汽車速度檢測(cè)系統(tǒng)

汽車速度檢測(cè)系統(tǒng)緒論目前中國汽車工業(yè)發(fā)展迅速，汽車行業(yè)技術(shù)自主率愈來愈高，及汽車銷售持續(xù)旺盛，呈現(xiàn)出產(chǎn)銷兩旺的態(tài)勢(shì)。汽車對(duì)于老百姓不在陌生，并逐漸走入尋常百姓家。本次設(shè)計(jì)就緊跟了這個(gè)此刻超級(jí)熱的形勢(shì)，設(shè)計(jì)的題目是汽車速度檢測(cè)系統(tǒng)，它主如果里程表的設(shè)計(jì)，本次設(shè)計(jì)將圍繞它來進(jìn)行；還有附加功能信號(hào)燈的設(shè)計(jì)，它將在力所能及的范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)其能夠?qū)崿F(xiàn)的功能。那么就首先說明一下里程表的原理。汽車?yán)锍瘫淼脑砭褪前凑掌囓囕喌闹荛L不變，再計(jì)算出每千米路車輪要轉(zhuǎn)多少圈，因此只要能夠自動(dòng)把車輪的轉(zhuǎn)數(shù)積累下來，然后除以每一里路對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)數(shù)就可以夠取得行駛的里程了。這樣簡(jiǎn)單的原理前人就已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，而且開始利用了。東漢時(shí)出現(xiàn)的“記里鼓車”就是這樣的裝置，它是利用上述原理，再加上巧妙的機(jī)構(gòu)使得車輪每轉(zhuǎn)必然圈數(shù)就自動(dòng)敲一下鼓，此時(shí)只要有專人把它記下了，就可以夠取得所走里程。此裝置表現(xiàn)出了我國古代勞動(dòng)人民的伶俐才干。汽車上的里程表通過不斷的技術(shù)革新和發(fā)明創(chuàng)造，經(jīng)歷了機(jī)械式和軟軸式的傳統(tǒng)里程表，此刻基于非接觸式轉(zhuǎn)速傳感器的電子式轉(zhuǎn)速里程表得以迅速發(fā)展和普遍利用。本次設(shè)計(jì)的里程表部份既是此類產(chǎn)品，其不僅可以顯示這次走了多少千米，也能記憶自從出廠以來一共走了多少千米，而且還具有可以顯示實(shí)時(shí)速度并在里程與速度之間按Km/h和m/s的不同進(jìn)行切換，超速聲光報(bào)警等功能其次介紹一下信號(hào)燈的功能。自1898年車燈誕生以來，就不是單為照明，它更重要的作用是作為一種信息的載體。目前通常的汽車除兩個(gè)車大燈之外還有六個(gè)信號(hào)燈，用于此刻的交通規(guī)范中表示左轉(zhuǎn)彎、右轉(zhuǎn)彎、剎車、合緊急開關(guān)、停泊等操作，以便其他車輛和行人取得足夠的信息避免危險(xiǎn)的發(fā)生。本次設(shè)計(jì)的汽車速度檢測(cè)系統(tǒng)主要考慮到此刻人們的日常生活中汽車逐漸受到人們的歡迎，成為購買和出行的首選，所以說這個(gè)產(chǎn)品具有開發(fā)價(jià)值?，F(xiàn)代科技的迅速發(fā)展與人們的日常生活消費(fèi)觀念的提高和改變，更由于2008北京奧運(yùn)會(huì)帶給全國各方面的洗禮，使我相信本產(chǎn)品一旦進(jìn)入市場(chǎng)定會(huì)受的人們的青睞。所以這種產(chǎn)品具有開發(fā)和改良的潛力。隨著咱們?nèi)藗兊囊笥鷣碛?，咱們?cè)O(shè)計(jì)的汽車速度檢測(cè)系統(tǒng)必需具有智能方面開發(fā)的潛力。作為即將畢業(yè)的電子專業(yè)大學(xué)生，為了適應(yīng)社會(huì)要求，必需注重系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力的培育。而畢業(yè)設(shè)計(jì)即是具體的表現(xiàn)。它的主要目的就是使咱們掌握電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)的方式和必然的實(shí)踐技術(shù)，醉過方知酒濃，愛過方知情深，只要咱們肯實(shí)踐，就可以開拓思路，提高處置實(shí)際問題的能力，并從中取得無窮的樂趣第一章整體方案的設(shè)計(jì)1.1整體思路本次設(shè)計(jì)的汽車速度檢測(cè)系統(tǒng)，它主如果里程表的設(shè)計(jì)，本次設(shè)計(jì)將圍繞它來進(jìn)行；還有附加功能信號(hào)燈的設(shè)計(jì)，它將在力所能及的范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)其能夠?qū)崿F(xiàn)的功能?