課程設(shè)計(jì)報(bào)告—汽車尾燈

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上課程設(shè)計(jì)任務(wù)書學(xué)生姓名： 吳舟 專業(yè)班級(jí)：電子科學(xué)與技術(shù)0801班指導(dǎo)教師： 吳友宇 工作單位： 信息工程學(xué)院 題 目: 汽車尾燈控制器的電路設(shè)計(jì) 初始條件： 本設(shè)計(jì)既可以使用中、小規(guī)模集成電路芯片7400、7404、74138、7476、7486和其它器件實(shí)現(xiàn)對(duì)汽車尾燈顯示的控制功能。本設(shè)計(jì)也可以使用單片機(jī)系統(tǒng)構(gòu)建簡(jiǎn)易頻率計(jì)。工作電源Vcc為12V。電路組成框圖如圖1所示： 圖1汽車尾燈控制電路圖要求完成的主要任務(wù): （包括課程設(shè)計(jì)工作量及技術(shù)要求，以及說(shuō)明書撰寫等具體要求）1、課程設(shè)計(jì)工作量：1周。2、技術(shù)要求：設(shè)汽車尾部左右兩側(cè)各有3個(gè)指示燈（用發(fā)光管模擬），要

2、求是： 汽車正常行駛時(shí)，尾燈全部熄滅。 當(dāng)汽車右轉(zhuǎn)彎時(shí)，右側(cè)3個(gè)指示燈按右循順序點(diǎn)亮。 當(dāng)汽車左轉(zhuǎn)彎時(shí)，左側(cè)3個(gè)指示燈按左循順序點(diǎn)亮。 臨時(shí)剎車時(shí)，所有指示燈同時(shí)閃爍。 選擇電路方案，完成對(duì)確定方案電路的設(shè)計(jì)。計(jì)算電路元件參數(shù)與元件選擇、并畫出總體電路原理圖，闡述基本原理。制作實(shí)際運(yùn)行裝置。3、查閱至少5篇參考文獻(xiàn)。按武漢理工大學(xué)課程設(shè)計(jì)工作規(guī)范要求撰寫設(shè)計(jì)報(bào)告書。全文用A4紙打印，圖紙應(yīng)符合繪圖規(guī)范。時(shí)間安排：1、 2010 年 6 月 28日集中，作課設(shè)具體實(shí)施計(jì)劃與課程設(shè)計(jì)報(bào)告格式的要求說(shuō)明。2、 2010 年 6 月 28 日，查閱相關(guān)資料，學(xué)習(xí)電路的工作原理。2、 2010 年 6

3、月 29 日 至 2010年 6月 29 日，方案選擇和電路設(shè)計(jì)。2、 2010 年 6月 30 日 至 2010 年 7 月 1 日，電路調(diào)試和設(shè)計(jì)說(shuō)明書撰寫。3、 2010 年 7 月 2 日上交課程設(shè)計(jì)成果及報(bào)告，同時(shí)進(jìn)行答辯。課設(shè)答疑地點(diǎn)：鑒主13樓電子科學(xué)與技術(shù)實(shí)驗(yàn)室。指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日系主任（或責(zé)任教師）簽名： 年 月 日摘 要在汽車駕駛中，為保證安全形式需要各種警示燈輔助駕駛，如：汽車在啟動(dòng)、轉(zhuǎn)彎和剎車時(shí)，尾燈的亮滅時(shí)有一定規(guī)律的。本文通過(guò)觀察設(shè)計(jì)了汽車尾燈控制器，當(dāng)汽車剎車時(shí)，尾燈不停地閃爍；當(dāng)汽車左轉(zhuǎn)彎時(shí)，左側(cè)的尾燈按左方向循序亮；當(dāng)汽車右轉(zhuǎn)彎時(shí)，右側(cè)的尾燈按有方向循

