汽车转弯灯设计.doc
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1、 毕业设计用纸 摘要 随着单片机的日益发展,其应用也越来越广泛,通过对“汽车转弯灯单片机控制系统”设计,可以对单片机的知识得到巩固和扩张。本设计是设计一个单片机控制系统。在汽车进行左转弯、右转弯、刹车、合紧急开关、停靠等操作时,实现对各种信号指示灯的控制。本设计主要是对单片机的并行输入/输出口电路的应用,通过I/O口控制发光二极管的亮灭闪烁,加上一些复位电路按键电路驱动电路来模拟汽车尾灯的功能。汽车在驾驶时有左转弯、右转弯、刹车、合紧急开关、停靠等操作。在左转弯或右转弯时,通过转弯操作杆应使左转开关或右转开关合上,从而使左头灯、仪表板左转弯灯、左尾灯或右头灯、仪表板右转弯灯、右尾灯闪烁;合紧急
2、开关时要求前面所述的6个信号灯全部闪烁;汽车刹车时,两个尾灯点亮;如正当转弯时刹车,则转弯时原应闪烁的信号灯仍应闪烁。以上闪烁,都是频率为1Hz的低频闪烁;在汽车停靠而停靠开关合上时,左头灯、右头灯、左尾灯、右尾灯按频率为30Hz的高频闪烁。通过做实物,编写程序,完成了设计的要求。通过该设计,对单片机的认识有了更进一步的了解,对单片机的各个口的功能作用了解加深,对Protel的应用更加熟练,对设计系统有了了解,掌握了一些设计方法,受益不少。关键词:单片机,汽车信号转弯灯,电路基础,数字电子技术ABSTRACTAlong with the development of single chip,
3、its application in more and more widely, through to the auto lamp single-chip microcomputer control system turning to the single chip design, can the knowledge has been consolidated and expansion. This design is the design of a single-chip microcomputer control system. In the car left turn, turn rig
4、ht, brakes, and emergency switch, call operation, such as the realization to the various signal indicator light control. This design is mainly to the chip parallel input/output circuit application, through the I/O control leds on the mouth, destroy, flashing, plus some reset circuit circuit, drive c
5、ircuit, keys to simulate the function of outsourcing.In a car driving left turn, turn right, brakes, and emergency switch, call operation. In turn left or right turn, turn through the operation should make a left turn pole switch or turn right switch closed, so that left the head lamp, instrument pa
6、nel turn left lamp, left or right tail lights the head lamp, dashboards turn right lamp, right tail lights flashing; And emergency switch, and the requirements of the mentioned six lights flashing all; Automobile braking, two tail lights light; Such as legitimate turning the brakes, is turning the f
7、lashing lights should be should still flashing. Above all, the frequency of flashing, is 1 Hz ac frequency twinkle; In car dock and parked close the switch when the head lamp, right, left, the head lamp, left, and right tail lights for 30 Hz ac frequency tail lights in the high frequency blinking. T
