數(shù)電課設(shè)報(bào)告(汽車轉(zhuǎn)向燈)

1、武漢理工大學(xué)數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)說明書課程設(shè)計(jì)任務(wù)書學(xué)生姓名： 專業(yè)班級： 指導(dǎo)教師： 工作單位： 信息工程學(xué)院 題 目: 汽車轉(zhuǎn)向燈的設(shè)計(jì) 初始條件： at89s51, 680*7, button*6，led*7，crystal(8mhz)等要求完成的主要任務(wù): 1、 利用單片機(jī)at89c52設(shè)計(jì)汽車轉(zhuǎn)向燈；2、 課程設(shè)計(jì)說明書按學(xué)校統(tǒng)一規(guī)范來撰寫，具體包括： 目錄； 設(shè)計(jì)思路； 設(shè)計(jì)要求和仿真運(yùn)行結(jié)果對比； 選擇元器件實(shí)物設(shè)計(jì)； 課程設(shè)計(jì)的心得體會。參考書：1、電子線路設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)測試 第三版，謝自美 主編，華中科技大學(xué)出版社2006年2、電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書，彭介華編著，高等教育出版社

2、，2000年3、數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)第五版， 閻石主編， 高等教育出版社，2006年4、電子創(chuàng)新設(shè)計(jì)與實(shí)踐，王松武，于鑫，武思軍國防工業(yè)出版社2005年5、全國大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競賽電路設(shè)計(jì)，黃智偉，北京航空航天大學(xué)出版社，2006 6、verilog hdl入門(第3版)巴斯克 (bhasker j.)、夏宇聞、甘偉，北京航空航天大學(xué)出版社，2008時(shí)間安排：第17周（7、8節(jié)）：理論講解第18周：理論設(shè)計(jì)及實(shí)驗(yàn)室安裝調(diào)試；地點(diǎn)：鑒主15通信工程實(shí)驗(yàn)室（1），鑒主13通信工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)室；第19周：撰寫設(shè)計(jì)報(bào)告及答辯；地點(diǎn)：鑒主17樓研究室。指導(dǎo)教師簽名： 2010 年7月1 日系主任（或責(zé)任教師）簽

3、名： 年 月 日摘要隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展，電子芯片功能越來越強(qiáng)大，但體積變得越來越小，在智能化儀器儀表中，控制核心均為微處理器，在單片機(jī)與高性能、高速度、小體積、價(jià)格低廉、穩(wěn)定可靠而得到廣泛應(yīng)用，是設(shè)計(jì)智能化儀器儀表的首選微控制器，單片機(jī)結(jié)合簡單的接口電路即可構(gòu)成單片機(jī)最小系統(tǒng)，它是智能化儀器儀表的基礎(chǔ)，也是測控、監(jiān)控的重要組成部分。利用單片機(jī)設(shè)計(jì)電路的最小系統(tǒng)。汽車轉(zhuǎn)向燈是一種附加車載裝置，它能夠在汽車轉(zhuǎn)向時(shí)對車輛起到警示作用。本文利用單片機(jī)at89s51設(shè)計(jì)了汽車轉(zhuǎn)向燈控制電路，能夠在汽車轉(zhuǎn)向時(shí)控制各個尾燈和車頭燈按一定的規(guī)律閃動，以提示后面車輛注意。關(guān)鍵詞：汽車轉(zhuǎn)向燈，單片機(jī) 芯片at

4、89s51 abstractwith the rapid development of electronic technology, more powerful electronic chips, but the volume is becoming smaller and smaller, the intelligent instrument, the control microprocessor core are, in the mcu and high-performance, high-speed, small volume, low cost, reliable and widely

5、 used, is to design intelligent instrument of choice for micro-controller, microcontroller combined with a simple interface circuit constitute a microcomputer system, it is intelligent instruments are the basis of measurement and control, monitoring important part.automotive turn signal is an additi

6、onal vehicle device, it can turn in the car when the vehicle serve as a warning. in this paper, the design of the microcontroller at89s51 light steering control circuit that can control every time the car turned tail and headlights flashing in accordance with certain rules in order to prompt attenti

7、on behind the vehicle.key words: automobile turn signal, mcu at89s51目錄摘要2abstract3目錄4汽車轉(zhuǎn)向燈的設(shè)計(jì)41 原理圖的設(shè)計(jì)41.1方案論證51.2各個方案原理分析并選擇最終電路91.3選擇電路單片機(jī)at89s51芯片介紹111.4仿真工具proteus介紹121.5 quartus 9.1介紹142 單元電路的設(shè)計(jì)152.1 復(fù)位電路的設(shè)計(jì)152.2 單片機(jī)的晶振電路162.3 控制電路162.4 供電電源利用usb172.5 輸出電路172.6 總體硬件電路圖183電路的仿真及功能驗(yàn)證183.1電路仿真總電路圖

