车灯控制硬件部分改.docx
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车灯控制硬件部分改
指导教师评定成绩：
审定成绩：
重庆邮电大学
移通学院
现代汽车电控课程设计报告
设计题目：
汽车车灯控制系统的设计与实现
单位（系部）：
自动化系
学生姓名：
梁远智
专业：
自动化
班级：
05120801
学号：
0512080133
指导教师：
赵双
设计时间：
2011年11月
目录
摘要0
第1章硬件系统电路设计1
1.1汽车灯控制系统的结构和原理：
1
1.2控制芯片的选择：
3
1.2.1主芯片的选择：
3
1.2.2驱动芯片的选择：
3
1.2.3电源芯片选择：
4
1.3电路原理图设计：
4
1.3.1系统原理图：
4
1.3.2最小系统：
5
1.3.3显示灯电路设计：
7
1.3.4开关电路设计：
8
汽车车灯控制系统设计（硬件部分）
摘要
随着社会的发展，道路上到处都是飞速的汽车。
如何保证行人安全，一直都是人们关注的重心。
要减少交通事故，就得从汽车的各种安全设计考虑，这不仅仅是汽车本身的质量问题，还应关注汽车在行驶过程中对路人的引导指示方面。
其中汽车的各种灯就是安全警示的一个方面，汽车的转弯灯、头灯、尾灯和警示灯等能够帮助路人识别汽车的动向，尤其是当遇到紧急事件时，打开紧急开关就可以警示路人该车现在不安全了，需要小心避车。
转弯灯能提示路人该车要进行左转或是右转了，小心碰撞。
传统的汽车闪光器结构简单体积小、闪光频率稳定、监控作用明显，故被广泛使用。
但这样的继电器由于自身条件的限制，可靠性低，定时时间不够精确，使用寿命较短，且继电器受温度影响较大，对于温度变化较大的环境往往不能满足要求。
第1章电路设计
1.1汽车灯控制系统的结构和原理：
如图2.1所示，汽车转弯灯主要有单片机、按键、复位、时钟、电源、电路、发光二极管组成最基本的单片机系统，汽车车灯采用驱动芯片来驱动。
其中单片机选用AT89C51，驱动芯片选用ULN2003a驱动芯片。
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。
如汽车上有一个大灯（近远光灯）开关，按向近光开关则近光亮；按向远光开关则远光亮。
转弯开关由汽车上的转弯控制杆控制，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、左右转弯灯发出相应的信号。
当汽车刹车时，左尾灯、右尾灯亮起。
当汽车遇到紧急情况时，紧急灯、左灯头、右灯头、左转弯灯、右转弯灯、左尾灯、右尾灯全部亮。
当汽车正常停靠时，左灯头、右灯头、左尾灯、右尾灯亮。
由上所述，各种情况操作时，信号灯应输出信号列于表2.1。
驾驶操作
输出信号
紧急灯
左灯头
右灯头
左转弯灯
右转弯灯
左尾灯
右尾灯
近光灯开关开
不亮
亮
亮
不亮
不亮
不亮
不亮
左转弯开关开
不亮
亮
不亮
亮
不亮
亮
不亮
右转弯开关开
不亮
不亮
亮
不亮
亮
不亮
亮
刹车开关开
不亮
不亮
不亮
不亮
不亮
亮
亮
停靠开关开
不亮
亮
亮
不亮
不亮
亮
亮
紧急开关开
亮
亮
亮
亮
亮
亮
亮
表2.1汽车驾驶操作与信号
由于车灯在某些状态下存在闪烁功能这需要用到定时器。
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，在汽车灯的控制中也是必不可少。
定时有三种方法：
（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，且不需要外加硬件电路。
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，他是通过对系统时钟脉冲的级数来实现的。
计数值由程序设定，改变计数值，同时也改变了定时时间，用起来既灵活又方便。
