汽車中控門鎖的電路設(shè)計(jì)格式修改版

1、 常州機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）作 者： 趙華輝 學(xué) 號： 31220231 系 部： 車輛工程系 專 業(yè)： 汽車檢測與維修 題 目： 汽車中控門鎖電路設(shè)計(jì) 校內(nèi)指導(dǎo)教師：潘天堂：副教授企業(yè)指導(dǎo)教師周立波技師評閱者： 2014年9月畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）摘 要 隨著人們生活水平的提高，對汽車門鎖的安全性能要求也越來越高，要求對汽車門鎖地使用能夠更加簡單、安全、方便、快捷。目前，現(xiàn)代汽車越來越多地安裝中控鎖 汽車中控門鎖的功能主要包括中央控制、速度控制、單獨(dú)控制。對于家庭使用的汽車，往往由多個(gè)成員乘坐同一輛汽車，為了便捷，便要求：當(dāng)駕駛員鎖住其身邊的車門時(shí)，其他車門也同時(shí)鎖住，駕駛員可通過門鎖開

2、關(guān)同時(shí)打開各個(gè)車門，也可單獨(dú)打開某個(gè)車門。 ；為了安全，便要求：當(dāng)行車速度達(dá)到一定時(shí)，各個(gè)車門能自行鎖上，防止乘員誤操作車門把手而導(dǎo)致車門打開。同樣，為了便捷，除在駕駛員身邊車門以外，還在其他門設(shè)置單獨(dú)的彈簧鎖開關(guān)，可獨(dú)立地控制一個(gè)車門的打開和鎖住。 關(guān)鍵詞:中央控制、速度控制、單獨(dú)控制目 錄摘 要21. 概述51.1研究課題的目的和意義51.2中控門鎖技術(shù)發(fā)展與現(xiàn)狀52 .中控門鎖模塊的分析和總體設(shè)計(jì)62.1中控門鎖結(jié)構(gòu)與技術(shù)參數(shù)62.2.1門鎖控制器82.2.1.1晶體管式門鎖控制器82.2.1.2電容式門鎖控制器82.2.1.3車速感應(yīng)式門鎖控制器92.2.2門鎖開關(guān)102.2.2.1中

3、央控制門鎖開關(guān)102.2.2.2鑰匙控制開關(guān)102.2.2.3行李箱門開啟器開關(guān)112.2.3門鎖執(zhí)行機(jī)構(gòu)122.2.3.1電磁線圈式122.2.3.2雙向空氣壓力泵式122.2.3.3直流電動(dòng)機(jī)式133 .汽車門鎖的硬件設(shè)計(jì)143.1汽車車身集中控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)14 3.1.1遙控接收接口電路.14 3.1.2信號檢測及電平轉(zhuǎn)換電路.15 3.1.3驅(qū)動(dòng)放大電路.16 3.1.3.1驅(qū)動(dòng)電路.16 3.1.3.2放大電路.17 3.1.3.3通信接口電路.18 3.2汽車門鎖的硬件實(shí)現(xiàn)方法與加密方法.184 汽車門鎖的軟件設(shè)計(jì)20 4.1汽車門鎖的軟件解密實(shí)現(xiàn)方法20 4.2門鎖控制系統(tǒng)C

4、AN網(wǎng)絡(luò)軟件設(shè)計(jì). 22總結(jié)24致謝25參考文獻(xiàn).261. 概述 現(xiàn)在，越來越廣泛的汽車電子設(shè)備的發(fā)展使得人們對汽車門鎖的舒安全性、便捷性要求也越來越高。而駕駛員無法再一個(gè)地方控制不同的車門的打開、鎖止，十分的不方便。這就對汽車門鎖控制系統(tǒng)等提出了更高的要求1.1研究課題的目的和意義 車內(nèi)中控鎖是指設(shè)在駕駛座門上的開關(guān)，是可以同時(shí)控制全車車門關(guān)閉與開啟的一種控制裝置。這種“中央門鎖”控制裝置，早在上世紀(jì)70年代已經(jīng)裝配在轎車上，經(jīng)過二十余年時(shí)間，已經(jīng)應(yīng)用得比較普遍了。中央門鎖采用一個(gè)開關(guān)來控制另一些開關(guān)，其執(zhí)行機(jī)構(gòu)分兩種形式：一種是電磁線圈 形式，另一種是直流電動(dòng)機(jī)形式。二種形式都是通過改變直

5、流電的極性來轉(zhuǎn)換物體運(yùn)動(dòng)方向，執(zhí)行關(guān)閉或開啟動(dòng)作的。目前轎車的中央門鎖多是電磁線圈型式。它的工作過程是這樣的：鎖門：給電磁線圈正向電流時(shí)，銜鐵帶動(dòng)連桿向左移動(dòng)，扣住門鎖舌片。開門：給電磁線圈反向電流時(shí)，銜鐵帶動(dòng)連桿向右移動(dòng)，脫離門鎖舌片。直流電動(dòng)機(jī)式的工作原理是，連桿驅(qū)動(dòng)力由可逆轉(zhuǎn)的直流電動(dòng)機(jī)提供，利用電動(dòng)機(jī)的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)來完成鎖門和開門的動(dòng)作。車內(nèi)中控鎖的普遍應(yīng)用，使得車輛向智能化、人性化的方向發(fā)展邁進(jìn)了一步。使得駕駛員在不離開座位的情況下，可以輕而易舉的控制全車車門的開啟與鎖止。但車內(nèi)中控鎖的應(yīng)用同時(shí)也帶來了一些問題。首先，在駕駛員打開駕駛側(cè)車鎖后，其余車門鎖也自動(dòng)打開。如果是獨(dú)自一人駕車，