8、183.2 proteus仿真結(jié)果183.3 quartusii 9.1仿真結(jié)果204系統(tǒng)的組裝與調(diào)試234.1實(shí)物圖234.2元件清單245總結(jié)、收獲、建議256參考文獻(xiàn)26附錄27汽車轉(zhuǎn)向燈的設(shè)計(jì)1 原理圖的設(shè)計(jì)汽車轉(zhuǎn)向燈分析：汽車上的信號燈有: 轉(zhuǎn)向燈 ( 左頭燈 、右頭燈 、左尾燈 、右尾燈, 儀表盤上的二個指示燈)。當(dāng)汽車轉(zhuǎn)彎、剎車、?？繒r(shí), 轉(zhuǎn)向燈發(fā)出不同的信號。汽車轉(zhuǎn)彎或?？繒r(shí) , 相應(yīng)的信號燈要發(fā)出閃爍的燈光信號, 目前國內(nèi)廣泛使用電熱式閃光器產(chǎn)生閃光信號。汽車上有一轉(zhuǎn)彎控制桿, 此控制桿有三個位置, 當(dāng)處于中間位置時(shí), 汽車不轉(zhuǎn)彎; 向上時(shí), 汽車左轉(zhuǎn); 向下時(shí), 汽車右轉(zhuǎn)。

9、汽車轉(zhuǎn)彎時(shí), 要求左右前燈、左右后燈和儀表盤上的左右轉(zhuǎn)指示燈發(fā)出相應(yīng)的閃爍信號。汽車剎車時(shí), 兩個后燈一直點(diǎn)亮, 發(fā)出不閃爍的信號。若剎車時(shí)正在轉(zhuǎn)彎, 則相應(yīng)的轉(zhuǎn)彎閃爍信號繼續(xù)閃爍, 其他燈不受影響。1.1方案論證方案一：汽車轉(zhuǎn)向燈電路主要由左、右轉(zhuǎn)開關(guān)，時(shí)鐘產(chǎn)生電路，左、右轉(zhuǎn)控制電路，驅(qū)動電路，左、右轉(zhuǎn)指示燈等部分構(gòu)成，原理框圖如下圖1。驅(qū)動電路用組合邏輯器件構(gòu)成。利用計(jì)數(shù)器的四種循環(huán)狀態(tài)作為驅(qū)動電路的輸入，驅(qū)動電路依據(jù)輸入而輸出000、100、110、111四個狀態(tài)（低電平有效）。此時(shí)會用到j(luò)k觸發(fā)器、與非門等邏輯器件。原理圖如下圖2.左轉(zhuǎn)右轉(zhuǎn)開關(guān)時(shí)鐘產(chǎn)生電路左轉(zhuǎn)右轉(zhuǎn)控制電路驅(qū)動電路左轉(zhuǎn)右

10、轉(zhuǎn)提示燈圖1 方案一汽車轉(zhuǎn)向燈控制電路原理框圖圖2方案一汽車轉(zhuǎn)向燈控制電路原理圖方案二：用at89c52 單片機(jī)設(shè)計(jì)了一套汽車信號燈控制系統(tǒng)。用到了復(fù)位電路的設(shè)計(jì)，led發(fā)光二極管的應(yīng)用、6個按鍵開關(guān)、鍵盤掃描來控制led。用led產(chǎn)生閃光信號, 同時(shí)能自動檢測信號燈故障。設(shè)計(jì)系統(tǒng)的原理框圖如下圖3所示。at89s51單片機(jī)晶振電路復(fù)位電路控制電路輸出電路圖3方案二汽車轉(zhuǎn)向燈控制電路原理框圖根據(jù)汽車行駛中汽車轉(zhuǎn)向燈使用方法及行駛方向，開啟相應(yīng)的轉(zhuǎn)向燈。按照汽車轉(zhuǎn)向燈使用方法，向左就開左轉(zhuǎn)向燈，向右則開右轉(zhuǎn)向燈，大體歸結(jié)起來總共有10種組合的方式，列出如表1。表1 10種組合模式模式編號組合模式

