機(jī)動(dòng)車轉(zhuǎn)彎與前照變光燈的設(shè)計(jì)

1、機(jī)動(dòng)車轉(zhuǎn)彎與前照變光燈的設(shè)計(jì)本科生畢業(yè)論文,設(shè)計(jì), 系,院 物理與電子工程學(xué)院 專 業(yè) 電子信息工程 論文題目 機(jī)動(dòng)車轉(zhuǎn)彎與前照變光燈的設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名 指導(dǎo)教師 ,姓名及職稱 班 級(jí) 學(xué) 號(hào) 完成日期:2010年 4 月 機(jī)動(dòng)車轉(zhuǎn)彎前照變關(guān)光燈的設(shè)計(jì) 機(jī)動(dòng)車轉(zhuǎn)彎燈與照明燈控制器的設(shè)計(jì) 機(jī)動(dòng)車轉(zhuǎn)彎與照明燈變化控制電路的設(shè)計(jì) 物理與電子工程學(xué)院 電子信息工程 摘 要:本文敘述機(jī)動(dòng)車轉(zhuǎn)彎與前照明燈控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)制作過程。該系統(tǒng)主要是以STC89C51單片機(jī)為控制器實(shí)現(xiàn)對(duì)夜間光信號(hào)的采集、轉(zhuǎn)彎與遠(yuǎn)近光燈的照明的實(shí)時(shí)顯示和與轉(zhuǎn)換功能其結(jié)構(gòu)主要包括光信號(hào)檢測(cè)、單片機(jī)等電路,并采用C語言進(jìn)行編程和仿真設(shè)計(jì)。

2、 關(guān)鍵詞:機(jī)動(dòng)車轉(zhuǎn)向 遠(yuǎn)近照明燈 自動(dòng)轉(zhuǎn)換 單片機(jī)控制 1 引言 隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，人們生活水平的提高，擁有車輛的人也越來越多，汽車逐漸成為現(xiàn)代社會(huì)的一種重要交通工具。同時(shí)人們又對(duì)自己所處環(huán)境的安全提出了更高的要求，保障各類機(jī)動(dòng)車輛行駛過程中的交通安全至關(guān)重要。車輛行駛過程中車燈是保證行車安全的必備條件，除了具有轉(zhuǎn)向指示作用外，如在大霧天氣狀態(tài)下行駛，車輛通過前后方的黃色“驅(qū)霧燈”給前、后方車輛警示(防止追尾);在遇上緊急情況下(包括白天或夜間)駕駛員踩下剎車板時(shí)通過車尾兩邊同步為后面車輛提醒的剎車燈，提醒后面的車輛注意，以便提前做好剎車準(zhǔn)備(防止后面車輛追尾或撞車事故的發(fā)生);尤其是在夜間

3、行駛時(shí)遇上迎面相向靠近的兩輛來車時(shí)變換本車前面的遠(yuǎn)、近照明燈開關(guān)，以改變雙方前照明燈光柱的出射方向(均向下傾斜450角)，使雙對(duì)方車輛駕駛員看清楚道路和選擇正確錯(cuò)車路線。 為此，根據(jù)本人對(duì)現(xiàn)有大小機(jī)動(dòng)車輛上的各類指示燈的變化控制情況和駕駛員在上述各種行駛情況下，對(duì)駕駛室相應(yīng)信號(hào)燈的變換操作，尤其是對(duì)車輛減速、剎車等操作控制方式的調(diào)研，認(rèn)為大多數(shù)車輛上各類燈光變換控制方式尚停留在機(jī)械式的人工操作狀態(tài)。如果駕駛員駕車行駛處于長(zhǎng)時(shí)間狀態(tài)下(尤其是在夜間高速行駛，或有在路況不好的條件下)，要保證長(zhǎng)時(shí)間準(zhǔn)確、及時(shí)、快捷地完成涉及上述緊急情況下的操作，可能存在因駕駛員疲勞狀態(tài)下，反應(yīng)狀態(tài)不好，引起操作遲鈍

4、和不敏捷的操作問題，這就存在一定的安全隱患。通過過對(duì)上述問題產(chǎn)生的原因進(jìn)行深入分析，認(rèn)為單純靠人工的操作方式控制車輛的轉(zhuǎn)彎方向燈(包括超車提示樂山師范學(xué)院畢業(yè)論文(設(shè)計(jì)) 燈)、遠(yuǎn)光與近光燈的轉(zhuǎn)換當(dāng)中，存在誤判斷、誤操作的可能性，尤其是駕駛員在連續(xù)長(zhǎng)時(shí)間的車輛駕駛，或在處于疲勞狀態(tài)下駕駛，更容易出現(xiàn)上述問題-安全隱患。(為此，)本人根據(jù)所學(xué)專業(yè)知識(shí)理論、單片機(jī)自動(dòng)控制、光電轉(zhuǎn)換等技術(shù)，提出一種采用電子自動(dòng)控制技術(shù)-用光電接收傳感器裝在車輛前頭的照明燈具上的光強(qiáng)弱信號(hào)接收轉(zhuǎn)換電路，與單片機(jī)控制系統(tǒng)相結(jié)合，共同組成的“機(jī)動(dòng)車轉(zhuǎn)彎前照明變光燈自動(dòng)電子控制器” 的設(shè)計(jì)選題，并設(shè)想將此控制器安放在機(jī)動(dòng)車

5、輛駕駛室的儀表控制觀察臺(tái)上，以發(fā)光指示、聲音的形式顯示和報(bào)告給駕駛員，協(xié)助駕駛員快速進(jìn)行上述各種變換操作。盡可能地減少因上述狀態(tài)(人工控制車輛行駛狀態(tài))下出現(xiàn)誤判斷、遲緩操作而引起交通事故的發(fā)生，因此可采用自動(dòng)化的操作，這樣光敏傳感器就是必不可少的一個(gè)元器件。 (下面兩段的敘述與上面兩段的表述沒有邏輯連貫，需要圍繞上面來簡(jiǎn)要陳述。即說明采用光明電阻元件在整體電路系統(tǒng)中的作用，或者考慮刪掉下面兩段。并將下面兩段安排在硬件電路的設(shè)計(jì)章節(jié)中關(guān)于照明燈遠(yuǎn)近轉(zhuǎn)換原理中去表述) 本設(shè)計(jì)考慮到光敏電阻電路簡(jiǎn)單，用起來方便簡(jiǎn)單，穩(wěn)定性好，輸入端可以與單片機(jī)直接相連等優(yōu)點(diǎn)，所以選用光敏電阻。由于STC系列單片機(jī)

