基于单片机与VB汽车尾灯控制_课程设计报告.docx

1、课程设计(论文)设计课题： 基于单片机的汽车尾灯控制 学校院系： 海南师范大学物电学院1摘要本次的课题是基于单片机的汽车尾灯控制器，该设计课题主要由STC89C52RC 单片机为核心展开的汽车尾灯控制电路的设计方法，用发光二极管模拟汽车尾灯，可以用 VB 上位机界面和按键开关作为转弯等控制信号，并且把信息显示在 LCD1602 上。在 VB6.0 环境下，上位机利用MSCOMM 通信控件与单片机之间串口通信实现上位机控制汽车尾灯。设计电路能很好的综合运用我们所学习到的单片机、C 语言、VB 上位机编程，熟悉电子电路设计的基本方法。关键词：STC89C52RC；发光二极管；单片机；C 语言；VB

2、 上位机；MSCOMM 控件2引言1一 设计任务21.1 任务说明21.2 任务分析2二 设计方案选择及论证22.1 方案一：采用 555 定时器等构成的汽车尾灯电路22.2 方案二：由 STC89C52RC 及其外围电路构成的汽车尾灯控制器 32.3 方案比较和选择32.4 系统框图3三系统硬件原理介绍53.1 单片机 STC89C52RC 介绍53.2 LCD1602 液晶屏介绍63.3 系统结构原理图、器件选择73.4 硬件电路总原理图113.5 硬件设计原理及状态图11四程序流程124.1 下位机软件程序124.1.1 键盘扫程序设计流程图124.2.1显示程序设计流程图134.2 V

3、B 上位机界面设计144.2.1 设计方案原理与设计特点分析14五仿真图实物调试165.1 仿真图165.2 实物图17六课设总结17参考文献18附录一18引言汽车作为现代交通工具已经大量进入人们的生活，随着电子技术的发展，对于汽车的控制电路也已经从过去的全人工开关控制发展到了智能化的控制。汽车尾灯控制器是随着汽车智能化技术的发展而迅速发展起来的，汽车尾灯一般基于微处理器的硬件电路结构构成，而正因为硬件电路的局限性，不能随意的更改电路的功能和性能，且可靠性得不到保证，因此对汽车尾灯控制系统的发展带来局限性，难以满足现代智能化的要求。本次的设计是基于单片机的汽车尾灯控制器，用发光二极管模拟汽车尾

4、灯， 用 VB 上位机和按键开关作为汽车转弯等控制信号，实现汽车尾灯的智能化控制。一设计任务1.1 任务说明本次课题主要是以 STC89C52RC 为核心的单片机控制电路，它主要模拟了汽车尾灯系统的正常行驶、转弯、刹车、倒车、夜间行驶等状态下的发光情况，实现了汽车尾灯控制的智能化。1.2 任务分析设计一个基于单片机的汽车尾灯控制器，其具体设计要求如下：1） 汽车白天正常行驶时指示灯全灭；2） 汽车右(左)转弯时，前后最右（左）边和右（左）侧那个指示灯亮并闪烁；3） 汽车临时刹车时车尾灯全部亮；4） 汽车倒车时尾灯中间 4 个指示灯亮；5） 汽车夜间行驶时，车前灯全亮，尾灯两边各中间的灯亮；6）

5、 可通过串口连接 PC 控制车尾灯（自己发挥部分）；二 设计方案选择及论证2.1 方案一：采用 555 定时器等构成的汽车尾灯电路采用译码器 74LS138、计数器 74LS161、脉冲产生器 555、开光控制电路、显示驱动电路、发光二极管以及各种逻辑元件等构成的汽车尾灯控制电路。由于汽车左右转弯时，四个指示灯循环点亮，所以用四进制计数器控制译码器电路顺序输出低电平，从而控制尾灯按要求点亮，达到模拟汽车转弯、刹车、正常行驶等状态。由于行车时都是开关控制，所以每一个开关都应该有一个消除机械振动的装置，可以用基本 SR 触发器来实现。复位电路2.2 方案二：由 STC89C52RC 及其外围电路构

6、成的汽车尾灯控制器STC89C52RC 是一种低功耗、高性能 CMOS8 位微控制器，具有8K在系统可编程 Flash 存储器。本次单片机的控制系统以STC89C52RC 为控制器，键盘为输入信号，由于STC89C52RC 本身的功能强大，汽车转弯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，显示出相应的信号灯亮灭情 况，实现了左转、右转、刹车、应急灯多种状态下的控制效果。2.3 方案比较和选择方案一中，要使用多种控制电路，实现的方法繁杂且不灵活，成本高，搭建 好电路后调试起来不方便，

7、不可以任意定义各种状态，电路的可靠性以及可扩展 性不高，且与本次课题所要求运用的知识相悖，因此不宜使用此方案。方案二中，以单片机为核心，而单片机的编程比较直接，且可重复擦除修改， 硬件电路搭建方便简单。搭建好电路后通过 STC89C52RC 来编写程序，控制 LED 的亮灭，大大的简化了系统结构，降低材料的成本，提高系统的先进性和可靠性， 能实现控制器的智能化。由于采用此种方法开发的系统其升级和改进较为方便， 因此本次课题选用方案二。采用串口连接笔记本电脑，通过 VB 上位机控制 LED 的亮灭，实现真正意义上的智能化控制。STC89C 52RC发 光 二 极管 显 示 电路1602 液 晶