11、信號燈狀態(tài)1左轉(zhuǎn)左頭燈、左轉(zhuǎn)彎燈、左尾燈閃爍2右轉(zhuǎn)右頭燈、右轉(zhuǎn)彎燈、右尾燈閃爍3剎車左右尾燈亮4緊急左右頭燈、左右轉(zhuǎn)彎燈、左右尾燈全都閃爍5?？孔笥翌^燈、左右尾燈以100hz閃爍6左轉(zhuǎn)剎車左頭燈、左轉(zhuǎn)彎燈、左尾燈閃爍，右尾燈亮7右轉(zhuǎn)剎車右頭燈、右轉(zhuǎn)彎燈、右尾燈閃爍，左尾燈亮8緊急剎車左右頭燈、左右轉(zhuǎn)彎燈閃爍，左右尾燈亮9左轉(zhuǎn)緊急剎車左右頭燈、左右轉(zhuǎn)彎燈、左尾燈閃爍，右尾燈亮10右轉(zhuǎn)緊急剎車左右頭燈、左右轉(zhuǎn)彎燈、左尾燈閃爍，左尾燈亮單片機(jī)系統(tǒng)，當(dāng)然最好的仿真工具是proteus結(jié)合keil共同仿真。設(shè)計(jì)此系統(tǒng)利用protues仿真。原理圖如圖4所示。圖4 利用at89s51設(shè)計(jì)的汽車轉(zhuǎn)向燈的原理

12、圖方案三分析汽車運(yùn)行狀態(tài)汽車轉(zhuǎn)向燈使用方法得到下面的狀態(tài)表2。汽車轉(zhuǎn)向燈控制電路原理框圖如圖5。表2 汽車運(yùn)行狀態(tài)關(guān)系表開關(guān)控制汽車運(yùn)行狀態(tài)左轉(zhuǎn)尾燈右轉(zhuǎn)尾燈k1k0d1 d2 d3d4 d5 d600正常運(yùn)行燈滅燈滅01右轉(zhuǎn)彎按d3、d2、d1順序循環(huán)點(diǎn)亮燈滅10左轉(zhuǎn)彎燈滅按d4、d5、d6順序循環(huán)點(diǎn)亮11臨時(shí)剎車所有尾燈同時(shí)閃爍汽車左右轉(zhuǎn)彎時(shí)，3個指示燈點(diǎn)亮，所以用三進(jìn)制計(jì)數(shù)器控制譯碼器電路順序輸出低電平，從而控制汽車轉(zhuǎn)向燈按要求點(diǎn)亮。由此得出在每種運(yùn)行狀態(tài)下，各指示燈與各給定條件（k1,k0,cp,q1,q0）的關(guān)系，邏輯功能表如下表3所示。表3汽車轉(zhuǎn)向燈控制邏輯功能表開關(guān)控制三進(jìn)制計(jì)數(shù)器

13、狀態(tài)指示燈k1k0q1q0d1 d2 d3d4 d5 d600xx0 0 00 0 0010010100 0 10 1 01 0 00 0 00 0 00 0 0100010100 0 00 0 00 0 01 0 00 1 00 0 111xxcp cp cpcp cp cp顯示驅(qū)動電路譯碼電路三進(jìn)制計(jì)數(shù)器開關(guān)控制電路 開關(guān)控制圖5 汽車轉(zhuǎn)向燈控制電路原理框圖汽車轉(zhuǎn)向燈總體邏輯電路圖如下圖6。圖6汽車轉(zhuǎn)向燈總體邏輯電路圖1.2各個方案原理分析并選擇最終電路分析方案一的原理：左轉(zhuǎn)右轉(zhuǎn)控制電路由時(shí)序邏輯器件74ls161和74ls10組成。74ls161是4位二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器，具有同步置數(shù)和異步

14、清零等功能。其引腳排列如圖5所示。圖中l(wèi)d為同步置數(shù)端，rd為異步清零端，d0、d1、d2、d3為數(shù)據(jù)輸入端，q0、q1、q2、q3 為數(shù)據(jù)輸出端，ep、et為工作狀態(tài)控制端，c為進(jìn)位輸出端。74ls161的功能表如表2所示。表2 74ls161的功能表clkrdldepet工作狀態(tài)0置零10預(yù)置數(shù)1101保持110保持（但c=0）1111計(jì)數(shù)圖5 74ls161的引腳排列圖當(dāng) rd為低電平時(shí)所有觸發(fā)器將同時(shí)被置零，而且置零操作不受其他輸入端狀態(tài)的影響；rd高電平時(shí)則執(zhí)行其他功能。當(dāng)rd高電平、ld低電平，且clk上升沿計(jì)數(shù)脈沖到達(dá)時(shí)，數(shù)據(jù)直接從數(shù)據(jù)輸入端d0、d1、d2、d3置入計(jì)數(shù)器。當(dāng)r