6、的兼容性好、串口下載簡(jiǎn)潔方便和價(jià)格低廉等方面，也是我們?cè)诖髮W(xué)里主修的科目，相對(duì)較熟悉，所以選用STC89C51。需要特別提出的是本設(shè)計(jì)并沒有使用現(xiàn)實(shí)的玩具小車來實(shí)現(xiàn)其功能，而是通過按鍵而引起發(fā)光二極管閃爍來模擬小車的轉(zhuǎn)向，通過光敏電阻接收的光信號(hào)引起發(fā)光二極管持續(xù)發(fā)光來模擬小車上的遠(yuǎn)燈和近燈，在這基礎(chǔ)上模擬的實(shí)現(xiàn)機(jī)動(dòng)車車燈的控制。 因此其電路系統(tǒng)是模擬放在駕駛室的操作臺(tái)面上的實(shí)際操作模式來設(shè)計(jì)的，將采集到的各類信號(hào)數(shù)據(jù)，及時(shí)處理后，立即通過聲音、光電顯示等方式傳遞或告知駕駛員，如果再將此設(shè)計(jì)的裝置做進(jìn)一步的改進(jìn)和研究，可以推廣到真實(shí)的機(jī)動(dòng)車輛上，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的的目標(biāo)，減少因駕駛員長(zhǎng)時(shí)間駕駛后，

7、大腦對(duì)各種需要作出及時(shí)、準(zhǔn)確判斷和操作的反應(yīng)力下降-操作不靈敏而帶來車輛事故的發(fā)生。 2 系統(tǒng)方案的方案選擇與論證 在電子設(shè)計(jì)制作中，根據(jù)整個(gè)系統(tǒng)電路工作不同設(shè)計(jì)原理、技術(shù)與性能指標(biāo)的要求，經(jīng)過理論分析和對(duì)實(shí)際制作方案研究論證后，可以用多種硬件制作方式去實(shí)現(xiàn)，基于專業(yè)水平和制作成本(包括系統(tǒng)質(zhì)量、穩(wěn)定性、可靠性和總體要達(dá)到的功能)等多方面的考慮，可從多種方案中挑選出一種適合的方案進(jìn)行設(shè)計(jì)，包括各個(gè)1 樂山師范學(xué)院畢業(yè)論文(設(shè)計(jì)) 功能模塊的實(shí)現(xiàn)方式。(本節(jié)表述5環(huán)節(jié)) 2.1 系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)思想 由上面對(duì)本電子控制器設(shè)計(jì)的初步設(shè)想，主要擬選用光敏電阻作為光電傳感器安放在車輛頭兩端的指示、照明燈具

8、罩內(nèi)，直接接收車輛前方光線強(qiáng)弱信號(hào)，或夜間行駛對(duì)方車輛照明燈射來的強(qiáng)光信號(hào)，并將此采集的電信號(hào)經(jīng)單片機(jī)系統(tǒng)高速電子信號(hào)采集處理系統(tǒng)轉(zhuǎn)換成驅(qū)動(dòng)相應(yīng)需要變換的燈光和聲音信號(hào)的設(shè)計(jì)制作方案，同時(shí)設(shè)想安裝在駕駛室儀表板面上的自動(dòng)變光燈控制器，以同步指示燈和聲音告訴提醒駕駛員作出準(zhǔn)確判斷和變光燈的操作。在這一設(shè)計(jì)思想的指導(dǎo)下，經(jīng)過查閱相關(guān)技術(shù)文獻(xiàn)，同時(shí)利用所學(xué)專業(yè)理論知識(shí)對(duì)實(shí)現(xiàn)電子控制系統(tǒng)的工作原理，以需實(shí)現(xiàn)的基本功能、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、硬件電路模塊等進(jìn)行分析，擬選擇下述幾個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)和相應(yīng)制作方案進(jìn)行論證。 2.2 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu) 系統(tǒng)以模擬現(xiàn)實(shí)車輛轉(zhuǎn)彎與前照明變光的控制系統(tǒng)。其要達(dá)到的)主要任務(wù)是將各種情況

9、下車燈需要變換控制信息實(shí)時(shí)地體顯出來(即用發(fā)光二極管LED代替車輛的前后方位的指示燈)，并及時(shí)使車燈的狀態(tài)作相應(yīng)地指示。即首先實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確搜索是否有前照強(qiáng)光信號(hào)的輸入或手動(dòng)按鍵模擬的轉(zhuǎn)彎、倒車、應(yīng)急等各種信號(hào)輸入;其次，根據(jù)輸入的信號(hào)進(jìn)行信息的處理;最后驅(qū)動(dòng)LED顯示器顯示各種控制結(jié)果。 通過對(duì)選題任務(wù)的的分析，決定本設(shè)計(jì)的機(jī)動(dòng)車轉(zhuǎn)彎與前照明變光控制器系統(tǒng)主要由光電傳感器接收與轉(zhuǎn)換、車燈模式選擇和指示、單片機(jī)控制器、車燈顯示以及系統(tǒng)電源等模塊結(jié)構(gòu)共同組成。單片機(jī)將從光敏傳感器上讀來的數(shù)據(jù)利用軟件來進(jìn)行處理，再把數(shù)據(jù)傳輸?shù)斤@示模塊實(shí)現(xiàn)機(jī)動(dòng)車實(shí)時(shí)狀態(tài)的顯示，并受到快速控制。為了實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能。設(shè)計(jì)系統(tǒng)結(jié)

