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（终稿）ABS汽车防抱死制动系统设计（全套完整有CAD）

倍数为，光电耦合器输入端限流电阻，其阻值由下式式中输入电压为输入端发光二级管正向导通压降。般为.左右为驱动器的压降为输入端正向工作电流，取经计算取光电耦合输出端负载电阻式中电源电压为三极管饱和时集电极和发射级之间的压降，取.经计算取输出通道的隔离及保护措施方面防止了最小系统干扰信号沿正向通路的传输，同时也隔离了驱动电路运行过程中产生的干扰脉冲对前向通道原件的影响，所以隔离保护作用是双向的。驱动电路单元构成驱动电路的主要器件是功率晶体管晶闸管继电器或者是功率集成电路，从电路结构的复杂性器件功能可靠性以及价格等因素考虑，晶体管放大电路有共基共集和共射级三种电路形式，其中共射极放大电路具有较好的功率放大能力，故此采用共射极放大电路作为系统的驱动环节的基本形式。光电耦合器的最大输出电流为，电磁阀的工作电流为.所以每个输出控制信号要经过功率放大后才能驱动相应的电磁阀。考虑到实际应用中的影响，选择为.倍，则电磁阀的三极管的电流的放大倍数为据此本系统选择了三极管来驱动电磁阀，其最大允许通过电流为，放大倍数是.泵电机驱动电路的设计根据系统对电动泵的驱动要求，泵驱动电动机在管路减压时将对蓄能器供油以保证它的高压状态。系统选用了用继电器来控制电动机的工作与停止状态。继电器的选型根据泵驱动电动机的工作电压和工作电流的大小和接点工作电压和工作电流的大小，选择了型号为的继电器。其电参数为额定工作电压为，线圈电阻为，吸合电压为.，线圈消耗的功率为.。接点负荷电压，电流为，其电路与图如图，根据继电器的额定工作电压和额定工作电流，可以确定继电器的工作电流为，可以向光电耦合器输入，光电耦合器的的电流传输比为，所以它的输出电流为,经过晶体管的电流放大就可以满足电流驱动要求。图泵电机驱动电路光电耦合器的输入输出电阻的计算同.章。二极管的作用是保护晶体管，当继电器吸合时，二极管截止，不影响电路工作继电器释放时由于继电器线圈存在电感这时晶体管已经截止，所以会在线圈的两端产生较高的感应电压，这个感应电压的极性是上负下正，正端接在的集电极上，当电感电压与之和大于晶体管的集电极反向电压时，晶体管可能会损坏，加入二极管后继电器线圈产生的感应电流由二极管流过，因此不会产生较高的感应电动势，晶体管得到保护。.系统报警灯设计是计算机控制系统常用的显示器，般其正向压降为，通过的电流的强弱决定了的发光强度，其驱动电路图如下图报警灯驱动电路为输出反相驱动器，当.为高电平时，输出低电平，发光。当单片机的.为低电平时没有电流流过，不发光，其限流电阻的计算如下其中为电源电压为正向压降为驱动器的压降为的工作电流取.则因此选择以使更有效的限流。.和的扩展本身不具备他必须外接程序和数据存储器才能工作。的存储空间为字节，因此需要位地址线和位数据线，为减少管脚，采用了地址与数据线分时复用的方式，同时通过下列专门管脚输出必要的控制信号。口作为数据线和地址线低位，复用时必须外加地址锁存器。口作为数据线和地址线高位，复用时必须外加地址锁存器。提供地址锁存使能信号。存储器读信号存储器写信号。在整个写周期内部有效，而仅在写偶地址字节时才有效，系统出现的是还是由结构寄存器决定。存储器芯片的标准主要应从存储器类型容量速度价格的高低功耗的大小以及对电源的要求等几个方面进行考虑，总的原则是在满足技术指标的条件下，尽量选用价格低廉功耗小电源种类少，使用方便的芯片。般情况下，个实际应用系统中大都包括和，用于存放用户已调试好的固定应用程序或表格常数，而用于存放需要调试的临时程序现场采集的各种信息及处理的中间结果或待输出的最后结果。