汽车同步转向灯的控制1.docx
《汽车同步转向灯的控制1.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《汽车同步转向灯的控制1.docx（32页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
汽车同步转向灯的控制1
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、右转弯实现对同步照明灯的控制。
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，加上一些复位电路﹑按键电路﹑驱动电路来模拟汽车同步灯的同步跟随功能。
汽车在驾驶时有左转弯、右转弯等操作。
在左转弯或右转弯时，通过转弯操作杆应使前轮左转，从而使同步灯跟随转向闪烁；汽车在直线行驶的时候，同步照明灯可以当成前照灯的辅助，也就是说当前照明灯在亮着的时候，同步照明灯也是亮着的，以便在转向的时候，不必要再次启动。
在汽车停止的时候，只要前照明灯亮着，同步灯也亮着。
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。
关键词单片机；汽车同步转弯灯；电路基础；数字电子技术
ABSTRACT
Withmoremonolithicintegratedcircuits,themoreextensive,"thecarturnedthe"monolithicintegratedcircuitstocontrolsystemdesign,cantheinformationtomonolithicintegratedcircuitshasbeenconsolidatedandexpanded.thisdesignistodesignamonolithicintegratedcircuitstocontrolsystem.inthecartoturnleftandright,thebrakes,toopenthedoor,calledforurgentactiontoimplementthevarioussignalsignofcontrol.thisdesignisprimarilytomonolithicintegratedcircuitsoftheexportofthecircuitinparallellost.iturnedaroundandcontroloflightthroughAndbright,shiningout,andsomeclear,andbuttons,thedrivingcircuitcircuittoafunctionofthetaillights.thecarwasdrivingupturnleftandright,thebrakes,toopenthedoor,calledanemergencyoperations.inturnleftorright,throughtheturnoftheoperationshouldbeleftorrightswitchtoswitchontheleft,thedashboardturnleftorrightandleftthetaillighttheinstrumentpanellamp,andturningright,therightrearlightsflickered；switchtotheemergencyrequiresthattheprevious。
Thesixthelightshoneinthecarbrakedall；,twoofthetaillightslikealight；justroundthecorner,thecornersoftheoriginalsignalshallbestillflickered.theabove,arethefrequencyofthelowfrequencies1hz；inacarandcloseattheswitchwhen,rightandleftthetaillight,therightrearlightsforthefrequencyofhighfrequencya30hz.bydoingphysical,program,completedthedesigndemands.thedesignofamonolithicintegratedcircuitshasfurtherthe
Keywordsmonolithicintegratedcircuits；thecarturnedthelightsignals；basictechniquesofdigitalcircuit；electronic
目录
摘要....................................................................Ⅰ
Abstract................................................................Ⅱ
1绪论..................................................................1
1.1选题背景.........................................................1
1.2研究意义.........................................................1
1.3研究方法.........................................................2
2汽车转弯灯单片机控制系统原理..........................................2
2.1汽车转弯灯工作原理................................................2
2.2单片机系统的工作原理及设计........................................3
2.2.1转角信号采集.................................................3
2.2.2输出控制.....................................................3
2.2.3定时器和计数器...............................................3
2.2.4定时初始化...................................................4
2.2.5汽车同步转向灯显示...........................................5
2.2.6汽车同步转弯灯控制...........................................5
2.2.7中断系统.....................................................6
3设计方案论证与选择....................................................6
3.1方案论证一........................................................6
3.2方案论证二........................................................7
3.3方案选择..........................................................8
4控制系统的硬件设计....................................................8
4.1单片机控制系统电路图..............................................8
4.1.1汽车转弯灯单片机控制系统框图...................................8
4.1.2汽车转弯灯同步控制单片机控制系统电路PCB图......................9
4.1.3汽车转弯灯单片机控制系统电路原理图.............................9
4.2单片机控制系统功能模块的设计.....................................9