6、放在副駕駛位或后座上的貴重物品，會(huì)有被搶被盜的危險(xiǎn)。另外，中控鎖畢竟為了方便駕駛員設(shè)計(jì)的。在駕駛員鎖止車門后。其余車門均不能從車外打開，乘客在上車時(shí)必須要駕駛員再次打開車鎖。這樣會(huì)令乘客感到十分不便，產(chǎn)生不必要的尷尬。1.2中控門鎖技術(shù)發(fā)展與現(xiàn)狀 近年來 ，日、美、歐各大汽車公司在設(shè)計(jì)轎車內(nèi)飾的過程中，除重視功能性要求外，更重視內(nèi)飾的布置外形風(fēng)格的協(xié)調(diào)性，以及內(nèi)飾整體的統(tǒng)一性，但最重視的仍是乘坐的安全性、舒適性。為了不斷提高轎車的乘坐安全性、便捷性，上世紀(jì)70年代以來，日、美、歐各大公司比以往更重視應(yīng)用人體工程學(xué)的研究成果，更強(qiáng)調(diào)以駕駛?cè)藛T和乘客的心理、生理等要求為前提條件進(jìn)行內(nèi)飾設(shè)計(jì)，更講究

7、利用內(nèi)科技來創(chuàng)造安全、便捷的駕乘環(huán)境。在汽車上，車門是人使用最頻繁的部件。人們對其最基本的要求就是打開時(shí)便利。自人體工程學(xué)原理特別是計(jì)算機(jī)控制技術(shù)廣泛應(yīng)用以來。汽車門鎖的結(jié)構(gòu)不斷得到合理改進(jìn)，品質(zhì)和性能也隨之不斷提高。目前，能滿足安全性、便捷性、智能性的中控門鎖已在各類轎車上廣泛普及。操作方便、使用靈活的中控門鎖其應(yīng)用范圍日益擴(kuò)大。如今的汽車門鎖控制界面不僅設(shè)計(jì)美觀，而且使用便捷。轎車門鎖的便捷性、安全性已成為直接影響消費(fèi)者購車的關(guān)鍵因素。 2 .中控門鎖模塊的分析和總體設(shè)計(jì)2.1中控門鎖結(jié)構(gòu)與技術(shù)參數(shù)汽車上裝用的中控鎖種類很多，但其基本組成主要有門鎖開關(guān)、門鎖執(zhí)行機(jī)構(gòu)和門鎖控制器。1、門鎖開

8、關(guān)：大多數(shù)中控負(fù)的開關(guān)都是由總開關(guān)和分開關(guān)組成，總開關(guān)裝在駕駛員身旁車門上，駕駛員操縱總開關(guān)可將全車所有車門鎖住或打開；分開關(guān)裝在其他各個(gè)車門上，可單獨(dú)控制一個(gè)車門。2、門鎖執(zhí)行機(jī)構(gòu)：中控鎖執(zhí)行機(jī)構(gòu)是用于執(zhí)行駕駛員的指令，將門鎖鎖止或開啟。門鎖執(zhí)行機(jī)構(gòu)有電磁式、直流電動(dòng)機(jī)式和永磁電動(dòng)機(jī)式3種驅(qū)動(dòng)方式。其結(jié)構(gòu)都是通過改變極性轉(zhuǎn)換其運(yùn)動(dòng)方向而執(zhí)行鎖門或開門動(dòng)作的（1）電磁式：它內(nèi)設(shè)2個(gè)線圈，分別用來開啟、鎖閉門鎖、門鎖集中操作按鈕平時(shí)處于中間位置。當(dāng)給鎖門線圈通正向電流時(shí)，銜鐵帶動(dòng)桿左移，門被鎖?。划?dāng)給開門線圈通反向電流時(shí)，銜鐵帶動(dòng)連桿右移，門被除打開。（2）直流電動(dòng)機(jī)式：它是通過直流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)并

9、經(jīng)傳動(dòng)裝置（傳動(dòng)裝置有螺桿傳動(dòng)、齒條傳動(dòng)和直齒輪傳動(dòng)）將動(dòng)力傳給門鎖鎖扣，使門鎖鎖扣進(jìn)行開啟或鎖止。由于直流電動(dòng)機(jī)能雙向轉(zhuǎn)動(dòng)所以通過電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)門鎖的鎖止或開啟。這種執(zhí)行機(jī)構(gòu)與電磁式執(zhí)行機(jī)構(gòu)相比，耗電量較小。（3）永磁電動(dòng)機(jī)式：永磁電動(dòng)機(jī)多是指永磁型步電動(dòng)機(jī)。它的作用與前兩種基本相同，結(jié)構(gòu)差異較大。轉(zhuǎn)子帶有凸齒，凸齒與定子磁極徑向間隙小而磁通量大。定子上帶有軸向均布的多個(gè)電磁極，而每個(gè)電磁線圈按徑向布置。定子周布鐵芯，每個(gè)鐵芯上繞有線圈，當(dāng)電流通過某一相位的線圈時(shí)，該線圈的鐵芯產(chǎn)生吸力吸動(dòng)轉(zhuǎn)子上的凸齒對準(zhǔn)定子線圈的磁極，轉(zhuǎn)子將轉(zhuǎn)動(dòng)到最小的磁通處，即是一步進(jìn)位置。要使轉(zhuǎn)子繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)步進(jìn)角

