1、单片机课程设计汽车转向灯汽车信号灯操纵系统学号：班级：姓名：摘 要随着单片机的日趋进展，其应用也愈来愈普遍，通过对“汽车转弯灯单片机操纵系统”设计，能够对单片机的知识取得巩固和扩张。本设计是设计一个单片机操纵系统。在汽车进行左转弯、右转弯、刹车、合紧急开关、停泊等操作时，实现对各类信号指示灯的操纵。本设计主若是对单片机的并行输入/输出口电路的应用，通过I/O口操纵发光二极管的亮灭闪烁，加上一些串口电路按键电路驱动电路来模拟汽车尾灯的功能并在PC机上显示现在的汽车行进状态。汽车在驾驶时有左转弯、右转弯、刹车、合紧急开关、停泊等操作。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
2、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；合紧急开关时要求前面所述的6个信号灯全数闪烁；汽车刹车时，两个尾灯点亮；如合法转弯时刹车，那么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；在汽车停泊而停泊开关合上时，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，对单片机的熟悉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，Proteus的应用加倍熟练，对设计系统有了了解，把握了一些设计方式，受益很多。关键词 单片机；汽车信号转弯灯；电路基础；数字电子1 绪论
3、选题背景电子技术的进展经历了很长一段路程.而此刻咱们利用的微型电子技算机是超大规模集成电路所组成，它属于第四代运算机，而单片机那么是微型运算机的一部份。从1971年微型运算机问世以来，由于实际应用的需要，微型运算机向着两个不同的方向进展：一个是向高速度、大容量、高性能的高级微机方向进展；另一个那么是向稳固靠得住、体积小和价钱廉的单片机方向进展。由于科学技术的进展，由模拟电路或数字电路实现的大部份操纵功能，此刻能够利用单片机通过软件编程方式实现了。单片机的应用改变着操纵系统设计方式。软件取代硬件能够提高系统性能的操纵 “软化”技术微操纵技术，是一个全新的概念。在生活的环境中，自动操纵要求中都会有
4、单片机的操纵的一部份；从简单到复杂，凡是能想像到的地址几乎都有利用单片机的需求。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正确状态、提高经济效益和改善产品质量。自动化操纵原理有应用于电子、电力、石油、化工、纺织、食物等轻重工业领域中，不管数据搜集和测控技术，仍是生产线上的机械人技术，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。此刻，尽管单片机的应用很普遍了，但仍有许多项目尚未实现，因此单片机的应用有专门大的进展空间。 研究意义单片机在电子科技
5、中进展前景专门好，成为电子进展重要组成部份，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。理论部份咱们花了大量的时刻，只有少量的时刻进行制做实物，编程方面，调试在软件上进行的，软件上能编译成功的程序，下载硬件上可能可不能成功的。咱们在网站上大量搜集与课题相关的资料，了解目前与课题相关的科技进展趋势，确信自己的研究方案。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，达到预期所需的操纵要求和目的，使理论和实践完满的统一。因此还锻炼了咱们的制作能力，提升了综合素养。 研究方式本次单片机的操纵系统以AT89S51为操纵器；键盘为输入信号，由于AT89S51
6、本身的功能壮大，汽车转弯灯的驱动用单片机的驱动功能来完成。使得单片机的功能取得了充分的运用；而且显示电路从并行I/O口输出，经达林顿管放大信号，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；为提升了系统的靠得住性。进行仿真后，能清楚的看到在操纵输入信号的状态下，相应的信号灯发出转弯的指示信号。本次设计对汽车转弯灯单片机操纵系统地分析与设计，对单片机操纵系统进行了仿真调试，达到了课程设计预期目的。2 汽车转弯灯单片机操纵系统工作原理 汽车转弯灯工作原理由按时器/计数器与中断系统的联合组成操纵系统的工作原理。如汽车上有一个转弯操纵杆，其中有三个位置：中间位置，汽车不转弯
7、；向上，汽车左转；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。如合法转弯时刹车，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，在汽车停泊而停泊开关合上时，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，各类情形作操作时，信号灯应输出信号列于表。表 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（
