基于單片機的汽車轉向燈設計

1、單片機原理及系統(tǒng)課程設計報告 基于單片機的汽車轉向燈設計摘要本設計采用單片機控制，在控制系統(tǒng)中，選擇了6個開關、1個AT89C51單片機、6只發(fā)光二極管（用來模擬信號燈發(fā)光）。其中AT89C51單片機做為控制核心，當6個開關的狀態(tài)發(fā)生改變后，單片機檢測到開關信號后就通過軟件輸出相關信號，來驅動6個汽車信號燈根據(jù)開關的相應狀態(tài)閃爍或長亮。信號燈由發(fā)光二極管模擬替代。通過這些，本控制系統(tǒng)能夠很好的達到控制汽車轉彎信號燈的目的，同時，所采用的單片機及其他元件的成本不高，還能很好的達到控制要求，不會增加汽車的制造成本。對生產(chǎn)廠家和消費者來說是非常好的選擇。關鍵詞：單片機 汽車轉彎信號燈 AT89C51

2、AbstractThis design uses the microcontroller in the control system, select the six switches, AT89C51 microcontroller, eight light-emitting diode (LED lights to simulate). AT89C51 microcontroller as a control center which, when the six switch changes state, the microcontroller detects the signal afte

3、r switching the output correlation signal through software, to drive the eight car lights flash according to the state corresponding to the switch or long light. Analog signal from the light-emitting diodes instead. Through these, the control system can turn a good signal to control the car's pu

4、rpose, the same time, the microcontroller and other components used in the cost is not high, but also good to control demand will not increase the manufacturing cost of the car. On manufacturers and consumers is a very good choice. Key words: SCM Automotive turn signal lights AT89C51 1引言在當今社會，科技與工業(yè)高

5、度發(fā)達，汽車的數(shù)量逐年增多，街上的每一個角落都充斥它們的身影，但凡事都有兩面性，汽車在方便了人們的生活也對交通方面和人身安全構成了威脅，為此我們應該采取有效的方法來減少事故的發(fā)生概率和提高車輛的運行效率。因此汽車轉向燈便成為每一輛汽車必不可少的裝置設備。汽車轉向燈是行車安全的必備條件，除了具有照明作用，對行人和其他車輛還具有轉向、會車、剎車等警示作用。傳統(tǒng)的汽車轉向燈由于自身條件的限制，可靠性低，定時時間不夠精確，使用壽命較短，且繼電器受溫度影響較大，對于溫度變化較大的環(huán)境往往不能滿足要求。所以本文中汽車轉向燈設計是用單片機來實現(xiàn)的，單片機控制系統(tǒng)不僅可避免傳統(tǒng)的缺點，還具有功能強、使用靈活、

6、可靠性高、成本低、體積小、面向控制、具有智能化功能等優(yōu)點。2設計方案及原理本設計要求在汽車進行左轉彎、右轉彎、剎車、合緊急開關、?？?、倒車等操作時，實現(xiàn)對各種信號指示燈的控制。根據(jù)設計要求，制定總體的設計思想。汽車轉向燈電路是由單片機AT89C51、復位、警報、LED顯示電路、按鍵電路等幾部分構成。2.1系統(tǒng)設計以單片機AT89C51為核心芯片通過控制LED的顯示來模擬汽車轉向燈，即用開關1-6的閉合分別模擬剎車、緊急、停靠、左轉、右轉、倒車操作；用LED發(fā)光二極管D1-D8的亮滅顯示來模擬汽車的故障指示燈、左頭燈、右頭燈、左轉彎信號燈、右轉彎信號燈、左尾燈、右尾燈、倒車燈的顯示情況。轉向時，

7、規(guī)定左右尾燈、左右頭燈儀表板上2個指示燈相應地發(fā)出閃爍信號；應急開關合上時， 6個信號燈都應閃爍；汽車剎車時，2個尾燈發(fā)出穩(wěn)定亮信號；如正當轉向時剎車，轉向時原應閃爍的信號仍應閃爍。它們都是低頻閃爍，任何上述之外的開關組合，都將出現(xiàn)故障指示燈閃爍，閃爍頻率為高頻且發(fā)出警報聲，按下相應復位鍵警報聲與指示燈解除，之后可及時排查電路問題。系統(tǒng)組成框圖如圖1所示。圖1 系統(tǒng)組成框圖2.2單片機系統(tǒng)的工作原理2.2.1開關狀態(tài)檢測開關狀態(tài)檢測，對AT89C51來說是輸入關系，可輪流檢測每個開關狀態(tài)，以每個開關的狀態(tài)讓相應的發(fā)光二極管指示；也可以一次性檢測六路開關狀態(tài)，即用MOV A, P2 指令一次性把

