單片機(jī)課程設(shè)計(jì)：汽車轉(zhuǎn)向燈NEW.doc

單片機(jī)課程設(shè)計(jì)題 目： 汽車轉(zhuǎn)向信號燈設(shè)計(jì)班 級： 姓 名： 學(xué) 號： 指導(dǎo)教師： 設(shè)計(jì)時(shí)間： 評語：成績 引 言隨著單片機(jī)的日益發(fā)展，其應(yīng)用也越來越廣泛，通過對“汽車轉(zhuǎn)彎燈單片機(jī)控制系統(tǒng)”設(shè)計(jì)，可以對單片機(jī)的知識得到鞏固和擴(kuò)張。本設(shè)計(jì)是設(shè)計(jì)一個(gè)單片機(jī)控制系統(tǒng)。在汽車進(jìn)行左轉(zhuǎn)彎、右轉(zhuǎn)彎、剎車、合緊急開關(guān)、?？康炔僮鲿r(shí)，實(shí)現(xiàn)對各種信號指示燈的控制。本設(shè)計(jì)主要是對單片機(jī)的并行輸入/輸出口電路的應(yīng)用，通過I/O口控制發(fā)光二極管的亮滅閃爍，加上一些復(fù)位電路按鍵電路驅(qū)動電路來模擬汽車尾燈的功能。汽車在駕駛時(shí)有左轉(zhuǎn)彎、右轉(zhuǎn)彎、剎車、合緊急開關(guān)、?？康炔僮?。在左轉(zhuǎn)彎或右轉(zhuǎn)彎時(shí)，通過轉(zhuǎn)彎操作桿應(yīng)使左轉(zhuǎn)開關(guān)或右轉(zhuǎn)開關(guān)合上，從而使左頭燈、儀表板左轉(zhuǎn)彎燈、左尾燈或右頭燈、儀表板右轉(zhuǎn)彎燈、右尾燈閃爍；合緊急開關(guān)時(shí)要求前面所述的6個(gè)信號燈全部閃爍；汽車剎車時(shí)，兩個(gè)尾燈點(diǎn)亮；如正當(dāng)轉(zhuǎn)彎時(shí)剎車，則轉(zhuǎn)彎時(shí)原應(yīng)閃爍的信號燈仍應(yīng)閃爍。以上閃爍，都是頻率為1Hz的低頻閃爍；在汽車?？慷？块_關(guān)合上時(shí)，左頭燈、右頭燈、左尾燈、右尾燈按頻率為10Hz的高頻閃爍。通過做實(shí)物，編寫程序，完成了設(shè)計(jì)的要求。通過該設(shè)計(jì)，對單片機(jī)的認(rèn)識有了更進(jìn)一步的了解，對單片機(jī)的各個(gè)口的功能作用了解加深，對Protel的應(yīng)用更加熟練，對設(shè)計(jì)系統(tǒng)有了了解，掌握了一些設(shè)計(jì)方法，受益不少。一汽車轉(zhuǎn)彎燈單片機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案及工作原理1.1 設(shè)計(jì)方案本次單片機(jī)的控制系統(tǒng)以AT89S52為控制器；鍵盤為輸入信號，由于AT89S52本身的功能強(qiáng)大，汽車轉(zhuǎn)彎燈的驅(qū)動用單片機(jī)的驅(qū)動功能來完成。使得單片機(jī)的功能得到了充分的運(yùn)用；并且顯示電路從并行I/O口輸出，由限流電阻和發(fā)光二極管組成，低電平使發(fā)光二極管導(dǎo)通，顯示出相應(yīng)的轉(zhuǎn)彎信號；為提升了系統(tǒng)的可靠性，本方案中有故障檢測電路和報(bào)警電路，能對每條顯示電路進(jìn)行現(xiàn)場監(jiān)控，若有故障，發(fā)出報(bào)警信號，具有一定的檢測功能。進(jìn)行仿真后，能清晰的看到在控制輸入信號的狀態(tài)下，相應(yīng)的信號燈發(fā)出轉(zhuǎn)彎的指示信號。本次設(shè)計(jì)對汽車轉(zhuǎn)彎燈單片機(jī)控制系統(tǒng)地分析與設(shè)計(jì)，對單片機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行了仿真調(diào)試，達(dá)到了設(shè)計(jì)預(yù)期目的。1.2 汽車轉(zhuǎn)彎燈工作原理由定時(shí)器/計(jì)數(shù)器與中斷系統(tǒng)的聯(lián)合組成控制系統(tǒng)的工作原理。如汽車上有一個(gè)轉(zhuǎn)彎控制桿，其中有三個(gè)位置：中間位置，汽車不轉(zhuǎn)彎；向上，汽車左轉(zhuǎn)；向下汽車右轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)彎時(shí)，規(guī)定左右尾燈、左右頭燈儀表板上2個(gè)指示燈相應(yīng)地發(fā)出閃爍信號。應(yīng)急開關(guān)合上時(shí)， 6個(gè)信號燈都應(yīng)閃爍。汽車剎車時(shí)，2個(gè)尾燈發(fā)出不閃爍信號。如正當(dāng)轉(zhuǎn)彎時(shí)剎車，轉(zhuǎn)彎時(shí)原應(yīng)閃爍的信號仍應(yīng)閃爍。它們都是頻率為1Hz低頻閃爍，在汽車停靠而?？块_關(guān)合上時(shí)，左頭燈、右頭燈、左尾燈、右尾燈按頻率為10Hz的高頻閃爍。由上所述，各種情況作操作時(shí)，信號燈應(yīng)輸出信號列于表1.1。