單片機中汽車燈光控制系統(tǒng)實驗報告

1、單片機原理與應(yīng)用課程大作業(yè)項目名稱： 汽車燈光控制系統(tǒng) 專業(yè)班級： 智能監(jiān)控121 學(xué) 號： 120516127 姓 名： 朱小柳 連云港職業(yè)技術(shù)學(xué)院信息工程學(xué)院 2013 年 10 月 27 日摘要隨著單片機的日益發(fā)展，其應(yīng)用也越來越廣泛，通過對“汽車燈光控制系統(tǒng)”設(shè)計，可以對單片機的知識得到鞏固。本設(shè)計是設(shè)計一個單片機控制系統(tǒng)。在汽車進行左右轉(zhuǎn)向燈、前主燈、倒車燈、故障燈時，實現(xiàn)對各種信號指示燈的控制。本設(shè)計主要是對單片機的并行輸入、輸出口電路的應(yīng)用，通過對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。關(guān)鍵詞 單片機；汽車信號燈；電路基礎(chǔ)；

2、 緒論車燈是行車安全的必備件，除了具有照明作用，對行人和其他車輛還具有轉(zhuǎn)向、會車、剎車等警示作用。其中汽車轉(zhuǎn)向燈的控制就是一例。汽車轉(zhuǎn)向和報警信號燈是汽車運動方向和車身狀態(tài)的表示信號，關(guān)系著汽車的安全問題，因此基于單片機的汽車轉(zhuǎn)向燈控制器的一直以來都是汽車電子設(shè)計中的一個十分重要的領(lǐng)域 。此次基于單片機的汽車轉(zhuǎn)向燈的設(shè)計中，復(fù)位電路的設(shè)計、LED發(fā)光二極管的應(yīng)用、4個按鍵開關(guān)、鍵盤掃描來控制LED燈點亮的方式都基本符合課程設(shè)計的要求。其中復(fù)位電路的作用是當(dāng)單片機死機的情況下用來復(fù)位重啟單片機，軟件部分主要是用鍵盤掃描的方式來與程序中的設(shè)定值比較如果一致就執(zhí)行該段子程序來實現(xiàn)LED的點亮方式。汽

3、車上的信號燈有:轉(zhuǎn)向燈(左前燈、右前燈、儀表盤上的二個指示燈)。當(dāng)汽車轉(zhuǎn)彎、倒車、停靠時，轉(zhuǎn)向燈發(fā)出不同的信號。目前國內(nèi)廣泛使用電熱式閃光器產(chǎn)生閃光信號。閃爍頻率在 50110 次/ min，但是一般控制在 6095 次min 之間。閃光器是通過調(diào)節(jié)鎳鉻絲的拉力和觸點的間隙來滿足頻率要求的，燈泡功率的大小也會影響閃爍頻率。因此在更換閃光器或燈泡時調(diào)整比較困難。同時，系統(tǒng)沒有故檢測，駕駛員無法知道車外的轉(zhuǎn)向燈及示寬燈是否點亮，從而影響行車安全。到目前為止，我們還沒有發(fā)現(xiàn)能檢測燈絲斷這種故障的有效方法。針對上述問題，我們用AT89C51單片機設(shè)計了一套汽車信號燈控制系統(tǒng)。用LED產(chǎn)生閃光信號，同時

4、能自動檢測信號燈故障。信號燈燈具的發(fā)展是隨著汽車制造技術(shù)及電光源技術(shù)的發(fā)展而逐步完善的。它經(jīng)歷了機油（或煤油）燈、乙炔氣燈到電光源燈的發(fā)展歷程?，F(xiàn)代汽車信號燈燈具已經(jīng)開始使用發(fā)光二極管（LED）技術(shù)以及光導(dǎo)技術(shù)，這是信號燈燈具的一次飛躍。11 目錄 摘要2緒論3目錄I第一章：項目要求11.1 AT89C51簡介和結(jié)構(gòu)框圖11.2尋址方式11.3管腳說明3第二章 項目設(shè)計前的分析52.1設(shè)計目標52.2 汽車轉(zhuǎn)向燈的幾種狀態(tài)分析5第三章 項目設(shè)計步驟63.1 設(shè)計程序框圖63.2 實驗器材63,3 設(shè)計電路的思路63.4 汽車燈光控制系統(tǒng)程序清單7四、項目結(jié)果及分析9五、總結(jié)10參考文獻11第一

