單片機(jī)中汽車燈光控制系統(tǒng)試驗(yàn)報(bào)告講解

1、單片機(jī)原理與應(yīng)用課程大作業(yè)項(xiàng)目名稱：汽車燈光控制系統(tǒng)專業(yè)班級(jí)：智能監(jiān)控121學(xué)號(hào):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(jī)的日益發(fā)展，其應(yīng)用也越來(lái)越廣泛，通過(guò)對(duì)“汽車燈光控制系統(tǒng)”設(shè)計(jì)，可以對(duì)單片機(jī)的知識(shí)得到鞏固。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)行左右轉(zhuǎn)向燈、前主燈、倒車燈、故障燈時(shí)，實(shí)現(xiàn)對(duì)各種信號(hào)指示燈的控制。本設(shè)計(jì)主要是對(duì)單片機(jī)的并行輸入、輸出口電路的應(yīng)用，通過(guò)對(duì)I/O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(dòng)電路來(lái)模擬汽車尾燈的功能。關(guān)鍵詞單片機(jī)；汽車信號(hào)燈；電路基礎(chǔ)；緒論車燈是行車安全的必備件，除了具有

2、照明作用，對(duì)行人和其他車輛還具有轉(zhuǎn)向、會(huì)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(bào)警信號(hào)燈是汽車運(yùn)動(dòng)方向和車身狀態(tài)的表示信號(hào)，關(guān)系著汽車的安全問(wèn)題，因此基于單片機(jī)的汽車轉(zhuǎn)向燈控制器的一直以來(lái)都是汽車電子設(shè)計(jì)中的一個(gè)十分重要的領(lǐng)域。此次基于單片機(jī)的汽車轉(zhuǎn)向燈的設(shè)計(jì)中，復(fù)位電路的設(shè)計(jì)、LED發(fā)光二極管的應(yīng)用、4個(gè)按鍵開(kāi)關(guān)、鍵盤(pán)掃描來(lái)控制LED燈點(diǎn)亮的方式都基本符合課程設(shè)計(jì)的要求。其中復(fù)位電路的作用是當(dāng)單片機(jī)死機(jī)的情況下用來(lái)復(fù)位重啟單片機(jī)，軟件部分主要是用鍵盤(pán)掃描的方式來(lái)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(lái)實(shí)現(xiàn)LED的點(diǎn)亮方式。汽車上的信號(hào)燈有：轉(zhuǎn)向燈（左前燈、右前燈、

3、儀表盤(pán)上的二個(gè)指示燈）。當(dāng)汽車轉(zhuǎn)彎、倒車、停靠時(shí)，轉(zhuǎn)向燈發(fā)出不同的信號(hào)。目前國(guó)內(nèi)廣泛使用電熱式閃光器產(chǎn)生閃光信號(hào)。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(guò)調(diào)節(jié)饃銘絲的拉力和觸點(diǎn)的間隙來(lái)滿足頻率要求的，燈泡功率的大小也會(huì)影響閃爍頻率。因此在更換閃光器或燈泡時(shí)調(diào)整比較困難。同時(shí)，系統(tǒng)沒(méi)有故檢測(cè)，駕駛員無(wú)法知道車外的轉(zhuǎn)向燈及示寬燈是否點(diǎn)亮，從而影響行車安全。到目前為止，我們還沒(méi)有發(fā)現(xiàn)能檢測(cè)燈絲斷這種故障的有效方法。針對(duì)上述問(wèn)題，我們用AT89C51單片機(jī)設(shè)計(jì)了一套汽車信號(hào)燈控制系統(tǒng)。用LED產(chǎn)生閃光信號(hào)，同時(shí)能自動(dòng)檢測(cè)信號(hào)燈故障。信號(hào)燈燈具的發(fā)展是隨著汽車制造