4.2.1时钟电路.......................................................9
4.2.2复位电路......................................................10
4.2.3A/D转换接口电路的设计.........................................11
4.3元器件清单.......................................................11
5主要芯片介绍.........................................................11
5.1单片机的特点.....................................................12
5.2单片机各引脚介绍.................................................12
5.3单片机的功能介绍.................................................13
5.4高耐压、大电流达林顿管ULN2003......................................14
5.5A/D0832的功能介绍.................................................15
6控制系统的软件设计...................................................19
6.1汽车转弯灯控制系统流程图.........................................19
6.1.1汽车转弯灯控制系统主程序流程图................................19
6.1.2控制系统键功能流程图..........................................20
6.2软件和程序设计...................................................20
6.2.1软件设计......................................................20
6.2.2程序说明......................................................20
7电路功能实现.........................................................21
7.1软件调试.........................................................21
7.2单片机硬件功能实现...............................................22
7.3仿真操作说明及现象...............................................23
参考文献................................................................24
附录....................................................................25
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AT89S51为模板，从与方向盘连接的转向管住获取转角信息。
由于AT89S51发出来的是数字信号，很微弱，而不足以驱动步进电机，故此需要采用信号放大设备。
在本次设计中，我采用的是ULN2003把单片机发来的数字信号放大以驱动步进电机。
进行仿真后，能清晰的看到在控制输入信号的状态下。
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，达到了毕业设计预期目的。
2汽车同步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；转弯时可以通过连接在转向系统的转向传感器，感知到角度的变化。
通过角度传感器的感应值，然后通过数模转换设备，将模拟信号转化为单片机能够识别的数字信号，最后通过单片机的相应端口输出读到的信息。
在这个过程中，首先是利用传感器将转向系统将角度变化采集到，通过A/D转换器，将模拟信号转化为单片机可以识别的数字信号。
同时也运用到了信号放大芯片ULN2003，通过它把信号从单片机传送到步进电机，然后驱动步进电机。
2.2单片机系统的工作原理及设计
2.2.1转角信号采集
转角信号采集，对AT89S51来说是输入关系，可以通过传感器，将角度信号采集，转化为相应的电信号，然后通过A/D0832将模拟信号转化为相对应的8位的数字信号，对于该种A/D转换，是串行的数字信号，可以减少繁琐的连线问题。
2.2.2输出控制
以步进电机的转动来显示，最终的效果是为了控制与步进电机具有一定传动关系的同步照明灯，只要步进电机能够满足相应的转角，既可以表明我们的设计达到了想要的结果。
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AT89S51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。
AT89S51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）。
AT89S51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：
表2.2TMOD各位定义
位序
B7
B6
B5
B4
B3
B2
B1
B0
位符号
GATE
C/
M1
M0
GATE
C/
M1
M0
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/
----定时方式或计数方式选择位
C/
=0定时工作方式
C/
=1计数工作方式
M1M0----工作方式选择位
M1M0=00方式0
M1M0=01方式1
M1M0=10方式2
M1M0=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。
若使用定时器T0，方式1，30ms定时，fosc=12MHz。
则初值X满足（216-X）×1=30000
X=35536→1000101011010000→8AD0H
2.2.5汽车同步转向灯显示
在汽车转弯或应急状态下，步进电机随动，可以带动后续的传动部件带动同步照明灯的转动，给驾驶员一个开阔的视野，没有盲区，就可以减少很多事故。
2.2.6汽车同步转弯灯控制
汽车同步转弯灯是作为照明的辅助设备，只有当前照大灯在开的状态，同步灯亮，也即大灯的电源开关作为同步照明灯的开关，当大灯亮，而没有转弯的时候，同步等作为辅助照明，当在转弯的时候，前照大灯可以给车身前方一个很好的照明，同时，同步转向灯则给所转向的方向一个很好的视角亮度，排除了驾驶者的视角死区。
2.2.7中断系统
单片机中断技术主要用于实时控制，在单片机上有两个引脚，即INT0、INT1。
外部的中断信号通过这两个引脚输入到单片机，和单片机的定时器一样，对中断系统的处理需要通过S51的软件编程实现。
它的重要作用有如下四点：
第一，高速CPU和低速外设之间的配合。
利用中断方式进行的I/O口操作，在宏观上可以看成CPU和外设的并行工作。
第二，实现故障的紧急处理。
当外设发生故障时，可以利用中断系统请求CPU及时处理这些故障。
第三，可以实现实时控制。
第四，便于人机联系。
操作人员可以利用键盘等实现中断，完成人工介入。
3设计方案论证与选择
3.1方案论证一
如图3.1所示，汽车转弯灯主要有单片机、复位、时钟、电源、模数转换电路、信号放大电路组成最基本的单片机系统。
单片机本身的功能强大，汽车转弯灯的驱动用单片机本身的驱动来驱动。
使得单片机的功能得到充分的运用。
图3.1汽车转弯灯控制系统硬件构成
3.1方案论证二
汽车转弯灯主要由单片机（AT89S51）、按键、复位、电源、时钟路、驱动、LED显示电路等组成的最基本的单片机控制系统。
所有软件、参数均存在AT89S51的ROM和RAM中，因此能够减少了芯片的数量和整机的电流。
单片机的内部ROM有4K，RAM有
升级会员 