4、序亮。為了實(shí)現(xiàn)該功能本文采用AT89S52單片機(jī)和相關(guān)的外圍電路的方案，論文通過(guò)對(duì)AT89S52進(jìn)行編程來(lái)控制整個(gè)模型系統(tǒng)，再利用小按鍵作為觸發(fā)來(lái)控制汽車的啟動(dòng)、轉(zhuǎn)彎以及剎車，同時(shí)用發(fā)光二極管LED作為尾燈做出對(duì)應(yīng)的顯示，從而將實(shí)際中的汽車尾燈變化轉(zhuǎn)化成了簡(jiǎn)單的模型。其中主要利用AT89S52的4個(gè)八位并行IO口，通過(guò)以接收外界的觸發(fā)信號(hào)來(lái)控制其輸出電平的高低，使得發(fā)光二極管LED的亮或滅。通過(guò)相關(guān)測(cè)試可得本文設(shè)計(jì)的汽車尾燈控制器滿足設(shè)計(jì)要求，從而完成本次課程設(shè)計(jì)任務(wù)。關(guān)鍵詞：汽車尾燈； AT89S52； 觸發(fā)信號(hào)； LED顯示專心-專注-專業(yè)目 錄1緒論12.設(shè)計(jì)方案選擇與論證23.硬件設(shè)計(jì)

5、34.軟件設(shè)計(jì)65.設(shè)計(jì)電路功能測(cè)試86.總結(jié)與體會(huì)9參考文獻(xiàn)10附錄111附錄211附錄3121. 緒 論 隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，信息化和自動(dòng)化已經(jīng)不再是個(gè)陌生的話題。為追隨社會(huì)發(fā)展的步伐，作為當(dāng)代大學(xué)生，學(xué)習(xí)一些簡(jiǎn)單的系統(tǒng)的模擬是非常重要。因此，在各個(gè)高校的電子學(xué)科培養(yǎng)中，根據(jù)已知的要求設(shè)計(jì)出相應(yīng)的電路的能力的鍛煉不可或缺。通過(guò)一個(gè)學(xué)期的對(duì)數(shù)字電子技術(shù)的學(xué)習(xí)，對(duì)簡(jiǎn)單的數(shù)字電路的構(gòu)建有了一些了解，比如說(shuō)數(shù)字電路中是二進(jìn)制作為傳遞媒介的，因此對(duì)生活中的模擬量應(yīng)做相應(yīng)的轉(zhuǎn)化才能與數(shù)字電路相連，從而誕生了譯碼器和編碼器。不過(guò)這些都是最基本的知識(shí)，社會(huì)的發(fā)展步伐越來(lái)越快，這些簡(jiǎn)單的數(shù)字元件是不能滿足發(fā)

6、展的需求的，為滿足社會(huì)的發(fā)展需求，集成電路應(yīng)運(yùn)而生，科技的不斷進(jìn)步，由晶體管時(shí)代到集成電路時(shí)代，從小規(guī)模集成電路到超大規(guī)模，原來(lái)很復(fù)雜的問(wèn)題的現(xiàn)在越來(lái)越簡(jiǎn)單，可以說(shuō)電子信息的發(fā)展極大的推動(dòng)了社會(huì)的進(jìn)步。電子信息學(xué)科偏向?qū)嵺`，作為電子類的學(xué)生，為了趕上時(shí)代的步伐，當(dāng)然要加強(qiáng)對(duì)這方面的學(xué)習(xí)，不僅如此，學(xué)校方面也給出很大的支持，如在模擬電路和數(shù)字電路學(xué)習(xí)中安排了課設(shè)，通過(guò)給出幾個(gè)設(shè)計(jì)任務(wù)，讓學(xué)生在有限的時(shí)間中根據(jù)自己獨(dú)立的設(shè)計(jì)理念設(shè)計(jì)出符合的要求的電路，一般課程設(shè)計(jì)的課題來(lái)源于實(shí)際生活中的真實(shí)問(wèn)題，這樣的鍛煉可以讓學(xué)生將在書本上學(xué)習(xí)到的知識(shí)運(yùn)用實(shí)踐，而且還能以此為基礎(chǔ)進(jìn)行拓展，對(duì)創(chuàng)新思維的培養(yǎng)也是很