；诖怂a(chǎn)生的設(shè)計(jì)整體思路是里程表和信號(hào)燈分開單獨(dú)設(shè)計(jì)，既兩個(gè)無關(guān)的程序模塊。下面別離介紹一下里程表和信號(hào)燈的設(shè)計(jì)思路。1.2汽車?yán)锍瘫淼脑O(shè)計(jì)思路設(shè)計(jì)一個(gè)汽車?yán)锍瘫?。該系統(tǒng)有測(cè)量模塊、顯示模塊、供電模塊、報(bào)警模塊和單片機(jī)小系統(tǒng)組成。功能選擇后啟動(dòng)測(cè)量，單片機(jī)實(shí)時(shí)收集、處置后顯示。本方案的肯定以性能靠得住，價(jià)錢廉價(jià)，利用及安裝方便為主要依據(jù)。設(shè)計(jì)中利用磁效應(yīng)原理測(cè)量汽車行駛的里程和速度，沿著車圈的圓周均勻布置了8個(gè)磁片，在汽車的前叉上固定了霍爾集成開關(guān)元件，當(dāng)磁片隨車輪的轉(zhuǎn)動(dòng)通過霍爾元件時(shí)，由霍爾元件檢出并發(fā)出脈沖給單片機(jī)，單片機(jī)AT89C2051按照記錄的脈沖數(shù)和車型號(hào)計(jì)算里程、脈沖時(shí)間距離計(jì)算出速度、加速度，當(dāng)行駛速度大于最小值（h）時(shí)記錄本次行駛時(shí)間，然后再LED顯示器輸出。顯示的內(nèi)容與方式由鍵盤進(jìn)行選擇。當(dāng)速度超過30m/s時(shí)自動(dòng)報(bào)警。本設(shè)計(jì)可由電池供電并配有發(fā)電機(jī)系統(tǒng)與電池充電系統(tǒng)。本里程表還有自動(dòng)啟動(dòng)關(guān)機(jī)功能，以進(jìn)一步降低功耗。汽車信號(hào)燈的設(shè)計(jì)思路按照要求設(shè)計(jì)一個(gè)汽車信號(hào)燈系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要由有單片機(jī)小系統(tǒng)和故障檢測(cè)系統(tǒng)及數(shù)字電路組成。啟動(dòng)后可以顯示左轉(zhuǎn)彎、右轉(zhuǎn)彎、剎車、合緊急開關(guān)、停泊等操作。本方案的肯定以性能靠得住，實(shí)用性強(qiáng)為主要依據(jù)。設(shè)計(jì)中利用單片機(jī)對(duì)車燈的電亮、熄滅進(jìn)行控制。汽車上的信號(hào)燈有:信號(hào)燈（左前燈、右前燈、左后燈、右后燈,儀表盤上的二個(gè)指示燈）及夜間示寬燈等。當(dāng)汽車轉(zhuǎn)彎、剎車、停泊時(shí),信號(hào)燈發(fā)出不同的信號(hào);夜間,則點(diǎn)亮示寬燈。汽車轉(zhuǎn)彎或停泊時(shí),相應(yīng)的信號(hào)燈要發(fā)出閃爍的燈光信號(hào),目前國內(nèi)普遍利用電熱式閃光器產(chǎn)生閃光信號(hào)。閃爍頻率在50?110次/min,可是一般控制在60?95次/min之間。閃光器是通過調(diào)節(jié)鎳鉻絲的拉力和觸點(diǎn)的間隙來知足頻率要求的,燈泡功率的大小也會(huì)影響閃爍頻率。因此在改換閃光器或燈泡時(shí)調(diào)整比較困難。同時(shí),系統(tǒng)沒有故障檢測(cè),駕駛員無法知道車外的信號(hào)燈及示寬燈是不是點(diǎn)亮,從而影響行車安全。到目前為止,咱們尚未發(fā)現(xiàn)能檢測(cè)燈絲斷這種故障的有效方式。針對(duì)上述問題,咱們用AT89C2051單片機(jī)設(shè)計(jì)了一套汽車信號(hào)燈控制系統(tǒng)。用軟件產(chǎn)生閃光信號(hào),同時(shí)能自動(dòng)檢測(cè)信號(hào)燈故障。整體方案按照功能要求，首先要進(jìn)行的是整體方案的設(shè)計(jì)與論證，構(gòu)思一個(gè)符合實(shí)際要求的系統(tǒng)，系統(tǒng)組成框圖如圖1-1。圖1-1系統(tǒng)組成框圖第二章汽車?yán)锍瘫淼脑O(shè)計(jì)設(shè)計(jì)要求能夠?qū)崟r(shí)顯示汽車行駛進(jìn)程中的速度和里程超速行駛(30m/s)能自動(dòng)發(fā)作聲光報(bào)警能進(jìn)行Km/h和m/s的切換能進(jìn)行速度和里程的切換里程表硬件設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)測(cè)量收集方案設(shè)計(jì)(1)數(shù)據(jù)測(cè)量方案設(shè)計(jì)方案：利用霍爾元件對(duì)里程進(jìn)行數(shù)據(jù)測(cè)量。