15、d高電平、ld高電平1而ep 、et 中至少有一個為高電平時(shí)，保持原來的狀態(tài)不變，同時(shí)c的狀態(tài)也保持。當(dāng)rd高電平、ld高電平而ep 高電平、et 高電平時(shí)，clk上升沿計(jì)數(shù)脈沖到達(dá)時(shí),計(jì)數(shù)器執(zhí)行計(jì)數(shù)功能。在本次設(shè)計(jì)中只用到4個輸出狀態(tài)即q0、q1、q2、q3 輸出為0100、0101、0110、0111，這四個狀態(tài)為一個循環(huán)，利用一個三輸入與非門進(jìn)行置數(shù)就可以實(shí)現(xiàn)這個功能。分析方案二的原理：at89s51單片機(jī)為運(yùn)算和控制的核心 , at89s51有p0、p1、p2、p3四個8位的并行雙向i/o口，p3口用于控制信號輸入，p1口用于控制led信號燈的顯示。原理簡單，還可以檢驗(yàn)自己的編程能力。

16、分析方案三的原理：左轉(zhuǎn)右轉(zhuǎn)控制電路由時(shí)序邏輯器件74ls138和jk觸發(fā)器組成，構(gòu)成汽車的左右轉(zhuǎn)向，大體功能同方案一。綜上所述方案，比較各個方案的優(yōu)缺點(diǎn)，又由于自己剛開始學(xué)習(xí)單片機(jī)，所以最終選擇方案二，利用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)汽車轉(zhuǎn)向燈的功能。1.3選擇電路單片機(jī)at89s51芯片介紹at89s51單片機(jī)簡介：at89s51是一個低功耗，高性能cmos 8位單片機(jī)，片內(nèi)含4kbytes isp(in-system programmable)的可反復(fù)擦寫1000次的flash只讀程序存儲器，器件采用atmel公司的高密度、非易失性存儲技術(shù)制造，兼容標(biāo)準(zhǔn)mcs-51指令系統(tǒng)及80c51引腳結(jié)構(gòu)，芯片內(nèi)集成了

17、通用8位中央處理器和isp flash存儲單元，功能強(qiáng)大的微型計(jì)算機(jī)的at89s51可為許多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高性價(jià)比的解決方案。at89s51具有如下特點(diǎn)：40個引腳，4k bytes flash片內(nèi)程序存儲器，128 bytes的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲器（ram），32個外部雙向輸入/輸出（i/o）口，5個中斷優(yōu)先級2層中斷嵌套中斷，2個16位可編程定時(shí)計(jì)數(shù)器,2個全雙工串行通信口，看門狗（wdt）電路，片內(nèi)時(shí)鐘振蕩器。此外，at89s51設(shè)計(jì)和配置了振蕩頻率可為0hz并可通過軟件設(shè)置省電模式?？臻e模式下，cpu暫停工作，而ram定時(shí)計(jì)數(shù)器，串行口，外中斷系統(tǒng)可繼續(xù)工作，掉電模式凍結(jié)振蕩器而

18、保存ram的數(shù)據(jù)，停止芯片其它功能直至外中斷激活或硬件復(fù)位。同時(shí)該芯片還具有pdip、tqfp和plcc等三種封裝形式，以適應(yīng)不同產(chǎn)品的需求。主要功能特性： 兼容mcs-51指令系統(tǒng) 4k可反復(fù)擦寫(1000次）isp flash rom 32個雙向i/o口 4.5-5.5v工作電壓 2個16位可編程定時(shí)/計(jì)數(shù)器 時(shí)鐘頻率0-33mhz 全雙工uart串行中斷口線 128x8bit內(nèi)部ram 2個外部中斷源 低功耗空閑和省電模式 中斷喚醒省電模式 3級加密位 看門狗（wdt）電路 軟件設(shè)置空閑和省電功能 靈活的isp字節(jié)和分頁編程 雙數(shù)據(jù)寄存器指針 全雙工uart串行中斷口線 128x8bit

19、內(nèi)部ram 2個外部中斷源 低功耗空閑和省電模式 中斷喚醒省電模式 3級加密位 看門狗（wdt）電路 軟件設(shè)置空閑和省電功能 靈活的isp字節(jié)和分頁編程 雙數(shù)據(jù)寄存器指針1.4仿真工具proteus介紹protues軟件是英國labcenter electronics公司出版的eda工具軟件（該軟件中國總代理為廣州風(fēng)標(biāo)電子技術(shù)有限公司）。它不僅具有其它eda工具軟件的仿真功能，還能仿真單片機(jī)及外圍器件。它是目前最好的仿真單片機(jī)及外圍器件的工具。雖然目前國內(nèi)推廣剛起步，但已受到單片機(jī)愛好者、從事單片機(jī)教學(xué)的教師、致力于單片機(jī)開發(fā)應(yīng)用的科技工作者的青睞。proteus是世界上著名的eda工具(仿真