5、章：項目要求1.1 AT89C51簡介和結(jié)構(gòu)框圖AT89C51是一種帶4K字節(jié)閃存可編程可擦除只讀存儲器（FPEROMFlash Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓、高性能CMOS 8位微處理器，俗稱單片機。AT89C2051是一種帶2K字節(jié)閃存可編程可擦除只讀存儲器的單片機。單片機的可擦除只讀存儲器可以反復(fù)擦除1000次。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標準的MCS-51指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能8位CPU和閃爍存儲器組合在單個芯片中，ATMEL的AT89C51是一種高效微控制器，AT89C205

6、1是它的一種精簡版本。AT89C單片機為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價廉的方案。外形及引腳排列如圖1-1所示 圖1-1單片機AT89C51外形及引腳排列圖1.2尋址方式尋址方式就是指指令中給出尋找操作數(shù)或操作數(shù)所在地址的方法，執(zhí)行任何指令都需要操作數(shù)。1）立即尋址MOV DPTR,#1234H; 立即尋址是指在指令中直接給出操作數(shù)，出現(xiàn)在指令中的操作數(shù)稱為立即數(shù)，因此被稱為立即尋址。2）直接尋址MOV A,3AH; 直接尋址是指在指令中直接給出操作數(shù)單元地址。功能是將片內(nèi)RAM的3AH單元內(nèi)的數(shù)據(jù)傳送內(nèi)累加器A。直接尋址方式只能給出8位地址，因此這種尋址方式的尋址范圍只限于片內(nèi)RAM

7、。具體：a.低128單元，在指令中直接以單元地址的形式給出；b.特殊功能寄存器，即可以以單元地址形式也可以以寄存器符號形式給出。直接尋址是訪問SFR寄存器的唯一方法。3）寄存器尋址INC R0; 寄存器尋址是指指令中將指定的寄存器的內(nèi)容作為操作數(shù)。該語句實現(xiàn)R0寄存器的自加一操作。寄存器尋址范圍: a.四個寄存器組共32個通用寄存器; b.部分特殊功能寄存器，A、AB、DPTR。4）寄存器間接尋址ANL A,R1; 是指在指令中給出的寄存器內(nèi)容是操作數(shù)的地址，從該地址取出的才是操作數(shù)。前綴是區(qū)分寄存器尋址和間接尋址的標志。尋址范圍：a.片內(nèi)ram低128單元，只能采用R0或R1為間接尋址寄存器

8、；b.片外的64K ram單元，使用DPTR作為間接尋址寄存器；c.片外RAM低256單元，除了用DPTR外還可以用R0或R1為間址寄存器，例如MOVX A,R0d.堆棧區(qū)，堆棧操作指令（PUSH和POP）5）相對尋址是指在指令中給出的操作數(shù)為程序轉(zhuǎn)移的偏移量。如JC 80H;6）變址尋址是指以DPTR或PC為基址寄存器，累加器A作為變址寄存器，以兩者的內(nèi)容相加，形成16為的程序存儲地址作為操作數(shù)地址。如：MOVC A,A+DPTR; 變址尋址只能對程序存儲器尋址7）位尋址單片機有位操作功能，位尋址的范圍包括：a）片內(nèi)ram中的位尋址區(qū)。有20H-2FH，共16個單元128位，可以直接使用位地

9、址0H7FHb）可位尋址的SFR。共有11個可位尋址SFR，實際有83個位可位尋址。1.3管腳說明VCC：供電電壓。GND：接地。P0口：P0口為一個8位漏級開路雙向I/O口，每腳可吸收8TTL門電流。當(dāng)P0口的管腳第一次寫1時，被定義為高阻輸入。P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的低八位。在FIASH編程時，P0 口作為原碼輸入口，當(dāng)FIASH進行校驗時，P0輸出原碼，此時P0外部必須接上拉電阻。P1口：P1口是一個內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向I/O口，P1口緩沖器能接收輸出4TTL門電流。P1口管腳寫入1后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入，P1口被外部下拉為低電平時，將輸出