將霍爾元件安裝在車前叉的一側(cè)，在車圈側(cè)面等距離貼多個(gè)磁片。當(dāng)磁片通過霍爾元件時(shí)，霍爾元件輸出端的電壓發(fā)生轉(zhuǎn)變產(chǎn)生脈沖，單片機(jī)按照脈沖數(shù)來計(jì)算里程?；魻栐皇芴鞖饧碍h(huán)境的影響。由霍爾元件加整形電路組成的霍爾開關(guān)系統(tǒng)，具有輸出響應(yīng)快，數(shù)字脈沖性能好，安裝方便，性能靠得住，不受環(huán)境等因素影響，價(jià)錢廉價(jià)的長處。(2)數(shù)據(jù)收集方案：用單片機(jī)對(duì)周期信號(hào)進(jìn)行快速采樣，可取得很多個(gè)離散值，在利用單片機(jī)的運(yùn)算功能，進(jìn)行運(yùn)算。此方案精度高，并可計(jì)算響應(yīng)信息。單片機(jī)系統(tǒng)是整個(gè)控制系統(tǒng)的核心，它完成整個(gè)系統(tǒng)的信息處置及協(xié)調(diào)控制功能。由于系統(tǒng)對(duì)控制速度、功能都無特別的地方，因此可以選用目前普遍利用的MCS-51系列單片機(jī)8031。8031可以提供系統(tǒng)控制所需的中斷、按時(shí)及寄存中間結(jié)果的RAM電路，但片內(nèi)沒有程序存儲(chǔ)器，因此單片機(jī)系統(tǒng)中除應(yīng)包括復(fù)位電路和晶振電路之外，還應(yīng)擴(kuò)充程序存儲(chǔ)器。功能選擇方案功能選擇直接采用功能選擇開關(guān)，其是一種小型微動(dòng)開關(guān)，其依托手動(dòng)輕微的壓力使開關(guān)的觸頭接通或斷開。它體積小、重量輕、可直接插裝在電路板上、安裝方便等長處，常常利用于電子電路小信號(hào)的接通與斷開。報(bào)警方案報(bào)警可以選用光報(bào)警，可是光報(bào)警的可見度有限，因此本設(shè)計(jì)設(shè)置了聲報(bào)警系統(tǒng)。當(dāng)速度達(dá)到規(guī)定的限度時(shí)，三極管Q1就會(huì)驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器發(fā)出報(bào)警。本系統(tǒng)設(shè)置報(bào)警系統(tǒng)，是為了避免駕駛?cè)艘蜍囁龠^快而造成的安全問題。系統(tǒng)硬件電路模塊系統(tǒng)硬件電路如圖2-1圖2-1系統(tǒng)硬件電路圖速度和里程由開關(guān)型霍爾傳感器數(shù)據(jù)收集，已知汽車輪子的周長（本系統(tǒng)采用的是，設(shè)為L）輪子每轉(zhuǎn)動(dòng)一圈，傳感器采樣一個(gè)下降沿信號(hào)并送到單片機(jī)的外中斷0產(chǎn)生一次中斷，圈數(shù)加1，兩個(gè)相鄰下降沿信號(hào)的時(shí)間由單片機(jī)按時(shí)器1計(jì)時(shí)（設(shè)為T）那么計(jì)算當(dāng)前速度（設(shè)為V）和行駛里程（設(shè)為S）的公式為：V=1.8m/T,S=1.8MXX行駛的圈數(shù)。S1是單片機(jī)的復(fù)位方式，系統(tǒng)采用按鍵電平復(fù)位方式；S2是電源開關(guān)，并由D1指示；S3為速度和里程切換開關(guān)；S4為限速切換開關(guān)，可以按照自身需要選擇不同的最大超速速度；S5為里程單位切換開關(guān)。輸出低電平時(shí)，控制D2亮，表示此時(shí)顯示的里程值為km/h，不然為m/s;輸出低電平時(shí)，控制燈D3亮，提示速度太慢；輸出低電平時(shí)，控制D4亮，表示此時(shí)的顯示值是里程（不然為速度）；控制超速報(bào)警電路，其為高電平表示行駛速度正常，為低電平時(shí)，三極管9012導(dǎo)通，驅(qū)動(dòng)蜂明器報(bào)警。外圍硬件電路電源電路在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)進(jìn)程中為了簡(jiǎn)便，咱們可以直接用4個(gè)的電池組經(jīng)7805穩(wěn)壓，給霍爾傳感器和單片機(jī)系統(tǒng)供電。