20、軟件)，從原理圖布圖、代碼調(diào)試到單片機(jī)與外圍電路協(xié)同仿真，一鍵切換到pcb設(shè)計(jì)，真正實(shí)現(xiàn)了從概念到產(chǎn)品的完整設(shè)計(jì)。是目前世界上唯一將電路仿真軟件、pcb設(shè)計(jì)軟件和虛擬模型仿真軟件三合一的設(shè)計(jì)平臺，其處理器模型支持8051、hc11、pic10/12/16/18/24/30/dspic33、avr、arm、8086和msp430等，2010年即將增加cortex和dsp系列處理器，并持續(xù)增加其他系列處理器模型。在編譯方面，它也支持iar、keil和mplab等多種編譯器。圖6為protues的啟動界面。圖6 protues的啟動界面具有4大功能模塊（1） 智能原理圖設(shè)計(jì)（isis）（2） 完善的

21、電路仿真功能（prospice）（3） 獨(dú)特的單片機(jī)協(xié)同仿真功能（vsm）（4） 實(shí)用的pcb設(shè)計(jì)平臺在protues繪制好原理圖后，調(diào)入已編譯好的目標(biāo)代碼文件：*.hex，可以在protues的原理圖中看到模擬的實(shí)物運(yùn)行狀態(tài)和過程。protues 是單片機(jī)課堂教學(xué)的先進(jìn)助手。protues不僅可將許多單片機(jī)實(shí)例功能形象化，也可將許多單片機(jī)實(shí)例運(yùn)行過程形象化。前者可在相當(dāng)程度上得到實(shí)物演示實(shí)驗(yàn)的效果，后者則是實(shí)物演示實(shí)驗(yàn)難以達(dá)到的效果。它的元器件、連接線路等卻和傳統(tǒng)的單片機(jī)實(shí)驗(yàn)硬件高度對應(yīng)。這在相當(dāng)程度上替代了傳統(tǒng)的單片機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的功能，例：元器件選擇、電路連接、電路檢測、電路修改、軟件調(diào)試、

22、運(yùn)行結(jié)果等。課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)是學(xué)生走向就業(yè)的重要實(shí)踐環(huán)節(jié)。由于protues提供了實(shí)驗(yàn)室無法相比的大量的元器件庫，提供了修改電路設(shè)計(jì)的靈活性、提供了實(shí)驗(yàn)室在數(shù)量、質(zhì)量上難以相比的虛擬儀器、儀表，因而也提供了培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐精神、創(chuàng)造精神的平臺protues提供了豐富的資源（1）protues可提供的仿真元器件資源：仿真數(shù)字和模擬、交流和直流等數(shù)千種元器件，有30多個元件庫。（2）protues可提供的仿真儀表資源 ：示波器、邏輯分析儀、虛擬終端、spi調(diào)試器、i2c調(diào)試器、信號發(fā)生器、模式發(fā)生器、交直流電壓表、交直流電流表。理論上同一種儀器可以在一個電路中隨意的調(diào)用。（3）除了現(xiàn)實(shí)存在的儀器外，

23、protues還提供了一個圖形顯示功能，可以將線路上變化的信號，以圖形的方式實(shí)時(shí)地顯示出來，其作用與示波器相似，但功能更多。這些虛擬儀器儀表具有理想的參數(shù)指標(biāo)，例如極高的輸入阻抗、極低的輸出阻抗。這些都盡可能減少了儀器對測量結(jié)果的影響。（4）protues可提供的調(diào)試手段 protues提供了比較豐富的測試信號用于電路的測試。這些測試信號包括模擬信號和數(shù)字信號。1.5 quartus 9.1介紹altera公司宣布推出quartusii軟件9.1在cpld、fpga和hardcopy asic設(shè)計(jì)方面，業(yè)界性能和效能最好的軟件。與以前的軟件版本相比，quartus ii軟件9.1新特性和增強(qiáng)功

24、能將編譯時(shí)間縮短了20，編譯時(shí)間比競爭高密度40-nm和65-nm設(shè)計(jì)仍然快2到3倍。軟件新特性是快速重新編譯，對于較小的設(shè)計(jì)改動，這一特性大大縮短了編譯時(shí)間，而且還支持altera最新發(fā)布的cycloneiv fpga。quartusii9.1的啟動界面如下圖7所示。圖7 quartusii9.1的啟動界面quartus ii設(shè)計(jì)軟件9.1支持三種最小的cyclone iv gx器件，quartus ii設(shè)計(jì)軟件9.1 sp1將支持其他的cyclone iv器件。如果需要了解今天進(jìn)行的cyclone iv系列新聞發(fā)布，請?jiān)L問 ii軟件還支持stratix iv e ep4se820 fpga