表1.1 汽車駕駛操縱與信號駕 駛 操 作輸 出 信 號儀表板左轉(zhuǎn)彎燈儀表板右轉(zhuǎn)彎燈左頭燈右頭燈左尾燈右尾燈左轉(zhuǎn)彎（合上左轉(zhuǎn)開關(guān)）閃爍閃爍閃爍右轉(zhuǎn)彎（合上右轉(zhuǎn)開關(guān)）閃爍閃爍閃爍合緊急開關(guān)閃爍閃爍閃爍閃爍閃爍閃爍剎車（合上剎車開關(guān)）亮亮左轉(zhuǎn)彎時(shí)剎車閃爍閃爍閃爍亮右轉(zhuǎn)彎時(shí)剎車閃爍閃爍亮閃爍剎車，并合緊急開關(guān)閃爍閃爍閃爍閃爍亮亮左轉(zhuǎn)彎時(shí)剎車，并合緊急開關(guān)閃爍閃爍閃爍閃爍閃爍亮右轉(zhuǎn)彎時(shí)剎車，并合緊急開關(guān)閃爍閃爍閃爍閃爍亮閃爍?？浚ê贤？块_關(guān)）10Hz閃爍10Hz閃爍10Hz閃爍10Hz閃爍1.3 單片機(jī)系統(tǒng)的工作原理及設(shè)計(jì)1.3.1 開關(guān)狀態(tài)檢測開關(guān)狀態(tài)檢測，對AT89S52來說是輸入關(guān)系，可輪流檢測每個(gè)開關(guān)狀態(tài)，以每個(gè)開關(guān)的狀態(tài)讓相應(yīng)的發(fā)光二極管指示，采用JNB P1.X，REL 指令來完成；也可以一次性檢測五路開關(guān)狀態(tài)，讓它指示，可以用MOV A，P1 指令一次把P1 端口的狀態(tài)全部讀入，取低5位的狀態(tài)來指示。1.3.2 輸出控制以發(fā)光二極管D1D6 來指示，此設(shè)計(jì)用SETB P0.X 和CLR P0.X 指令來完成，也可以用指令MOV P0，111XXXXXB 方法來實(shí)現(xiàn)。1.3.3 定時(shí)器和計(jì)數(shù)器根據(jù)任務(wù)設(shè)計(jì)要求：會用到定時(shí)器。信號的控制是定時(shí)器與中斷系統(tǒng)的聯(lián)合使用得以實(shí)現(xiàn)。單片機(jī)的控制系統(tǒng)應(yīng)用中，定時(shí)器是必需的，在汽車轉(zhuǎn)彎燈的控制中也是必不可少。定時(shí)有三種選擇方法。(1)軟件的定時(shí)它是靠執(zhí)行一個(gè)循環(huán)程序以進(jìn)行時(shí)間的延遲。軟件定時(shí)的優(yōu)點(diǎn)是時(shí)間精確，且不需外加硬件電路。但它要增加CPU開銷，因此軟件定時(shí)的時(shí)間不能太長。此外，軟件定時(shí)方法有時(shí)候無法使用。(2)硬件的定時(shí)時(shí)間較長的定時(shí)，常使用硬件電路完成。硬件定時(shí)方法的優(yōu)點(diǎn)是定時(shí)功能全部由硬件電路完成，不需要占CPU的時(shí)間。用元件參數(shù)來調(diào)節(jié)定時(shí)時(shí)間，這方面使用上不夠靈活方便。(3)可編程定時(shí)器的定時(shí)它是通過對系統(tǒng)時(shí)鐘脈沖的計(jì)數(shù)來實(shí)現(xiàn)的。計(jì)數(shù)值由程序設(shè)定，改變計(jì)數(shù)值，同時(shí)也改變了定時(shí)時(shí)間，用起來既靈活且方便。此外，采用計(jì)數(shù)方法實(shí)現(xiàn)定時(shí)，可編程定時(shí)器都兼有計(jì)數(shù)功能，能對外來脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)。在AT89S52內(nèi)部除了有并行和串行I/O接口外，在單片機(jī)內(nèi)部共有2個(gè)可編程的定時(shí)器和計(jì)數(shù)器，稱定時(shí)器/計(jì)數(shù)器0和定時(shí)器/計(jì)數(shù)器1，這兩個(gè)計(jì)數(shù)器由TH0，TL0，TH1，TL1兩個(gè)8位的RAM單元組成，即每個(gè)計(jì)數(shù)器都是16位的計(jì)數(shù)器，最大的計(jì)數(shù)量時(shí)65536。定時(shí)器/計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)功能和定時(shí)功能：(1)計(jì)數(shù)器功能記數(shù)是指對外部事件進(jìn)行計(jì)數(shù)。它的發(fā)生以輸入脈沖表示，計(jì)數(shù)功能的實(shí)質(zhì)就是對外來的脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)。AT89S52芯片有T0（P3.4）和T1（P3.5）兩個(gè)信號引腳，是這兩個(gè)計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)輸入端。外部輸入的脈沖在負(fù)跳變時(shí)有效，進(jìn)行計(jì)數(shù)器加1（加法計(jì)數(shù)）。AT89S52在每個(gè)機(jī)器周期的S5P2拍節(jié)對外部計(jì)數(shù)脈沖進(jìn)行采樣。前一個(gè)機(jī)器周期采用為高電平，后一個(gè)機(jī)器周期采樣為低電平，是一個(gè)有效的計(jì)數(shù)脈沖。在下一機(jī)器周期的S3P1進(jìn)行計(jì)數(shù)。采樣計(jì)數(shù)脈沖是在2個(gè)機(jī)器周期進(jìn)行的。計(jì)數(shù)脈沖頻率不能高于振蕩脈沖頻率的1/24。