由于充電電流可達(dá)400~~500mA，且充電時(shí)間較長，所以三極管應(yīng)盡可能選用功率高的如C8050。5K的電位器用于調(diào)節(jié)充電電流，避免電流過大燒壞元件。靜態(tài)顯示本設(shè)計(jì)采用LED數(shù)碼管顯示器。LED數(shù)碼管亮度高、奪目，電路復(fù)雜，但市場(chǎng)價(jià)錢較低。因此本設(shè)計(jì)利用通用的LED數(shù)碼管顯示器。4位串行靜態(tài)顯示電路。當(dāng)單片機(jī)的UKRT口不能進(jìn)行串口通信時(shí)，可設(shè)置其工作于同步移位寄放器方式0,以輸出顯示信息，實(shí)現(xiàn)n位LED數(shù)碼管的靜態(tài)顯示，這樣做只占用了很少的1/O口線。系統(tǒng)中，4個(gè)共陽極的LED數(shù)碼管和4片74LS164組成4位數(shù)字顯示電路，74LS164將串行輸入的顯示信息轉(zhuǎn)換成并行輸出，驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管顯示。74LS164在低電平輸出時(shí)允許通過的電流為8mA，故沒必要添加驅(qū)動(dòng)電路即可取得理想亮度。與動(dòng)態(tài)掃描方式相較較，該方式不必CPU作不斷的掃描，頻繁地為顯示服務(wù)，節(jié)省了CPU時(shí)間，軟件設(shè)計(jì)比較簡(jiǎn)單。在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，LED數(shù)碼管顯示器的顯示方式有兩種：靜態(tài)顯示法和動(dòng)態(tài)顯示法。2.3.2.1靜態(tài)顯示法所謂靜態(tài)顯示，就是一個(gè)LED的“hgfedcba”都單獨(dú)地和一個(gè)具有鎖存功能的I/O接口相連，每一個(gè)顯示器的共陰極連接在一路接地或接+5V。CPU只要將欲顯示的字形代碼送到I/O接口上，就可以夠顯示出所需的數(shù)字或符號(hào)。因此靜態(tài)顯示的長處是程序簡(jiǎn)單，顯示亮度大，單片機(jī)CPU的開銷小，節(jié)約CPU的工作時(shí)間；但其占用的I/O口線多，每一個(gè)LED都要占用一個(gè)I/O口，有4個(gè)LED就必需占用4個(gè)I/O口，硬件本錢高，所以常常利用于顯示器數(shù)量較少的系統(tǒng)。動(dòng)態(tài)掃描顯示法在多位LED顯示時(shí)，為了簡(jiǎn)化電路，降低本錢，一般采用動(dòng)態(tài)顯示方式。把所有LED顯示器的8個(gè)筆畫段a?h的各段同名端彼此連接起來，并把它接到輸出口上，這樣I/O上輸出的字形碼會(huì)同時(shí)抵達(dá)每一個(gè)LED“hgdedcba”，因此在每一個(gè)剎時(shí)，這4個(gè)LED只能顯示相同的字符。為了避免各顯示器顯示一樣的數(shù)字，每一個(gè)數(shù)碼管的COM端還要受到另一個(gè)信號(hào)的控制，可以接到另外一個(gè)I/O輸出口上，某一時(shí)刻只讓其中的一個(gè)COM出現(xiàn)低電平或高電平。因此，一組LED數(shù)碼管顯示器的控制需要兩組信號(hào)：段碼控制顯示的字形；位碼選擇第幾個(gè)顯示器工作。在這兩組信號(hào)的作用下，可使各個(gè)顯示器顯示各自的字符，固然這些字符不是同時(shí)顯示的，但由于人眼存在視覺暫留，加上發(fā)光二極管的余暉效應(yīng)，只要掃描的速度足夠快，每位顯示的距離時(shí)間足夠短，就可以夠給人同時(shí)顯示的感覺。PLrlri如圖2-2所示為單片機(jī)系統(tǒng)組成的8位LED動(dòng)態(tài)顯示電路，該電路以AT89C2051單片機(jī)為例。電路利用器件少，僅用到了2片中規(guī)模集成電路74LS164和74LS138,占用CPU的I/O線少。74LS164為串一并轉(zhuǎn)換移位寄放器，數(shù)據(jù)端A,B（第1,2腳）接單片機(jī)RXD引腳，時(shí)鐘端CLK接單片機(jī)TXD，并彳丁8位數(shù)據(jù)輸出端別離接8PLrlri個(gè)數(shù)碼管的A，B，C，D，E，F(xiàn)，G，H；74LS138為3線?8線譯碼器，譯碼器輸入端A,B，C別離接2AT8位邵動(dòng)態(tài)顯示電路P1.1，P1.2,譯碼器輸出端Y0?Y7接8個(gè)數(shù)碼管從低位到高位的共陰極端。