10、構(gòu)如圖2-1所示框圖。 液晶顯示 按鍵 單片機(jī) 左右方向 AT89C51 AD轉(zhuǎn)換P0188光 遠(yuǎn)近變光 器 源監(jiān)測(cè) 圖2-1 系統(tǒng)主要結(jié)構(gòu)框圖 (本圖對(duì)系統(tǒng)控制的主題沒有凸顯出來，需重新修改，建議按需要控制車輛燈變化量來作方框2 樂山師范學(xué)院畢業(yè)論文(設(shè)計(jì)) 圖-電路結(jié)構(gòu)模塊，此圖統(tǒng)領(lǐng)整個(gè)設(shè)計(jì)目標(biāo)、硬件制作、軟件設(shè)計(jì)、功能實(shí)現(xiàn)與最后效果的體現(xiàn)。將右邊第二、第三方框內(nèi)容分別修改為書面建議稿) 3 由上述選題任務(wù)要求，設(shè)計(jì)系統(tǒng)所要實(shí)現(xiàn)的功能主要有: 1、用光敏電阻作接收和轉(zhuǎn)換器(電路)，實(shí)現(xiàn)對(duì)車輛前方接收到的光強(qiáng)信息進(jìn)行轉(zhuǎn)換和傳輸; 2、用按鍵開關(guān)模擬代替駕駛員手動(dòng)控制車輛前后轉(zhuǎn)彎信號(hào)的變化，并

11、通過系統(tǒng)電路發(fā)出相應(yīng)控制響應(yīng); 3、自動(dòng)判別是否有強(qiáng)光信號(hào)，并發(fā)出相應(yīng)的響應(yīng); 4、用發(fā)光二極管代替車輛各種控制信號(hào)的指示燈，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)顯示車輛控制狀態(tài); 以下根據(jù)系統(tǒng)功能和技術(shù)指標(biāo)要求，對(duì)硬件系統(tǒng)和軟件設(shè)計(jì)調(diào)試等具體制作方案進(jìn)行論證。 2.3 方案設(shè)計(jì)論證 方案一:采用光敏傳感器進(jìn)行光信號(hào)強(qiáng)弱的檢測(cè)。該器件實(shí)現(xiàn)對(duì)模擬機(jī)動(dòng)車車速的檢車測(cè)，從而自動(dòng)識(shí)別是否有強(qiáng)光信號(hào)照射。近光燈主要功能是將迎面相向行駛的兩輛車的前照明燈控制在向下450的斜射，接收管體現(xiàn)為高電平，以免出現(xiàn)平射到對(duì)方駕駛員的眼睛，而看不清楚路況發(fā)生撞車或控制各自車的前輪的方向轉(zhuǎn)彎角度不準(zhǔn)確引發(fā)事故。 遠(yuǎn)光燈主要是供在迎面沒有相向而來的

12、車輛行駛時(shí)，本車輛前面左右兩個(gè)燈向著路面平行位置照射用的，接收管體現(xiàn)為低電平。若駕駛員一旦發(fā)現(xiàn)前方又來車燈光時(shí)，就應(yīng)立即將遠(yuǎn)光燈變換成近光燈，通過對(duì)接收到的高低電平的整理判斷光信號(hào)強(qiáng)度，使用簡(jiǎn)單、成本低廉。 采用LED燈作車燈模塊的顯示。車燈顯示是非常關(guān)鍵的一個(gè)模塊，整個(gè)設(shè)計(jì)的總體顯示都在這個(gè)模塊，因此需要選擇性能較好的燈來顯示。LED相比普通鹵素?zé)襞荩哂畜w積小、重量輕、電壓低、電流小、亮度高、抗震性能好、發(fā)光響應(yīng)速度快節(jié)約能源、壽命很長(zhǎng)、穿透性強(qiáng)等很多優(yōu)點(diǎn)。由于LED的冷光特性，使得燈罩不會(huì)因長(zhǎng)時(shí)間熱量的聚集而變形，從而降低了維修成本。 1采用STC系列C51單片機(jī)，STC的指令完全兼容

13、AT的S系列，可以完全代換。STC的串口下載簡(jiǎn)潔方便， STC和AT均支持ISP下載，區(qū)別在于STC可以通過串口下載，AT的S系列的ISP一般需要專用下載器。此外STC抗干擾能力強(qiáng)，價(jià)格低廉, 可以滿足設(shè)計(jì)系統(tǒng)的需要 方案二:采用AT系列單片機(jī)，內(nèi)含4k Bytes ISP的可反復(fù)擦寫1000次的Flash樂山師范學(xué)院畢業(yè)論文(設(shè)計(jì)) 只讀程序存儲(chǔ)器，芯片內(nèi)集成了通用8位中央處理器和ISP Flash存儲(chǔ)單元，可為許多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高性價(jià)比的解決方案,支持多種下載方式。才光敏傳感器其編碼精確，穩(wěn)定性好，使用簡(jiǎn)單方便，易于安裝，成本低。使用鹵素?zé)襞葑鳛檐嚐裟K，簡(jiǎn)單成本低廉、亮度容易調(diào)整

14、和控制、顯色性好等等，但同時(shí)也存在著許多致命的缺點(diǎn)，如使用壽命短、功耗高、色溫低。 經(jīng)過上述綜合分析和比較上述兩個(gè)設(shè)計(jì)方案與實(shí)現(xiàn)功能所具有的優(yōu)缺點(diǎn)，同時(shí)考慮到資源有效利用和成本問題，并且圍繞系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)技術(shù)要求，方案一具有成本低、抗干擾能力強(qiáng)、電路簡(jiǎn)單方便、節(jié)約能源、使用壽命較長(zhǎng)等優(yōu)勢(shì)，所以決定采用方案一進(jìn)行機(jī)動(dòng)車轉(zhuǎn)彎與前照燈控制器的制作研究，其需采取的系統(tǒng)電路原理結(jié)構(gòu)如下圖2-2框圖所示。 撥碼開關(guān)手動(dòng)選擇 STC89C51 對(duì)光信號(hào)的檢測(cè) LED顯示 電源模塊 圖2-2 系統(tǒng)電路原理結(jié)構(gòu)框圖 (本圖中信號(hào)控制流程指向符號(hào)“箭頭”不統(tǒng)一) 3 硬件系統(tǒng)電路設(shè)計(jì) 根據(jù)機(jī)動(dòng)車實(shí)際行駛狀態(tài)，設(shè)計(jì)的