(2)定時(shí)器功能實(shí)際也是通過計(jì)數(shù)器來實(shí)現(xiàn)的，但此時(shí)的計(jì)數(shù)脈沖來自單片機(jī)的內(nèi)部，也每個(gè)機(jī)器周期計(jì)數(shù)器加1。一個(gè)機(jī)器周期等于12個(gè)振蕩脈沖周期，因此計(jì)數(shù)頻率為振蕩頻率的1/12。單片機(jī)采用12MHz晶體，計(jì)數(shù)頻率為1MHz。每微妙計(jì)數(shù)器加1。根據(jù)計(jì)數(shù)值計(jì)算出定時(shí)時(shí)間，也可以反過來按定時(shí)時(shí)間的要求計(jì)算出計(jì)數(shù)器的預(yù)置值。它是一個(gè)二進(jìn)制的加1計(jì)數(shù)器。在計(jì)數(shù)器計(jì)滿回零時(shí)能自動產(chǎn)生溢出中斷請求。則已經(jīng)完成。T1、T2的最大計(jì)數(shù)值65536-1，需65535個(gè)脈沖才能把它們從全“0”狀態(tài)變?yōu)槿?”狀態(tài)。輸一個(gè)脈沖，計(jì)數(shù)器加1，當(dāng)加到計(jì)數(shù)器各位全為1時(shí)，再去輸一個(gè)脈沖，計(jì)數(shù)器各位就變?yōu)槿?，發(fā)出溢出信號，使標(biāo)志置1，此時(shí)向CPU申請中斷。具體結(jié)構(gòu)如圖1.2所示：圖1.2 定時(shí)器/記數(shù)器的結(jié)構(gòu)1.3.4 定時(shí)初始化定時(shí)主要與編程有關(guān)。編程對定時(shí)器控制寄存器（TCON）、工作方式控制寄存器（TMOD）和中斷允許控制寄存器（IE）進(jìn)行操作。(1)定時(shí)器控制寄存器（TCON）TCON寄存器既參與中斷控制又參與定時(shí)控制。其中有關(guān)定時(shí)的控制位共有4位：TF0和TF1-記數(shù)溢出標(biāo)志位TR0和TR1-定時(shí)器運(yùn)行控制位TR0（TR1）=0-停止定時(shí)器/計(jì)數(shù)器工作TR0（TR1）=1-啟動定時(shí)器/計(jì)數(shù)器工作該位根據(jù)需要以軟件方法使其置“1”或清“0”。(2)中斷允許控制寄存器IE寄存器中與定時(shí)器/計(jì)數(shù)器有關(guān)的位置介紹：EA-中斷允許總控制位ET0和ET1-定時(shí)/計(jì)數(shù)中斷允許控制位ET0（ET1）=0 禁止定時(shí)/記數(shù)中斷ET0（ET1）=1 允許定時(shí)/記數(shù)中斷利用MCS-51系列單片機(jī)的可編程定時(shí)/計(jì)數(shù)器、中斷系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)燈閃爍的延時(shí)和故障檢測。(3)工作方式控制寄存器（TMOD）TMOD寄存器專用寄存器，設(shè)定兩個(gè)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的工作方式。它的低半字節(jié)定義定時(shí)器/計(jì)數(shù)器0，高半字節(jié)定義定時(shí)器/計(jì)數(shù)器1。各位定義如表1.3所示：表1.3 TMOD各位定義位序B7B6B5B4B3B2B1B0位符號GATEC/M1M0GATEC/M1M0其中：GATE-門控位 GATE=0 以運(yùn)行控制位TR啟動定時(shí)器 GATE=1 以外中斷請求信號（INT1或INT0）啟動定時(shí)器 C/-定時(shí)方式或計(jì)數(shù)方式選擇位 C/=0 定時(shí)工作方式 C/=1 計(jì)數(shù)工作方式 M1M0-工作方式選擇位 M1M0=00 方式0 M1M0=01 方式1 M1M0=10 方式2 M1M0=11 方式3初值計(jì)算：(1)設(shè)為工作方式0，定時(shí)時(shí)間為10ms，使燈延時(shí)閃爍。若使用定時(shí)器T0，方式1，10ms定時(shí)，fosc=12MHz。則初值X滿足（216-X）1=10000X=3553610001010110100008AD0H(2設(shè)計(jì)中利用定時(shí)器/計(jì)數(shù)器0,一個(gè)軟件計(jì)數(shù)器產(chǎn)生低頻（1HZ）閃爍功能。(3)利用定時(shí)器/計(jì)數(shù)器0來產(chǎn)生為時(shí)10ms的定時(shí)信號，以實(shí)現(xiàn)高頻（10HZ）閃爍功能。(4)注意在用工作方式1時(shí)，我們必須要重新裝載初值。1.3.5 汽車轉(zhuǎn)彎燈顯示在汽車轉(zhuǎn)彎或應(yīng)急狀態(tài)下，外部信號燈和儀表板它們指示燈的閃爍頻率為1HZ，稱低頻信號。當(dāng)?？块_關(guān)合上時(shí)，外部信號燈以10HZ頻率閃爍此時(shí)為高頻信號。1.3.6 汽車轉(zhuǎn)彎燈控制汽車轉(zhuǎn)彎燈設(shè)計(jì)5個(gè)按鍵控制信號燈的轉(zhuǎn)向、停靠、應(yīng)急等。按鍵安排見下：S1鍵為剎車開關(guān)；S2鍵為緊急開關(guān)；S3鍵為?？