若所用的單片機(jī)沒有串行口，如AT89C1051,則74LS164的數(shù)據(jù)輸入端A,B可連接到P1.3,CLK端可連接到P1.4,這樣設(shè)計(jì)不會(huì)影響系統(tǒng)的功能，僅僅在編寫程序時(shí)略有不同。若系統(tǒng)只需最多4位數(shù)碼管顯示，則74LS138可用74LS139（2線?4線譯碼器）代替。電路中，要顯示的數(shù)字所對(duì)應(yīng)的字形碼通過串行口送到74LS164，74LS138在同一時(shí)刻只有1位輸出端為低電平，其他7位輸出全為高電平，為低電平的對(duì)應(yīng)的數(shù)碼管選中，因此作為數(shù)碼管顯示時(shí)的位選信號(hào)。系統(tǒng)在工作時(shí)，通過74LS164每次輸出一個(gè)字形碼，同時(shí)控制74LS138的譯碼器輸入端A,B,C44的電平狀態(tài)，即從P1.0,P1.1,P1.2送出相應(yīng)的電平，譯碼后使得要顯示的對(duì)應(yīng)位數(shù)碼管共陰極端依次為低電平，即依次選中要顯示的位，完成整個(gè)顯示電路的動(dòng)態(tài)掃描，依此掃描8次，完成8位數(shù)據(jù)的顯示。元件的選擇霍爾傳感器的選擇霍爾傳感器是利用霍爾效應(yīng)把磁輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的器件。本系統(tǒng)采用UGN3020霍爾接近開關(guān)，它是一種非接觸型無觸點(diǎn)開關(guān)，系統(tǒng)通過它探測(cè)外部的磁場(chǎng)的強(qiáng)弱轉(zhuǎn)變，進(jìn)而控制開關(guān)輸出。磁場(chǎng)由外部的磁鋼產(chǎn)生。R1820UGN3020

先「R1820123INTO+5V+5VC5CAP霍爾傳感器原理圖如圖（2）霍爾傳感器原理圖如圖（2）所示UGN3020霍爾接近開關(guān)的原理：當(dāng)探頭與磁鋼距離由遠(yuǎn)而近為8mm左右時(shí)，霍爾元件輸出端輸出一個(gè)無抖動(dòng)的低電平（約為），當(dāng)二者距離足夠遠(yuǎn)時(shí)，霍爾元件輸出端輸出一個(gè)無抖動(dòng)的高電平（約為），所以輸出信號(hào)可直接接到單片機(jī)的外中斷0的引腳。霍爾元件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，形小體輕，無接觸點(diǎn)，頻帶寬，動(dòng)態(tài)特性好，壽命長,因此取得了普遍的應(yīng)用。三極管的選擇對(duì)于大功率三極管而言，如非高頻發(fā)射電路，都沒必要考慮三極管的特征頻率fT。對(duì)于三極管的集電極-發(fā)射極反向擊穿電壓BV這個(gè)極限參數(shù)的考慮與小CEO功率三極管是一樣的。對(duì)于集電極最大允許電流I的選擇主要也是按照三極管CM所帶的負(fù)載情況而計(jì)算的。三極管的集電極最大允許耗散功率P是大功率三極23CM4管重點(diǎn)考慮的問題，需要注意的是大功率三極管必需有良好的散熱器。大功率三極管的選擇還應(yīng)留有充分的余量。另外在選擇大功率三極管時(shí)還要考慮它的安裝條件，以決定選擇塑封管仍是金屬封裝的管子。電容的選擇電容器作為大體元件在電子線路中起著重要作用，在傳統(tǒng)的應(yīng)用中，電容器主要用作旁路耦合、電源濾波、隔直和小信號(hào)中的振蕩、延時(shí)等。以上電路對(duì)電容器參數(shù)的主要要求有：電容量；額定電壓；正切損耗；漏電流等，對(duì)其它參數(shù)沒有過量的要求。二極管的選擇幾乎在所有的電子電路中，都要用到半導(dǎo)體二極管，它在許多的電路中起著重要的作用，它是誕生最先的半導(dǎo)體器件之一，其應(yīng)用也超級(jí)普遍。本設(shè)計(jì)應(yīng)用了二極管的正向?qū)ㄌ匦浴Ｒ布词钦?。利用二極管單向?qū)щ娦裕梢园逊较蚪惶孓D(zhuǎn)變的交流電變換成單一方向的脈動(dòng)直流電。主芯片的選擇89C2051單片機(jī)是Atmel公司生產(chǎn)的C51系列單片幾中的一種，是一種低功耗、高性能的8位CMOS微型控制器芯片。它和89C51指令系統(tǒng)兼容，弓I腳功能和最小系統(tǒng)組成也一樣，但與89C51單片機(jī)相較，具有以下長處：片內(nèi)帶有2KB的fiashROM兩級(jí)程序存儲(chǔ)器加密(3)能輸入20mA的灌入電流并可直接驅(qū)動(dòng)LED片內(nèi)帶有精密模擬比較器20引腳封裝，體積更小沒有P0和P2口，不允許接片外存儲(chǔ)器可見，2051可以為很多的嵌入式控制應(yīng)用提供高度靈活且價(jià)錢適宜的方案。