8、P2 端口的狀態(tài)全部讀入，取低6位的狀態(tài)來指示，根據(jù)此選擇分支。2.2.2輸出控制發(fā)光二極管由D1-D8來指示，設計用指令MOV P1, #111XXXXXB方法來實現(xiàn)選擇。2.2.3定時器信號的控制是定時器得以實現(xiàn)的結果。在汽車轉彎燈的控制中主要利用AT89C51單片機的可編程定時器來實現(xiàn)燈閃爍的延時，即通過對系統(tǒng)時鐘脈沖的計數(shù)來實現(xiàn)的，計數(shù)值由程序設定。利用定時器,產(chǎn)生高頻閃爍功能。2.2.4循環(huán)系統(tǒng)通過語句的反復調用和循環(huán)來達到主程序循環(huán)，并產(chǎn)生低頻閃爍功能。2.2.5汽車轉向燈控制在汽車轉彎、?？炕驊睜顟B(tài)下，外部信號燈和儀表板它們指示燈的閃爍頻率為低頻信號。當發(fā)生錯誤時，信號燈頻率閃

9、爍此時為高頻信號。汽車轉彎燈設計6個按鍵控制信號燈的轉向、?？俊钡?。按鍵安排為：1鍵為剎車開關；2鍵為緊急開關；3鍵為停靠開關；4鍵為左轉彎開關；5鍵為右轉彎開關；6鍵為倒車開關。2.3 汽車轉向燈控制系統(tǒng)的硬件設計2.3.1按鍵電路本設計選用撥動開關,單片機引腳作為輸入使用，首先置“1”。當鍵沒有被按下時，單片機引腳上為高電平；而當鍵被按下去后，引腳接地，單片機引腳上為低電平。是否有鍵按下，以及被按下的是哪一個可以通過單片機引腳電平顯示出來。圖1是電路板上按鍵的接法，6個按鍵分別接到P2.0、P2.1、P2.2、P2.3、P2.4和P2.5。對于這種接法，各程序可以采用不斷查詢的方法，檢

10、測是否有鍵閉合，判斷鍵號并轉入相應的鍵處理。其電路圖如圖2所示。圖2 按鍵控制電路2.3.2蜂鳴器電路當控制系統(tǒng)系統(tǒng)進入錯誤分支時，單片機P1.0產(chǎn)生信號，警報燈閃亮，信號經(jīng)過放大器放大后蜂鳴器運作，發(fā)出警報聲，警示他人系統(tǒng)出錯。之后按下復位按鈕，可將單片機P1.0發(fā)出的高電平信號鉗制在低電平，使警報聲和警報燈解除，之后工作人員可及時檢查系統(tǒng)的錯誤原因。其電路圖如圖3所示。圖3 蜂鳴器電路2.3.3指示燈電路芯片ULN2803有功率放大的驅動和反相的功能。當單片機P2.0-P2.7發(fā)出高電平時，通過ULN2803反相器變?yōu)榈碗娖?，使指示燈發(fā)亮。其電路圖如圖4所示。圖4 指示燈電路2.4 汽車轉

11、向燈總電路原理圖汽車轉向燈原理圖如附錄一所示。2.5 汽車轉向燈控制系統(tǒng)的軟件設計2.5.1程序主旨思想主程序中完成對汽車轉向燈控制系統(tǒng)的初始化工作，判斷是否有鍵被按下，當開關沒有動作時無輸出，調用延時程序，當判斷有開關被按下時，通過逐位比較判斷進入各分支，其中也在各分支中調用了延時程序和定時器，以使LED在不同的分支以相應的頻率閃爍。P2.0=剎車；P2.1=緊急；P2.2=?？浚籔2.3=左轉；P2.4=右轉；P2.5=倒車。鍵值是根據(jù)P2的狀態(tài)來確定的。例：P2=00111110，表明剎車鍵按下，它的鍵值是3EH（只看后面六位）。汽車轉向燈設計程序清單如附錄二所示。2.5.2指示燈電路流

12、程圖流程圖主要為選擇分支和判斷分支。汽車轉向燈流程圖如附錄三所示。3仿真結果操作說明如下：按1剎車鍵，D6、D7相應信號燈亮；按2緊急鍵，D2、D3、D4、D5、D6、D7信號燈閃爍；按3?？挎I，D2、D3、D6、D7閃爍；按4左轉彎鍵，D2、D4、D6閃爍；按5右轉彎鍵，D3、D5、D7閃爍；按6倒車鍵，D8閃爍；按1剎車、2緊急鍵，D2、D3、D4、D5閃爍；D6、D7亮；按4左轉彎、1剎車鍵，D2、D4、D7閃爍；D6亮；按5右轉彎、1剎車鍵，D3、D5、D6閃爍；D7亮；按4左轉彎、1剎車、2緊急鍵，D2、D3、D4、D5、D7閃爍；D6亮；按5右轉彎、1剎車、2緊急鍵，D2、D3、D

