汽車電控課程設(shè)計指導

汽車電控課程設(shè)計指導設(shè)計內(nèi)容：汽車車燈控制系統(tǒng)2013年12月目錄一、設(shè)計內(nèi)容二、進度安排三、基本要求四、設(shè)計過程

1、設(shè)計要求

2、設(shè)計要點

3、硬件設(shè)計

4、軟件設(shè)計

5、調(diào)試與仿真五、設(shè)計報告六、考核方法一、設(shè)計內(nèi)容

汽車車燈控制系統(tǒng)的設(shè)計

汽車在駕駛時有左轉(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，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)時要求前面所述的6個信號燈全部閃爍；汽車剎車時，兩個尾燈點亮；如正當轉(zhuǎn)彎時剎車，則轉(zhuǎn)彎時原應(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)合上時左頭燈、右頭燈、左尾燈、右尾燈按頻率為30Hz的高頻閃爍。

回目錄二、進度安排

汽車電控課程設(shè)計共安排2周（10天），具體分配如下：任務(wù)布置、分組：半天（15周周一上午8:30、地點：工-454）查閱資料：半天（15周周一下午、地點：圖書館）總體方案設(shè)計：1天（15周周二、地點：分散）硬件設(shè)計：1天（15周周三、地點：工-454）軟件設(shè)計：1天（15周周四、地點：工-454）軟件調(diào)試：1天（15周周五、地點：工-454）仿真分析：2天（16周周一、周二、地點：工-454）撰寫設(shè)計報告：2天（16周周三、周四、地點：分散）上交報告電子版并修改錯誤：半天（16周周五上午8:30、每個小組半小時、地點：工-454）答辯與總結(jié)、上交打印課程報告：半天（16周周五下午2:00、每個小組半小時、地點：工-454）回目錄三、基本要求

1、課程設(shè)計的基本要求汽車電控課程設(shè)計的主要內(nèi)容包括：理論設(shè)計、調(diào)試與仿真、撰寫設(shè)計報告等。其中理論設(shè)計又包括選擇總體方案，硬件系統(tǒng)設(shè)計、軟件系統(tǒng)設(shè)計；硬件設(shè)計包括單元電路，選擇元器件及計算參數(shù)等；軟件設(shè)計包括模塊化層次結(jié)構(gòu)圖，程序流程圖。程序設(shè)計是課程設(shè)計的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，通過調(diào)試進一步完善程序設(shè)計，使之達到課題所要求的指標，使理論設(shè)計更接近于實際產(chǎn)品。課程設(shè)計的最后要求是寫出設(shè)計總結(jié)報告，把理論設(shè)計內(nèi)容，調(diào)試的過程及性能指標的測試結(jié)果進行全面的總結(jié)，把實踐內(nèi)容上升到理論高度?；啬夸?/p>

2、課程設(shè)計的教學要求

汽車電控課程設(shè)計的教學采用相對集中的方式進行，以班為單位全班學生集中到工-454進行，每2人配備一臺PC機、相關(guān)的軟件（KEIL、PROTEUS）。做到課程設(shè)計教學課堂化，嚴格考勤制度，在課程設(shè)計期間（兩周）累計曠課達到6節(jié)以上，或者遲到、早退累計達到8次以上的學生，該課程考核按不及格處理。在課程設(shè)計期間需要外出查找資料時，必須向指導老師請假，經(jīng)同意后方可外出。

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課程設(shè)計的任務(wù)相對分散，每5-6名學生組成一個小組，完成一個課題的設(shè)計。小組成員既有分工、又要協(xié)作，同一小組的成員之間可以相互探討、協(xié)商，可以互相借鑒或參考別人的設(shè)計方法和經(jīng)驗。但每個學生必須單獨完成設(shè)計任務(wù)，要有完整的設(shè)計資料，獨立撰寫設(shè)計報告，設(shè)計報告雷同率超過50%的課程設(shè)計考核按不及格處理?；啬夸浰?、設(shè)計過程