10、，根據(jù)需要的轉(zhuǎn)動(dòng)方向向下一個(gè)相位的定子線圈輸入一脈沖電流，轉(zhuǎn)子即可轉(zhuǎn)動(dòng)。轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，通過連使門鎖鎖止或開啟。3、門鎖控制器門鎖控制器是為門鎖執(zhí)行機(jī)構(gòu)提供鎖止/開啟脈沖電流的控制裝置。無論何種門鎖執(zhí)行機(jī)構(gòu)都是通過改變執(zhí)行機(jī)構(gòu)通電電流方向控制連桿左右移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)門鎖的鎖止和開啟。門鎖控制器的種類很多，按其控制原理大致可分為晶體管式、電容式和車帶感應(yīng)式3種門鎖控制器。（1）晶體管式：晶體管工門鎖控制器內(nèi)部有2個(gè)繼電器，一個(gè)管鎖門，一個(gè)管開門。繼電器由晶體管開關(guān)電路控制，綜利用電容器的充放電過程控制一定的脈沖電流持續(xù)時(shí)間，使執(zhí)行機(jī)構(gòu)完成鎖門和開門動(dòng)作。（2）電容式：該門鎖控制器利用電容器充放電特性，平時(shí)

11、電容器充足電，工作時(shí)把它接入控制電路，使電容器放電，使繼電器通電而短時(shí)吸合，電容器完全放電后，通過繼電器的電流中斷而使其觸點(diǎn)斷開，門鎖系統(tǒng)不再。（3）車速感應(yīng)式。裝有一個(gè)車速為10km/h的感應(yīng)開關(guān)，當(dāng)車速大于10km/h時(shí)，若車門未上鎖，駕駛員不需動(dòng)手，門鎖控制器自動(dòng)將門上鎖。2.2中央門鎖系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成及原理2.2.1門鎖控制器門鎖控制器主要是從安全角度出發(fā)設(shè)計(jì)的當(dāng)駕駛員按下此開關(guān)時(shí)四個(gè)車門會(huì)同時(shí)落鎖保證后面乘坐人員的安全防止由于后面的人員因?yàn)檎`操作而使車門在汽車行駛時(shí)被打開造成事故，尤其是兒童。2.2.1.1晶體管式門鎖控制器晶體管式門鎖控制電路見圖2-1所示。該門鎖控制器內(nèi)部有兩個(gè)繼電器

12、，一個(gè)控制鎖門，另一個(gè)控制開門。繼電器由晶體管開關(guān)控制，它利用電容器的充放電過程控制一定的脈沖電流持續(xù)時(shí)間，使執(zhí)行機(jī)構(gòu)完成鎖門和開門動(dòng)作。圖2-1 晶體管式門鎖控制電路2.2.1.2電容式門鎖控制器電容式門鎖控制電路如圖2-2所示。該門鎖控制器利用電容充放電特性，使開鎖或閉鎖繼電器線圈產(chǎn)生電磁力，接通執(zhí)行機(jī)構(gòu)電磁線圈，完成開鎖或閉鎖動(dòng)作。平時(shí)電容器充足電，工作時(shí)把它接入控制電路使電路放電，使兩電路中之一通電而短時(shí)吸合。電容器完全放電后，通過繼電器的電容中斷而使其觸點(diǎn)斷開，門鎖系統(tǒng)不再工作。 圖2-2 電容式門鎖控制電路2.2.1.3車速感應(yīng)式門鎖控制器車速感應(yīng)式門鎖控制電路如圖2-3所示。在中

13、央集控門鎖系統(tǒng)中加載車速為10kmh的感應(yīng)開關(guān)，當(dāng)車速在10kmh以上時(shí)，若車門未上鎖，駕駛員不需動(dòng)手，則門鎖控制器自動(dòng)將門上鎖。如果個(gè)別車門要自行開門或鎖門可分別操作。圖2-3 車速感應(yīng)式門鎖控制電路第 26 頁 共 27 頁當(dāng)點(diǎn)火開關(guān)接通時(shí)，電流流經(jīng)報(bào)警燈可使3個(gè)車門的報(bào)警燈開關(guān)(此時(shí)門未鎖)搭鐵，報(bào)警指示燈亮。若按下鎖門開關(guān)，定時(shí)器使三極管T2導(dǎo)通一下，在三極管T2導(dǎo)通期間，鎖定繼電器線圈L1通電，常開觸點(diǎn)閉合，門鎖執(zhí)行機(jī)構(gòu)通正向電流，執(zhí)行鎖門動(dòng)作。當(dāng)按下開鎖開關(guān)，則開鎖繼電器線圈L2通電，常開觸點(diǎn)閉合，門鎖執(zhí)行機(jī)構(gòu)通反向電流，執(zhí)行開門動(dòng)作。汽車行駛時(shí)，若車門未鎖，且車速低于10kmh時(shí)