25、業(yè)界密度最高的820k邏輯單元(le) fpga。為altera最新fpga系列提供支持使客戶能夠馬上迅速開始最新的cyclone和stratix fpga設(shè)計(jì)。2 單元電路的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)的電路實(shí)現(xiàn)下如下表3真值表的功能表3汽車信號燈控制功能真值表輸入信號輸出信號左轉(zhuǎn)右轉(zhuǎn) 剎車緊急?？孔箢^燈右頭燈左轉(zhuǎn)彎燈右轉(zhuǎn)彎燈左尾燈右尾燈10000閃爍 閃爍閃爍01000閃爍閃爍閃爍00100亮亮00010閃爍閃爍閃爍閃爍閃爍閃爍00001閃爍閃爍閃爍閃爍10100閃爍 閃爍 閃爍亮01100閃爍閃爍閃爍00110閃爍閃爍閃爍閃爍亮亮10110閃爍閃爍閃爍閃爍閃爍亮01110閃爍閃爍閃爍閃爍亮閃爍2.1 復(fù)位電

26、路的設(shè)計(jì)at89s51有復(fù)位信號引腳reset，用于從外引入復(fù)位信號。單片機(jī)基本復(fù)位電路共有上電復(fù)位、按鍵電平復(fù)位、按鍵脈沖復(fù)位3種，本設(shè)計(jì)采用按鍵電平復(fù)位。復(fù)位電路用于產(chǎn)生復(fù)位信號，通過reset引腳送入單片機(jī)，進(jìn)行復(fù)位操作。電阻采用1k，電容采用22uf。如圖8所示。圖8單片機(jī)的復(fù)位電路2.2 單片機(jī)的晶振電路at89s51單片機(jī)芯片中的高增益反向放大器，其輸入端為引腳xtal1,輸出端為引腳xtal2。通過這兩個引腳在芯片外并接石英晶體振蕩器和兩只電容器。石英晶體為一感性元件，與電容構(gòu)成振蕩回路，為片內(nèi)放大器提供正反饋和振蕩所需的相移條件，從而構(gòu)成一個穩(wěn)定的自激振蕩器。晶振頻率是指晶體的

27、振蕩頻率，也就是振蕩電路的脈沖頻率，也稱振蕩頻率。晶振頻率是單片機(jī)的一項(xiàng)重要性能指標(biāo)。因?yàn)閱纹瑱C(jī)的時(shí)鐘信號是通過振蕩信號分頻得到的，所以競爭頻率直接影響時(shí) 鐘信號的頻率。晶振頻率高，系統(tǒng)的時(shí)鐘頻率就高，單片機(jī)運(yùn)行速度也就快。然而晶振頻率高對存儲器等的速度和印刷電路板的工藝要求也高。晶振頻率不但影響速度，而且對單片機(jī)的工作電流也有一定影響，所以在選擇晶振頻率是，要兼顧速度、功耗和線路工藝。本設(shè)計(jì)選用頻率為8mhz的晶振，電容選用2pf，具體設(shè)計(jì)如圖9所示。圖9 單片機(jī)的晶振電路2.3 控制電路控制電路是采用按鈕開關(guān)電路進(jìn)行控制信號輸入。既然是外部控制電路,就要考慮其設(shè)計(jì)是為機(jī)械的還是電子的,如果

28、是電子開關(guān)可以防止機(jī)械抖動,而現(xiàn)在設(shè)計(jì)的是按鈕開關(guān)電路。所以設(shè)計(jì)中關(guān)鍵考慮的就是按鍵去抖動問題，一般有硬件去抖和軟件去抖兩種方式。過去硬件去抖電路通常采用分立元件和觸發(fā)器實(shí)現(xiàn)，目前市場上有硬件去抖專用接口芯片，例如：max68166818，均為單電源供電，電壓為2.75.5v，分別為單輸入、雙輸入和八輸入。這里考慮到硬件的簡化和成本，沒有采用硬件去抖，而采用軟件去抖。具體設(shè)計(jì)如圖10所示。圖11系統(tǒng)的控制電路2.4 供電電源利用usb電源采用usb供電。usb是英文universal serial bus的縮寫，中文含義是“通用串行總線”。它不是一種新的總線標(biāo)準(zhǔn)，而是應(yīng)用在pc領(lǐng)域的接口技術(shù)。

29、usb是在1994年底由英特爾、康柏、ibm、microsoft等多家公司聯(lián)合提出的。usb具有傳輸速度快（usb1.1是12mbps，usb2.0是480mbps, usb2.0是5 gbps），使用方便，支持熱插拔，連接靈活，獨(dú)立供電等優(yōu)點(diǎn)，可以連接鼠標(biāo)、鍵盤、打印機(jī)、掃描儀、攝像頭、閃存盤、mp3機(jī)、手機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、移動硬盤、外置光軟驅(qū)、usb網(wǎng)卡、adsl modem、cable modem等，幾乎所有的外部設(shè)備。2.5 輸出電路輸出電路采用led顯示，led（light emitting diode），發(fā)光二極管，是一種固態(tài)的半導(dǎo)體器件，它可以直接把電轉(zhuǎn)化為光。led的心臟是一個半導(dǎo)