8、合上刹车开关）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 单片机系统的工作原理及设计 开关状态检测开关状态检测，对AT89S51来讲是输入关系，可连番检测每一个开关状态，以每一个开关的状态让相应的发光二极管指示，采纳JNB ，REL 指令来完成；也能够一次性检测五路开关状态，让它指示，能够用MOV A，P2 指令一次把P2 端口的状态全数读入，取低6位的状态来指示。 输出操纵以发光二
9、极管D1D8 来指示，此设计用SETB 和CLR 指令来完成，也能够用指令MOV P1，111XXXXXB 方式来实现。 按时器和计数器依照任务设计要求：会用到按时器。信号的操纵是按时器与中断系统的联合利用得以实现。单片机的操纵系统应用中，按时器是必需的，在汽车转弯灯的操纵中也是必不可少。按时有三种选择方式。(1)软件的按时它是靠执行一个循环程序以进行时刻的延迟。软件按时的优势是时刻精准，且不需外加硬件电路。但它要增加CPU开销，因此软件按时的时刻不能太长。另外，软件按时方式有时候无法利用。(2)硬件的按时时刻较长的按时，常利用硬件电路完成。硬件按时方式的优势是按时功能全数由硬件电路完成，不需
10、要占CPU的时刻。用元件参数来调剂定不时刻，这方面利用上不够灵活方便。(3)可编程按时器的按时它是通过对系统时钟脉冲的计数来实现的。计数值由程序设定，改变计数值，同时也改变了定不时刻，用起来既灵活且方便。另外，采纳计数方式实现按时，可编程按时器都兼有计数功能，能对外来脉冲进行计数。在AT89S51内部除有并行和串行I/O接口外，在单片机内部共有2个可编程的按时器和计数器，称按时器/计数器0和按时器/计数器1，这两个计数器由TH0，TL0，TH1，TL1两个8位的RAM单元组成，即每一个计数器都是16位的计数器，最大的计数量时65536。按时器/计数器计数功能和按时功能：(1)计数器功能记数是指
11、对外部事件进行计数。它的发生以输入脉冲表示，计数功能的实质确实是对外来的脉冲进行计数。AT89S51芯片有T0（）和T1（）两个信号引脚，是这两个计数器的计数输入端。外部输入的脉冲在负跳变时有效，进行计数器加1（加法计数）。AT89S51在每一个机械周期的S5P2拍节对外部计数脉冲进行采样。前一个机械周期采纳为高电平，后一个机械周期采样为低电平，是一个有效的计数脉冲。在下一机械周期的S3P1进行计数。采样计数脉冲是在2个机械周期进行的。计数脉冲频率不能高于振荡脉冲频率的1/24。(2)按时器功能实际也是通过计数器来实现的，但现在的计数脉冲来自单片机的内部，也每一个机械周期计数器加1。一个机械周
12、期等于12个振荡脉冲周期，因此计数频率为振荡频率的1/12。单片机采纳12MHz晶体，计数频率为1MHz。每微妙计数器加1。依照计数值计算出定不时刻，也能够反过来按定不时刻的要求计算出计数器的预置值。它是一个二进制的加1计数器。在计数器计满回零时能自动产生溢出中断请求。那么已经完成。T一、T2的最大计数值65536-1，需65535个脉冲才能把它们从全“0”状态变成全“1”状态。输一个脉冲，计数器加1，当加到计数器列位全为1时，再去输一个脉冲，计数器列位就变成全0，发出溢出信号，使标志置1，现在向CPU申请中断。具体结构如下图：图 按时器/记数器的结构 按时初始化按时要紧与编程有关。编程对按时
13、器操纵寄放器（TCON）、工作方式操纵寄放器（TMOD）和中断许诺操纵寄放器（IE）进行操作。(1)按时器操纵寄放器（TCON）TCON寄放器既参与中断操纵又参与按时操纵。其中有关按时的操纵位共有4位：TF0和TF1-记数溢出标志位TR0和TR1-按时器运行操纵位TR0（TR1）=0-停止按时器/计数器工作TR0（TR1）=1-启动按时器/计数器工作该位依照需要以软件方式使其置“1”或清“0”。(2)中断许诺操纵寄放器IE寄放器中与按时器/计数器有关的位置介绍：EA-中断许诺总操纵位ET0和ET1-按时/计数中断许诺操纵位ET0（ET1）=0 禁止按时/记数中断ET0（ET1）=1 许诺按时/
14、记数中断利用MCS-51系列单片机的可编程按时/计数器、中断系统来实现灯闪烁的延时和故障检测。(3)工作方式操纵寄放器（TMOD）TMOD寄放器专用寄放器，设定两个按时器/计数器的工作方式。它的低半字节概念按时器/计数器0，高半字节概念按时器/计数器1。列位概念如表所示：表 TMOD列位概念位序B7B6B5B4B3B2B1B0位符号GATEC/M1M0GATEC/M1M0其中：GATE-门控位 GATE=0 以运行操纵位TR启动按时器 GATE=1 之外中断请求信号（INT1或INT0）启动按时器 C/-按时方式或计数方式选择位 C/=0 按时工作方式 C/=1 计数工作方式 M1M0-工作方式选择位 M1M0=00 方式0 M1M0=01 方式1 M1M0=10 方式2 M1M0=11 方式3初值计算：(1)设为工作方式0，定不时刻为30ms，使灯延时闪烁。假设利用按时器T0，方式1，30ms按时，fosc=12MHz。那么初值X知足（216-X）1=30000X=355360008AD0H(2设计中利用按时器/计数器0,一个软件计数器产生低频（1HZ）闪烁功能。(3)利用按时器/计数器0来产生为时30ms的按时信号，以实现高频（30HZ）闪烁功能。(4)注意在用工作方式1时，咱们必需要从头装载初值。 汽车转弯灯显示在汽车转弯或应急状态下，外部信号灯和仪表板它们指示灯的闪烁
