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汽车转向灯课程设计

目录1 绪论…………………………………………………………………………1.1 选题背景…………………………………1.2 研究意义……………………………………………………………1.3 研究方法………………………………………………………………2 汽车转弯灯单片机控制系统原理………………………………………2.1 汽车转弯灯工作原理………………………………2.2 单片机系统的工作原理及设计………………………………3 设计方案论证与选择………………………………………………3.1 方案的……………………………………………………………4 控制系统的硬件设计…………………………………………………………4.1 单片机控制系统电路图……………………………4.2 单片机控制系统功能模块的设计………………4.3 元器件清单……………………………………………………5 控制系统的软件设计……………………………………………………5.1 汽车转弯灯控制系统流程图5.2 软件和程序设计6 电路功能实现6.1 软件调试6.2 单片机硬件功能实现6.3 仿真操作说明及现象………………………………………………………参考文献………………………………………………………….致谢………………………………………………………………附录………………………………………………………………前言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。

绪论1.1 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。

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。

1.2 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。

1.3 研究方法本次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;进行仿真后,能清晰的看到在控制输入信号的状态下,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控制系统地分析与设计,对单片机控制系统进行了仿真调试。

2 汽车转弯灯单片机控制系统工作原理2.1 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;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2.2 单片机系统的工作原理及设计2.2.1 开关状态检测开关状态检测,对AT89S52来说是输入关系,可轮流检测每个开关状态,以每个开关的状态让相应的发光二极管指示,采用JNB P1.X,REL 指令来完成;也可以一次性检测五路开关状态,让它指示,可以用MOV A,P1 指令一次把P1 端口的状态全部读入,取低5位的状态来指示。

2.2.2 输出控制以发光二极管D1—D6 来指示,此设计用SETB P0.X 和CLR P0.X 指令来完成,也可以用指令MOV P0,#111XXXXXB 方法来实现。

2.2.3 定时器和计数器根据任务设计要求:会用到定时器。

信号的控制是定时器与中断系统的联合使用得以实现。

单片机的控制系统应用中,定时器是必需的,在汽车转弯灯的控制中也是必不可少。

定时有三种选择方法。

(1)软件的定时它是靠执行一个循环程序以进行时间的延迟。

软件定时的优点是时间精确,且不需外加硬件电路。

但它要增加CPU开销,因此软件定时的时间不能太长。

此外,软件定时方法有时候无法使用。

(2)硬件的定时时间较长的定时,常使用硬件电路完成。

硬件定时方法的优点是定时功能全部由硬件电路完成,不需要占CPU的时间。

用元件参数来调节定时时间,这方面使用上不够灵活方便。

(3)可编程定时器的定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,同时也改变了定时时间,用起来既灵活且方便。

此外,采用计数方法实现定时,可编程定时器都兼有计数功能,能对外来脉冲进行计数。

在AT89S52内部除了有并行和串行I/O接口外,在单片机内部共有2个可编程的定时器和计数器,称定时器/计数器0和定时器/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,即每个计数器都是16位的计数器,最大的计数量时65536。

定时器/计数器计数功能和定时功能:(1)计数器功能记数是指对外部事件进行计数。

它的发生以输入脉冲表示,计数功能的实质就是对外来的脉冲进行计数。

AT89S52芯片有T0(P3.4)和T1(P3.5)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)。

AT89S52在每个机器周期的S5P2拍节对外部计数脉冲进行采样。

前一个机器周期采用为高电平,后一个机器周期采样为低电平,是一个有效的计数脉冲。

在下一机器周期的S3P1进行计数。

采样计数脉冲是在2个机器周期进行的。

计数脉冲频率不能高于振荡脉冲频率的1/24。

(2)定时器功能实际也是通过计数器来实现的,但此时的计数脉冲来自单片机的内部,也每个机器周期计数器加1。

一个机器周期等于12个振荡脉冲周期,因此计数频率为振荡频率的1/12。

单片机采用12MHz晶体,计数频率为1MHz。

每微妙计数器加1。

根据计数值计算出定时时间,也可以反过来按定时时间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。

则已经完成。

T1、T2的最大计数值65536-1,需65535个脉冲才能把它们从全“0”状态变为全“1”状态。

输一个脉冲,计数器加1,当加到计数器各位全为1时,再去输一个脉冲,计数器各位就变为全0,发出溢出信号,使标志置1,此时向CPU申请中断。

具体结构如图2.1所示:图2.1 定时器/记数器的结构2.2.4 定时初始化定时主要与编程有关。

编程对定时器控制寄存器(TCON)、工作方式控制寄存器(TMOD)和中断允许控制寄存器(IE)进行操作。

(1)定时器控制寄存器(TCON)TCON寄存器既参与中断控制又参与定时控制。

其中有关定时的控制位共有4位:TF0和TF1----记数溢出标志位TR0和TR1----定时器运行控制位TR0(TR1)=0----停止定时器/计数器工作TR0(TR1)=1----启动定时器/计数器工作该位根据需要以软件方法使其置“1”或清“0”。

(2)中断允许控制寄存器IE寄存器中与定时器/计数器有关的位置介绍:EA----中断允许总控制位ET0和ET1----定时/计数中断允许控制位ET0(ET1)=0 禁止定时/记数中断ET0(ET1)=1 允许定时/记数中断利用MCS-51系列单片机的可编程定时/计数器、中断系统来实现灯闪烁的延时和故障检测。

(3)工作方式控制寄存器(TMOD)TMOD寄存器专用寄存器,设定两个定时器/计数器的工作方式。

它的低半字节定义定时器/计数器0,高半字节定义定时器/计数器1。

各位定义如表2.2所示:其中:GATE----门控位GATE=0 以运行控制位TR启动定时器GATE=1 以外中断请求信号(INT1或INT0)启动定时器C/T----定时方式或计数方式选择位C/T=0 定时工作方式C/T=1 计数工作方式M1M0----工作方式选择位M1M0=00 方式0M1M0=01 方式1M1M0=10 方式2M1M0=11 方式3初值计算:(1)设为工作方式0,定时时间为30ms,使灯延时闪烁。

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