14、，置于車速表內(nèi)的10kmh車速感應(yīng)開關(guān)閉合，此時(shí)穩(wěn)態(tài)電路不向三極管T1提供基極電流；當(dāng)行車速度高于10kmh時(shí)，車速感應(yīng)開關(guān)斷開，此時(shí)穩(wěn)態(tài)電路給三極管T1提供基極電流，T1導(dǎo)通，定時(shí)器觸發(fā)端經(jīng)T1和車門報(bào)警開關(guān)搭鐵，如同按下鎖門開關(guān)一樣，使車門鎖定，從而保證行車安全。2.2.2門鎖開關(guān)2.2.2.1中央控制門鎖開關(guān)中央控制門鎖開關(guān)安裝在左前門和右前門的內(nèi)側(cè)扶手上，如圖2-4所示，是在車內(nèi)用來控制全車車門的開啟與鎖止。圖2-4 中央控制門鎖開關(guān)2.2.2.2鑰匙控制開關(guān)鑰匙控制開關(guān)裝在左前門和右前門的外側(cè)門鎖上，如圖2-5所示。當(dāng)從車外面用車門鑰匙開車門或鎖車門時(shí)，鑰匙控制開關(guān)便發(fā)出開門或鎖門的

15、信號給門鎖控制ECU，實(shí)現(xiàn)車門打開或鎖止。車門鑰匙的功能是實(shí)現(xiàn)在車門外面鎖車或打開車門鎖，同時(shí)車門鑰匙也是點(diǎn)火開關(guān)、燃料箱、行李箱等全車設(shè)置鎖的地方共用的鑰匙。圖2-5 鑰匙控制開關(guān)1-車門鑰匙孔；2-鑰匙控制開關(guān)2.2.2.3行李箱門開啟器開關(guān)（1）行李箱開啟器裝在行李箱門上，結(jié)構(gòu)如圖2-6所示，主要由扼鐵、插棒式鐵芯、電磁線圈和支架組成。軸連接行李箱門鎖，當(dāng)電磁線圈通電時(shí)，插棒式鐵心將軸拉入并打開行李箱門。線路斷路器用以防止電磁線圈因電流過大而過熱。圖2-6 行李箱門開啟器1-支架；2-電磁線圈；3-扼鐵；4-線路斷路器；5-插棒式鐵芯；6-軸（2）行李箱門開啟器開關(guān)位于儀表板下面，拉動(dòng)此

16、開關(guān)便能打開行李箱門，如圖4-8所示。不同車的行李箱門開啟器并關(guān)有所不同，圖2-7中所示的行李箱門開啟器開關(guān)操作時(shí)，先用鑰匙順時(shí)針旋轉(zhuǎn)打開行李箱門開啟器主開關(guān)，然后再使用行李箱門開啟器開關(guān)打開行李箱。圖2-7 行李箱門開啟器開關(guān)安裝位置1-行李箱門開啟器開關(guān)；2-鑰匙門；3-燃油箱蓋開啟器開關(guān)；4-行李箱門開啟器主開關(guān)2.2.3門鎖執(zhí)行機(jī)構(gòu)門鎖執(zhí)行機(jī)構(gòu)的任務(wù)是在外電路的控制下，使其通電極性發(fā)生改變，從而改變運(yùn)動(dòng)方向，帶動(dòng)門鎖連桿機(jī)構(gòu)完成開鎖和閉鎖的功能。2.2.3.1電磁線圈式圖2-8 雙線圈門鎖執(zhí)行機(jī)構(gòu)1-鎖門線圈；2-開門線圈；3-柱塞；4-操縱桿2.2.3.2雙向空氣壓力泵式雙向空氣壓力

17、泵式中央門鎖的執(zhí)行機(jī)構(gòu)是利用雙向空氣壓力泵產(chǎn)生壓力或真空，通過膜盒來完成門鎖的啟、閉動(dòng)作。以奧迪100轎車為例，其前門鎖執(zhí)行機(jī)構(gòu)如圖2-9所示，控制電路原理如圖2-10所示。圖2-9 奧迪100轎車前門鎖執(zhí)行機(jī)構(gòu)1-連接桿；2-膜盒；3-門鎖開關(guān)；4-門鎖（1）開鎖原理。當(dāng)用鑰匙或拉出兩前門的任一門鎖操縱桿時(shí)，連接桿被向上拉起，車門鎖執(zhí)行元件中的門鎖開關(guān)的開鎖觸點(diǎn)I閉合。控制單元收到此信號后，立即控制雙向壓力泵轉(zhuǎn)動(dòng)，系統(tǒng)管路中的氣體呈正壓，氣體進(jìn)入4個(gè)車門及行李艙的執(zhí)行元件(膜盒)內(nèi)，膜片推動(dòng)連接桿向上運(yùn)動(dòng)將門鎖打開。圖2-10 奧迪100轎車前門鎖控制電路原理l-蓄電池；2-雙向壓力泵；3-

