汽车灯光控制.docx

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1、率州K岁饰CHANGZHOU INSTITUTE OF TECHNOLOGY科研实践题目：汽车灯光掌握二级学院（直属学部）：延陵学院专业： 电气工程及其自动化班级：10电Y3同学姓名： 王振宇学号：姓124527指导老师姓名：范力旻职称：副教授2013年12月15日至2014年1月5日摘要31 J| II41.1目的和意义42彳v I * 42.1 单片机的选择42.2 系统工作原理51.1 复位电路51.2 日日tiB各.71.3 电源模块84 .输入部分设计95 .输出部分设计106 .硬件仿真116.1 仿真软件简介116.2 仿真效果117 .实物制作与调试137.1 电路板焊接137

2、.2 硬件调试及排故障14附录151 .参考文献152 .器件清单163 .原理图164 .程序清单175 .实物图22摘要随着科技的不断进展，社会的不断进步，人们越来越离不开汽车，汽车不仅仅是一种代步工具，还是一种社会生活水平和身份的象征。但是，随着汽车数量的不断增加，汽车在带给我们便利的同时也带来了大量的交通事故。因此，道路平安就越来更加引起人们的关注。据相关部门统计表明，大量事故都是发生在道路的转弯处或是由于前面的汽车突然刹车而后面的车辆没有准时留意后发生的，因此汽车尾灯作为一种警示灯，它的重要性就体现出来了。因此仅仅依靠汽车本身的结构因素很难保证汽车的行车平安，因而必需对车辆的主要平安

3、部位，进行定期的检查，并按肯定的技术标准对它们的状况加以检查、考核，并且取得各项精确 的数据，科学定量地推断车辆平安装置的状况,给出合适的评价。而汽车尾灯故障率在汽车行驶过程中是很高的，汽车尾灯故障时，不能正确反应驾驶员的行车意识且给平安行车留下了事故隐患。老式汽车尾灯通常是基于传统的机械和纯电路的掌握方式，其正常工作完全取决于尾灯系统所采纳的硬件来保证的，一旦电路的老化或者因接触问题和机械元件的变形将不能准时触发电源开关，导致电路消失故障，这种问题常常发生，除了选用更好的硬件系统和元件外，几乎没有别的方法来避开这类故障的发生，而随着科技的进展，越来越多的电子产品得到了飞速的进展。很多电器设施

4、越来越趋于智能化、人性化，这些电器设施几乎含有CPU掌握器或单片机。而单片机以其牢靠性高、性价比高、低电压、低功耗等一系列优点得到飞速的进展和大范围推广，因此选用智能型的元件来进行系统的设计，增加系统的稳定性和可掌握性是特别必要且有重要意义的。本文所争论和开发的课题是基于at89c51汽车尾灯掌握器的电路设计一，在该系统中，通过6个LED来模拟汽车尾灯的基本工作状况，汽车尾灯掌握系统的争论不仅使汽车的先进性、美观性有了很大的提高，更加重要的是降低了交通事故发生的可能性。1 .引言1.1 目的和意义要求了解汽车尾灯掌握电路的工作原理，把握外围电路的设计与主要性能参数的测试方法，要求把握基于单片机

5、或数字集成电路的汽车尾灯掌握器的设计方法与数字电子线路系统的装调技术。可以让同学更好的把握和深入对基础学问的运用和理解，学习如何设计中小型系统，并且独立的完成调试过程，增加同学理论与实际结合的力量，提高同学电路设计和分析的力量。通过课题争论引导同学在理论指导下有所创新，为日后工作实践奠定牢固的基础。1. 2本系统主要争论内容要求汽车尾部左右两侧各有三个指示灯(用发光管模拟)，要求是：1 .设置四个按键，分别对应汽车刹车、左转、右转、停车。2 .汽车的刹车、左转、右转、停车分别对应不同灯光显示。3 .杀I车时6个指示灯同时亮。4 .左转时左边三个灯光延时一秒依次从右往左点亮，右转时右边三个灯光延

6、时一秒依次从左往右点亮。5 .停车时6个指示灯同时闪耀点亮。确定设计方案，按功能模块的划分选择元器件和集成电路，设计分析电路，阐述基本原理。2 .总体设计2.1 单片机的选择AT89C51是一个低电压，低功耗，高性能CMOS 8位微处理器，片包含了 4K字节闪耀可编程可擦除的只读存储器(FPEROMFalsh Programmable andErasable Read Only Memory),俗称单片机。该器件采纳ATMEL公司的高密度、非易失存储器制造技术制造的，与标准的MCS-51指令系统和输出管脚相兼容。由于将通用8位CPU和闪耀存储器组合在单个芯片中，TMEL的T89C51是一种高效

7、微掌握器，AT89C51可以为很多嵌入式掌握系统供应一种敏捷性高而且价廉的方案。2.2 系统工作原理这个系统硬件主要包括以下的三大模块：AT89S51单片机系统、LED灯阵、规律开关掌握器，从而形成了信号的掌握器、识别电路和发光电路这三个模块。其中单片机系统作为中心处理单元，依据规律开关掌握器来检测到驾驶员所执行开关掌握信号，获得相应的信号进行传输，使单片机系统收到对应的指令，从而使LED灯阵发出相应的指示。系统总体设计方案如图2-1所示。逻辑开关控制控制电路灯阵图2-13 .最小系统设计3.1 复位电路在上电或复位过程中，掌握CPU的复位状态：这段时间内让CPU保持复位状态，而不是一上电或刚