本系统须同时扩展和来存储程序和数据，选择存储器容量需根据系统的需要来决定，即由程序量的大小及数据的多少给以确定，微机的存储器系统通常由多个存储器芯片组成，每个存储器芯片的容量随型号的不同而相异本系统需要大量的采集处理比较控制程序，以及需要存储故障编码，故选用了的程序存储器和的数据存储器。存储器速度是指存储器从受到有效地址到输出引脚上出现有效数据的时间间隔，这时间间隔又称为存储器的存取时间。速度是选择存储器的重要指标之。虽然般情况下单片机可与任何速度的存储器匹配工作，但对速度慢的芯片需要插入等待时间，这样就浪费了大量的主机时间，影响了的工作速度。在实际中应尽量选用能与单片机工作速度匹配的存储器芯片，单片机与存储器芯片的速度匹配问题实际上是与存储器的时序配合问题。芯片是容量为的芯片，紫外线擦除，电编程，采用双列直插式封装，共只引脚。地址线为,工作电压为，编程电压为,最大工作电流为，标准读出时间为，也有为的，引脚图如图所示。引脚中的为编程信号线，当和均为低电平时，芯片处于编程模式。单片机的,口向片外提供地址总线，而口又单独提供数据总线，因为口是口分时两用，故在单片机与存储器之间要配以地址锁存器。因为和的寻址范围均为，所以地址总线为根其中，受控制。存放单片机应用系统的全部程序，由专用的写入器写入用于存放数据，般供数据采集与处理子系统使用。系统运行时，单片机的只能以读的形式访问，当执行读操作作用信号由低电平转成高电平时，便有了锁存地址的可能性，当又变为低电平时，地址被锁存，期间，中的程序以二进制数据的形式出现在数据总线上，信号在由到时，数据被读取。对于而言，单片机不仅可以读它的内容体霍尔元件齿圈当齿轮位于图中所示位置时，穿过霍尔元件的磁力线分散，磁场相对较弱而当齿轮位于图中所示位置时，穿过霍尔元件的磁力线集中，磁场相对较强。齿轮转动时，使得穿过霍尔元件的磁力线密度发生变化，因而引起霍尔电压的变化，霍尔元件将输出个毫伏级的准正弦波电压。此信号还需由电子电路转换成标准的脉冲电压。霍尔轮速传感器具有以下优点其是输出信号电压幅值不受转速的影响。其二是频率响应高。其响应频率高达，相当于车速为时所检测的信号频率其三是抗电磁波干扰能力强。因此，霍尔传感器不仅广泛应用于轮速检测，也广泛应用于其控制系统的转速检测。霍尔式轮速传感器与电磁感应式轮速传感器比较具有以下优点随着轮速的变化，输出信号的幅值是不变的。频率响应高，响应频率高达，用于系统中可检测到约速度信号，远远满足使用要求。抗电磁干扰能力强，由于输出信号在整个轮速范围内不变，而且幅值较高，所以抗电磁干扰能力很强。鉴于霍尔传感器的比较优点，本设计采用霍尔轮速传感器。霍尔传感器的设计霍尔轮速传感器要包括开关型集成霍尔传感器和线性集成霍尔传感器两种。集成霍尔传感器是在制造硅集成电路的同时，在硅片上制造具有传感器功能的霍尔效应器件，因此使集成电路具有对磁场敏感的特性。霍尔开关电路又称霍尔数字电路，又稳压器霍尔片差分放大器，施密特触发器和输出级组成。在外磁场的作用下，当磁感应强度超过导通阀时，霍尔电路输出管导通，输出低电平，之后，增加，仍保持导通。若外加磁场的值降低到，输出管截止，输出高电平。我们称为工作点，释放点。称为回差。回差的存在使开关电路的抗干扰能力增强。本系统采用的是三通道四传感器布置形式，需要四个传感器。霍尔传感器的组成传感头，齿圈。传感头由永磁体霍尔元件和电子电路组成。霍尔开关电路的选择霍尔轮速传感器的关键元件是霍尔元件，要求它能够输出较大的霍尔电压，而温度漂移要尽可能小，并且要求它后面的电路尽可能的简单些，这样可以使体积减小提。高可靠性。本系统选用南京中旭电子公司生产的型霍尔开关电路。这种开关电路由电压调整电路霍尔电压发生器差分放大器施密特触发器反向电压保护器温度补偿电路及集电极开关输出极组成能将磁场信号转变成数字电压输出，对温度和电压的变化更加稳定。