18、點(diǎn)火開關(guān)；4-熔斷器；5-中央門鎖控制單元；6-左前門鎖開關(guān)；7-右前門鎖開（2）鎖車原理。當(dāng)用鑰匙或按下兩前門的任一門鎖操縱桿時(shí)，連接桿被壓下，車門鎖執(zhí)行元件中的門鎖開關(guān)的門鎖觸點(diǎn)閉合，控制單元收到此信號后，立即控制雙向壓力泵向另一個(gè)方向運(yùn)轉(zhuǎn)，用以抽吸空氣，系統(tǒng)管路中呈負(fù)壓，各門鎖的執(zhí)行元件進(jìn)入真空狀態(tài)，膜片帶動(dòng)連接桿向下運(yùn)動(dòng)而將車門鎖住。2.2.3.3直流電動(dòng)機(jī)式直流電動(dòng)機(jī)式中央門鎖的結(jié)構(gòu)如圖2-11所示，主要由雙向電動(dòng)機(jī)、導(dǎo)線、繼電器、門鎖開關(guān)及連桿操縱機(jī)構(gòu)等組成。在門鎖總成中（裝在車門側(cè)）由鎖桿控制轉(zhuǎn)動(dòng)，決定門鎖開關(guān)狀態(tài)。位置開關(guān)用于檢測鎖桿是否進(jìn)行門鎖開關(guān)；門鎖開關(guān)用于檢測鎖止機(jī)構(gòu)是

19、否進(jìn)行門鎖的開關(guān)；車門開關(guān)用于直接檢測車門的開關(guān)。此外，鎖桿隨著門鎖電動(dòng)機(jī)的通電，作正向或逆向旋轉(zhuǎn)；或把鑰匙插入鑰匙孔中以手動(dòng)方法進(jìn)行操作，也可按動(dòng)車廂內(nèi)的按鈕進(jìn)行多種操作。圖2-11 直流電動(dòng)機(jī)式中央門鎖的執(zhí)行機(jī)構(gòu)3 .汽車門鎖的硬件設(shè)計(jì)3.1汽車車身集中控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)3.1.1遙控接收接口電路系統(tǒng)很多功能的執(zhí)行取決于主機(jī)是否處于警戒狀態(tài)，也就是說取決于遙控鑰匙上的LOCK鍵或UNLOCK鍵是否按下，此模塊就為遙控鑰匙發(fā)射出信號的接收電路.信號從發(fā)射器中發(fā)出，經(jīng)此電路接收后再進(jìn)入單片機(jī).遙控接收接口電路如圖2所示.遙控接收電路的供電取自電源電路，電路中CP2起濾波作用，引腳RF接單片機(jī)的

20、14腳，此模塊將從遙控鑰匙上接收的信號送入單片機(jī)進(jìn)行處理.電路中的芯片為了使鑰匙不易被破譯，保密性好，而且容易重新學(xué)習(xí)加密，還為電路提供遙控鑰匙的滾動(dòng)解碼加密技術(shù). 3.1.2信號檢測及電平轉(zhuǎn)換電路該電路是將外部采集到的脈沖信號轉(zhuǎn)換送入單片機(jī)，由于外部電器是12V的工作電壓，而單片機(jī)是5V的工作電壓，所以需要進(jìn)行處理轉(zhuǎn)換.系統(tǒng)中單片機(jī)對輸入信號采用高電平有效的讀取方式，但外部電器及傳感器有的高電平有效，有的低電平有效，故設(shè)計(jì)中主要有高電平有效電路和低電平有效兩種，電路如圖3所示.圖中三極管、R53、R54、R52構(gòu)成反向器，完成低電平向高電平的轉(zhuǎn)換，C51起濾波作用.R51、D51起信號輸入控

21、制作用，當(dāng)輸入為低電平時(shí)，D51導(dǎo)通，三極管飽和，輸出為5V的高電平信號.當(dāng)輸入為懸空或低電平時(shí)，三極管截止，輸出為0電位.電阻R42與電容C41起濾波作用，由于芯片的工做電壓是5V，所以5V的穩(wěn)壓管使電壓穩(wěn)定在5V.電路中R41和R42起降壓作用，若穩(wěn)壓管失效，它可使芯片不會(huì)被燒壞，起保護(hù)芯片作用.3.1.3驅(qū)動(dòng)放大電路3.1.3.1驅(qū)動(dòng)電路汽車車身控制驅(qū)動(dòng)電路主要包括頂燈驅(qū)動(dòng)電路、蜂鳴驅(qū)動(dòng)電路、轉(zhuǎn)向燈驅(qū)動(dòng)電路和門鎖開關(guān)驅(qū)動(dòng)電路等，這些驅(qū)動(dòng)電路都需要PIC單片機(jī)進(jìn)行實(shí)時(shí)控制.1、頂燈驅(qū)動(dòng)電路汽車的車燈是有一定功率的電器，單片機(jī)無法直接對它進(jìn)行控制，所以要通過驅(qū)動(dòng)放大電路將電壓和功率放大轉(zhuǎn)換成

22、與其相匹配的工作電壓和功率，從而驅(qū)動(dòng)車燈，驅(qū)動(dòng)電路如圖4所示.圖中三極管起放大作用，電阻的作用是限流，起保護(hù)電路的作用.此電路當(dāng)頂燈開關(guān)打開便有脈沖信號輸入高電平有效，經(jīng)過處理后進(jìn)入單片機(jī)進(jìn)行運(yùn)算控制.與此類似的電路還有：報(bào)警喇叭驅(qū)動(dòng)電路.2、轉(zhuǎn)向燈驅(qū)動(dòng)電路信號從單片機(jī)出來經(jīng)驅(qū)動(dòng)放大電路就轉(zhuǎn)換成了與其相匹配的電壓，從而驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)向燈的開關(guān)，方向燈驅(qū)動(dòng)電路如圖5所示.電路中二極管的作用是防止反向電流的沖擊，繼電器起開關(guān)作用，4個(gè)并聯(lián)的電阻RF2、RF3、RF4、RF5相當(dāng)于一套保險(xiǎn)絲，大電流會(huì)熔斷，起保護(hù)電路的作用.電路右邊是一塊檢測芯片，檢測方向燈是否打開.圖中所示的是右方向的驅(qū)動(dòng)電路，左方向燈驅(qū)