8、hrough the do physical, write programs, complete the design requirements. Through the design of the single chip, recognize the further understanding of the single chip, the function of each mouth role to deepen understanding, the application of Protel more skilled design system, to understand and gr
9、asp the some design methods, benefit a lot.Keywords: SCM ,Car turn signal lamp , Circuit basis, Digital electronic technology 目 录第一章绪论5第二章设计方案论证与选择6第三章汽车转弯灯工作原理8第四章控制系统的硬件设计104.1单片机介绍104.2单片机控制系统电路124.2.1电源电路134.2.2时钟电路134.2.3复位电路144.2.4键盘接口电路的设计144.3.5 信号灯电路154.3.6 故障监控电路15第五章控制系统的软件设计175.1汽车转弯灯控制系
10、统的软件设计175.1.1汽车转弯灯控制系统的主程序设计175.1.2中断服务程序的设计185.1.3控制系统键功能19第六章电路功能实现206.1 软件调试206.2 单片机硬件功能实现206.3 仿真操作说明及现象21参考文献22附录 A23附录 B24附录 C25附录 D29附录 E30附录 F32致谢33 第一章 绪论一、选题背景电子技术的发展经历了很长一段路程.而现在我们使用的微型电子技算机是超大规模集成电路所构成,它属于第四代计算机,而单片机则是微型计算机的一部分。从1971年微型计算机问世以来,由于实际应用的需要,微型计算机向着两个不同的方向发展:一个是向高速度、大容量、高性能的
11、高档微机方向发展;另一个则是向稳定可靠、体积小和价格廉的单片机方向发展。由于科学技术的发展,由模拟电路或数字电路实现的大部分控制功能,现在能够使用单片机通过软件编程方法实现了。单片机的应用改变着控制系统设计方法。软件取代硬件可以提高系统性能的控制 “软化”技术微控制技术,是一个全新的概念。在生活的环境中,自动控制要求中都会有单片机的控制的一部分;从简单到复杂,凡是能想像到的地方几乎都有使用单片机的需求。单片机的应用有利于产品的小型化、多功能化和智能化,能够提高劳动效率、减轻劳动强度,提升产品质量,改善劳动环境。例如,在工业自动化方面:自动化能使工业系统处于最佳状态、提高经济效益和改善产品质量。
12、自动化控制原理有应用于电子、电力、石油、化工、纺织、食品等轻重工业领域中,无论数据采集和测控技术,还是生产线上的机器人技术,都有单片机的参与。有时,在仪器仪表、信息和通信等产品方面,它在其中发挥着重大作用。现在,虽然单片机的应用很普遍了,但仍有许多项目尚未实现,所以单片机的应用有很大的发展空间。二、研究意义单片机在电子科技中发展前景很好,成为电子发展重要组成部分,学习单片机时要理论与实践同步进行,以理论指导实践,实践验证理论,才更有效率。理论部分我们花了大量的时间,只有少量的时间进行制做实物,编程方面,调试在软件上进行的,软件上能编译成功的程序,下载硬件上可能不会成功的。毕业设计过程中,我们在
13、网站上大量收集与课题相关的资料,了解目前与课题相关的科技发展趋势,确定自己的研究方案。还要自己动手制作实物、编写程序并对实物下载程序进行硬件的调试,达到预期所需的控制要求和目的,使理论和实践完满的统一。因此还锻炼了我们的制作能力,提升了综合素质。三、研究方法 单片机的控制系统以AT89S52为控制器;键盘为输入信号,由于AT89S52本身的功能强大,汽车转弯灯的驱动用单片机的驱动功能来完成。使得单片机的功能得到了充分的运用;并且显示电路从并行I/O口输出,由限流电阻和发光二极管组成,低电平使发光二极管导通,显示出相应的转弯信号。第二章 设计方案论证与选择方案一如图3.1所示,汽车转弯灯主要有单