7、有幫助的。因此課程設(shè)計(jì)的開(kāi)展對(duì)學(xué)習(xí)有很大的益處，就如本次課設(shè)選擇的課題是“汽車尾燈控制顯示電路的設(shè)計(jì)”，在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，學(xué)會(huì)了怎樣將實(shí)際問(wèn)題轉(zhuǎn)化成可以研究的模型，這樣的轉(zhuǎn)化思維的培養(yǎng)對(duì)于以后的對(duì)實(shí)際問(wèn)題的研究有一定的幫助。在大學(xué)中需要學(xué)習(xí)的應(yīng)是怎樣將理論運(yùn)用于實(shí)踐，而不是那書本上死板的知識(shí)。因此在大學(xué)中更加值得注重的是實(shí)踐與理論的統(tǒng)一。2. 設(shè)計(jì)方案選擇與論證根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書的要求可知，需要設(shè)計(jì)一款電路來(lái)模擬汽車尾燈在汽車啟動(dòng)、轉(zhuǎn)彎、剎車時(shí)的顯示，通過(guò)對(duì)數(shù)字電子技術(shù)的學(xué)習(xí)可知，若要完成設(shè)計(jì)要求的功能，則需要利用數(shù)字電路來(lái)完成，但是究竟是利用硬件型還是軟件型電路來(lái)設(shè)計(jì)呢？所謂硬件型即為采用組合邏輯

8、電路的時(shí)序邏輯電路來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)，其側(cè)重于硬件的搭建，而軟件型即為利用可編程邏輯器件對(duì)其進(jìn)行編程來(lái)完成對(duì)應(yīng)需要完成的功能，其側(cè)重于軟件的編譯。再對(duì)設(shè)計(jì)任務(wù)進(jìn)行分析，不難發(fā)現(xiàn)若利用硬件型則設(shè)計(jì)出的電路相當(dāng)復(fù)雜，而且成本很高，然而利用單片機(jī)來(lái)完成，則花費(fèi)的成本很低，而且設(shè)計(jì)出的電路很簡(jiǎn)便。將兩者進(jìn)行對(duì)比后，顯而易見(jiàn)，采用單片機(jī)來(lái)設(shè)計(jì)符合要求的電路時(shí)必然的，又因?yàn)樵O(shè)計(jì)的要求不是很高，所以不需要利用高級(jí)的單片機(jī)來(lái)進(jìn)行電路的設(shè)計(jì)，故選擇AT89S52來(lái)作為設(shè)計(jì)電路的主體。綜合上述，本次課設(shè)任務(wù)采用單片機(jī)AT89S52進(jìn)行設(shè)計(jì)較好。3. 硬件設(shè)計(jì)3.1硬件設(shè)計(jì)流程圖根據(jù)課程設(shè)任務(wù)經(jīng)過(guò)分析可以將整個(gè)汽車控制器電

9、路分成三個(gè)模塊，即為信號(hào)觸發(fā)電路、信號(hào)控制處理電路和信號(hào)顯示電路。本設(shè)計(jì)的原理框圖如下圖1所示。信號(hào)控制處理電路信號(hào)觸發(fā)電路信號(hào)顯示電路圖1 汽車尾燈控制器原理框圖3.2硬件設(shè)計(jì)電路圖3.2.1信號(hào)觸發(fā)電路設(shè)計(jì)圖2 信號(hào)觸發(fā)原理電路圖根據(jù)設(shè)計(jì)的要求可知，需要設(shè)置的觸發(fā)信號(hào)應(yīng)該有四種即為啟動(dòng)信號(hào)，左轉(zhuǎn)信號(hào)，右轉(zhuǎn)信號(hào)以及剎車信號(hào)，在單片機(jī)電路設(shè)計(jì)過(guò)程一般采用瞬發(fā)低電平作為觸發(fā)信號(hào)來(lái)控制顯示電路，即可以用小按鍵來(lái)作為四種觸發(fā)信號(hào)的產(chǎn)生者，其中觸發(fā)信號(hào)可為高電平也可為低電平，此選擇低電平為準(zhǔn)，故得出信號(hào)控制電路如右圖2所示，其中“MOVE”“LEFT”“STOP”“RIGHT”分別接單片機(jī)的P10，P