23、動(dòng)電路與此電路完全相同，而保險(xiǎn)出來接芯片的5、6腳（圖中已標(biāo)明） 3.1.3.2放大電路信號從單片機(jī)出來后經(jīng)過此芯片得到放大，然后進(jìn)入各個(gè)驅(qū)動(dòng).此芯片集成了多個(gè)放大器，使整個(gè)電路的體積大大減小，也降低了電路的復(fù)雜性，使電路的連接趨于簡單化，更加體現(xiàn)了整個(gè)模塊集成控制的特點(diǎn).此模塊放大電路僅由一塊芯片構(gòu)成，其電路如圖6所示.芯片TDA62003是整個(gè)系統(tǒng)模塊的集中放大電路，芯片內(nèi)部集中了7個(gè)NPN型的三極管組成的放大器.芯片引腳的連接圖中已標(biāo)明，圖中每兩個(gè)相對應(yīng)的引腳就組成一個(gè)放大器，引腳上標(biāo)明的就是該引腳所放大的電路.此芯片最高可工作于35V的電壓，輸出電流為500mA，芯片的功耗為1.47W

24、. 3.1.3.3通信接口電路通信接口電路采用CAN接口方式6，其中CAN通信控制器采用Philips公司生產(chǎn)的SJA1000,它是獨(dú)立的CAN總線控制器.SJA1000在原來BasicCAN的工作模式上又增加了一種新的工作模式PeliCAN，這種模式支持具有很多新特性的CAN2.0B協(xié)議，可通過分頻器中的CAN方式來選擇工作模式.SJA1000與單片機(jī)直接連接，電路簡單；CAN總線驅(qū)動(dòng)器采用CTM1050，其模塊是集成電源隔離、電氣隔離、CAN收發(fā)器、CAN總線保護(hù)于一體的隔離CAN收發(fā)器模塊，該模塊TXD、RXD引腳兼容3.3V、5V的CAN控制器，無需外接其他元器件，直接將3.3V或5V

25、的CAN控制器發(fā)送、接收引腳與CTM模塊的發(fā)送、接收引腳相連接.采用這種方案可很好地實(shí)現(xiàn)CAN-bus總線上各節(jié)點(diǎn)電氣、電源之間完全隔離和獨(dú)立，提高節(jié)點(diǎn)的穩(wěn)定性和安全性，降低電路的復(fù)雜性，節(jié)約成本.3.2汽車門鎖的硬件實(shí)現(xiàn)方法與加密方法如圖3-2所示為汽車門鎖的結(jié)構(gòu)圖，編碼部分即遙控器,用戶只要操作遙控器上的幾個(gè)按鍵就可以實(shí)現(xiàn)開鎖、閉鎖和允許汽車點(diǎn)火等操作。解碼部分安裝在汽車內(nèi)，它同樣是通過射頻接收遙控器的數(shù)據(jù)，然后將接收的數(shù)據(jù)利用單片機(jī)進(jìn)行KEELOQ 解碼技術(shù)將其解密，最終獲得按鍵信息而執(zhí)行相應(yīng)的操作。按鍵HCS301射頻編碼部分EEPROM單片機(jī)狀態(tài)指示中控鎖驅(qū)動(dòng)學(xué)習(xí)鍵射頻解碼部分圖3-

26、2 汽車門鎖硬件結(jié)構(gòu)圖Microchip公司以KEELOQ技術(shù)為基礎(chǔ)開發(fā)了滾動(dòng)碼系統(tǒng)專用芯片，HCS301是其中較典型的一款，8引腳封裝的編碼IC芯片，里面集成了KEELOQ算法和其他一些功能，帶有4個(gè)按鍵接口，實(shí)現(xiàn)15位的功能/ 命令碼。內(nèi)置192 b (12 ×16 b words) EEPROM，用來存放EN_ KEY(加密密鑰)、SN (序列號)、SYNC (同步碼)、SEED (種子碼) 等。序列號用來標(biāo)識不同的對象，加密密鑰用來對發(fā)送的數(shù)據(jù)進(jìn)行加密,增加破譯的難度，它不直接發(fā)送出去。同步計(jì)數(shù)器用來抗截獲，每次發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，同步計(jì)數(shù)器的值都被更新，所以每次發(fā)送的數(shù)據(jù)都不一樣，