15、轉(zhuǎn)彎與前照變光燈的控制器電路，本設(shè)計(jì)的電路主要包含了三個(gè)模塊:(1)光信號(hào)自動(dòng)檢測(cè)模塊，(2) 外部車燈顯示模塊，(3)內(nèi)部車燈模塊選擇和指示模塊。首先，準(zhǔn)確通過光敏傳感器等搜索是否有前照信號(hào)的輸入或手動(dòng)按鍵模擬的轉(zhuǎn)彎、前照、應(yīng)急等信號(hào)的輸入;再通過AD轉(zhuǎn)換器將其轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電信號(hào)。其次，根據(jù)輸入的信號(hào)進(jìn)行信息的處理;最后，通過單片機(jī)控制使其結(jié)果在LED燈以及液晶上顯示。 經(jīng)過以上的分析和論證后，整個(gè)硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)部分主要包括光信號(hào)檢測(cè)模塊、STC89C51單片機(jī)主控制模塊、車燈模式選擇和指示模塊、車燈顯示模塊。將些模塊結(jié)合在一起就構(gòu)成了系統(tǒng)的仿真電路?？傠娐穲D如圖3-1所示。 1 樂山師范

16、學(xué)院畢業(yè)論文(設(shè)計(jì)) 圖3-1系統(tǒng)總電路圖 3.1光信號(hào)自動(dòng)檢測(cè)模塊 采用光敏傳感器進(jìn)行前照光信號(hào)檢測(cè)。該器件實(shí)現(xiàn)對(duì)模擬機(jī)動(dòng)車光信號(hào)的檢測(cè)，自動(dòng)識(shí)別是否有強(qiáng)光信號(hào)的發(fā)生。當(dāng)機(jī)動(dòng)車與機(jī)動(dòng)車的照明距離比較遠(yuǎn)時(shí)，接收管接受到低電平，否則接收到高電平，通過對(duì)接收到的高低電平的整理來自動(dòng)選擇遠(yuǎn)光還是近光。由于PROTUES中無法仿真該元件，所以用PROTEL仿真，電路如圖3-6 所示。 圖3-6 光敏傳感器電路 2 樂山師范學(xué)院畢業(yè)論文(設(shè)計(jì)) 3.2外部前后車燈顯示模塊 該模塊包括實(shí)現(xiàn)左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)等車輛狀態(tài)的指示，它們顯示機(jī)動(dòng)車本身的行駛狀態(tài)。左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)和減速這幾個(gè)燈，經(jīng)上拉電阻分別接P2.1、P2.2

17、和P2.0口。車燈的頻閃代表機(jī)動(dòng)車的狀態(tài)，提醒前后車輛及行人注意，及時(shí)反應(yīng)，保持一定的距離，保障行車安全。車燈模塊電路圖如圖3-3所示。 圖3-3 .1轉(zhuǎn)彎指示燈電路圖 圖3-3 .1 前照燈電路圖 3.3內(nèi)部車燈模塊選擇和指示模塊 本次設(shè)計(jì)中，直接用程序去控制LED發(fā)光管的亮和滅來實(shí)現(xiàn)車燈模式功能，以顯示機(jī)動(dòng)車的行駛狀態(tài)。由于LED發(fā)光管在通過一定電流時(shí)亮，不通電就滅。為了不讓LED通過太大的電流把它燒壞，我們串上了限流電阻。51的I/O是弱電上拉的方式，在輸出高電平時(shí)，只能輸出幾十微安的電流到地，而在輸出為低電平時(shí)，VCC電源可以輸入幾十毫安的電流到IO。一般LED需要10毫安左右電流點(diǎn)亮

18、，我們就將LED 接在電源VCC 和IO口之間，中間串上電阻，當(dāng)IO輸出為低電平時(shí)，燈就亮了，反之，燈就滅了。我們?cè)谶@個(gè)程序里要控制的是P1口。 該模塊包括對(duì)機(jī)動(dòng)車左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)、近燈與遠(yuǎn)燈等四個(gè)LED顯示燈的控制。車燈的顯示由4路的撥碼開關(guān)控制。左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)、遠(yuǎn)燈和近燈這四個(gè)燈，經(jīng)上拉電阻分別接P1.4、P1.5、P1.6和P1.7口;撥碼開關(guān)的1至4腳分別接P1.0、P1.1、P1.2和P1.3口。這是專門為司機(jī)設(shè)計(jì)的一個(gè)模塊，目的是讓駕駛員在開車的同時(shí)清楚地看到所處的狀態(tài)，以便做出下一步的反應(yīng)。車燈模式選擇和指示模塊電路圖如圖2-2所示。 圖3-2 車燈模式選擇和指示模塊電路圖 3 樂山師范學(xué)

19、院畢業(yè)論文(設(shè)計(jì)) 3.4 STC89C51主控電路 主控電路采用單片機(jī)STC89C51的最小系統(tǒng)，其中包括:XTAL1、XTAL2接12MHz晶振來提供系統(tǒng)時(shí)鐘基值，RESET接復(fù)位按鍵。本電路電路主要實(shí)現(xiàn)機(jī)動(dòng)車在各種行駛狀態(tài)的車燈顯示功能的控制(包括對(duì)光信號(hào)檢測(cè)的控制、以及各種情1況下車燈閃爍的控制)。STC89C51的最小系統(tǒng)電路如圖3-4所示。 圖 3-4 STC89C51最小系統(tǒng)電路圖 3.5 電源電路 整個(gè)車輛變光轉(zhuǎn)換控制器系統(tǒng)直流電源供電。這個(gè)電源主要利用車輛本身的車載發(fā)電機(jī)發(fā)出的直流電進(jìn)行變換，并獨(dú)立穩(wěn)定地輸出到系統(tǒng)控制器所需的直流偏置電源，通過對(duì)本系統(tǒng)控制的各硬件模塊電路的設(shè)