块_關(guān)；S4鍵為左轉(zhuǎn)彎開關(guān)；S5鍵為右轉(zhuǎn)彎開關(guān)；1.3.7 中斷系統(tǒng)單片機(jī)中斷技術(shù)主要用于實(shí)時(shí)控制，在單片機(jī)上有兩個(gè)引腳，即INT0、INT1。外部的中斷信號通過這兩個(gè)引腳輸入到單片機(jī)，和單片機(jī)的定時(shí)器一樣，對中斷系統(tǒng)的處理需要通過C51的軟件編程實(shí)現(xiàn)。利用MCS-51系列單片機(jī)的可編程定時(shí)/計(jì)數(shù)器、中斷系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)燈閃爍的延時(shí)和故障檢測。它的重要作用有如下四點(diǎn)：第一，高速CPU和低速外設(shè)之間的配合。利用中斷方式進(jìn)行的I/O口操作，在宏觀上可以看成CPU和外設(shè)的并行工作。第二，實(shí)現(xiàn)故障的緊急處理。當(dāng)外設(shè)發(fā)生故障時(shí)，可以利用中斷系統(tǒng)請求CPU及時(shí)處理這些故障。第三，可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)控制。第四，便于人機(jī)聯(lián)系。操作人員可以利用鍵盤等實(shí)現(xiàn)中斷，完成人工介入。二控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)2.1 單片機(jī)控制系統(tǒng)電路圖2.1.1 汽車轉(zhuǎn)彎燈單片機(jī)控制系統(tǒng)框圖汽車轉(zhuǎn)彎燈單片機(jī)控制系統(tǒng)電路是由單片機(jī)AT89S52、復(fù)位、電源、時(shí)鐘、LED顯示電路、故障檢測電路、按鍵電路構(gòu)成。電源電路給控制相關(guān)電路提供所需電源；復(fù)位電路供上電或按鍵時(shí)復(fù)位用。當(dāng)要求重新啟動單片機(jī)或者單片機(jī)處于死循環(huán)時(shí)，都可以由此電路來實(shí)現(xiàn)；時(shí)鐘電路用來產(chǎn)生時(shí)鐘脈沖信號，供工作使用；通過并行I/O口構(gòu)成鍵盤和顯示電路，輸入程序，即可實(shí)現(xiàn)汽車轉(zhuǎn)彎燈中各信號燈的功能操作；系統(tǒng)的可靠性有所提高。汽車轉(zhuǎn)彎燈單片機(jī)控制系統(tǒng)框圖如圖2.1所示。圖2.1 汽車轉(zhuǎn)彎燈單片機(jī)控制系統(tǒng)框圖2.1.2 汽車轉(zhuǎn)彎燈單片機(jī)控制系統(tǒng)電路PCB圖汽車轉(zhuǎn)彎燈單片機(jī)控制系統(tǒng)電路PCB圖見附錄2。2.1.3 汽車轉(zhuǎn)彎燈單片機(jī)控制系統(tǒng)電路原理圖汽車轉(zhuǎn)彎燈單片機(jī)控制系統(tǒng)電路原理圖見附錄3。2.1.4 直流穩(wěn)壓電源電路原理圖直流穩(wěn)壓電源電路原理圖見附錄4。2.2 單片機(jī)控制系統(tǒng)功能模塊的設(shè)計(jì)2.2.1 電源電路在所學(xué)的電源中的整元件類型可分為電子管穩(wěn)壓電路、三極管穩(wěn)壓電路、可控硅穩(wěn)壓電路，集成穩(wěn)壓電路等；根據(jù)調(diào)整元件與向載連接方法，可分為并聯(lián)型和串聯(lián)型；根據(jù)調(diào)整元件工作狀態(tài)不同，可分為線性和開關(guān)穩(wěn)壓電路。單片機(jī)系統(tǒng)中使用的集成電路器件大多數(shù)在5V電源電壓工作。隨著集成制造技術(shù)的發(fā)展以及數(shù)字式電子元器件的微小型化，集成電路元器件采用更先進(jìn)精細(xì)的制造工藝，在減小集成芯片幾何尺寸的同時(shí)，降低工作電壓。我們學(xué)習(xí)的小功率直流穩(wěn)壓電源電路由電源變壓器、整流電路、濾波電路、穩(wěn)壓電路等四部分組成，如圖2.2所示。 圖2.2 直流穩(wěn)壓電源基本電路框圖直流穩(wěn)壓電源的各基本電路如下：(1)變壓器它的作用是將電網(wǎng)220V的交流電壓V1變換成整流濾波電路所需要的交流電壓V2。變壓器副邊與原邊的功率比如式(2.1)所示。 (2.1)式(4.1)中，為變壓器的效率。(2)穩(wěn)壓電路常見的集成穩(wěn)壓器有固定式三端穩(wěn)壓器與可調(diào)式三端穩(wěn)壓器。此電路部分采用集成穩(wěn)壓器。固定式三端穩(wěn)壓器的常見產(chǎn)品有兩種：CW78*系列穩(wěn)壓器輸出固定的正點(diǎn)壓，如7805輸出為+5V，7812輸出為+12V； CW79*系列穩(wěn)壓器輸出固定的負(fù)電壓，如7905輸出為-5V，7912輸出為-12V。輸出端接電容C2進(jìn)一步濾去紋波，輸出端接電容C3能改善負(fù)載的瞬態(tài)影響，使電路穩(wěn)定工作。(3)整流濾波電路整流二極管D1D4組成單向橋式整流電路，將交流電壓V2變成脈動的直流電壓，再經(jīng)過濾波電容C1，C2濾去紋波，輸出直流電壓Vi。Vi與交流電壓V2的有效值的關(guān)系如式(2.2)所示。 (2.2)每只整流二極管承受的最大反向電壓如式所示。 (2.3)按課題設(shè)計(jì)要求，我們需要的能輸出5V12V的直流電源，其原理圖如圖2.3所示。1234ABCD4321DCBATitleNumberRevisionSizeBDate:20-May-2008Sheet of File:F:YY.ddbDrawn By:Vin1GND2+15V3U3CW7805Vin1GND3+5V2U1CW7812Vin2GND1-15V3U4CW7905Vin2GND1-15V3U2CW7912R1300R2300R3300R4300CI3300uFC23300uFC5470uFC6470uFC9220uFC10220uF1234D1BRIDGE11234D2BRIDGE1C30.1uFC40.1uFC70.1uFC80.1uFC11CAFC12CAF+17V123J1CON312JL1+512JL2+512JL3+512JL4+512JL5+512JL6+1212JL7+1212JL8-1212JL9-1212JL10-512JL11-5DTYDTYTUOTUOTTRTTRL1LEDL2LEDL3LEDL4LEDS1SW SPST圖2.3 直流穩(wěn)壓電源電路圖2.2.2 時(shí)鐘電路采用單片機(jī)內(nèi)部晶振。如圖2.4所示。在MCS-51系列單片機(jī)內(nèi)部有一個(gè)高增益反向放大器，其輸入端為芯片引腳XTAL1，輸出端為引腳XTAL2。而在芯片外部XTAL1和 XTAL2之間跨接晶體振蕩器和微調(diào)電容，形成反饋電路，就構(gòu)成了一個(gè)穩(wěn)定的自激振蕩器。外接晶體（石英或陶瓷，陶瓷的精度不高，但價(jià)格便宜）振蕩器以及電容C1和C2構(gòu)成并聯(lián)諧振電路，接在放大器的反饋回路中， C1和C2的大小會對振蕩器頻率的高低、振蕩器的穩(wěn)定性、起振的快速性和溫度特性有一定的影響。因此建議在采用石英晶體振蕩器時(shí)C=10+/-10pF，陶瓷振蕩器時(shí)，C=40+/-10pF，典型值為40pF。在設(shè)計(jì)電路板時(shí)，振蕩器和電容應(yīng)盡量安裝得與單片機(jī)靠近，以減小寄生電容的存在更好的保障振蕩器穩(wěn)定、可靠的工作。圖2.4 時(shí)鐘振蕩電路由多片單片機(jī)組成的系統(tǒng)中，為了各單片機(jī)間時(shí)鐘信號的同步，常引入統(tǒng)一的外部脈沖信號作為各單片機(jī)的振蕩脈沖。將外部震蕩器的信號接至XTAL2內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器的輸入端，而內(nèi)部反向發(fā)大器的輸入端XTAL1應(yīng)接地， XTAL2的邏輯電平不是TTL電平，所以需要外接一個(gè)上拉電阻。因?yàn)檎麄€(gè)電子鐘只用一塊單片機(jī)，不涉及時(shí)刻信號同步問題，所以此種電路我們不選用。如圖2.5所示。圖2.5 外部時(shí)鐘源接法2.2.3 復(fù)位電路上電復(fù)位電路如圖2.6所示，是利用外部復(fù)位電路實(shí)現(xiàn)。 振蕩器啟動時(shí)間不超過10ms。在加電情況下，這個(gè)電可以使單片機(jī)復(fù)位。按鍵手動復(fù)位又分按鍵脈沖電平復(fù)位和按鍵電平復(fù)位，如圖2.7，2.8。電平復(fù)位將復(fù)位端通過電阻與Vcc相連，按鍵脈沖復(fù)位是利用RC分電路產(chǎn)生正脈沖來達(dá)到復(fù)位的。在按鍵電平復(fù)位和按鍵脈沖復(fù)位兩種簡單的復(fù)位電路中，干擾易串入復(fù)位端，在大多數(shù)情況下，不會造成單片機(jī)的錯(cuò)誤復(fù)位，但會引起內(nèi)部寄存器錯(cuò)誤復(fù)位，這里可在復(fù)位端引腳上接一個(gè)去藕電容。電阻、電容參數(shù)適宜于6MHz晶振，能保證復(fù)位信號與電平持續(xù)時(shí)間大于2個(gè)機(jī)器周期。我們采用按鍵電平復(fù)位的方法，電路如圖2.8。 圖2.6上電復(fù)位電路 圖2.7 按鍵脈沖復(fù)位電路 圖2.8 按鍵電平復(fù)位電路 2.2.4 鍵盤接口電路的設(shè)計(jì)根據(jù)設(shè)計(jì)的要求，本設(shè)計(jì)選用獨(dú)立式鍵盤。其工作原理為，單片機(jī)引腳作為輸入使用，首先置“1”。當(dāng)鍵沒有被按下時(shí)，單片機(jī)引腳上為高電平；而當(dāng)鍵被按下去后，引腳接地，單片機(jī)引腳上為低電平。是否有鍵按下，以及被按下的是哪一個(gè)組成鍵盤的按鍵有觸點(diǎn)式和非觸點(diǎn)式倆種。如圖2.9所示。當(dāng)開關(guān)D斷開時(shí)，P1.0輸入為高電平；D閉合后，P1.0輸入為低電平。如圖2.10所示是電路板上按鍵的接法，5個(gè)按鍵分別接到P1.0、P1.1、P1.2、P1.3和P1.4。對于這種接法，各程序可以采用不斷查詢的方法，其功能就是：檢測是否有鍵閉合，判斷鍵號并轉(zhuǎn)入相應(yīng)的鍵處理。圖2.9 獨(dú)立式鍵盤原理圖圖2.10 電路板上按鍵的接法2.2.5 信號燈電路圖圖2.10 行列式鍵盤原理圖LED具有二極管的特性，但在導(dǎo)通之后會發(fā)光，稱之為發(fā)光二極管。