10、電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在FLASH編程和校驗時，P1口作為低八位地址接收。P2口：P2口為一個內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2口緩沖器可接收，輸出4個TTL門電流，當(dāng)P2口被寫“1”時，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時，P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。P2口當(dāng)用于外部程序存儲器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進行存取時，P2口輸出地址的高八位。在給出地址“1”時，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢，當(dāng)對外部八位地址數(shù)據(jù)存儲器進行讀寫時，P2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。P2口在FLASH編程和校驗時接收高八位地址信號和控制信號。P3口：P3口管腳是8個帶

11、內(nèi)部上拉電阻的雙向I/O口，可接收輸出4個TTL門電流。當(dāng)P3口寫入“1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平，P3口將輸出電流（ILL）這是由于上拉的緣故。P3口也可作為AT89C51的一些特殊功能口，如下表所示：口管腳 備選功能P3.0 RXD（串行輸入口）P3.1 TXD（串行輸出口）P3.2 /INT0（外部中斷0）P3.3 /INT1（外部中斷1）P3.4 T0（計時器0外部輸入）P3.5 T1（計時器1外部輸入）P3.6 /WR（外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通）P3.7 /RD（外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通）P3口同時為閃爍編程和編程校驗接收一些控制信號。RST：復(fù)

12、位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時，要保持RST腳兩個機器周期的高電平時間。ALE/PROG：當(dāng)訪問外部存儲器時，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的低位字節(jié)。在FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時，ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的1/6。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時目的。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲器時，將跳過一個ALE脈沖。如想禁止ALE的輸出可在SFR8EH地址上置0。此時， ALE只有在執(zhí)行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài)ALE禁止，置位無效。/PSEN：外部程序存儲器的選通信

13、號。在由外部程序存儲器取指期間，每個機器周期兩次/PSEN有效。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，這兩次有效的/PSEN信號將不出現(xiàn)。/EA/VPP：當(dāng)/EA保持低電平時，則在此期間外部程序存儲器（0000H-FFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲器。注意加密方式1時，/EA將內(nèi)部鎖定為RESET；當(dāng)/EA端保持高電平時，此間內(nèi)部程序存儲器。在FLASH編程期間，此引腳也用于施加12V編程電源（VPP）。XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時鐘工作電路的輸入。XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。振蕩器特性:XTAL1和XTAL2分別為反向放大器的輸入和輸出。該反向放大器可以配置為片內(nèi)振蕩器。石晶振蕩和陶

14、瓷振蕩均可采用。如采用外部時鐘源驅(qū)動器件，XTAL2應(yīng)不接。有余輸入至內(nèi)部時鐘信號要通過一個二分頻觸發(fā)器，因此對外部時鐘信號的脈寬無任何要求，但必須保證脈沖的高低電平要求的寬度。 第二章 項目設(shè)計前的分析2.1設(shè)計目標1、發(fā)光二極管常亮2、發(fā)光二極管一閃一亮3、發(fā)光二極管一閃一亮（可延時）4、通過開關(guān)控制發(fā)光二極管一閃一亮（可延時）5、通過開關(guān)控制發(fā)光二極管一閃一亮（可延時），當(dāng)出現(xiàn)故障時能報警2.2 汽車轉(zhuǎn)向燈的幾種狀態(tài)分析汽車燈主要包括左右轉(zhuǎn)向燈、前主燈、倒車燈、故障燈。其中汽車轉(zhuǎn)向燈包括左轉(zhuǎn)向燈和右轉(zhuǎn)向燈。其狀態(tài)如表2-1汽車燈操作表所示表2-1汽車燈操作表駕駛員指令轉(zhuǎn)向燈前主燈倒車燈故