20、計(jì)要求，本人認(rèn)為所需提供給系統(tǒng)正常工作的直流電源一般為3-5V。為了保證在本系統(tǒng)設(shè)計(jì)調(diào)試、分析和研究能正常進(jìn)行，擬獨(dú)立設(shè)計(jì)制作一套采用50Hz的交流電變換的直流穩(wěn)壓電源，作為系統(tǒng)工作電源，其電源電路圖3-8所示。該電源主要由220V交流電路降壓，并通過變壓、整流、濾波、穩(wěn)壓等電路得到所需電壓，整流部分用單相橋式整流，穩(wěn)壓用穩(wěn)壓管實(shí)現(xiàn)。在電源的設(shè)計(jì)中為了防止因電流過大而燒壞電源的后級(jí)電路元件，還加上了保護(hù)電路，即采用熔斷器(保險(xiǎn)管)。由于考慮到本設(shè)計(jì)硬件制作時(shí)間、成本問題，以及整個(gè)控制系統(tǒng)所需要的電路中沒有大功率的元器件，所以在實(shí)際制作過程和系統(tǒng)調(diào)試時(shí)，采用了USB接口來代替系統(tǒng)供電所需的電源。

21、 4 樂山師范學(xué)院畢業(yè)論文(設(shè)計(jì)) 圖3-8 電源電路圖 4 軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 4.1主程序流程 根據(jù)系統(tǒng)電路控制自動(dòng)化、實(shí)時(shí)化的技術(shù)要求，其系統(tǒng)各類燈光變換操作控制部分所需單片機(jī)最小系統(tǒng)的工作程序作如下設(shè)計(jì)。其中主程序是貫穿整個(gè)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能的主體，主要功能是對(duì)強(qiáng)光信號(hào)的檢測(cè)、光電信號(hào)轉(zhuǎn)換和根據(jù)相應(yīng)的信號(hào)在指示燈上顯示。主程序首先要進(jìn)行初始化，顯示等各模塊子程序。設(shè)計(jì)程序采用循環(huán)查詢的方式對(duì)機(jī)動(dòng)車輛需要進(jìn)行變光控制等多種狀態(tài)的實(shí)時(shí)進(jìn)行顯示。主程序如圖4-1所示。 開始 初始化 鍵盤掃描程序 顯示程序 圖4-1 主程序流程圖 4.2遠(yuǎn)近燈照明控制程序 采用光敏傳感器自動(dòng)檢測(cè)光信號(hào)，用單片機(jī)控

22、制光敏傳感器，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)光信號(hào)強(qiáng)弱的自動(dòng)識(shí)別。其控制流程如圖4-2所示。 5 樂山師范學(xué)院畢業(yè)論文(設(shè)計(jì)) 開始 初始化 Y 是否有強(qiáng)光照射 N 返回 遠(yuǎn)光燈亮 近光燈亮 圖4-2 遠(yuǎn)近燈控制流程圖 4.3光信號(hào)自動(dòng)檢測(cè)程序 當(dāng)光敏傳感器進(jìn)行光信號(hào)檢測(cè)時(shí)，小車內(nèi)部自動(dòng)識(shí)別是否有強(qiáng)光的照射。當(dāng)迎面相向行駛的兩輛車的前照明燈控制在向下45度的斜射時(shí)，為了不出現(xiàn)由于前照明燈平射到對(duì)方車輛駕駛員的眼睛，使其看不清楚路況而發(fā)生撞車，或者控制各自車輛將作方向轉(zhuǎn)彎指示的提醒-轉(zhuǎn)彎燈的間隙式閃爍，而引發(fā)的事故。對(duì)此，設(shè)計(jì)將接收管接收轉(zhuǎn)換并輸出到高電平，車輛自動(dòng)采用近光燈用于照明。當(dāng)迎面沒有相向而來的車輛行駛時(shí)

23、，本車輛前面左右兩個(gè)燈是向路面平行位置照明用的，此時(shí)接收管接收轉(zhuǎn)換并輸出到低電平，車輛自動(dòng)采用遠(yuǎn)光燈由于照明。若一旦發(fā)現(xiàn)前方有車燈光時(shí)照射時(shí)，就自動(dòng)立將遠(yuǎn)光燈變換成近光燈。光信號(hào)自動(dòng)檢測(cè)流程圖如圖4-3所示。 開始 初始化 光信號(hào)接收 接受高低電平 Y 是否強(qiáng)光 近燈亮 N 返回 圖4-3光信號(hào)自動(dòng)檢測(cè)流程圖 6 樂山師范學(xué)院畢業(yè)論文(設(shè)計(jì)) 4.4模擬車燈信號(hào)控制及顯示程序 車燈控制信號(hào)及顯示部分主要實(shí)現(xiàn)汽車的轉(zhuǎn)彎方向、前照等功能。用相應(yīng)轉(zhuǎn)換程序及時(shí)反映所控制的車燈信號(hào)。其程序流程包括:初始化后開始搜索信號(hào)，并分為手動(dòng)和自動(dòng)模式。若手動(dòng)按下左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)，若自動(dòng)搜索有前照信號(hào)，相應(yīng)的LED發(fā)光，

24、否則等待信號(hào)。車燈控制信號(hào)流程流程圖如圖4-4所示。 開始 初始化 自動(dòng)判斷是否是否有鍵按下 有強(qiáng)光照射 N N Y 左轉(zhuǎn)鍵 右轉(zhuǎn)鍵 低電平 高電平 Y 左轉(zhuǎn)燈亮 右轉(zhuǎn)燈亮 近燈亮 近燈亮 返回 圖4-4 車燈控制信號(hào)流程流程圖 4.5硬件系統(tǒng)仿真 根據(jù)對(duì)系統(tǒng)硬件和軟件設(shè)計(jì)的技術(shù)要求進(jìn)行系統(tǒng)的調(diào)試，以檢查系統(tǒng)設(shè)計(jì)的完整性和可行性。在調(diào)試過程里主要采用軟件Proteus為開發(fā)工具，對(duì)其電路系統(tǒng)控制程序進(jìn)行仿真測(cè)試，在Proteus元件庫(kù)找出所要需要的元件，根據(jù)設(shè)計(jì)的電路在Proteus電路仿真窗口把各元件連接起來形成電路，再將通過了調(diào)試的程序加載到單片機(jī)上，就可以運(yùn)行看能否實(shí)現(xiàn)功能。然后再通過單