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。
本设计则是选用可编程定时器对系统进行定时。
1.2控制芯片的选择：
1.2.1主芯片的选择：
本设计选用的是AT89C51单片机作为主芯片，AT89C51是美国ATMEL公司生产的低电压，高性能CMOS8位单片机，片内含4kbytes的可反复擦写的只读程序存储器（PEROM）和128bytes的随机存取数据存储器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，片内置通用8位中央处理器（CPU）和Flash存储单元，功能强大AT89C51单片机可为您提供许多高性价比的应用场合，可灵活应用于各种控制领域。
主要性能参数：
•与MCS-51产品指令系统完全兼容
•4K字节可重擦写Flash闪速存储器
•1000次擦写周期
•全静态操作：
0Hz－24MHz
•三级加密程序存储器
•128×8字节内部RAM
•32个可编程I／O口线
•2个16位定时／计数器
•6个中断源
•可编程串行UART通道
•低功耗空闲和掉电模式
1.2.2驱动芯片的选择：
选择ULN2003a为本设计的驱动芯片，ULN2003是高耐压、大电流、内部由七个硅NPN复合晶体管组成。
经常在显示驱动、照明器驱动、照明灯驱动、电磁阀驱动、伺服电机等电路中使用。
1.2.3电源芯片选择：
本设计选择7805作为电源芯片，其主要作用就是将汽车电压12V转换为AT89C51单片机的工作电压5V。
用它直接就可以完成这一转换，不需要外接电路等，接线、操作简单，
1.3电路原理图设计：
1.3.1系统原理图：
根据系统原理设计和芯片选择可以得到下图所示的系统硬件原理图：
系统原理图
1.3.2最小系统：
1、复位电路
复位是单片机的初始化操作，只需给单片机的复位引脚RST加上大于2个机器周期（即24个时钟振荡周期）的高电平就可以使单片机复位。
复位时，PC初始化为0000H，使单片机从0000H单元开始执行程序。
除了进入系统的正常初始化之外，当由于程序运行出错或操作错误使系统处于死锁状态，为摆脱死锁状态，也需按复位键使RST引脚为高电平使单片机重新启动。
复位是由外部的复位电路来实现的。
复位引脚RST通过一个施密特触发器与复位电路相连，施密特触发器用来抑制噪音，在每个机器周期的S5P2，施密特触发器的输出电平由复位电路采样一次，然后才能得到内部复位操作所需要的信号。
本设计采用上电/手动复位电路如图2.6
图2.6复位电路
2、时钟电路
时钟电路用于产生单片机工作时所必需的时钟控制信号。
时钟电路的质量直接影响单片机系统的稳定性。
常用的时钟电路设计有两种方式，一种是内部时钟方式，另一种是外部时钟方式。
本设计采用内部时钟方式，只需在XTAL1和XTAL2间外接石英晶体和电容组成的并联振荡电路（晶振器），晶体可以在固有频率1.2~12MHz的晶振器之间任选晶体，容器可以在20~60pF的电容之间任选，通常选择30pF的瓷片电容。
时钟电路如图2.7。
图2.7时钟电路
3、电源电路
如图2.8为电源电路，7805三端稳压集成电路将外接+12V电压转化为单片机的工作电压+5V。
图2.8电源电路
1.3.3显示灯电路设计：
本设计中用发光二极管代替车灯，如图2.9和表2.2
图2.9显示灯电路图
显示灯
D1
D2
D3
D4
D5
D6
D7
负载名称
紧急灯
左灯头
右灯头
左转弯灯
右转弯灯
左尾灯
右尾灯
表2.2显示灯对应名称
1.3.4开关电路设计：
本设计中用按键开关来控制相应车灯作为电路了输入端，如图2.10和表
图2.10开关电路
按键开关
S3
S4
S5
S6
S7
S8
控制状态
近光灯
左转
右转
刹车
停靠
紧急
表2.3开关对应名称
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