本系統(tǒng)僅用到單片機(jī)的10個(gè)I/O口，所以選用2051單片機(jī)作主系統(tǒng)。AT89C2051單片機(jī)簡(jiǎn)介：AT89C2051是ATMEL公司生產(chǎn)的2K字節(jié)閃速可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器(PEROM)的8位單片機(jī)。AT89C2051是一個(gè)有20個(gè)引腳的芯片，引腳配置如圖2-5所示。它具有如下主要特性：與MCS-51兼容；內(nèi)部帶2KB可編程閃速存儲(chǔ)器；壽命為1000次擦/寫循環(huán)；數(shù)據(jù)保留時(shí)間為10年；

工作電壓范圍為?6V；全靜態(tài)工作頻率為0Hz?24MHz;兩極程序存儲(chǔ)器鎖定；20亙1HI帀四園141回回111P120亙1HI帀四園141回回111P1血PL5PJ.4P1.3PL2P1.1CAJN1)15條可編程I/O線；門、"*'IKU,riU2個(gè)16位按時(shí)/計(jì)數(shù)器；5個(gè)兩極中斷源；XIALI可編程全雙工串行UART通道；XEP拙直接對(duì)LED驅(qū)動(dòng)輸出；片內(nèi)精準(zhǔn)的模擬比較器；GND片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘電路；低功耗的休眠和掉電模式；圖2-4AT89C2051引腳可見，2051可以為很多的嵌入式控制應(yīng)用提供高度靈活且價(jià)錢適宜的方案，特別適合小系統(tǒng)。本系統(tǒng)僅用到單片機(jī)的10個(gè)I/O口，所以選用2051單片機(jī)作主系統(tǒng)。2.4.6三端穩(wěn)壓器的選擇2.4.6.1三端固定式集成穩(wěn)壓器這種穩(wěn)壓器有輸入、輸出和公共端3個(gè)端子，輸出電壓固定不變（一般分為若干品級(jí)），CW7800系列的輸出電壓為5,6,9,12，15，18,24V共7個(gè)檔次，這個(gè)系列產(chǎn)品的最大輸出電流可達(dá)1.5A。這種產(chǎn)品具有利用方便、性能穩(wěn)定、價(jià)錢低廉等長處,取得了普遍應(yīng)用,已大體上取代了由分立元件組成的穩(wěn)壓電路。三端固定式集成穩(wěn)壓器還有輸出為負(fù)電壓的CW7900、CW79M00和CW79L00系列。2.4.6.2三端可調(diào)式集成穩(wěn)壓器它有3個(gè)接線端：輸入端、輸出端和調(diào)節(jié)端。在調(diào)節(jié)端外接兩個(gè)電阻可對(duì)輸出電壓作持續(xù)的調(diào)節(jié)。在要求穩(wěn)壓精度較高，而且輸出電壓需在必然范圍內(nèi)做任意調(diào)節(jié)的場(chǎng)合，可選用這種集成穩(wěn)壓器。它也有正、負(fù)輸出電壓和輸出電流大小之分，選歷時(shí)應(yīng)注意各系列集成穩(wěn)壓器的電參數(shù)特性。2.4.6.3跟蹤式集成穩(wěn)壓器（正負(fù)電壓集成穩(wěn)壓器）有很多電路需要正負(fù)電源（如運(yùn)算放大電路），正負(fù)電源通?？梢杂?個(gè)正壓穩(wěn)壓器和1個(gè)負(fù)壓穩(wěn)壓器來組成，而用跟蹤式集成穩(wěn)壓器更為理想。跟蹤穩(wěn)壓器能保證正負(fù)輸出電壓始終是平衡的，它的中點(diǎn)始終為地電位，并有自動(dòng)跟蹤能力。2.5系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)主程序流程圖如2-5所示，開機(jī)后系統(tǒng)自檢，正常時(shí)LED顯示“”,同時(shí)等待汽車行駛。輪子開始轉(zhuǎn)圈后，系統(tǒng)進(jìn)行記錄和計(jì)算，并按照速度/里程開關(guān)的選擇顯示數(shù)值。圖2-5主程序流程圖外中斷T0和T1按時(shí)溢出中斷服務(wù)子程序設(shè)計(jì)外中斷0服務(wù)子程序用于對(duì)輸入脈沖的個(gè)數(shù)即輪子轉(zhuǎn)圈的次數(shù)的計(jì)算。