25、步運(yùn)行，慢慢調(diào)試，直到滿足要求。系統(tǒng)硬件仿真調(diào)試電路如圖5-1所示。 7 1樂山師范學(xué)院畢業(yè)論文(設(shè)計(jì)) VSS2VDD3VEE4RS5RW6液晶顯示ELM016L7D08D19D210D311D4RP112D513RESPACK-8D614D71左轉(zhuǎn)右轉(zhuǎn)2LED-GREENLED-GREEN345U161939XTAL1P0.0/AD07遠(yuǎn)燈38P0.1/AD1837LED-GREENP0.2/AD291836XTAL2P0.3/AD335P0.4/AD434P0.5/AD533P0.6/AD6932RSTP0.7/AD7近燈21LED-GREENP2.0/A822P2.1/A923P2.2

26、/A102924PSENP2.3/A113025ALEP2.4/A123126EAP2.5/A1327P2.6/A1428P2.7/A15110+0.00P1.0P3.0/RXD211光源監(jiān)測(cè)P1.1P3.1/TXDVolts312P1.2P3.2/INT010k413P1.3P3.3/INT1514P1.4P3.4/T0615P1.5P3.5/T1716P1.6P3.6/WR817P1.7P3.7/RD80C51AD轉(zhuǎn)換器U3916NOTOEVREF(-)12VREF(+)1722OUT8ALE1423OUT7ADD C1524OUT6ADD B825OUT5ADD A18OUT4195OU

27、T3IN7204OUT2IN6213OUT1IN52IN471EOCIN328IN2AD627轉(zhuǎn)換器(CLOCK)STARTIN11026CLOCKIN0ADC0808 圖5-1 系統(tǒng)硬件仿真調(diào)試電路圖 5 系統(tǒng)的制作測(cè)試與分析 5.1 硬件電路的制作與調(diào)試 通過上述各個(gè)電路功能模塊與軟件程序的的設(shè)計(jì)、仿真調(diào)試和反復(fù)修改，形成了系統(tǒng)電路，在此基礎(chǔ)上，根據(jù)系統(tǒng)技術(shù)指標(biāo)的設(shè)計(jì)，以及對(duì)具體制作調(diào)試技術(shù)方面的要求，分別進(jìn)行單元電路元器件的檢測(cè)選取，并按照技術(shù)要求對(duì)所需元器件的質(zhì)量進(jìn)行篩選，尤其是光敏傳感器、單片機(jī)控制器芯片、轉(zhuǎn)換開關(guān)等部分元器件性能的測(cè)試。在此基礎(chǔ)上進(jìn)行PCB電路板的制作。由于制作時(shí)間

28、和調(diào)試成本的限制，具體電路硬件制作時(shí)，采用萬通電路板進(jìn)行元器件的安裝和焊接。在對(duì)硬件安裝、焊接過程中，按照電子制作工藝技術(shù)要求先分別對(duì)單元電路模塊進(jìn)行分板測(cè)試，最3后才進(jìn)行系統(tǒng)整體合并測(cè)試。其硬件各模塊電路的制作如圖5-1硬件系統(tǒng)制作外形圖所示。系統(tǒng)所用的電路元器件、調(diào)試儀器參見附錄一機(jī)動(dòng)車轉(zhuǎn)彎與前照變光燈控制器硬件元器件清單和附錄二系統(tǒng)測(cè)試與分析儀器儀表所示。8 樂山師范學(xué)院畢業(yè)論文(設(shè)計(jì)) 圖5-1 硬件系統(tǒng)制作外形圖 圖5-2 硬件系統(tǒng)演示圖 下列說明各元件代表的現(xiàn)實(shí)中機(jī)動(dòng)車的指示燈:第一排:清屏鍵，左安健-左燈?機(jī)動(dòng)車的前左轉(zhuǎn)彎燈;右按鍵-右燈?機(jī)動(dòng)車的前右轉(zhuǎn)彎燈。第二排:遠(yuǎn)燈?機(jī)動(dòng)車

29、的前照遠(yuǎn)燈，近燈?機(jī)動(dòng)車的前照近燈燈。第三排:復(fù)位鍵-將左右燈復(fù)位。模擬機(jī)動(dòng)車電路信號(hào)控制系統(tǒng)性能調(diào)試電路圖如圖5-3所示。 9 樂山師范學(xué)院畢業(yè)論文(設(shè)計(jì)) 圖5-3 控制系統(tǒng)性能調(diào)試電路圖 5.2 軟件測(cè)試與分析 根據(jù)上述系統(tǒng)硬件和軟件的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)，進(jìn)行系統(tǒng)的調(diào)試，以檢查系統(tǒng)設(shè)計(jì)的完整性和可行性。調(diào)試主要用到的開發(fā)工具有KEIL。 5.2.1 軟件調(diào)試 在編寫軟件程序時(shí)，先編寫各部分子程序，分別對(duì)各程序進(jìn)行編譯檢查是否有語法錯(cuò)誤，完成后再檢查功能程序是否正確，單步執(zhí)行程序，觀察各個(gè)寄存器、變量、數(shù)組的變化是否正確。在每部分子程序調(diào)試通過后，結(jié)合電路對(duì)所有程序進(jìn)行調(diào)試。根據(jù)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的功能，編寫

30、出完整的主程序，其系統(tǒng)調(diào)試的主程序如下所示: START=1; START=0; /啟動(dòng)轉(zhuǎn)換 while(EOC=0); /查詢法讀結(jié)果 OE=1; vx=P1; OE=0; if(vvx!=vx)vvx=vx; if(vx127)yuan=0;jin=1;GotoXY(0,1);Print( );GotoXY(0,1);Print(JIN DENG); else yuan=1;jin=0;GotoXY(0,1);Print( );GotoXY(0,1);Print(YUAN DENG); if(qin=0) while(qin=0); left_flag=0;right_flag=0;ll=