15、障燈左轉(zhuǎn)向燈右轉(zhuǎn)向燈未發(fā)出指令滅滅滅滅滅左轉(zhuǎn)指令閃爍滅滅滅滅右轉(zhuǎn)指令滅閃爍滅滅滅打開主燈滅滅亮滅滅打開倒車燈亮亮滅滅滅左右同時打開滅滅滅滅亮 第三章 項目設(shè)計步驟3.1 設(shè)計程序框圖圖3-1程序框圖3.2 實驗器材AT89C51單片機開發(fā)設(shè)備一套導(dǎo)線若干3,3 設(shè)計電路的思路1、輸入端是接口P1.0P1.4，輸出端是發(fā)光二極管L1L4。開關(guān)是K1K4，分別連接P1.3 P1.5 P1.7 P1.6。2、設(shè)置P1.0連接由開關(guān)K3控制的L1，撥動開關(guān)K1時左轉(zhuǎn)向燈閃爍。P1.1連接由開關(guān)K4控制的L2，撥動開關(guān)K4時右轉(zhuǎn)向燈閃爍。P1.2連接由開關(guān)K2控制的L3，撥動開關(guān)K2時前主燈點亮。當(dāng)撥動

16、開關(guān)K1時，此時L1 L2同時點亮為倒車燈。P1.4連接L4，L4為故障燈，當(dāng)同時撥動開關(guān)K3 K4時，此時故障燈L4點亮。3.4 汽車燈光控制系統(tǒng)程序清單 ORG 0000HMOV P1,#0FFHA3: SETB P1.4 SETB P1.1 SETB P1.0 SETB P1.2 MOV C,P1.5 JNB P1.5,A4 CLR P1.2 AJMP A4A4: JNB P1.3,A1 CLR P1.1 CLR P1.0 AJMP A3A1: SETB P1.4 MOV C,P1.7 JB P1.7,START MOV C,P1.6 JB P1.6,START1AJMP A3START

17、：CLR P1.1 LCALL DELAY SETB P1.1LCALL DELAY AJMP A3A2: CLR P1.4 LCALL DELAY AJMP A3START:JB P1.6,A2 CLR P1.0 LCALL DELAY SETB P1.0 LCALL DELAY AJMP A3DELAY:MOV R5,#20D1: MOV R6,#20D2: MOV R7,#248 DJNZ R7,$ DJNZ R6,D2 DJNZ R5,D1RETEND四、項目結(jié)果及分析1、測試轉(zhuǎn)向燈撥動左邊開關(guān)，左轉(zhuǎn)向燈閃爍，其余燈均無影響。撥動右轉(zhuǎn)向燈時，右轉(zhuǎn)向燈閃爍，其余燈均無影響。同時撥動撥動左

18、右轉(zhuǎn)向燈開關(guān)時，左右轉(zhuǎn)向燈不閃爍。此時出現(xiàn)故障，則故障燈點亮。2、測試倒車燈撥動控制倒車燈的開關(guān)時，倒車燈點亮。其余燈均無影響。3、測試前主燈撥動控制前車燈的開關(guān)時，倒車燈點亮。其余燈均無影響。五、總結(jié)通過這次課程設(shè)計我們對于單片機應(yīng)用有了更深的了解，單片機應(yīng)用技術(shù)發(fā)展迅速，有著廣闊的應(yīng)用前景，涉及面廣，內(nèi)容豐富，它用軟件的方法設(shè)計硬件；用軟件方式設(shè)計的系統(tǒng)到硬件系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換是由有關(guān)的開發(fā)軟件自動完成的；在設(shè)計過程中可用有關(guān)軟件進行各種仿真；系統(tǒng)可現(xiàn)場編程，在線升級；整個系統(tǒng)可集成在一個芯片上，體積小，功率低，可靠性高。其技術(shù)以大規(guī)?？删幊踢壿嬈骷樵O(shè)計載體，以硬件描述語言為系統(tǒng)邏輯描述的主要表達方法，以計算機、大規(guī)?？删幊踢壿嬈骷拈_發(fā)軟件及實驗開發(fā)系統(tǒng)為設(shè)計工具，通過有關(guān)的開發(fā)軟件，自動完成用軟件方式設(shè)計的電子系統(tǒng)到硬件系統(tǒng)的邏輯編譯，邏輯化簡，邏輯分割，邏輯綜合及優(yōu)化，邏輯布局布線，邏輯仿真，直至特定目標芯片的適配便宜，邏輯映射，編程下載等工作，最終形成集成電子系統(tǒng)或?qū)Ｓ眉尚酒囊婚T新技術(shù)。此次電子課程設(shè)計不但提高了我們實踐的能力和理論水平，而且對于我們認識掌握各種操作技巧具有重大意義，使我