與普通的燈泡一樣，LED導(dǎo)通后，隨著其倆端電壓的增加，電流急劇增加，所以，必須給LED串聯(lián)一個(gè)限流電阻，否則一旦通電，LED會被燒壞。要用89S52單片機(jī)來控制LED，顯然這個(gè)LED必須要與89S52單片機(jī)的某個(gè)腳相連。89S52單片機(jī)上除了基本連線必須用到的6個(gè)腳，還有34個(gè)引腳。這里把LED與89S52單片機(jī)的P0腳相連。本次設(shè)計(jì)中按照圖2.11的接法，當(dāng)AT89S52單片機(jī)的第1腳是高電平時(shí)，LED不亮，當(dāng)?shù)?腳是低電平時(shí)，LED亮。但是在汽車轉(zhuǎn)彎燈里要根據(jù)汽車方向來控制信號燈，而實(shí)現(xiàn)LED的亮與滅。圖2.11 信號燈電路2.2.6 故障監(jiān)控電路如圖2.12所示。是這類故障監(jiān)控電路的方案之一，它利用T0作檢測輸入，只增加1個(gè)晶體管和幾個(gè)電阻。假定其中一個(gè)信號燈是受控?cái)嚅_的（輸出口線送高電平），而其余信號燈皆受控接通。這時(shí)晶體管Q1的6個(gè)輸入端中有5個(gè)是低電平。圖2.12 故障監(jiān)控電路讓單片機(jī)發(fā)出控制使所有信號燈都接通，則Q1應(yīng)截止，測試T0應(yīng)呈高電平。如果這時(shí)存在控制線與+5伏電源短路或驅(qū)動晶體管斷路等故障，則Q1仍導(dǎo)通，T0仍呈低電平，表示線路中存在著另一類故障。這種故障監(jiān)控功能很容易靠軟件來實(shí)現(xiàn)。2.2.7 報(bào)警電路當(dāng)故障監(jiān)控電路檢測到有故障時(shí)，系統(tǒng)設(shè)有報(bào)警電路中的蜂鳴器會發(fā)出響聲。報(bào)警電路如圖2.13所示。圖2.13 報(bào)警電路2.3 元器件清單汽車轉(zhuǎn)彎燈元器件清單如表2.1。表2.1 汽車轉(zhuǎn)彎燈元器件清單名 稱數(shù) 量名 稱數(shù) 量LED7限流電阻（100）6按鍵1電阻（1K）3下載線接口1上拉電阻（5.1K）5芯片插座（40PIN）1電容（10pF）2電源插針（2PIN）1電容（22F）1整流橋1蜂鳴器1印刷板1三極管（NPN）2電阻（200）2晶振（12MHz）1撥碼開關(guān)5電源電路元器件清單如表2.2。表2.2 電源電路元器件清單名 稱數(shù) 量名 稱數(shù) 量變壓器（n=220:12）1集成穩(wěn)壓（CW7805）1限流電阻（100）1集成穩(wěn)壓（CW7905）1整流橋2集成穩(wěn)壓（CW7812）1電源插座1集成穩(wěn)壓（CW7912）1極性電容（220F）2電容（0.1F）4極性電容（3300F）2LED4極性電容（470F）2排線1單排針25撥碼開關(guān)12.4 主要芯片介紹2.4.1 單片機(jī)特點(diǎn) AT89S52單片機(jī)特點(diǎn)如表2.4.1所示。表2.4.1 AT89S52單片機(jī)特點(diǎn)1兼容MCS-51產(chǎn)品指令系統(tǒng)2.8k可反復(fù)擦寫Flash 閃速ROM3 32個(gè)可編程I/O口線4256x8bit內(nèi)部RAM5 2個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器6全靜態(tài)工作模式：0Hz-33MHz7 看門狗（WDT）及雙數(shù)據(jù)指針8全雙工串行UART通道9 6個(gè)中斷源101000次擦寫周期11 中斷可從空閑模喚醒系統(tǒng)123級程序加密鎖13 低功耗空閑和掉電模式14掉電標(biāo)識和快速編程特性15. 靈活的在系統(tǒng)編程（ISP-字節(jié)）16. 4.0-5.0V的工作電壓范圍AT89S52有40引腳雙列直插式填和44引腳封裝方式。方型封裝有4個(gè)引腳（標(biāo)有NC）是不連線的，故在連接時(shí)應(yīng)注意。它在一塊小芯片上，有CPU、存儲器、I/O口、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、中斷系統(tǒng)等。2.4.2 單片機(jī)各引腳介紹(1) VCC：電源。(2) GND：接地。(3) P0口：是一個(gè)8位漏極開路的雙向I/O口。(4) P1口：是一個(gè)具有內(nèi)部上拉電路的8位雙向I/O口。(5) P2口：是一個(gè)具有內(nèi)部上拉電路的8位雙向I/O口，P2口輸出緩沖器能吸入/放出4個(gè)TTL輸入。訪問外部程序存儲器及使用16位地址的是數(shù)據(jù)存儲器（MOVXDPTR）時(shí)，P2口輸出高8位地址。這種情況下，當(dāng)不置“1”時(shí)，P2口使用強(qiáng)大的內(nèi)部上拉電路。訪問使用8位地址的外部存儲器（MOVX RI）時(shí)，P2口輸出P2口鎖存器的內(nèi)容。(6) P3口：是一個(gè)具有內(nèi)部上拉電路的8位雙向I/O口，P3輸出緩沖器能吸入/放出4個(gè)TTL輸入。Flash編程及檢驗(yàn)時(shí)，P3口也接收一些控制信號。