13、5、D6、D8閃爍，D7亮。除上述情況以外的其他操作，發(fā)生錯誤,蜂鳴器響,D1閃爍,按復位鍵停止。以剎車狀態(tài)仿真為例如附錄四所示。4 總結我本次課程設計的題目為“汽車轉向燈”，選題之后我從網(wǎng)上查閱了相關資料，參考了許多前輩的設計，體會了其中的思想。最終按著老師的要求設計出相關控制電路和程序。在設計的過程中也遇到了很多的問題。首先是在程序的設計上，在延時程序中為了到達預期的閃爍頻率測試修改了多次，花了很長時間，最終采取定時器和指令循環(huán)兩種延時方式最終實現(xiàn)了LED以分別以高頻和低頻閃爍。在硬件方面我在基本功能的基礎上加上了警報功能，復習了模電與數(shù)電的知識。這次課設Visio、Proteus、Kei

14、l等一系列軟件，加強了自己的操作水平?？偠灾ㄟ^這次課設，我不僅進一步熟悉掌握了單片機和其他電路方面的知識，同時跟老師和同學學到的很多知識也使我受益匪淺。參考文獻1 王思明.單片機原理及應用系統(tǒng)設計M.北京:科學出版社,2012.2 封志存.模擬電子技術M.蘭州:蘭州大學出版社,2003.3 李積英.數(shù)字電子技術M.北京:中國電力出版社,2011. 附錄一 汽車轉向燈總電路圖附錄二 汽車轉向燈設計程序清單 ORG 0000H AJMP START1 ORG 0030HSAME EQU 4EHSTART1: MOV P1,#00H ;無輸入時輸出START: MOV A,P2 ;讀P2口數(shù)據(jù)

15、 ANL A,#3FH ;取P2口低6位數(shù)據(jù) CJNE A,#3FH,SHIY ;對P2口低6位數(shù)據(jù)判斷 AJMP START1SHIY: MOV SAME,A LCALL YS ;調用延時程序 MOV A,P2 ;讀P2口數(shù)據(jù) ANL A,#3FH ;取P2口低6位數(shù)據(jù) CJNE A,#3FH,SHIY1 ;對P2口低6位數(shù)據(jù)判斷 AJMP START1 ;開關無動作時無輸出SHIY1: CJNE A,SAME,START1 CJNE A,#37H,NEXT1;P2.3=0時進入左轉彎分支 AJMP LEFTNEXT1: CJNE A,#2FH,NEXT2 ;P2.4=0時進入右轉彎分支 A

16、JMP RIGHTNEXT2: CJNE A,#3DH,NEXT3 ;P2.1=0時進入緊急分支 AJMP EARGENEXT3: CJNE A,#3EH,NEXT4 ;P2.0=0時進入剎車分支AJMP BRAKENEXT4: CJNE A,#36H,NEXT5 ;P2.0=P2.3=0時進入左轉彎剎車分支AJMP LEBRNEXT5: CJNE A,#2EH,NEXT6 ;p2.0=P2.4=0時進入右轉彎剎車分支AJMP RIBRNEXT6: CJNE A,#3CH,NEXT7 ;P2.0=P2.1=0時進入緊急剎車分支AJMP BRERNEXT7: CJNE A,#34H,NEXT8

17、;P2.0=P2.1=P2.3=0時進入左轉緊急剎車分支AJMP LBENEXT8: CJNE A,#2CH,NEXT9 ;P2.0=P2.1=P2.4=0時進入右轉緊急剎車分支AJMP RBENEXT9: CJNE A,#3BH,NEXT10 ;P2.2=0時進入?？糠种JMP STOPNEXT10: CJNE A,#1FH,NEXT11 ;p2.5=0時啟動倒車AJMP BACKNEXT11: AJMP ERROR ;其他情況進入錯誤分支 LEFT: MOV P1,#2AH ;左轉彎分支LCALL Y1sMOV P1,#00HLCALL Y1sAJMP STARTRIGHT: MOV P

18、1,#54H ;右轉彎分支LCALL Y1sMOV P1,#00HLCALL Y1sAJMP STARTEARGE: MOV P1,#7EH ;緊急分支LCALL Y1sMOV P1,#00HLCALL Y1sAJMP STARTBRAKE: MOV P1,#60H ;剎車分支AJMP STARTLEBR: MOV P1,#6AH ;左轉彎剎車分支LCALL Y1sMOV P1,#20HLCALL Y1sAJMP STARTRIBR: MOV P1,#74H ;右轉彎剎車分支LCALL Y1sMOV P1,#40HLCALL Y1sAJMP STARTBRER: MOV P1,#7EH ;緊急剎車分支LCALL Y1sMOV P1,#60HLCALL Y1sAJMP STARTLBE: MOV P1,#7EH ;左轉緊急剎車分支LCALL Y1sMOV