10、11，P12，和P13。3.2.2信號(hào)控制處理電路設(shè)計(jì)圖3 信號(hào)控制處理原理電路圖 這次課程的主體即為信號(hào)的控制處理電路，其實(shí)連接信號(hào)觸發(fā)電路與顯示電路的橋梁，它必須能將小按鍵產(chǎn)生的信號(hào)通過(guò)轉(zhuǎn)換變成顯示信號(hào)再LED上顯示出來(lái)。根據(jù)AT89S52的引腳功能可知，可以通過(guò)改變其中的幾個(gè)引腳的電平來(lái)使得其他引腳的電平能夠按照一定規(guī)律變化。通過(guò)進(jìn)一步分析，可知，利用以AT89S52為基礎(chǔ)的單片機(jī)最小系統(tǒng)來(lái)完成題中的功能，故信號(hào)控制處理電路即采用AT89S52構(gòu)成的最小系統(tǒng)來(lái)搭建，電路如上圖3所示：整個(gè)電路包含三個(gè)部分，即為復(fù)位電路，時(shí)鐘電路，和單片機(jī)本體。其中復(fù)位電路是有小按鍵和相關(guān)電阻、電容構(gòu)成，在

11、復(fù)位時(shí)，單片機(jī)的RST端接高電平，為有效電平即AT89S52復(fù)位；時(shí)鐘電路由一個(gè)12M晶振和兩個(gè)33P的電容構(gòu)成電容三點(diǎn)式振蕩電路為AT89S52提供1us的指令周期。3.2.3信號(hào)顯示電路設(shè)計(jì)圖4 信號(hào)顯示原理電路圖 根據(jù)設(shè)計(jì)的要求可以用發(fā)光二極管來(lái)模擬汽車尾燈，同時(shí)根據(jù)電路設(shè)計(jì)的簡(jiǎn)便原則設(shè)計(jì)出信號(hào)顯示電路如右圖所示，其中D1，D2，D3，D4，D5，D6，分別接單片機(jī)的P20，P21，P22，P25，P26，P27口，D1，D2，D3為左側(cè)三燈，D4,D5,D6為右側(cè)三燈，由右圖可知，當(dāng)單片機(jī)的IO口輸出低電平時(shí)，LED亮，即而可以通過(guò)控制IO口的輸出電平來(lái)控制顯示電路。如當(dāng)控制端的“ST

12、OP”鍵按下，此時(shí)對(duì)應(yīng)的控制端的IO口為低電平，即而P20，P21，P22，P25，P26，P27先為低電平再為高電平，周而復(fù)始，故D1，D2，D3，D4，D5，D6就不斷閃爍。 綜合上述，通過(guò)三個(gè)模塊的設(shè)計(jì)電路之間的耦合，與相關(guān)C語(yǔ)言程序配套即可完成設(shè)計(jì)要求的功能，從而汽車尾燈顯示控制器電路就設(shè)計(jì)完成了。4 軟件設(shè)計(jì)4.1 軟件設(shè)計(jì)流程圖根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書要求，本項(xiàng)目的軟件工作應(yīng)完成鍵盤讀取、左轉(zhuǎn)燈控制、右轉(zhuǎn)燈控制及左右燈同時(shí)閃爍功能。軟件流程框圖如下圖5 所示。判斷有無(wú)鍵按下判斷有無(wú)鍵按下起始有右側(cè)LED按右循序亮所有LED同時(shí)閃爍左側(cè)LED循序亮左轉(zhuǎn)有右轉(zhuǎn)剎車是無(wú)判斷是否為啟動(dòng)鍵判斷鍵功能圖

13、5 汽車尾燈顯示控制器電路軟件流程圖4.2 電路的C語(yǔ)言源程序設(shè)計(jì) 根據(jù)汽車尾燈顯示控制器電路軟件流程圖，可以得到要實(shí)現(xiàn)的最終功能是三種不同的顯示，從而可以簡(jiǎn)單地將這三種顯示用三個(gè)不同的顯示函數(shù)來(lái)表示，即為stop_display()，right_display()，和left_display()。然而根據(jù)一般的顯示函數(shù)的編法來(lái)說(shuō)，要保證顯示的持久性一般用死循環(huán)語(yǔ)句來(lái)實(shí)現(xiàn)，從一方面也就說(shuō)明用一般的編法即會(huì)存在無(wú)法從一種顯示向另一種顯示自由的跳轉(zhuǎn)。不過(guò)從顯示函數(shù)中可以發(fā)現(xiàn)，顯示需要延時(shí)才能使顯示穩(wěn)定。就此而言，不難想到利用在延時(shí)函數(shù)中添加條件即可使得一種顯示向另一種顯示自由跳轉(zhuǎn)。具體的延時(shí)函數(shù)如