8、复位完毕就工作，防止CPU发出错误的指令、执行错误操作，也可以提高电磁兼容性能。无论用户使用哪种类型的单片机,总要涉及到单片机复位电路的设计。而单片机复位电路设计的好坏,直接影响到整个系统工作的牢靠性。很多用户在设计完单片机系统,并在试验室调试胜利后,在现场却消失了 “死机”、“程序走飞”等现象，这主要是单片机的复位电路设计不行靠引起的。单片机在启动时都需要复位，以使CPU及系统各部件处于确定的初始状态,并从初态开头工作。89系列单片机的复位信号是从RST引脚输入到芯片内的施密特触发器中的。当系统处于正常工作状态时，且振荡器稳定后，假如RST引脚上有一个高电平并维持2个机器周期（24个振荡周期

9、）以上，则CPU就可以响应并将系统复位。单片机系统的复位方式有：手动按钮复位和上电复位1、手动按钮复位手动按钮复位需要人为在复位输入端RST上加入高电平。一般采纳的方法是在RST端和正电源Vcc之间接一个按钮。当人为按下按钮时，则Vcc的+5V电平就会直接加到RST端。手动按钮复位的电路如所示。由于人的动作再快也会使按钮保持接通达数十毫秒，所以，完全能够满意复位的时间要求复位电路的工作原理：VCC上电时，电容充电（充电过程中会有充电电流,并且在最开头时电流最大，随着时间推移渐渐减小直到电容布满电后充电电流变为0,此时无充电电流，电容器相当于开路，这个时候才是真正意义上的隔直，所以在电源接通的一

10、瞬间，是有通交这个过程的），在电容充电这个过程中，RST端电压确正好相反是从VCC渐渐降低到0 （由于充电电流是从大变小直到0）,此过程中会有一段时间VCC处于高电平状态，导致单片机复位（时间常数t=R*C打算）。但电容不再充电后，无电流通过，RST恒为0,单片机正常工作。单片机的第9脚RST为硬件复位端，只要将该端持续2个机器周期即2us的高电平即可实现复位,复位后单片机的各状态都恢复到初始化状态，复位按钮按下后即可输入高电平。复位时间计算：当取100us时t_10（）yVt = Vcce rc =5Ve 10W0w/ = 4.9V为高电平，所以可以达到复位作用。复位电路如图3-1所示：图3

11、-1复位电路图3.2 晶振电路晶振电路是由一个12MHZ的电解电容和两个22pF的电容组成的。T=12*l12MHZ=lus开机的时候的复位在电路图中，电容的的大小是10uF,电阻的大小是10k。所以依据公式，可以算出电容充电到电源电压的0.7倍（单片机的电源是5V,所以充电到Q7倍即为3 5V）,需要的时间是10K*10UF=0. 1S。也就是说在电脑启动的0.1S内，电容两端的电压时在o3.5V增加。这个时候10K电阻两端的电压为从5L5V削减（串联电路各处电压之和为总电压）。所以在0. 1S内,RST引脚所接收到的电压是5VL 5Vo在5V正常工作的51单片机中小于1. 5V的电压信号为

12、低电平信号，而大于1. 5V的电压信号为高电平信号。所以在开机6 0S内，单片机系统自动复位（RST引脚接收到的高电平信号时间为0. 1S左右）。复位键按下的时候的复位在单片机启动0. 01S后，电容C两端的电压持续充电为5V,这是时候10K电阻两端的电压接近于0V, RST处于低电平所以系统正常工作。当按键按下的时候，开关导通，这个时候电容两端形成了一个回路，电容被短路，所以在按键按下的这个过程中，电容开头释放之前充的电量。随着时间的推移，电容的电压在0.01S内，从5V释放到变为了 L5V,甚至更小。依据串联电路电压为各处之和，这个时候10K电阻两端的电压为3.5V,甚至更大，所以RST引

13、脚又接收到高电平。单片机系统自动复位。51单片机最小系统晶振Y1也可以采纳6MHz或者11.0592MHz,在正常工作的状况下可以采纳更高频率的晶振，51单片机最小系统晶振的振荡频率直接影响单片机的处理速度，频率越大处理速度越快。51单片机最小系统起振电容C2、C3 一般采纳1533pF,并且电容离晶振越近越好，晶振离单片机越近越好P0 口为开漏输出，作为输出口时需加上拉电阻，阻值一般为10k。设置为定时器模式时，加1计数器是对内部机器周期计数（1个机器周期等于12个振荡周期，即计数频率为晶振频率的1/12）。计数值N乘以机器周期Tcy就是定时时间to设置为计数器模式时，外部大事计数脉冲由T0

14、或T1引脚输入到计数器。在每个机器周期的S5P2期间采样T0,T1引脚电平。当某周期采样到一高电平输入,而下一周期又采样到一低电平常，则计数器加1,更新的计数值在下一个机器周期的S3P1期间装入计数器。由于检测一个从1到0的下降沿需要2个机器周期,因此要求被采样的电平至少要维持一个机器周期。当晶振频率为12MHz时，最高计数频率不超过l2MHz,即计数脉冲的周期要大于2 mso晶振电路如图3-2所示：3.3 电源模块电源部分电源装置是电路的能量供应者,该设计中所制作的电源为单相小功率电源，将9V的宜流电源经稳压管转换成所需要的5V宜流电源。由于系统的要求，需要用5V的稳压直流电源对系统中的芯片进行供电，电路采纳7805进行设计。7800系列的最终两位数字