其应用参数是电压电源范围宽.工作温度范围宽摄氏度电压极性反向保护器，无触点快速响应性好，频率高，寿命长，可直接同等逻辑电路接口，体积小，安装方便。经过霍尔元件中的信号变化过程本系统选择霍尔开关型传感器其结构原理图为图霍尔开关电路原理图引脚接电源引脚接地接输出霍尔传感器在系统中的接线图为图霍尔传感器在系统中的接线图霍尔元件与永磁铁封装在起，经过电路缓冲可以直接传送到单片机的高速输入端口。车轮轮速传感器又齿圈和霍尔传感头两部分组成，齿圈安装在随车轮同转动的部件上，如半轴套筒，转向节，制动底盘。为了保证轮速传感器无错误信号输出，安装轮速传感器时应使传感头精确地对准齿圈，应保证它们之间有适当的空气间隙，并要求安装牢固。只有这样才能保证汽车在制动过程中的振动不会干扰和影响传感信号，做到无误的输出。为了避免灰尘和溅泥水，应适当的密封和润滑措施。在确定了传感器的安装方案和选择好传感器之后，根据安装的位置，安装的空间的大小以及所用的传感器的技术参数，设计转速传感器的目标齿盘。对齿盘的设计应当有这样的要求齿盘的设计应保证产生的车速信号的频率在传感器的测量范围内车速测量的误差要小使输出的脉冲信号有合适的占空比便于加工，稳定性好。传感器齿盘的设计齿盘齿数的确定根据传感器的测量范围，在设计与其配合的齿盘时应保证产生的轮速信号频率在这个范围内，而这个频率是由车轮的轮速和齿盘齿数决定的。控制转速为传感器采集数据频率车速的计算公式式中车轮的半径齿圈齿数频率对于确定的系统，为确定的常数。计算齿数的范围这样我们可以推出齿数的范围，还应考虑到机械加工过程中，齿数的选择最好能使机床分度方便，便于加工。为了保证在较低的车速下，仍然能够准确的测量到轮速的变化情况，齿数不能过小。本系统拟选定齿数为个。齿高齿宽的确定轮速传感器的齿高主要是由传感器产生的信号的强弱，即传感器的功率，以及传感器灵敏度决定的。齿盘的齿宽和齿槽宽度直接影响到传感器输出信号的波形，主要是影响脉冲信号的占空比，占空比过大或过小时，由于汽车行驶过程中，车轮的振动等原因，有可能使传感器输出的信号漏掉脉冲，或段时间内没有信号输出，使车轮的轮速计算产生误差，因此轮速传感器齿宽的确定十分重要。在轮速传感器的齿盘的外直径和齿数确定以后，齿盘的齿顶宽和齿槽宽外圆之和就可如下计算再根据实际加工时可加工的齿槽宽度来确定齿宽和齿顶宽。．防抱死制动调压系统工作过程制动压力调节装置简称液压调节器主要由个位通调压电磁阀个双联式电动液压柱塞泵个储液室个低压储能室个电动液压泵和几个单向阀等组成。电动液压泵转速传感器产生的转速信号输入，供监测电动液压泵的运转情况。液压调节阀通过管路与制动主缸和各制动轮缸相连。液压调节器工作原理如图所示。图液压调节器工作原理图助力器主缸三位三通电磁阀回液泵限位阀电动机回液过滤器油箱制动器常规制动过程制动系统在常规制动过程中未出现防抱死现象，对于后轮驱动的汽车只需在传动系中安装个转速传感器，如图。图单通道般对两后轮按低选原则同控制，其主要作用是提高汽车制动时的方向稳定性。在附着系数分离的路面上进行制动时，两后轮的制动力都被限制在处于低附着系数路面上的后轮的附着力水平，制动距离会有所增加。由于前制动轮缸的制动压力未被控制，前轮仍然可能发生制动抱死，所以汽车制动时的转向操作能力得不到保障。但由于单通道能够显著地提高汽车制动时的方向稳定性，又具有结构简单成本低的优点，因此在轻型货车上得到广泛应用。防抱死制动系统的基本组成系统主要由传感器电子控制单元和电磁阀三部分组成，其系统原理结构组成图如图所示。传感器般安装在车轮上以测量车轮的转速，传感器般为磁电感应式。工作时接收传感器送来的车轮信号，般为符合电压要求的矩形电压波，然后固化在中的程序根据各个车轮的速度来决定对各个车轮的制动液压