每計(jì)數(shù)一次，系統(tǒng)保留圈數(shù)值的同時(shí)保留按時(shí)器的計(jì)時(shí)值，并按照功能開關(guān)鍵實(shí)時(shí)顯示相應(yīng)的值。T1按時(shí)溢出中斷服務(wù)子程序用于實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)計(jì)一次數(shù)的經(jīng)歷時(shí)間。T1按時(shí)的基準(zhǔn)時(shí)間設(shè)為20ms，假設(shè)計(jì)一次數(shù)中T1中斷的次數(shù)為C，1.8m/(20c)ms即當(dāng)前汽車行駛的速度。用內(nèi)部按時(shí)加外中斷的方式實(shí)現(xiàn)了對(duì)輸入脈沖信號(hào)的數(shù)據(jù)收集，這是本系統(tǒng)最關(guān)鍵的程序部份。速度/里程顯示控制子程序設(shè)計(jì)最大允許速度由限速開關(guān)S4控制。超速使單片機(jī)的輸出低電平報(bào)警。速度顯示值的單位有km/h和m/s,有功能鍵S5切換。為了較準(zhǔn)確地顯示，程序設(shè)置了不同里程范圍時(shí)所顯示的小數(shù)點(diǎn)后數(shù)字的位數(shù)；里程為0?9m，顯示3位小數(shù)；里程為10?99m，顯示2位小數(shù)；里程為100?999m，顯示1位小數(shù)。第三章汽車信號(hào)燈的設(shè)計(jì)信號(hào)燈的介紹提及來汽車信號(hào)燈還有一段歷史：聽說第一個(gè)汽車前大燈是家用手提燈。聽說第一個(gè)汽車前大燈是家用手提燈。1887年,一個(gè)駕駛員在黑暗的曠野上迷路了,是一個(gè)農(nóng)人用手提燈把他引回家。1898年，哥倫比亞號(hào)電動(dòng)汽車把電用于前燈和尾燈，這樣車燈就誕生了同年，美國電氣公司將電燈拋物面反射鏡推廣到大燈和尾燈。最初的前大燈不能調(diào)光，所以在會(huì)車時(shí)有些晃眼，為了克服這個(gè)缺點(diǎn)，后來采用了附加光度調(diào)節(jié)器。這種前大燈可以在垂直方向移動(dòng)，但駕駛員必須下車搬動(dòng)夾具裝置。1906年，世界上首次用蓄電池供電進(jìn)行電燈照明。1909年，乙炔燈首次成為變光裝置。1916年，美國使用了行車燈。1916年，美國一個(gè)名叫托馬斯的人把一個(gè)帶電池的燈泡裝在手套上，這樣夜間行車時(shí)，對(duì)方駕駛員就能看到他打的手勢(shì)。1920年，在選用倒擋裝置時(shí)，使用了倒車燈。1920年，美國通用汽車公司首先裝了車內(nèi)燈。1925年，導(dǎo)航公司推廣了雙絲燈泡，遠(yuǎn)光和近光的調(diào)節(jié)通過裝在轉(zhuǎn)向柱上的開關(guān)來控制。轉(zhuǎn)向信號(hào)燈的使用非常有趣。1926年，通用汽車公司把大燈變光開關(guān)從方向盤移到地板。1938年，第一次采用封閉的內(nèi)燈。1938年，別克公司提供了信號(hào)燈作為選用的附件，但當(dāng)時(shí)只在汽車尾部安裝。1940年，汽車前面也裝有轉(zhuǎn)向信號(hào)燈了，而且信號(hào)開關(guān)具有隨時(shí)調(diào)節(jié)的功能。汽車改變了人類交通狀況，擁有汽車工業(yè)成為每一個(gè)壯大工業(yè)國家的標(biāo)志。每回顧百年，從蒸汽機(jī)三輪車到以煤炭瓦斯為燃料的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)；到三輪車到T型汽車，現(xiàn)代汽車工業(yè)的發(fā)展推動(dòng)著現(xiàn)代文明的繁榮。應(yīng)該說汽車的確載著人類向前發(fā)展，向前奔駛，令人類更追求自由，視野加倍開闊。18世紀(jì)汽車誕生之時(shí)，信號(hào)燈已問世。最初的信號(hào)燈只有單一的功能，即一只燈只有一個(gè)種功能；當(dāng)雙絲燈泡被普遍采用以后，才有結(jié)合以后位置燈和制動(dòng)燈合的燈具。直到80年代初，才出現(xiàn)各類功能信號(hào)燈的組合在一路的組合尾燈，這種組合尾燈的對(duì)應(yīng)不同的顏色。90年代，多色面罩的組合尾燈；單一功能的信號(hào)燈，只有在一些奢華大客車上才能看到。系統(tǒng)的要求信號(hào)燈的種類和功能很多，信號(hào)燈圍繞著法規(guī)的要求而發(fā)展，其主要作用是顯示車輛的存在、示廊燈、后霧燈、回答反射器等。對(duì)于色度的要求，中國法規(guī)和歐洲法規(guī)有相同的要求；前霧燈為紅色；信號(hào)燈為黃色；倒車燈為白色。