14、下所示：void delay(uint a)uint i,j;for(i=0;i<a;i+)for(j=0;j<200;j+);if(right=0) while(right=0);right_display(); if(left=0)while(left=0) ;left_display();if(stop=0)while(stop=0); stop_display();if(move=0)move_display(); delay(150);顯示跳轉(zhuǎn)問(wèn)題解決后，其他均可利用一般單片機(jī)編程來(lái)實(shí)現(xiàn)，如鍵盤識(shí)別等。程序編寫完成后，將其輸入到Keil中進(jìn)行編譯，形成HEX文件以燒錄到單

15、片機(jī)中。在輸入上述程序之后，初始進(jìn)行編譯時(shí)，在窗口中顯示有錯(cuò)誤，然后將其顯示的錯(cuò)誤進(jìn)行一一排除，最終在窗口中顯示“No error，No warning”時(shí)說(shuō)明程序在語(yǔ)法上已經(jīng)沒(méi)有錯(cuò)誤。但是是否能完成相應(yīng)的功能還需得把得到的HEX文件通過(guò)ISP接口寫入AT89S52中，之后對(duì)電路進(jìn)行測(cè)試，觀察是否能達(dá)到設(shè)計(jì)要求的功能，若不能需要對(duì)、程序進(jìn)行修改至能達(dá)到設(shè)計(jì)需要的功能為止。 5 設(shè)計(jì)電路功能測(cè)試根據(jù)設(shè)計(jì)的汽車尾燈顯示控制器電路原理圖在萬(wàn)用板上焊接好電路，并對(duì)其進(jìn)行硬件測(cè)試，并根據(jù)測(cè)試結(jié)果判斷電路是否有短接，漏接的情況，若有則進(jìn)行修正。在測(cè)試確定電路焊接無(wú)誤后，通過(guò)電路的ISP程序下載口使電路與P

16、C機(jī)進(jìn)行通信，并將編寫的C語(yǔ)言源程序燒錄到電路的處理芯片AT89S52當(dāng)中，在程序燒寫完畢后，對(duì)整個(gè)電路進(jìn)行功能測(cè)試，即按相應(yīng)的按鍵觀察是否有的相應(yīng)的顯示與之對(duì)應(yīng)。 在測(cè)試過(guò)程可以觀察到，電路上電后，直接按下“right”“l(fā)eft”“stop”鍵可以觀察到無(wú)顯示；當(dāng)按下“move”鍵后，再按下“l(fā)eft”鍵可以觀察左側(cè)顯示燈左循環(huán)亮，按下“stop”鍵可以觀察到所有顯示燈閃爍，按下“right”鍵可以觀察到右側(cè)顯示燈右循環(huán)亮，再按下“move”鍵可以觀察到所有顯示燈熄滅。以上現(xiàn)象說(shuō)明設(shè)計(jì)的電路與C語(yǔ)言程序符合設(shè)計(jì)要求。6總結(jié)與體會(huì)我認(rèn)為這次課設(shè)是一次檢驗(yàn)我在半個(gè)學(xué)期對(duì)數(shù)字電子技術(shù)這門課程的學(xué)

