目录1 绪论…………………………………………………………………………1.1 选题背景……………………………………………………………………… 1.2 研究意义………………………………………………………………………1.3 研究方法……………………………………………………………………2 汽车转向灯单片机控制系统原理………………………………………………2.1 汽车转向灯工作原理…………………………………………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 方案论证一……………………………………………………………3.2 方案论证二…………………………………………………………3.3 方案选择…………………………………………………………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 主要芯片介绍…………………………………………………………5.1 单片机的特点………………………………………………………5.2 单片机各引脚介绍………………………………………………………5.3 单片机的功能介绍………………………………………………………6 控制系统的软件设计……………………………………………………7.1 汽车转向灯控制系统流程图7.2 软件和程序设计7 电路功能实现7.1 软件调试7.2 单片机硬件功能实现7.3 仿真操作说明及现象………………………………………………………参考文献…………………………………………………………………………………. 致谢………………………………………………………………………………………附录………………………………………………………………………………………摘要随着单片机的日益发展,其应用也越来越广泛,通过对“汽车转向灯单片机控制系统”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。
在汽车进行左转向、右转向、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向、右转向、刹车、合紧急开关、停靠等操作。
在左转向或右转向时,通过转向操作杆应使左转开关或右转开关合上,从而使左头灯、仪表板左转向灯、左尾灯或右头灯、仪表板右转向灯、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;如正当转向时刹车,则转向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,对设计系统有了了解,掌握了一些设计方法。
关键词单片机;汽车信号转向灯;电路基础;数字电子ABSTRACTWith more monolithic integrated circuits, the more extensive,1 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AT89C51为控制器;键盘为输入信号,由于AT89C51本身的功能强大,汽车转向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,显示出相应的转向信号;为提升了系统的可靠性,设计看门狗电路,防止PC受到干扰而失控,引起程序跑飞,可能会造成的程序死循环。
掉电保护电路防止在单片机工作时突然掉电而失去方向指示功能。
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向的指示信号。
本次设计对汽车转向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,达到了毕业设计预期目的。
第一章主要芯片及元器件介绍单片机8051介绍本设计设计汽车灯控制系统比较简单,单片机执行的功能不多,在确保实验功能的情况下,为了降低成本,因此选用性价比高的80C1单片机。
MCS-51是Intel公司生产的一个单片机系列名称。
属于这一系列的单片机有多种。
8051便是其中一种性价比高的单片机。
8051单片机内部结构按其功能部件划分可以看出由8大部分组成的。
这8大部分是:1、一个8位中央处理机CPU。
2、128个字节的片内数据存储器RAM。
3、4KB的片内程序只读存储器ROM或EPROM。
4、18个特殊功能寄存器SFR。
5、4个8位并行输入输出I/O接口: P0口、P1口、P2口、P3口(共32线), 用于并行输入或输出数据。
6、1个串行I/O 接口。
7、2个16位定时器/计数器。
8、1个具有5个中断源, 可编程为2个优先级的中断系统。
它可以接收外部中断申请, 定时器/计数器中断申请和串行口中断申请。
本设计选用的8051单片机芯片为40个引脚,它是HMOS 工艺制造的芯片,采用双列直插(DIP )方式封装。
1、主电源引脚Vcc 和GNDVCC (40脚):接+5V 电源正端;GND (20脚):接+5V 电源地端。
2、外接晶体引脚XTAL1和XTAL2XTAL1(19脚):接外部石英晶体的一端。
在单片机内部, 它是一个反相放大器的输入端,这个放大器构成了片内振荡器。
当采用外部时钟时,对于HMOS 单片机,该引脚接地;XTAL2(18脚):接外部晶体的另一端。
在单片机内部,接至片内振荡器的反相放大器的输出端。
当采用外部时钟时,对于HMOS 单片机,该引脚作为外部振荡信号的输入端。
3、复位引脚RST/V PD (9脚)RST (RESET )是复位信号输入端,高电平有效。
当单片机运行时,在此引脚上加上持续时间大于两个机器周期(24个时钟振荡周期)的高电平时,就可以完成复位操作。
在单片机正常工作时,此脚应为0.5V 低电平。
V PD 为本引脚的第二功能,即备用电源的输入端。
当主电源VCC 发生故障,降低到某一规定值的低电平时,将+5V 电源自动接入RST 端,为内部RAM 提供备用电源,以保证片内RAM 中的信息不丢失,从而使单片机在复位后能继续正常运行。
4、控制引脚 (1)ALE/PROG ________(30脚)ALE 为地址锁存允许信号,当单片机上电正常工作后,ALE 引脚不断输出正脉冲信号。
当访问单片机外部存储器时,ALE输出信号的负跳沿用作低8位地址的锁存信号。
即使不访问外部锁存器,ALE端仍有正脉冲信号输出,此频率为时钟振荡频率fosc 的1/6。
但是,每当访问外部数据存储器时,在两个机器周期中ALE 只出现一次,即丢失一个ALE 脉冲。
因此,严格来说,不宜用ALE 作精确的时钟源或定时信号。
ALE 端可以驱动8个TTL 型负载。
PROG ________为本引脚的第二功能。
在对片内EPROM 型单片机编程写入时,此引脚作为编程脉冲输入端。
(2)PSEN ________(29脚)程序存储器允许输出控制端。
在单片机访问外部程序存储器时,此引脚输出的负脉冲作为读外部程序存储器的选通信号。
此引脚接外部程序存储器的OE ________(输出允许)端。
PSEN ________端可以驱动8个TTL 型负载。
(3)EA ________/V PP (31脚)EA ________功能为内外程序存储器选择控制端。
当EA ________端为高电平时,单片机访问内部程序存储器,但在PC (程序计数器)值超过0FFFH 时,将自动转向执行外部程序存储器内的程序。
当保持低电平时,则只访问外部程序存储器,不论是否有内部程序存储器。
V PP 为本引脚的第二功能。
在对EPROM 型单片机8751片内EPROM 固化编程时,用于施加较高编程电压的输入端,对于89C51则V PP 编程电压为+12V 或+5V 。
5、I/O 口线引脚排列(1)P0口——8位、漏极开路的双向I/O 口。
也即地址/数据总线复位口。
当使用片外储存器及外扩I/O 口时,P0口做为低字节地址/数据复线。
在编程时,P0口可用于接收指令代码字节;在程序校检时,P0口可输出指令字节(这是需要外加上拉电阻)。
(2)P0口也可作为通用I/O 使用,变成准双向口。
当作为普通输入时,应将输出锁存器置1。