27、種子碼用于安全學(xué)習(xí)時(shí)參與加密密鑰的生成。接收方必須先通過學(xué)習(xí)來獲得并存儲發(fā)送方的序列號、加解密密鑰和當(dāng)前同步計(jì)數(shù)器的值，學(xué)習(xí)相當(dāng)于身份確認(rèn)，只有經(jīng)過學(xué)習(xí)的用戶才能與主機(jī)通信。主機(jī)在接收到信號后，首先比對序列號，然后利用學(xué)習(xí)過程中得到并存儲的加密密鑰對接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行解密。接著檢查同步計(jì)數(shù)器是否匹配,在確認(rèn)其匹配后，再去處理接收到的按鍵信令，并根據(jù)接收到的按鍵信令做出相應(yīng)的動(dòng)作反應(yīng)。HCS301的系統(tǒng)使每次發(fā)送的密文都不相同，有效防止了空中截獲法和數(shù)據(jù)重傳帶來的安全隱患。圖3-3 所示為HCS301的硬件KEELOQ加密原理圖。固定碼部分（34）跳動(dòng)碼部分（32b）功能鍵序號跳碼S1S2S3S4序

28、號（28b）密碼（64b）識別碼（28b）序號（28b）+1加密算法密碼輸出圖3-3 HCS301加密方法原理圖要啟動(dòng)編碼器( HCS301) 只需將按鍵按下即可，每次按鍵均會(huì)產(chǎn)生一組新的編碼，內(nèi)部IC 的基本動(dòng)作如下：（1） 同步計(jì)數(shù)值會(huì)自動(dòng)加1 后再存入其EEPROM；（2） 同步計(jì)數(shù)值、識別碼和功能鍵會(huì)重新編碼加密后以產(chǎn)生一組新的跳碼(hopping code) ，新產(chǎn)生的66 bits資料碼會(huì)被傳送到接收器進(jìn)行解碼的動(dòng)作。產(chǎn)生編碼密碼(encryption key) 有2 種方法:（1）簡易編碼法( simple encode)編碼密碼(encryption key) 等于制造商代碼,

29、或者,編碼密碼(encryption key) 不會(huì)隨著序號改變。（2）標(biāo)準(zhǔn)編碼法(normal encode)編碼密碼(encryption key) 不等于制造商代碼，或者編碼密碼(encryption key) 是由制造商代碼及序號共同產(chǎn)生，任何一項(xiàng)改變編碼密碼( encryption key) 也會(huì)跟著改變。4 汽車門鎖的軟件設(shè)計(jì)4.1門鎖控制系統(tǒng)CAN網(wǎng)絡(luò)軟件設(shè)計(jì)硬件是基礎(chǔ)，系統(tǒng)想要正常工作必須有匹配的軟件程序應(yīng)用才能實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的功能?？梢哉f硬件和軟件都是非常重要和關(guān)鍵的。合理的軟件能提高系統(tǒng)的工作效率，完善系統(tǒng)的功能，主要問題是增加了研發(fā)的成本。CAN總線節(jié)點(diǎn)的軟件設(shè)計(jì)主要包括三

30、大部分：CAN節(jié)點(diǎn)初始化、報(bào)文發(fā)送和報(bào)文接收，以此為基礎(chǔ)就能對CAN總線進(jìn)行更好的應(yīng)用。CAN總線控制器根據(jù)規(guī)范的協(xié)議來判斷是否發(fā)送文信息。如多按照流程圖中的內(nèi)容來執(zhí)行，當(dāng)遇到命令寄存器中的請求標(biāo)志要求發(fā)送時(shí)CPU可根據(jù)情況通過中斷請求和查詢狀態(tài)進(jìn)行操控。 4.2汽車門鎖的軟件解密實(shí)現(xiàn)方法為了使解碼部分獲得解密密鑰，在這種硬件加密，軟件解密的KEELOQ 滾動(dòng)碼汽車防盜鎖交付使用之前，它還需要學(xué)習(xí)以獲得解密密鑰，因?yàn)槭褂弥械木幋a器和解碼器必須一一配對，以防止多個(gè)遙控器打開同一個(gè)車門的情況。在解碼器未經(jīng)過學(xué)習(xí)之前，除了制造商代碼之外其他什么都不知道,接收解碼器需要眾多的解碼資料存儲在EEPROM

31、 中，而這些資料的提供者就是遙控發(fā)射器(即編碼器)：序號，同步計(jì)數(shù)值，識別碼和編碼密碼。KEELOQ 有3 種學(xué)習(xí)模式:（1）簡易學(xué)習(xí)模式這種學(xué)習(xí)模式比較簡單，其解密密鑰就等于制造商代碼,而制造商代碼可以固化在程序中,或者事先存儲在解碼器的EEPROM 中，在一次的學(xué)習(xí)過程中解碼器就可以獲得序號，識別碼和同步計(jì)數(shù)值。這些資料在學(xué)習(xí)的過程中存儲在EEPROM 中以供以后解密使用。這種學(xué)習(xí)模式的優(yōu)點(diǎn)在于簡單易懂，解碼程序較短。但是假如制造商代碼是公開的，則使用相同制造商代碼的系統(tǒng)就有可能被破解。（2）標(biāo)準(zhǔn)學(xué)習(xí)模式標(biāo)準(zhǔn)學(xué)習(xí)模式必須通過兩次學(xué)習(xí)得到解密密鑰，第一次學(xué)習(xí)取得解密密碼，序號，識別碼和同步計(jì)