17、習(xí)究竟達(dá)到了什么水平，是否能夠?qū)⒃跀?shù)字電子技術(shù)中學(xué)習(xí)到的知識(shí)運(yùn)用于實(shí)踐，是否能夠?qū)F(xiàn)實(shí)中的實(shí)際問(wèn)題轉(zhuǎn)化成一個(gè)能研究的模型來(lái)進(jìn)行分析。記得在大一時(shí)就已經(jīng)開(kāi)始學(xué)單片機(jī)了，一開(kāi)始覺(jué)得很枯燥乏味，覺(jué)得跟實(shí)際問(wèn)題沒(méi)什么大的聯(lián)系，很難培養(yǎng)出對(duì)其的興趣，上了大二之后，隨著對(duì)電子類的專業(yè)學(xué)科的學(xué)習(xí)明確了單片機(jī)的強(qiáng)大功能可以運(yùn)用于許多方面來(lái)解決顯示中的實(shí)際問(wèn)題，如電梯的簡(jiǎn)化模型，簡(jiǎn)易溫度計(jì)，簡(jiǎn)易頻率計(jì)等等，隨著不斷地接觸單片機(jī)，越來(lái)越覺(jué)得自己喜歡上了它，喜歡上編程，每段程序的完美結(jié)束都能給我?guī)?lái)莫名的喜悅。盡管有些時(shí)候遇到一些復(fù)雜的問(wèn)題，很棘手，但是經(jīng)過(guò)細(xì)細(xì)的分析到最后還是能解決的。正如這次課程設(shè)計(jì)一樣，一開(kāi)始

18、我覺(jué)得我選的課題很簡(jiǎn)單，但是在實(shí)際操作中卻遇到很多問(wèn)題，在編寫程序的過(guò)程中有些看似很容易解決的問(wèn)題卻很難解決，如在編寫左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)、剎車轉(zhuǎn)化程序時(shí)，如何從顯示的死循環(huán)中跳出讓我苦思冥想了很長(zhǎng)時(shí)間，最終通過(guò)在延時(shí)函數(shù)中添加條件解決這個(gè)問(wèn)題。總而言之，這次課程設(shè)計(jì)讓我實(shí)踐了一次，其中得到的東西很多，同時(shí)也讓我明白了看上去很容易解決的問(wèn)題在自己實(shí)際操作卻不是很容易，因此，應(yīng)該認(rèn)真地對(duì)待每個(gè)細(xì)節(jié)，不要忽視其在整個(gè)系統(tǒng)中的作用。正如：細(xì)節(jié)決定成??！參考文獻(xiàn)1伍時(shí)和，吳友宇.數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ).北京：清華大學(xué)出版社，2009年4月2潘曉寧.單片機(jī)程序設(shè)計(jì)實(shí)踐教程.北京：清華大學(xué)出版，2009年8月3戴佳. 5

19、1單片機(jī)C語(yǔ)言應(yīng)用程序設(shè)計(jì)實(shí)例精講.北京：電子工業(yè)出版社，2008年12月4趙俊生.單片機(jī)技術(shù)項(xiàng)目化原理與實(shí)訓(xùn).北京：電子工業(yè)出版社，2009年9月5楊居義.單片機(jī)原理與工程應(yīng)用.北京：清華大學(xué)出版社，2010年1月6周杰. 單片機(jī)C語(yǔ)言及匯編語(yǔ)言實(shí)用程序設(shè)計(jì).北京：中國(guó)電力出版社，2009年4月7彭偉.單片機(jī)C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)100例:基于8051+Proteus仿真.北京：電子工業(yè)出版社，2009年6月附錄1 汽車尾燈控制器原理電路圖附錄2 設(shè)計(jì)電路元件清單元件數(shù)量AT89S521個(gè)LED（白發(fā)紅 高亮 5mm）6個(gè)小按鍵5個(gè)12M 晶振1個(gè)33p 瓷片電容2個(gè)4.7uF 電解電容1個(gè)1K

20、 電阻（0.25W）2個(gè)ISP 下載接口1個(gè)鈕扣電池（3V帶座）1個(gè)自鎖開(kāi)關(guān)1個(gè)單排針1排附錄3 設(shè)計(jì)電路的C語(yǔ)言源程序#include <reg52.h>#define uint unsigned int #define uchar unsigned char sbit right=P10;sbit left=P12;sbit stop=P11;sbit move=P13;void right_display();void left_display();void stop_display();void move_display();void delay(uint a)uint i,j;for(i=0;i<a;i+)for(j=0;j<200;j+);if(right=0) while(right=0);right_display(); if(left=0)while(left=0) ;left_display();if(stop=0)while(stop=0); stop_display();if(move=0)move_display(); delay(150);void right_display()while(1)uint i;uchar temp;P2=0xDF;delay(1