31、0;lr=0; LCD_Write(0,0x01); GotoXY(0,0);Print(QING PING);delayy(3000); GotoXY(0,0);Print( ); 10 樂山師范學(xué)院畢業(yè)論文(設(shè)計(jì)) if(yuan)GotoXY(0,1);Print(JIN DENG); else GotoXY(0,1);Print(YUAN DENG); if(bl=0) while(bl=0); right_jishu=0;lr=0; if(left_jishu)left_jishu=0; else left_jishu+; if(left_jishu)left_flag=1;righ

32、t_flag=0;GotoXY(0,0);Print( );GotoXY(0,0);Print(TURN LEFT); else left_flag=0;right_flag=0;GotoXY(0,0);Print( ); if(br=0) while(br=0); left_jishu=0;ll=0; if(right_jishu)right_jishu=0; else right_jishu+; if(right_jishu)left_flag=0;right_flag=1;GotoXY(0,0);Print( );GotoXY(0,0);Print(TURN RIGHT); else l

33、eft_flag=0;right_flag=0;GotoXY(0,0);Print( ); 其中，在KEIL里完成程序編譯后生成HEX文件。將HEX文件加載到Proteus設(shè)計(jì)的總電路中進(jìn)行總體的調(diào)試，直至全部功能實(shí)現(xiàn)。最后將調(diào)試好程序下載到STC89C51單片機(jī)里，再通過對(duì)做好的硬件觀察現(xiàn)象是否正確，功能是否實(shí)現(xiàn)，若有問題則要重新進(jìn)行以上操作，直至成功。 5.2.2 系統(tǒng)軟件仿真 我采用KEIL軟件匯編編程來實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)軟件仿真這一環(huán)節(jié)。進(jìn)入KEIL軟件仿真環(huán)境時(shí)，首先要選定編程單片機(jī)的型號(hào)，本設(shè)計(jì)我選用STC89C51。選定好芯片后，將程序?qū)懭胲浖谋敬翱?，然后保存進(jìn)行編譯，通過設(shè)置各個(gè)標(biāo)志位

34、和地址數(shù)據(jù)，模擬系統(tǒng)的各個(gè)功能。仿真時(shí)，采用單步運(yùn)行，方便觀測(cè)到存入RAM中的數(shù)6據(jù)是否正確，好不斷加以改進(jìn)直至符合要求。系統(tǒng)軟件仿真圖如圖5-4和圖5-5所示。 11 樂山師范學(xué)院畢業(yè)論文(設(shè)計(jì)) 圖5-4車燈模式選擇和前照變光燈程序軟件仿真截圖 圖5-5 主程序程序軟件仿真截圖 經(jīng)過對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行反復(fù)地調(diào)試、優(yōu)化和修改以后，使系統(tǒng)工作程序達(dá)到了設(shè)計(jì)任務(wù)的基本技術(shù)指標(biāo)的要求，其系統(tǒng)調(diào)試分析的源程序如附錄三機(jī)動(dòng)車轉(zhuǎn)彎與前照燈的設(shè)計(jì)源程序所示。 12 樂山師范學(xué)院畢業(yè)論文(設(shè)計(jì)) 5.2.3 系統(tǒng)調(diào)試結(jié)果與分析 根據(jù)硬件制作、軟件調(diào)試，并反復(fù)修改所形成的硬件作品，經(jīng)過上述軟件仿真、硬件電路的調(diào)試，系

35、統(tǒng)可正常工作，基本上達(dá)到了選題任務(wù)與設(shè)計(jì)要求，實(shí)現(xiàn)了對(duì)一般為3-5V可用降壓和穩(wěn)流保護(hù)電路變換成控制系統(tǒng)所需要的直流電源信號(hào)的轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)彎燈的控制以及前照變光燈的自動(dòng)選擇。 通過控制電路和程序運(yùn)行，準(zhǔn)確控制各種狀態(tài)(左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)、遠(yuǎn)光照明和近光照明)下車燈的顯示。并實(shí)現(xiàn)了以下功能: (1)當(dāng)光敏傳感器檢測(cè)到有強(qiáng)光信號(hào)照射時(shí)，車燈顯示模塊，前照近光燈持續(xù)發(fā)亮。 (2)當(dāng)光敏傳感器檢測(cè)到不是強(qiáng)光信號(hào)時(shí)，在車燈顯示模塊，前照遠(yuǎn)光燈持續(xù)亮。 (3)當(dāng)手動(dòng)按下左轉(zhuǎn)向建時(shí)，左尾燈閃爍，當(dāng)手動(dòng)按下右轉(zhuǎn)向鍵時(shí)，右尾燈閃爍。 (4)在現(xiàn)實(shí)生活中，尤其是在夜間行駛時(shí)遇上迎面相向靠近的兩輛來車時(shí)變換本車前面的遠(yuǎn)、近照明

36、燈開關(guān)，以改變雙方前照明燈光柱的出射方向(均向下傾斜45度角)，使對(duì)方車輛駕駛員看清楚道路和選擇正確錯(cuò)車路線，由于本設(shè)計(jì)在前照變光燈模塊是完全自動(dòng)化的，即在本設(shè)計(jì)中，當(dāng)光敏傳感器與強(qiáng)光信號(hào)相隔一段距離(大約4.5cm)時(shí)，通過系統(tǒng)的控制整理，在前照燈模塊，近光燈自動(dòng)發(fā)光，否者遠(yuǎn)光燈發(fā)亮。 (5)通過過對(duì)上述問題產(chǎn)生的原因進(jìn)行深入分析后，認(rèn)為單純靠人工的操作方式控制車輛的轉(zhuǎn)彎方向燈(包括超車提示燈)、遠(yuǎn)光與近光燈的轉(zhuǎn)換當(dāng)中，存在誤判斷、誤操作的可能性，尤其是駕駛員在連續(xù)長(zhǎng)時(shí)間的車輛駕駛，或在處于疲勞狀態(tài)下駕駛，更容易出現(xiàn)上述問題-安全隱患。因此自動(dòng)檢測(cè)能夠最大限度避免這方面的安全問題。 6 小結(jié)

