋耕机作业质量和功耗的主要因素叨．当代农机．２０１０（ｏ５）　【９］丁为民，彭嵩植，王耀华．正、反转旋耕不同耕作性能的比较［Ｊ］．　南京农业大学学报，２００３（３）：１０６—１０９．　［１０］夏晓东，吴崇友，张瑞林等．加大耕深型正转旋耕机研究设计初　探【Ｊ１．１９９９（１）：６９—７２．　【１１】中国农业机械化科学研究院．农业机械设计手册［Ｍ］．中国农业科　学技术出版社，２００７．　［１２］孔令德，桑正中，王国林．斜置旋耕试验研究【Ｊ］．农业机械学报，　２０００（２）．　［１３］赵清志，郭晓云，刘明亮，魏天路．基于ＭＡＴＬＡＢ的旋耕机功率　消耗仿真设计ｆＪ］．佳木斯大学学报，２０１１（６）：８５４—８５６．　［１４】张曼丽，谢洪昌，赵世宏等．评价灭茬旋耕联合整地机作业质量　的指标及检测方法［Ｊ］．现代化农业，２０１１（１Ｏ）：４２—４３．　【１５］李理，霍春明．提高旋耕机作业质量的几点建议［Ｊ］．农机使用与维　修，２００５（１）：５２—５３．　作者简介：赵亚祥（１９９０一），男，吉林农业大学工程技术学院　２０１２级硕士研究生，研究方向：农业机械设计及制遣田耘（１９６４一），男，　吉林农业大学工程技术学院副院长，硕士研究生导师，主要研究方向：　农业机械设计及制造、精准农业准备等。　（上接第３９页）　５．１数据终端设备　整个通信系统中，数据终端设备是指所有能够作为二进制　数字数据源点或者终点的单元，譬如物理层上的终端、计算机、　传真机等，或者能够接受、发送、处理数据的设备。通常情况　下，数据终端设备彼此不直接通信，只是形成或者处理一些数　据。但是对于通信系统而言，数据的相互传输是重点，必须要　有相应的中间介质来完成这些工作。　５．２数据电路终结设备　对于物理层的数据传输，具体过程可以描述如下：数据终　端设备（ＤＴＥ）向数据电路终结设备（ＤＣＥ）发送信号数据，　在数据终结设备上对所发送的信号进行转换操作，以满足通信　网络传输链路对于数据类型要求；经转换后的信号经传输链路　６２　ＡＧＲＩＣＵＬＴＵＲＥ　ＡＮＤ　ＴＥＣＨＮｏＬｏＧＹ　传输至调制解调器，实际上通信网络中的调制解调器就是分布　并使用最为广泛的数据终结设备（ＤＣＥ）。　参考文献　…１白中英．数字逻辑与数字系统【Ｍ］．北京：科学出版社，２００８．　［２】赵家松，严伟榆，张海涛．基于Ｍｕｌｔｉｓｉｍ　１０的汽车尾灯控制．电路　设计与仿真［Ｊ］．苏州大学学报（工科版），２０１１，３１（２）：３０—３４．　作者简介：王付华（１９６８一），男，汉族，山东邹城人，本科　山东信息职业技术学院，讲师。研究方向：电路与系统。