8、屏显示 电 路2.4 系统框图时钟电路按键电路 串口电路MAX232PC 电脑上位机 图 2.4.1 系统结构框图整个系统包括电源电路、时钟电路、复位电路、按键电路、发光二极管显示电路、液晶屏显示电路、串口电路、单片机、PC 上位机等。其中主要由按键电路和 PC 上位机发出控制信号，由显示电路显示信号的具体状态。三系统硬件原理介绍3.1 单片机 STC89C52RC 介绍图 3.1.1STC89C52RC 引脚图（1）STC89C52RC 部分引脚功能介绍：1、VCC：STC89C52RC 电源正端输入，接+5V。2、VSS：电源地端。3、XTAL1：单芯片系统时钟的反相放大器输入端。4、XT

9、AL2：系统时钟的反相放大器输出端，一般在设计上只要在XTAL1 和XTAL2 上接上一只石英振荡晶体系统就可以动作了，此外可以在两引脚与地之间加入一 20PF 的小电容，可以使系统更稳定，避免噪声干扰而死机。5、RESET：STC89C52RC 的重置引脚，高电平动作，当要对晶片重置时，只要对此引脚电平提升至高电平并保持两个机器周期以上的时间，AT89S51 便能完成系统重置的各项动作，使得内部特殊功能寄存器之内容均被设成已知状态， 并且至地址 0000H 处开始读入程序代码而执行程序。3.2 LCD1602 液晶屏介绍1602LCD 主要技术参数： 显示容量:162 个字符芯片工作电压:4

10、.55.5V 工作电流:2.0mA(5.0V) 模块最佳工作电压:5.0V字符尺寸:2.954.35(WH)mm引脚功能说明：1602LCD 采用标准的 14 脚（无背光）或 16 脚（带背光）接口，各引脚接口说明如表 10-13 所示:编号符号引脚说明编号符号引脚说明1VSS电源地9D2数据2VDD电源正极10D3数据3VL液晶显示偏压11D4数据4RS数据/命令选择12D5数据5R/W读/写选择13D6数据6E使能信号14D7数据7D0数据15BLA背光源正极8D1数据16BLK背光源负极表 10-13：引脚接口说明表第 1 脚：VSS 为地电源。第 2 脚：VDD 接 5V 正电源。第

11、3 脚：VL 为液晶显示器对比度调整端，接正电源时对比度最弱，接地时对比度最高，对比度过高时会产生“鬼影”，使用时可以通过一个 10K 的电位器调整对比度。第 4 脚：RS 为寄存器选择，高电平时选择数据寄存器、低电平时选择指令寄存器。第 5 脚：R/W 为读写信号线，高电平时进行读操作，低电平时进行写操作。当RS 和 R/W 共同为低电平时可以写入指令或者显示地址，当 RS 为低电平R/W 为高电平时可以读忙信号，当 RS 为高电平R/W 为低电平时可以写入数据。第 6 脚：E 端为使能端，当E 端由高电平跳变成低电平时，液晶模块执行命令。第 714 脚：D0D7 为 8 位双向数据线。第

12、15 脚：背光源正极。第 16 脚：背光源负极。3.3 系统结构原理图、器件选择（1） 电源电路图 3.3.1 电源电路电源电路可以给单片机提供工作所需电源，有指示灯提示，灯亮时表示提供正常工作电压。（2） 时钟电路图 3.3.2 时钟电路时钟电路中使用的 12M 晶振，为单片机提供系统时钟。（3） 复位电路图 3.3.3 复位电路复位电路是单片机能上电复位，当程序混乱跑飞时可以通过按键手动复位。（4） 按键电路图 3.3.4 按键电路按键电路可以通过按键来模拟汽车的转弯、刹车、应急等各种状态，控制 LED和液晶屏的显示。（5） 发光二极管显示电路图 3.3.5 发光二极管显示电路发光二极管可

13、以模拟汽车车灯，显示各种控制信号的效果。（6） 液晶屏显示电路图 3.3.6 液晶屏显示电路液晶屏显示电路可以直观的显示出汽车的行进状态，增加尾灯系统的可视性。（7） 串口电路为了使单片机内的电平与计算机的电平一样需要利用电平转换，MAX232 芯片是专为 RS232 标准串口设计的单电源点平转换芯片。其特点如下： 1）符合所有的 RS232 技术标准；2） 只需要单一+5V 电源供电；3） 片载电荷泵具有升压、电压极性反转能力，能够产生+10V 和-10V 电压；4) 功耗低，典型供电电流 5mA；5) 内部集成 2 个 RS-232C 驱动器；6) 高集成度，片外最低只需 4 个电容即可工作；7) 连接方式如图 5 所示。图 5 串口连接3.4 硬件电路总原理图图 3.4.1 总原理图硬件总原理分解如 3.3.13.3.6 各图所示，完整的实现了汽车尾灯的控制，用按键模拟控制信号，用发光二极管和液晶屏显示状态，达到所有指标。3.5 硬件设计原理及状态图本次由按键作为控制信号，发光二极管模拟汽车尾灯，状态表如下所示：驾 驶操作输出信号LED1LED2LED3LED4LED5LED6LED7LED8左转灭灭闪烁灭灭灭灭灭右转灭灭灭闪烁灭灭灭