1、設(shè)計要求

本次課程設(shè)計主要是以AT89C51為核心的單片機控制電路，它主要模擬了汽車尾燈系統(tǒng)的轉(zhuǎn)彎、剎車、應(yīng)急、夜間行駛等狀態(tài)下的發(fā)光情況，實現(xiàn)了汽車尾燈控制的智能化。汽車車燈控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖1.1所示。圖1.1汽車車燈控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖回目錄AT89C51電源電路時鐘電路復位電路按鍵電路發(fā)光二極管顯示電路液晶屏顯示電路由定時器/計數(shù)器與中斷系統(tǒng)的聯(lián)合模擬控制系統(tǒng)的工作原理。如汽車上有一個轉(zhuǎn)彎控制桿，其中有三個位置：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，規(guī)定左右尾燈、左右頭燈儀表板上2個指示燈相應(yīng)地發(fā)出閃爍信號。應(yīng)急開關(guān)合上時，6個信號燈都應(yīng)閃爍。汽車剎車時，2個尾燈發(fā)出不閃爍信號。如正當轉(zhuǎn)彎時剎車，轉(zhuǎn)彎時原應(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?？慷？块_關(guān)合上時，左頭燈、右頭燈、左尾燈、右尾燈按頻率為30Hz的高頻閃爍。本次單片機的控制系統(tǒng)以AT89C51為控制器；鍵盤為輸入信號，由于AT89C51本身的功能強大，汽車轉(zhuǎn)彎燈的驅(qū)動用單片機的驅(qū)動功能來完成。使得單片機的功能得到了充分的運用；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)光二極管導通，顯示出相應(yīng)的轉(zhuǎn)彎信號；為提升系統(tǒng)的可靠性，方案中有加入故障檢測電路和報警電路，對每條顯示電路進行現(xiàn)場監(jiān)控，若有故障，發(fā)出報警信號，具有一定的檢測功能。進行仿真后，能清晰地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)計對汽車轉(zhuǎn)彎燈單片機控制系統(tǒng)進行分析與設(shè)計，對單片機控制系統(tǒng)進行仿真調(diào)試，以達到課程設(shè)計預期目的。

回目錄回目錄駕

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)彎時剎車閃爍——閃爍——閃爍亮右轉(zhuǎn)彎時剎車——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)）————30Hz閃爍30Hz閃爍30Hz閃爍30Hz閃爍

具體設(shè)計要求如下：設(shè)計一個基于單片機的汽車尾燈控制器，其具體指標要求如下：1）用發(fā)光二極管模擬汽車尾燈，按鍵開關(guān)作為轉(zhuǎn)彎控制信號；2）按鍵選擇左轉(zhuǎn)彎，相應(yīng)左尾燈閃爍；選擇右轉(zhuǎn)彎，右尾燈閃爍；3）按下雙跳燈開關(guān)時，尾燈同時明、暗閃爍；4）可顯示行進狀態(tài)；5）可通過串口連接PC（發(fā)揮部分）?；啬夸?、設(shè)計要點(1)硬件設(shè)計：1）單片機建議選用AT89C51，它與8051系列單片機全兼容，但其內(nèi)部帶有4KB的FLASHROM，設(shè)計時無需外接程序存儲器，為設(shè)計和調(diào)試帶來極大的方便。2）LED顯示系統(tǒng)：LED具有二極管的特性，但在導通之后會發(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)一個限流電阻，否則一旦通電，LED會被燒壞。要用89C51單片機來控制LED，顯然這個LED必須要與89C51單片機的某個腳相連。89C51單片機上除了基本連線必須用到的6個腳，還有34個引腳。這里把LED與89C51單片機的P0腳相連?；啬夸?/p>

3）鍵盤系統(tǒng)：汽車轉(zhuǎn)彎燈設(shè)計5個按鍵控制信號燈的轉(zhuǎn)向、?？?、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)。4）電源供電系統(tǒng)：本系統(tǒng)采用220V電源供電，應(yīng)設(shè)計相應(yīng)的穩(wěn)壓電源電路。但課程設(shè)計受時間限制，也可采用現(xiàn)成的5V直流穩(wěn)壓電源供電，這樣可以節(jié)約設(shè)計時間、簡化設(shè)計過程。

回目錄單片機控制系統(tǒng)功能模塊的設(shè)計

電源電路時鐘電路復位電路鍵盤接口電路信號燈電路故障監(jiān)控電路報警電路電源電路時鐘電路復位電路鍵盤接口電路信號燈電路故障監(jiān)控電路報警電路單片機硬件功能實現(xiàn)單片機硬件功能實現(xiàn)說明如下：1、利用單片機的P0口連接6個LED作為數(shù)據(jù)線輸出使用；2、利用單片機的P1口連接5個開關(guān)作為數(shù)據(jù)線輸入使用；3、定時器/計數(shù)器的使用定時器/計數(shù)器0,定時功能,工作方式1,提供30ms的定時時間。4、中斷源的使用定時器/計數(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，信號燈順序點亮是左前燈、右前燈、左儀表板、右儀表板、左后燈、右后燈。