表2.4.2 AT89S52的P3口各種專用功能表引腳替代的專用功能P3.0（串行輸入口）P3.1（串行輸出口）P3.2（外部中斷0）P3.3（外部中斷1）P3.4（定時(shí)器0的外部輸入）P3.5（定時(shí)器1的外部輸入）P3.6（外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通）P3.7（外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通）(7) RST：復(fù)位端。當(dāng)振蕩器工作時(shí)，此時(shí)高電平將系統(tǒng)復(fù)位。(8) ALE/PROG：當(dāng)訪問外部存儲器時(shí)，ALE（允許地址鎖存）是一個(gè)用于鎖存地址的低8位字節(jié)的輸出脈沖。(9) PSEN：外部程序存儲器讀選取通信號。（10) EA/Vpp：訪問外部程序存儲器允許端。 (11) XTAL1：振蕩器反向放大器輸入端和內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器的輸入端。XTAL2：振蕩器反相放大器輸出端。2.4.3 單片機(jī)的功能介紹AT89S52與89C51相比新增加很多功能，性能有了較大提升，價(jià)格基本不變化，甚至比89C51更低。新功能主要有：(1) ISP在線編程功能，是一個(gè)強(qiáng)大易用的功能。 (2) 最高工作頻率為33MHz，從而具有了更快的計(jì)算速度。(3) 有雙工UART串行通道。(4) 內(nèi)部集成看門狗計(jì)時(shí)器。(5) 雙數(shù)據(jù)指示器。 (6) 電源關(guān)閉標(biāo)識。 (7) 全新的加密算法，這就可以有效的保護(hù)不被侵犯。兼容性方面，AT89S52向下完全兼容51全部字系列產(chǎn)品。比如8051、89C51等等早期MCS-51兼容產(chǎn)品。網(wǎng)絡(luò)教程上的程序在89S52上一樣可以照常運(yùn)行，是所謂的向下兼容。AT89S52與89C51相比，具體優(yōu)勢如下：(1) 序存儲器寫入方式寫入程序方式不同，89C51只支持并行寫入。需要VPP燒寫高壓。AT89S52則支持ISP在線可編程寫入技術(shù)！串行寫入、速度相當(dāng)快、穩(wěn)定性好，燒寫電壓也僅僅需要45V即可。(2) 范圍AT89S52電源范圍寬達(dá)4.05.0V。(3) 性能AT89S52的性能遠(yuǎn)高于89C5*,89S5*系列支持最高高達(dá)33MHz的工作率。而89C51工作頻率范圍最高只支持到24MHz。 (4) 功能89S5*系列的加密算法，使對于89S52的解密變的不可能。程序不易外漏，這樣就可以有效的保護(hù)知識產(chǎn)權(quán)。(5) 兼容性用89S5*可以代89C5*使用，相同的程序，運(yùn)行結(jié)果一樣。89S5*兼容性很好。(6) 干擾性由于S5*內(nèi)部集成看門狗計(jì)時(shí)器，比89C51那樣外接看門狗單元電路要好。 三汽車轉(zhuǎn)彎燈控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)3.1 汽車轉(zhuǎn)彎燈控制系統(tǒng)流程圖3.1.1 汽車轉(zhuǎn)彎燈控制系統(tǒng)主程序流程圖控制系統(tǒng)主程序流程圖如圖3.1所示。 圖3.1 控制系統(tǒng)主程序流程圖3.1.2 中斷服務(wù)程序流程圖中斷服務(wù)的程序流程圖如圖3.2所示。圖3.2 中斷服務(wù)的程序流程圖3.1.3控制系統(tǒng)鍵功能流程圖鍵的功能程序流程圖如圖3.3所示。圖3.3 鍵的功能程序流程圖3.2 軟件和程序設(shè)計(jì)3.2.1 軟件設(shè)計(jì)單片機(jī)的應(yīng)用開發(fā)，除了保證硬件電路的正確連接以外，更重要的工作是進(jìn)行軟件的開發(fā)。單片機(jī)與其他微型計(jì)算機(jī)一樣，若沒有軟件的支持，所設(shè)計(jì)產(chǎn)品就沒有什么用途。在開發(fā)時(shí)，要掌握一定的程序設(shè)計(jì)和開發(fā)方法。 3.2.2 程序說明原理圖按鍵連線：P1.0=剎車；P1.1=緊急；P1.2=?？浚籔1.3=左轉(zhuǎn)；P1.4=右轉(zhuǎn)；說明：鍵值是根據(jù)P1的狀態(tài)來確定的。例P1=00011110，表明剎車鍵按下，它的鍵值是0x1e（只看后面五位），程序清單見附錄1。四總結(jié)4.1 軟件調(diào)試總結(jié)對應(yīng)用程序進(jìn)行排錯(cuò)調(diào)試就是對已經(jīng)進(jìn)行過硬件檢查的試驗(yàn)板和翻譯成機(jī)器碼的應(yīng)用程序，還要進(jìn)行聯(lián)合排錯(cuò)和調(diào)試檢查。目前常用的排錯(cuò)、調(diào)試方法有兩種，一是用單片機(jī)仿真開發(fā)裝置與試驗(yàn)板聯(lián)機(jī)提供排錯(cuò)、調(diào)試手段，具體的方法有單步運(yùn)行、斷點(diǎn)運(yùn)行、跟蹤運(yùn)行、全速運(yùn)行等。