30、體的晶片，晶片的一端附在一個支架上，一端是負(fù)極，另一端連接電源的正極，使整個晶片被環(huán)氧樹脂封裝起來。半導(dǎo)體晶片由兩部分組成，一部分是p型半導(dǎo)體，在它里面空穴占主導(dǎo)地位，另一端是n型半導(dǎo)體，在這邊主要是電子。但這兩種半導(dǎo)體連接起來的時(shí)候，它們之間就形成一個“p-n結(jié)”。當(dāng)電流通過導(dǎo)線作用于這個晶片的時(shí)候，電子就會被推向p區(qū)，在p區(qū)里電子跟空穴復(fù)合，然后就會以光子的形式發(fā)出能量，這就是led發(fā)光的原理。而光的波長也就是光的顏色，是由形成p-n結(jié)的材料決定的。具體設(shè)計(jì)如圖12所示。圖12輸出電路對于輸出電路的發(fā)光二極管，就我想可以用七段共陽極數(shù)碼管來顯示，但是為了最終結(jié)果能夠方便的讓讀者看懂，在這里

31、用發(fā)光二極管來代替。2.6 總體硬件電路圖總體電路圖見圖4，其中供電部分用設(shè)計(jì)的電源部分接入，可以利用usb電纜線接入電腦供電。3電路的仿真及功能驗(yàn)證3.1電路仿真總電路圖電路仿真總電路圖見4。3.2 proteus仿真結(jié)果對開關(guān)控制部分仿真，看電路是否符合表3的邏輯真值表。由于仿真要截圖，故仿真時(shí)用開關(guān)。（1）當(dāng)剎車開關(guān)接通時(shí)左尾燈和右尾燈以一定頻率閃爍，如下圖13所示。 圖13剎車時(shí)車燈閃爍情況（2）當(dāng)緊急（報(bào)警）開關(guān)閉合時(shí)車上所用的燈都閃爍，如圖14所示。圖14 汽車緊急時(shí)車燈閃爍情況（3）當(dāng)汽車?？块_關(guān)閉合，車上燈閃爍情況如圖15所示。圖15 汽車停靠時(shí)車燈閃爍情況（4）當(dāng)汽車左轉(zhuǎn)向開

32、關(guān)閉合汽車車燈閃爍情況如圖16所示。圖16 汽車左轉(zhuǎn)時(shí)車燈閃爍情況（5）當(dāng)汽車右轉(zhuǎn)向開關(guān)閉合汽車車燈閃爍情況如圖17所示。圖17 汽車左轉(zhuǎn)時(shí)車燈閃爍情況3.3 quartusii 9.1仿真結(jié)果仿真部分代碼見附錄。（1）當(dāng)剎車開關(guān)接通時(shí)左尾燈和右尾燈以一定頻率閃爍，如下圖18所示。圖18 剎車時(shí)汽車轉(zhuǎn)向燈電平波形（2）當(dāng)緊急（報(bào)警）開關(guān)閉合時(shí)車上所用的燈都閃爍，如圖19所示。圖19汽車報(bào)警時(shí)各轉(zhuǎn)向燈電平波形（3）當(dāng)汽車?？块_關(guān)閉合，車上燈閃爍情況如圖20所示。圖20 汽車?？繒r(shí)車燈電平波形（5） 當(dāng)汽車左轉(zhuǎn)向開關(guān)閉合汽車車燈閃爍情況如圖21所示。圖21當(dāng)汽車左轉(zhuǎn)向開關(guān)閉合汽車車燈電平波形還有其

33、他的一些仿真波形，根據(jù)波形分析得到的電平變化完全符合表3真值表的情況。說明設(shè)計(jì)合理 ，符合電路要求。4系統(tǒng)的組裝與調(diào)試系統(tǒng)組裝與調(diào)試分為硬件的組裝調(diào)試和軟件的調(diào)試。在設(shè)計(jì)過程中，硬件的組裝調(diào)試沒有遇到很大的困難，基本上是一氣呵成；軟件的調(diào)試則側(cè)重于子模塊的功能驗(yàn)證和模塊的接口配合。由于自己剛開始學(xué)習(xí)單片機(jī)不久，利用這次課設(shè)的機(jī)會運(yùn)用自己的所學(xué)來設(shè)計(jì)這個汽車轉(zhuǎn)向燈。4.1實(shí)物圖圖16 實(shí)物圖正面圖17 實(shí)物圖背面4.2元件清單元件清單見下表4表4元器件清單元件名稱元件標(biāo)號元件標(biāo)稱值元件發(fā)封裝名稱ledled1-led7rad0.1res2r1r7680axial0.4res2r8-r1410k