4、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(jī)油（或煤油）燈、乙快氣燈到電光源燈的發(fā)展歷程?，F(xiàn)代汽車信號(hào)燈燈具已經(jīng)開(kāi)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(hào)燈燈具的一次飛躍。目錄摘要2緒論3目錄I第一章：項(xiàng)目要求11.1 AT89C51簡(jiǎn)介和結(jié)構(gòu)框圖11.2尋址方式11.3管腳說(shuō)明3第二章項(xiàng)目設(shè)計(jì)前的分析52.1設(shè)計(jì)目標(biāo)52.2汽車轉(zhuǎn)向燈的幾種狀態(tài)分析5第三章項(xiàng)目設(shè)計(jì)步驟63.1設(shè)計(jì)程序框圖63.2實(shí)驗(yàn)器材63.3設(shè)計(jì)電路的思路63.4汽車燈光控制系統(tǒng)程序清單7四、項(xiàng)目結(jié)果及分析9五、總結(jié)10參考文獻(xiàn)11第一章：項(xiàng)目要求1.1AT89C51簡(jiǎn)介和結(jié)構(gòu)框圖AT89C51是一種帶4K字

5、節(jié)閃存可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器(FPEROMFlashProgrammableandErasableReadOnlyMemory)的低電壓、高性能CMOS8位微處理器，俗稱單片機(jī)。AT89C2051是一種帶2K字節(jié)閃存可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器的單片機(jī)。單片機(jī)的可擦除只讀存儲(chǔ)器可以反復(fù)擦除1000次。該器件采用ATMELM密度非易失存儲(chǔ)器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MCS-51指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能8位CPlffi閃爍存儲(chǔ)器組合在單個(gè)芯片中，ATMEL勺AT89C51是一種高效彳控制器，AT89C2051是它的一種精簡(jiǎn)版本。AT89C單片機(jī)為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價(jià)廉的方

6、案。外形及引腳排列如圖1-1所示圖 1-1 單片機(jī) 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MOVDPTR,#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MOA,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勺3AH單元內(nèi)的數(shù)據(jù)傳送內(nèi)累加器Ao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

7、元地址形式也可以以寄存器符號(hào)形式給出。直接尋址是訪問(wèn)SFR寄存器的唯一方法。3）寄存器尋址INCR0;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(yǔ)句實(shí)現(xiàn)R0寄存器的自加一操作。寄存器尋址范圍：a.四個(gè)寄存器組共32個(gè)通用寄存器；b.部分特殊功能寄存器，A、ARDPTR4）寄存器間接尋址ANLA,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)。碰綴是區(qū)分寄存器尋址和間接尋址的標(biāo)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；b.片外的64Kram單元，使用DPTR乍為間接尋址寄存器；c.片外RAM氐256單元，除了用DPT的卜

8、還可以用R0或R1為間址寄存器，例如MOVXA,R0d.堆棧區(qū)，堆棧操作指令（PUS書(shū)口POP5）相對(duì)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JC80H;6）變址尋址是指以DPTRPC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(chǔ)地址作為操作數(shù)地址。如：MOVCA,A+DPTR址尋址只能對(duì)程序存儲(chǔ)器尋址7）位尋址單片機(jī)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(gè)單元128位，可以直接使用位地址0H7FHb）可位尋址的SFR共有11個(gè)可位尋址SFR實(shí)際有83個(gè)位可位尋址。1.3管腳說(shuō)明VCC供電電壓。GND接地。P

9、0口：P0口為一個(gè)8位漏級(jí)開(kāi)路雙向I/O口，每腳可吸收8TTL門(mén)電流。當(dāng)P0口的管腳第一次寫(xiě)1時(shí)，被定義為高阻輸入。P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的低八位。在FIASH編程時(shí)，P0口作為原碼輸入口，當(dāng)FIASH進(jìn)行校3時(shí)，P0輸出原碼，此時(shí)P0外部必須接上拉電阻。P1口：P1口是一個(gè)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(mén)電流。P1口管腳寫(xiě)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(shí)，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在FLASHY程和校驗(yàn)時(shí)，P1口作為低八位地址接收。P2口：P2口為一個(gè)內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，