32、數(shù)值，第二次學(xué)習(xí)檢查同步計(jì)數(shù)值后存儲在EEPROM 中。在這種學(xué)習(xí)模式中,解密密鑰不等于制造商代碼，它是通過制造商代碼與序號過兩次運(yùn)算得到64 b 的解密密鑰，也就是說固化在程序中的制造商代碼并不是解密密鑰，真正的解密密鑰要在學(xué)習(xí)之后才能得知，它不為人所掌握。（3）安全學(xué)習(xí)模式在安全學(xué)習(xí)模式中，引入種子碼以獲得解密密鑰。利用種子碼通過解密算法產(chǎn)生低32 位的解密密鑰，再利用序號通過解密算法產(chǎn)生高32 位的解密密鑰，計(jì)算出全部的64 位則為真正的解密密鑰。不管在學(xué)習(xí)過程中，還是在使用過程中,接收的資料需要通過KEELOQ 軟件解碼，其解密過程如下:1、接收有效的KEELOQ 資料，共66 b ；

33、2、檢查接收資料的固定碼部份是否與資料庫中的序號相同；3、自資料庫中取出64 b 解密密鑰(encryption key) ；4、將接收到的資料加以解碼產(chǎn)生4 種資料,即功能鍵、溢位、識別碼、同步計(jì)數(shù)值；5、檢驗(yàn)10 b 的“識別碼”，識別碼的值(內(nèi)定) 與序號( serial number) 的低10 位元相等；6、比較固定碼中的“功能鍵”值與解碼后的“功能鍵”值是否相等，按鍵排列順序?yàn)椋篠2(MSB)，S1，S0，S3(LSB)；7、檢查“同步計(jì)數(shù)值”的變化是否正確?？偨Y(jié)通過這次汽車中控門鎖電路設(shè)計(jì)的畢業(yè)論文，我發(fā)現(xiàn)在我撰寫論文的同時(shí)，我對所學(xué)的機(jī)電知識有了更深層次的理解、掌握。在一開始，

34、剛拿到論文題目時(shí)，有些茫然，在上網(wǎng)查閱資料的同時(shí)，發(fā)現(xiàn)這個(gè)課題包含有很多內(nèi)容，并且很多內(nèi)容都比較抽象，讓我一時(shí)間難以理解，面對這么多的內(nèi)容，我一時(shí)間不知道從何下筆。最后在去圖書館查閱文獻(xiàn)，在網(wǎng)上查資料，遇到不會(huì)的與老師同學(xué)交流的過程中，隨著時(shí)間的增長，腦子里終于有了些思路。成功邁出第一步后，此前大量的閱讀文獻(xiàn)、資料的過程，終于在這一刻體現(xiàn)出了它的優(yōu)勢，它讓我對題目在宏觀上有清晰的認(rèn)識，對整個(gè)系統(tǒng)也有了大概的思路。有了思路以后一切都似乎變得不那么困難，后面論文撰寫的過程似乎水到渠成。在寫論文的過程中，查閱資料、文獻(xiàn)時(shí)，遇到不懂的問題時(shí)，積極與老師、同學(xué)溝通，如理做到吃透每一個(gè)點(diǎn)，隨著論文進(jìn)度的完

35、成，我對中控門鎖這一塊越來越了解，我相信這對我畢業(yè)后的工作是有莫大幫助的，我想這也是畢業(yè)論文的更深一層次的含義吧。在寫論文的過程中，我還發(fā)現(xiàn)盡管我在學(xué)校的課業(yè)還算可以，但一旦落實(shí)到具體，我所掌握的知識還很貧瘠。今后，我將不斷學(xué)習(xí)，努力拓展自己的知識面，多讀多看多學(xué)，并且學(xué)以致用。致謝本課題是在指導(dǎo)老師潘天堂教授的悉心指導(dǎo)下完成的，在完成課題的工作中，潘老師給了我耐心、細(xì)致的指導(dǎo)，整個(gè)課題凝聚了潘老師的大量精力和心血。在論文的撰寫過程中，潘老師提出了許多寶貴的意見，反復(fù)提出修改方案，充分表現(xiàn)了治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)、耐心負(fù)責(zé)的導(dǎo)師風(fēng)范，在此對潘老師表示由衷的感謝。當(dāng)畢業(yè)論文寫到這里的時(shí)候，畢業(yè)論文基本要畫上句

36、號了，幾個(gè)月的時(shí)間可以說長也可以說短，但這一段時(shí)間里，在潘天堂老師的耐心指導(dǎo)下，自己可謂有了一個(gè)全新的提高。畢業(yè)論文也較順利圓滿地完成了。感謝在我大學(xué)的幾年里所有幫助過我的老師和同學(xué)，在學(xué)業(yè)上給我的幫助和支持。還感謝我?guī)啄昀锼J(rèn)識的好朋友，在我灰心郁郁的時(shí)候給我以關(guān)懷和鼓勵(lì)。 再一次感謝我的導(dǎo)師潘天堂老師。撰寫論文期間各個(gè)方面都得到潘老師幫助和極大的支持。導(dǎo)師淵博的知識，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，使我終身受益。值此論文完成之際，謹(jǐn)向恩師致以衷心的感謝和崇高的敬意!最后，我要特別感謝我的父母和家人，父母的愛是深厚和無私的，是他們對我始終如一的愛和信任讓我有勇氣和信心面對并克服戰(zhàn)勝困難！深深的祝福父母安康幸福！ 在此，要特別感謝我的同事們給予我軟件部分的許多幫助。另外，在畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中還有許多其他的老師和同學(xué)給我提供了課題相關(guān)方面的參考資料，并對本系統(tǒng)的軟、硬件方面提出了很好的建議。