14、片机、按键、复位、时钟、电源、故障检测电路、LED显示电路组成最基本的单片机系统。单片机本身的功能强大,汽车转弯灯的驱动用单片机本身的驱动来驱动。使得单片机的功能得到充分的运用。本方案的故障检测电路具有故障监控性能,他能提高系统的可靠性。图2.1 汽车转弯灯控制系统硬件构成方案二汽车转弯灯主要由单片机(AT89S52)、按键、复位、电源、时钟路、驱动、LED显示电路等组成的最基本的单片机控制系统。所有软件、参数均存在AT89S52的ROM和RAM中,因此能够减少了芯片的数量和整机的电流单片机的内部ROM有4K,RAM有128个字节,软件编时有足够的空间来存储其程序。复位设置由F键完成;A键至E
15、 键来调理信号灯。电源在5V以下可正常工作。LED是由NPN三极管驱动,键盘采用消抖扫描方式。如图2.2所示AT98S52按键电路时钟电路 复位电路电源电路驱动电路LED显示图2.2 汽车转弯灯控制系统硬件构成该方案应用单片机自身的并行口来实现其功能,由于单片机的种类很多,在选择单片机时要依据实际设计要求选择合适的单片机。我们接触的单片机有8031、8051。因8031无内部RAM,只要编程就必须扩展程序存储器,无疑会增加设计的难度和复杂,虽然8051有内部RAM,但从性能及设计成本考虑,我们选择AT89S52芯片。由于AT89S52的广泛使用,使单片机的价格大大下降。目前,AT89S52的市
16、场零售价已经低于8255、8279、8253、8250等专用接口芯片中的任何一种;而89S52的功能实际上远远超过以上芯片。因此,如把89S52作为接口芯片使用,在经济上是比较合算。时钟电路由晶振及电容组成,复位电路由按键复位结构组成。对于键盘电路我们采用独立式键盘,可以具体实现可分为以下几种情况:直接由并行I/O口来实现。使用三极管驱动LED来实现。方案选择两种方案的比较,我觉得方案一的设计具有稳定性和可靠性,所以本课题采用方案一。第三章 汽车转弯灯工作原理由定时器/计数器与中断系统的联合组成控制系统的工作原理。如汽车上有一个转弯控制杆,其中有三个位置:中间位置,汽车不转弯;向上,汽车左转;
17、向下汽车右转。转弯时,规定左右尾灯、左右头灯仪表板上2个指示灯相应地发出闪烁信号。应急开关合上时, 6个信号灯都应闪烁。汽车刹车时,2个尾灯发出不闪烁信号。如正当转弯时刹车,转弯时原应闪烁的信号仍应闪烁。它们都是频率为1Hz低频闪烁,在汽车停靠而停靠开关合上时,左头灯、右头灯、左尾灯、右尾灯按频率为30Hz的高频闪烁。由上所述,各种情况作操作时,信号灯应输出信号列于表2.1。表2.1 汽车驾驶操纵与信号驾 驶 操 作输 出 信 号仪表板左转弯灯仪表板右转弯灯左头灯右头灯左尾灯右尾灯左转弯(合上左转开关)闪烁闪烁闪烁右转弯(合上右转开关)闪烁闪烁闪烁合紧急开关闪烁闪烁闪烁闪烁闪烁闪烁刹车(合上刹
18、车开关)亮亮左转弯时刹车闪烁闪烁闪烁亮右转弯时刹车闪烁闪烁亮闪烁刹车,并合紧急开关闪烁闪烁闪烁闪烁亮亮左转弯时刹车,并合紧急开关闪烁闪烁闪烁闪烁闪烁亮右转弯时刹车,并合紧急开关闪烁闪烁闪烁闪烁亮闪烁停靠(合停靠开关)30Hz闪烁30Hz闪烁30Hz闪烁30Hz闪烁版面图如图所示:右转弯灯右尾灯左转停靠刹车右转紧急左头灯左转弯灯左尾灯右头灯图3.1 汽车转弯灯版面图第四章 控制系统的硬件设计4.1单片机介绍AT89S52单片机如图4.1所示图4.1 单片机AT89S52单片机特点1 兼容MCS-51产品指令系统2 8k可反复擦写Flash 闪速ROM3 32个可编程I/O口线4 256x8bit
19、内部RAM5 2个16位定时/计数器6 全静态工作模式:0Hz-33MHz7 看门狗(WDT)及双数据指针8 全双工串行UART通道9 6个中断源10 1000次擦写周期11 中断可从空闲模唤醒系统12 3级程序加密锁13 低功耗空闲和掉电模式14 掉电标识和快速编程特性15 灵活的在系统编程(ISP-字节)16 4.0-5.0V的工作电压范围AT89S52有40引脚双列直插式填和44引脚封装方式。方型封装有4个引脚(标有NC)是不连线的,故在连接时应注意。它在一块小芯片上,有CPU、存储器、I/O口、定时器/计数器、中断系统等。一、单片机各引脚介绍(1) VCC:电源。(2) GND:接地。
20、(3) P0口:是一个8位漏极开路的双向I/O口。(4) P1口:是一个具有内部上拉电路的8位双向I/O口。(5) P2口:是一个具有内部上拉电路的8位双向I/O口,P2口输出缓冲器能吸入/放出4个TTL输入。访问外部程序存储器及使用16位地址的是数据存储器(MOVXDPTR)时,P2口输出高8位地址。这种情况下,当不置“1”时,P2口使用强大的内部上拉电路。访问使用8位地址的外部存储器(MOVX RI)时,P2口输出P2口锁存器的内容。(6) P3口:是一个具有内部上拉电路的8位双向I/O口,P3输出缓冲器能吸入/放出4个TTL输入。Flash编程及检验时,P3口也接收一些控制信号。表4.1
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