10、P2口緩沖器可接收，輸出4個(gè)TTL門(mén)電流，當(dāng)P2口被寫(xiě)“1”時(shí)，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(shí)，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(chǔ)器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行存取時(shí)，P2口輸出地址的高八位。在給出地址“1”時(shí)，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢(shì)，當(dāng)對(duì)外部八位地址數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫(xiě)時(shí)，P2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。P2口在FLASHY程和校驗(yàn)時(shí)接收高八位地址信號(hào)和控制信號(hào)。P3口：P3口管腳是8個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的雙向I/O口，可接收輸出4個(gè)TTL門(mén)電流。當(dāng)P3口寫(xiě)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

11、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P3.0RXD（串行輸入口）P3.1TXD（串行輸出口）P3.2/INT0（外部中斷0）P3.3/INT1（外部中斷1）P3.4T0（計(jì)時(shí)器0外部輸入）P3.5T1（計(jì)時(shí)器1外部輸入）P3.6/WR（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫(xiě)選通）3P3.7/RD（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通）P3口同時(shí)為閃爍編程和編程校驗(yàn)接收一些控制信號(hào)。RST復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要保持RST腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)間。ALE/PROG當(dāng)訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器時(shí)，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的低位字節(jié)。在

12、FLAS錦程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時(shí)，ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號(hào)，此頻率為振蕩器頻率的1/6。因此它可用作對(duì)外部輸出的脈沖或用于定時(shí)目的。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，將跳過(guò)一個(gè)ALE脈沖。如想禁止ALE的輸出可在SFR8EM址上置0。此時(shí)，ALE只有在執(zhí)行MOVXMOV能令是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(wú)效。/PSEN:外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。在由外部程序存儲(chǔ)器取指期間，每個(gè)機(jī)器周期兩次/PSEN有效。但在訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，這兩次有效的/PSEN信號(hào)將不出現(xiàn)。/EA/VPP:當(dāng)/EA保持低電平時(shí)，

13、則在此期間外部程序存儲(chǔ)器（0000H-FFFFH）,不管是否有內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。注意加密方式1時(shí)，/EA將內(nèi)部鎖定為RESET當(dāng)/EA端保持高電平時(shí)，此間內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。在FLASHY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(shí)鐘工作電路的輸入。XTAL2來(lái)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。石晶振蕩和陶瓷振蕩均可采用。如采用外部時(shí)鐘源驅(qū)動(dòng)器件，XTAL2應(yīng)不接。有余輸入至內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)要通過(guò)一個(gè)二分頻觸發(fā)器，因此對(duì)外部時(shí)鐘信號(hào)的脈寬無(wú)任何要求，但必須保證脈沖的高低電平要求

14、的寬度。第二章項(xiàng)目設(shè)計(jì)前的分析2.1設(shè)計(jì)目標(biāo)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(shí)）4、通過(guò)開(kāi)關(guān)控制發(fā)光二極管一閃一亮（可延時(shí)）5、通過(guò)開(kāi)關(guān)控制發(fā)光二極管一閃一亮（可延時(shí)），當(dāng)出現(xiàn)故障時(shí)能報(bào)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(kāi)主燈滅滅亮滅滅打開(kāi)倒車燈亮亮滅滅滅左右同時(shí)打開(kāi)滅滅滅滅亮第三章項(xiàng)目設(shè)計(jì)步驟3.1設(shè)計(jì)程序