37、 上述就是本人的畢業(yè)設(shè)計(jì)-機(jī)動(dòng)車轉(zhuǎn)彎與前照燈的設(shè)計(jì)。該系統(tǒng)經(jīng)歷了從系統(tǒng)問題的提出-系統(tǒng)可行性分析-系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)選擇-總體的功能模塊設(shè)計(jì)-各模塊詳細(xì)設(shè)計(jì)-軟件編程-最后到程序的實(shí)現(xiàn)。這次設(shè)計(jì)從某些方面來講并不是很難，程序相對(duì)長(zhǎng)一點(diǎn)，但都是書本上所學(xué)的知識(shí)，主要是中端及其服務(wù)程序的編寫。在protues上仿真，則起到很好的效果，因?yàn)樵骷际抢硐霠顟B(tài)的，但做出實(shí)物13 樂山師范學(xué)院畢業(yè)論文(設(shè)計(jì)) 來卻不是那么簡(jiǎn)單啦。經(jīng)過多次調(diào)試、修改才得以出結(jié)果。 經(jīng)過本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我的收獲很大。首先在畢業(yè)設(shè)計(jì)剛開始的調(diào)研階段，我學(xué)會(huì)了怎么通過各種方式查詢相關(guān)的資料。通過對(duì)這些資料的學(xué)習(xí)，我大致了解了單片機(jī)的發(fā)

38、展現(xiàn)狀以及未來的發(fā)展趨勢(shì)，認(rèn)識(shí)到目前單片機(jī)方面的各種各樣的發(fā)展，和它們之間的競(jìng)爭(zhēng)。了解了單片機(jī)方面的先進(jìn)技術(shù)，這些都為我的未來的學(xué)習(xí)指明了方向。同時(shí)，大大提高了我的獨(dú)立思考能力和動(dòng)手能力。 參考文獻(xiàn) 1 楊振江.單片機(jī)原理與實(shí)踐指導(dǎo)M.北京:中國(guó)電力出版社,2008.8 2 DALLAS公司DS18B20使用手冊(cè)Z.2003.9 3 朱清慧,張鳳蕊,翟天嵩,王志奎.Proteus教程-電子線路設(shè)計(jì)、制版與仿真M.北京:清華大學(xué)出版社,2008.9 4 彭介華.電子設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)M.北京:高等教育出版社,2005.11 5 黃繼昌.電子元器件應(yīng)用手冊(cè)Z.北京.人民郵政出版社,2004.7 6

39、吳立新.實(shí)用電子技術(shù)手冊(cè)Z.北京.機(jī)械工業(yè)出版社,2002.8 7 何立民.單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)選編5M.北京:北京航空航天大學(xué)出版社,1997.9 8 徐向陽.汽車電器與電子控制技術(shù)M.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1999.10 Vehicle before turning off lights according to the design variable Electronic and information engineering institute Abstract This paper describes the turn with a vehicle control system for l

40、ighting design process. The system is based on SCM STC89C51 controller, to achieve the collection of optical signals at night, turning the lighting and the distance light and conversion of real-time display and function, its structure includes optical signal detection, microcontroller and other circ

41、uits, and using C language programming and simulation design. Keywords Vehicle steering Lights automatically converted distance SCM 14 附錄一:機(jī)動(dòng)車轉(zhuǎn)彎與前照變光燈控制器硬件元器件清單 元件名稱 型號(hào)與規(guī)格 數(shù)量 功能 STC89C51 單片機(jī) 1片 系統(tǒng)控制器 發(fā)光二極管 LED 6只 轉(zhuǎn)彎、遠(yuǎn)近光燈指示 ADC089 AD轉(zhuǎn)換芯片 1個(gè) 數(shù)模轉(zhuǎn)換 MH 晶振 1個(gè) 單片機(jī)系統(tǒng)時(shí)鐘 ZRJX-0.125W 電阻 8個(gè) 單元電路 30PF 獨(dú)石電容 2個(gè) 晶振

42、電路 CD11-16V-47F 電解電容 1個(gè) 復(fù)位電路 9X12CM 萬通板 1塊 焊接電路 電源連接器 2端口 1只 系統(tǒng)調(diào)試用 自鎖開關(guān) 1只 電源開關(guān) 電阻 RJ-1/8-150-? 6個(gè) 限流電阻 復(fù)位按鍵 常開 1個(gè) 模式選擇 RJ-1/8-150-? PO188,SMD-2 ON 光敏傳感器 1只 檢測(cè)信號(hào) DIP40 芯片插座 1個(gè) RJ-1/8-150-? 串口接口 1個(gè) 下載程序 導(dǎo)線 若干 連接電路 附錄二:系統(tǒng)測(cè)試與分析儀器儀表 設(shè)備名稱 型號(hào) 規(guī)格 數(shù)量 功能說明 直流穩(wěn)壓電源 DC 0-30V/3A 1臺(tái) 作為系統(tǒng)調(diào)試電源 數(shù)字萬用電表 3位半 0.1級(jí) 1支 電路調(diào)試與分析 模擬萬用電表 500 2.5級(jí) 1支 元器件質(zhì)量測(cè)試 雙蹤示波器 4320G 20MHz 1臺(tái) 系統(tǒng)電路性能檢測(cè) 微型計(jì)算機(jī) 聯(lián)想 1臺(tái) 系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真，提供USB電源 附錄三:機(jī)動(dòng)車轉(zhuǎn)彎與前照燈的設(shè)計(jì)源程序 #include #include lcd1602.c sbit START=P23; sbit OE=P22; sbit EOC=P21; sbit led=P27; sbit ll=P37; sbit lr=P35; sbit yuan=P34; sbit jin=P33; 樂山師范學(xué)院畢業(yè)論文(設(shè)計(jì)) s