其中單步運(yùn)行方法是使所編制的程序指令僅執(zhí)行一條就停止下來，檢查試驗(yàn)板和應(yīng)用程序中的錯(cuò)誤，然后再單步執(zhí)行下一條指令；斷點(diǎn)運(yùn)行方法是在程序中設(shè)置斷點(diǎn)，使得當(dāng)程序執(zhí)行到斷點(diǎn)處時(shí)停止，供設(shè)計(jì)者檢查試驗(yàn)板和應(yīng)用程序中的錯(cuò)誤；跟蹤運(yùn)行方法是應(yīng)用程序指令一條一條地執(zhí)行，開發(fā)裝置攝取運(yùn)行每一條指令的地址、單片機(jī)各部分?jǐn)?shù)據(jù)、I/O端口等處信息，供調(diào)試者隨時(shí)停止程序，對各種信息進(jìn)行檢查和修改；全速運(yùn)行方法是實(shí)時(shí)地運(yùn)行用戶程序，可以檢查用戶程序最終執(zhí)行結(jié)果，也可用Vision2軟件進(jìn)行程序的調(diào)試。在這次硬件仿真中，應(yīng)用到了Proteus 軟件。先打開軟件，找到所需元器件，把元器件調(diào)入，連線，下載程序到AT89S52芯片中，運(yùn)行，根據(jù)不同的按鍵按下的情況的不同，可直觀的看到相應(yīng)的信號燈亮或閃爍。在此，我們可以先把方案在軟件中調(diào)試，確定方案的可行性以及需要改進(jìn)的地方，同時(shí)，在硬件仿真中，可以很直觀、形象地看到現(xiàn)象。4.2 單片機(jī)硬件功能實(shí)現(xiàn)的總結(jié)單片機(jī)硬件功能實(shí)現(xiàn)說明如下：1、利用單片機(jī)的P0口連接6個(gè)LED作為數(shù)據(jù)線輸出使用；2、利用單片機(jī)的P1口連接5個(gè)開關(guān)作為數(shù)據(jù)線輸入使用；3、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的使用定時(shí)器/計(jì)數(shù)器0,定時(shí)功能,工作方式1,提供10ms的定時(shí)時(shí)間。4、中斷源的使用定時(shí)器/計(jì)數(shù)器中斷0。5、按鍵設(shè)定P1.0=剎車；P1.1=緊急；P1.2=?？?；P1.3=左轉(zhuǎn)；P1.4=右轉(zhuǎn)6、顯示設(shè)定P0.0-P0.5控制線，接LED顯示，信號燈順序點(diǎn)亮是左前燈、右前燈、左儀表板、右儀表板、左后燈、右后燈。4.3 仿真操作說明及現(xiàn)象的總結(jié)Proteus軟件，找到不同元器件，調(diào)入后，連線，下載程序到AT89S52芯片中，運(yùn)行可看到相應(yīng)的信號燈亮或閃爍，具體仿真圖見附錄6圖。操作說明如下：（1） 按S1剎車鍵，D5、D6相應(yīng)信號燈亮；（2） 按S2緊急鍵，D1、D2、D3、D4、D5、D6相應(yīng)信號燈以1Hz頻率閃爍；（3） 按S3停靠鍵，D1、D2、 D5、D6相應(yīng)信號燈以10Hz高頻率閃爍；（4） 按S4左轉(zhuǎn)彎鍵，D1、D3、D5相應(yīng)信號以1Hz頻率燈亮；（5） 按S5右轉(zhuǎn)彎鍵，D2、D4、D6相應(yīng)信號燈以1Hz頻率閃爍；（6） 按S1剎車、S2緊急鍵，D1、D2、D3、D4相應(yīng)信號燈以1Hz頻率閃爍；D5、D6信號燈亮；（7） 按S4左轉(zhuǎn)彎、S1剎車鍵，D1、D3、D5相應(yīng)信號燈以1Hz頻率閃爍； D6信號燈亮；（8） 按S5右轉(zhuǎn)彎、S1剎車鍵，D2、D4、D6相應(yīng)信號燈以1Hz頻率閃爍；D5信號燈亮；（9） 按S4左轉(zhuǎn)彎、S1剎車、S2緊急鍵，D1、D2、D3、D4、D5相應(yīng)信號燈以1 Hz頻率閃爍；D6信號燈亮；（10）按S5右轉(zhuǎn)彎、S1剎車、S2緊急鍵，D1、D2、D3、D4、D6相應(yīng)信號燈以1Hz頻率閃爍，D5信號燈亮。參考文獻(xiàn)1李廣弟，朱月秀，王秀山.單片機(jī)基礎(chǔ)M.北京：航空航天大學(xué)出版社，2000.1471562康華光，陳大欽.電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬部分M.武漢：高等教育出版社，1998.571163謝自美.電子線路設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)測試（第二版）.武漢：華中理工出版社，20004戴佳，戴衛(wèi)恒.51單片機(jī)C 語言應(yīng)用程序設(shè)計(jì)實(shí)例精講M.北京：電子工業(yè)出版社，2006.25315徐愛鈞，彭秀華。Keil Cx51 V7.0單片機(jī)高級語言編程與Vision2應(yīng)用實(shí)踐M.北京：電子工業(yè)出版社，2006.133187 24 附 錄附錄1：程序清單ORG 0000H LJMP BEGAINBEGAIN: MOV P3,0FFH ;P3口置“1”，為輸入做準(zhǔn)備 MOV A,P3 ANL A,#1FH ;讀如開關(guān)狀態(tài) MOV DPTR,#TABLE RL A ;累加器乘2 JMP A+DPTRTABLE: AJMP RUN0 ;同時(shí)打開 AJMP RUN1 ;S1合上,S2打開 AJMP RUN2 ;S2合上S1打開 AJMP RUN3 ;S1，S2同時(shí)合上 AJM