15、框圖圖 3-1 程序框圖3.2實(shí)驗(yàn)器材AT89C51單片機(jī)開(kāi)發(fā)設(shè)備一套導(dǎo)線若干3.3設(shè)計(jì)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(kāi)關(guān)是K1K4,分別連接P1.3P1.5P1.7P1.6。2、設(shè)置P1.0連接由開(kāi)關(guān)K3控制的L1,撥動(dòng)開(kāi)關(guān)K1時(shí)左轉(zhuǎn)向燈閃爍。P1.1連接由開(kāi)關(guān)K4控制的L2,撥動(dòng)開(kāi)關(guān)K4時(shí)右轉(zhuǎn)向燈閃爍。P1.2連接由開(kāi)關(guān)K2控制的L3,撥動(dòng)開(kāi)關(guān)K2時(shí)前主燈點(diǎn)亮。當(dāng)撥動(dòng)開(kāi)關(guān)K1時(shí)，此時(shí)L1L2同時(shí)點(diǎn)亮為倒車燈。P1.4連接L4,L4為故障燈，當(dāng)同時(shí)撥動(dòng)開(kāi)關(guān)K3K4時(shí)，此時(shí)故障燈L4點(diǎn)亮。3.4汽車燈光控制系統(tǒng)程序清單ORG0000HMOVP1,#0F

16、FHA3:SETBP1.4SETBP1.1SETBP1.0SETBP1.2MOVC,P1.5JNBP1.5,A4CLRP1.2AJMPA4A4:JNBP1.3,A1CLRP1.1CLRP1.0AJMPA3A1:SETBP1.4MOVC,P1.7JBP1.7,STARTMOVC,P1.6JBP1.6,START1AJMPA3STARTCLRP1.1LCALLDELAYSETBP1.1LCALLDELAYAJMPA3A2:CLRP1.4LCALLDELAYAJMPA3START:JBP1.6,A2CLRP1.0LCALLDELAYSETBP1.0LCALLDELAYAJMPA3DELAY:MOVR

17、5,#20D1:MOVR6,#20D2:MOVR7,#248DJNZR7,$DJNZR6,D2DJNZR5,D1RETEND四、項(xiàng)目結(jié)果及分析1、測(cè)試轉(zhuǎn)向燈撥動(dòng)左邊開(kāi)關(guān)，左轉(zhuǎn)向燈閃爍，其余燈均無(wú)影響。撥動(dòng)右轉(zhuǎn)向燈時(shí)，右轉(zhuǎn)向燈閃爍，其余燈均無(wú)影響。同時(shí)撥動(dòng)撥動(dòng)左右轉(zhuǎn)向燈開(kāi)關(guān)時(shí)，左右轉(zhuǎn)向燈不閃爍。此時(shí)出現(xiàn)故障，則故障燈點(diǎn)亮。2、測(cè)試倒車燈撥動(dòng)控制倒車燈的開(kāi)關(guān)時(shí)，倒車燈點(diǎn)亮。其余燈均無(wú)影響。3、測(cè)試前主燈撥動(dòng)控制前車燈的開(kāi)關(guān)時(shí)，倒車燈點(diǎn)亮。其余燈均無(wú)影響。五、總結(jié)通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)我們對(duì)于單片機(jī)應(yīng)用有了更深的了解，單片機(jī)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(jì)硬件；

18、用軟件方式設(shè)計(jì)的系統(tǒng)到硬件系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換是由有關(guān)的開(kāi)發(fā)軟件自動(dòng)完成的；在設(shè)計(jì)過(guò)程中可用有關(guān)軟件進(jìn)行各種仿真；系統(tǒng)可現(xiàn)場(chǎng)編程，在線升級(jí)；整個(gè)系統(tǒng)可集成在一個(gè)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(jì)載體，以硬件描述語(yǔ)言為系統(tǒng)邏輯描述的主要表達(dá)方法，以計(jì)算機(jī)、大規(guī)模可編程邏輯器件的開(kāi)發(fā)軟件及實(shí)驗(yàn)開(kāi)發(fā)系統(tǒng)為設(shè)計(jì)工具，通過(guò)有關(guān)的開(kāi)發(fā)軟件，自動(dòng)完成用軟件方式設(shè)計(jì)的電子系統(tǒng)到硬件系統(tǒng)的邏輯編譯，邏輯化簡(jiǎn)，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(biāo)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(mén)新技術(shù)。此次電子課程設(shè)計(jì)不但提高了我們實(shí)踐的能力和理論水平，而且對(duì)于我們認(rèn)識(shí)掌握各種操作技巧具有重大意義，使我們