34、axial0.4sw-dip2sw-sps2capc1,c220pfrad0.1capc322ufran0.1at89c51dip405總結(jié)、收獲、建議課程設(shè)計(jì)是培養(yǎng)我們綜合運(yùn)用所學(xué)知識,發(fā)現(xiàn),提出,分析和解決實(shí)際問題,鍛煉實(shí)踐能力的重要環(huán)節(jié),是對學(xué)生實(shí)際工作能力的具體訓(xùn)練和考察過程。這次課程設(shè)計(jì)可以說有很大的收獲，自己在這學(xué)期的過程中隨著數(shù)電課自己慢慢學(xué)習(xí)單片機(jī)，自己運(yùn)用課設(shè)這個機(jī)會運(yùn)用自己所學(xué)，利用單片機(jī)設(shè)計(jì)了這個汽車轉(zhuǎn)向燈系統(tǒng)，開始時(shí)利用數(shù)電知識設(shè)計(jì)好幾個方案感覺都不能很好的達(dá)到汽車轉(zhuǎn)向燈的控制。這段幾次的課程設(shè)計(jì)，我對計(jì)算機(jī)自動化有了更深入的了解。eda技術(shù)是在電子cad技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展

35、起來的計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)，是以計(jì)算機(jī)為工作平臺，融合了應(yīng)用電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息處理及智能化技術(shù)的最新成果，進(jìn)行電子產(chǎn)品的自動設(shè)計(jì)，eda技術(shù)在電子設(shè)計(jì)中扮演中愈來愈重要的角色，利用eda工具，電子設(shè)計(jì)師可以從概念、算法、協(xié)議等開始設(shè)計(jì)電子系統(tǒng)，大量工作可以通過計(jì)算機(jī)完成，并可以將電子產(chǎn)品從電路設(shè)計(jì)、性能分析到設(shè)計(jì)出ic版圖或pcb版圖的整個過程的計(jì)算機(jī)上自動處理完成。在設(shè)計(jì)好電路后，自己利用仿真軟件protues進(jìn)行仿真，自己編寫功能程序，下載，開始時(shí)程序?qū)懙牟粔蛲耆?，不能完全?shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向燈真值表的功能，在慢慢的探索中，自己解決了這個問題，這鍛煉了自己的編程能力和解決問題的能力，另外自己通過寫v

36、erilog代碼在quartus 中完成了波形的仿真。從這次課程設(shè)計(jì)活動中我最大的收獲是懂得了汽車轉(zhuǎn)向燈的各種工作情況，在以后在車輛多的地方可以根據(jù)車輛的轉(zhuǎn)向燈閃亮知道車的行駛方向。更加深刻地認(rèn)識到了一定要認(rèn)真對待每一個問題，很有可能就在一個你不注意的地方導(dǎo)致你失敗。這次課設(shè)不僅是鞏固了先前學(xué)的電路模電數(shù)電理論知識，而且也培養(yǎng)了我的動手能力，更令我的創(chuàng)造性思維得到拓展。希望今后類似這樣課程設(shè)計(jì)、類似這樣的鍛煉機(jī)會能更多些。在以后的課程設(shè)計(jì)中，我想設(shè)計(jì)電路時(shí)可以進(jìn)行一次大的組合性設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，把一個班分成幾個小組，每個小組設(shè)計(jì)一個電路，每個小組的成員自己分工分擔(dān)一部分電路的設(shè)計(jì)，最后都成功后選擇最佳

37、方案就組合成一個完整的設(shè)計(jì)電路，培養(yǎng)我們團(tuán)隊(duì)合作的精神。6參考文獻(xiàn)1、電子線路設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)測試 第三版，謝自美 主編，華中科技大學(xué)出版社2006年2、電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書，彭介華編著，高等教育出版社，2000年3、數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)第五版， 閻石主編， 高等教育出版社，2006年4、電子創(chuàng)新設(shè)計(jì)與實(shí)踐，王松武，于鑫，武思軍國防工業(yè)出版社2005年5、全國大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競賽電路設(shè)計(jì)，黃智偉，北京航空航天大學(xué)出版社，20066、verilog hdl入門(第3版)巴斯克 (bhasker j.)、夏宇聞、甘偉，北京航空航天大學(xué)出版社，2008附錄單片機(jī)部分程序#includesbit k1=p30;sbit k2=p31;sbit k3=p32;sbit k4=p33;sbit k5=p34;sbit led0=p10;sbit led1=p11;sbit led2=p12;sbit led3=p13;sbit led4=p14;sbit led5=p15;sbit led6=p16;void delay(unsigned int n)unsigned int i,j;for(i=0;in;i+)for(j=0;j100;j+);void main()while(1) while(!k1)&k2&k3&k4