(3)軟件設(shè)計：

1）系統(tǒng)資源分配：為了便于程序的設(shè)計、閱讀及修改，需要先對系統(tǒng)的存儲器資源進行分配和說明。

2）軟件模塊：根據(jù)上述工作流程和設(shè)計要求，軟件設(shè)計可以分為以下幾個功能模塊：

·主程序：初始化及鍵盤監(jiān)控。

·計時程序模塊：為定時器的中斷服務(wù)子程序，完成時間定時?；啬夸?/p>

·顯示程序模塊：完成發(fā)光二極管的顯示驅(qū)動。

·鍵盤掃描程序模塊：判斷是否有鍵按下，并求取鍵號。

·鍵處理程序模塊：分別是各個鍵的處理子程序?；啬夸浛刂葡到y(tǒng)主程序流程中斷服務(wù)的程序流程控制系統(tǒng)鍵功能流程3、硬件設(shè)計

根據(jù)設(shè)計要求，交通燈控制系統(tǒng)的硬件由8位單片機、LED指示燈及其驅(qū)動電路、鍵盤、電源電路等組成?？梢詤⒄請D1.2所示的方框圖進行設(shè)計。硬件設(shè)計的要求：回目錄（1）確定元器件的型號及參數(shù)。（2）用PROTEUS畫出完整的原理圖。（3）列出元器件清單。P2.0～P2.3P0P3.0～P3.2回目錄電源電路時鐘與復位程序按鍵段驅(qū)動位驅(qū)動驅(qū)動P1.0～P1.53色LED指示燈4位LED數(shù)碼管單片機AT89C51圖1.2車燈控制系統(tǒng)組成方框圖4、軟件設(shè)計

根據(jù)設(shè)計要點，軟件設(shè)計首先應(yīng)對系統(tǒng)資源進行進行分配和說明。為了增加程序的可讀性，理清程序的編寫思路，建議程序采用模塊化結(jié)構(gòu)，可按以下9個模塊編寫程序：回目錄①

主程序模塊：主要完成RAM清零，T0定時器的設(shè)置，燈的初值設(shè)定，鍵盤查詢以及各子程序的調(diào)用。

②定時中斷服務(wù)程序模塊：產(chǎn)生定時信號。

③掃描顯示子程序：為LED動態(tài)顯示提供驅(qū)動信號。P0口和P2口為數(shù)碼管提供驅(qū)動信號，P0口為字段口，低電平有效，P2口為字位碼輸出口，高電平有效?；啬夸?/p>

④鍵掃描子程序：檢測P3端口，判斷是否有鍵按下，如果有鍵按下，則進行延時去抖動并讀取鍵值存入A中。

⑤鍵值處理子程序：根據(jù)鍵值，轉(zhuǎn)相應(yīng)鍵處理子程序。

⑥設(shè)置鍵處理子程序：設(shè)置鍵是一個多功能鍵，需要對其所按的次數(shù)進行計數(shù)，然后轉(zhuǎn)到相應(yīng)的程序段。

⑦加1鍵處理子程序：在按鍵標志位有效的情況下，每按一次加1鍵，對應(yīng)的數(shù)據(jù)作加1處理。長按該鍵（時間超過1秒），則對應(yīng)的數(shù)據(jù)快速增加?；啬夸?/p>

⑧減1鍵處理子程序：在按鍵標志位有效的情況下，每按一次減1鍵，對應(yīng)的數(shù)據(jù)作減1處理。長按該鍵（時間超過1秒），則對應(yīng)的數(shù)據(jù)快速減小。

⑨恢復通行顯示子程序：在設(shè)置通行時間的狀態(tài)下（此時鍵處理標志位0F2H=1），如在30秒鐘內(nèi)沒有按任何按鍵，則自動恢復到正常工作狀態(tài)，所作的設(shè)置時間無效。

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軟件設(shè)計的要求：（1）用MCS-51匯編語言或C語言進行程序設(shè)計。（2）在WAVE或其它編程平臺上進行編輯，并完成編譯。附：參考程序?；啬夸?、調(diào)試與仿真采用Proteus軟件，找到不同元器件，調(diào)入后，連線，下載程序到AT89C51芯片中，運行可看到相應(yīng)的信號燈亮或閃爍，具體仿真操作說明如下：（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?？挎I，D1、D2、D5、D6相應(yīng)信號燈以30Hz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1Hz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。

回目錄五、設(shè)計報告

設(shè)計完成后，必須撰寫課程設(shè)計報告。設(shè)計報告必須獨立完成，格式符合要求，文字（不含圖形、程序）不少于3000字，圖形繪制規(guī)范。設(shè)計報告的格式如下：

回目錄設(shè)計報告格式1、封面2、內(nèi)容提要3、目錄4、正文

(1)所作題目的意義、本人所做的工作及系統(tǒng)的主要功能；(2)硬件電路設(shè)計及描述；(3)軟件設(shè)計流程及描述；(4)源程序代碼（要有注釋）；5、心得體會6、參考文獻

回目錄六、考核方法汽車電控課程設(shè)計的考核方式為考查，考核結(jié)果為優(yōu)秀、良好、中等、及格和不及格五等，分數(shù)在90-100之間為優(yōu)秀，80-89分之間為良好，70-79分之間為中等，60-69分之間為及格，60分以下為不及格?？己朔秩齻€方面進行：設(shè)計制作40%；設(shè)計報告30%；設(shè)計答辯30%。表