在美國，準(zhǔn)予信號(hào)燈利用紅色光。信號(hào)燈（故障警告燈）用來向其他車輛和行人表明本車輛將向左或右向的燈具。當(dāng)本車有故障或道路前方有特殊情況時(shí)，同時(shí)啟動(dòng)左右信號(hào)燈，閃爍報(bào)警；此時(shí)的信號(hào)燈的作用是故障警告。制動(dòng)燈向車輛的后方及其他道路利用者表明車輛正在制動(dòng)。前后位置從車輛前后方向觀察，顯示車輛存在和寬度。示廊燈顯示車輛最外邊緣和最高頂部，引發(fā)對(duì)其特別關(guān)注。后霧燈在大霧、雨、雪等視野條件惡劣的情況下，從車輛后方觀察，使得車輛更易看見。在通常的情況下，只裝備一盞在車輛前方前進(jìn)方向的左側(cè)（右邊行使的車輛）；也有左右各裝備1盞。在霧、雪、雨或塵埃彌漫等能見度較低的情況下，故障燈（雙閃左轉(zhuǎn)燈）不適合開啟，而應(yīng)該開啟前、后霧燈，當(dāng)打開后霧燈時(shí)建議車速不要超過50Km/h汽車上的信號(hào)燈有:信號(hào)燈（左前燈、右前燈、左后燈、右后燈,儀表盤上的二個(gè)指示燈）及夜間示寬燈等。汽車駕駛時(shí)有左轉(zhuǎn)彎、右轉(zhuǎn)彎、剎車、合緊急開關(guān)、停泊等操作。在左轉(zhuǎn)彎或右轉(zhuǎn)彎時(shí)，通過轉(zhuǎn)彎操作桿應(yīng)使左轉(zhuǎn)彎開關(guān)或右轉(zhuǎn)彎開關(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(shí)要求前面述及的6個(gè)信號(hào)燈全都閃爍；汽車剎車時(shí)，2個(gè)尾燈點(diǎn)亮；如合法轉(zhuǎn)彎時(shí)剎車，則應(yīng)轉(zhuǎn)彎時(shí)原應(yīng)閃爍的信號(hào)燈仍應(yīng)閃爍。以上閃爍，都是頻率為1Hz的低頻閃爍；在汽車停泊而停泊開關(guān)合上時(shí)，左頭燈、右頭燈、左尾燈、右尾燈按頻率為30Hz的高頻閃爍。綜上所述，在各類操作動(dòng)作時(shí)，信號(hào)燈應(yīng)輸出的信號(hào)如表所示。駕駛操作輸出信號(hào)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)）右轉(zhuǎn)彎（合上右轉(zhuǎn)開關(guān)）合緊急開關(guān)剎車（合上剎車開關(guān)）閃爍閃爍閃爍閃爍閃爍閃爍剎牛1口上剎牛開關(guān)丿左轉(zhuǎn)彎時(shí)剎車閃爍閃爍閃爍閃爍閃爍閃爍右轉(zhuǎn)彎時(shí)剎車————————亮亮剎車，并合緊急開關(guān)閃爍——閃爍——閃爍亮左轉(zhuǎn)彎時(shí)剎車，并合緊急——閃爍——閃爍亮閃爍開關(guān)閃爍閃爍閃爍閃爍亮亮右轉(zhuǎn)彎時(shí)剎車，并合緊急開關(guān)閃爍閃爍閃爍閃爍閃爍亮停靠（合上?？块_關(guān)）閃爍閃爍閃爍閃爍亮閃爍————30Hz閃30Hz閃30Hz閃30Hz閃爍爍爍爍硬件安排按照上表所示，可畫出實(shí)現(xiàn)這一汽車信號(hào)燈要求的相應(yīng)數(shù)字邏輯電路，此刻改用MCS-51系列單片機(jī)，可實(shí)現(xiàn)：相應(yīng)數(shù)字邏輯電路相同的功能；產(chǎn)生所需的低頻（1Hz）與高頻（30Hz）閃爍信號(hào)；有必然的故障監(jiān)控性能，以提高系統(tǒng)的靠得住性。1Hz與30Hz閃爍信號(hào)的產(chǎn)生可由單片機(jī)內(nèi)部的按時(shí)器解決。下圖是改用單片機(jī)控制后的硬件安排

Mmme*Mmme*自圖可見：各類駕駛操作的信號(hào)自P3口送入單片機(jī)，而使信號(hào)燈點(diǎn)亮的輸入信號(hào)則自P1口輸出。圖中的晶體管是輸出驅(qū)動(dòng)級(jí)。圖的下方監(jiān)控電路。在?共6路輸出中，如輪流使1路的晶體管斷開（P1口相應(yīng)引腳輸出低電平），這1路的信號(hào)燈將熄滅，而其他五路的晶體管接通（P1口相應(yīng)引腳送來高電平），相應(yīng)的信號(hào)燈點(diǎn)亮，則在正常情況下，信號(hào)燈熄滅的那路將使呈現(xiàn)低電平：如果出現(xiàn)高電平，可說明當(dāng)前這一路有了故障。另外，如使6路的晶體管全數(shù)接通（P1口相應(yīng)引腳送來高電平），在正常情況下，呈現(xiàn)高電平；如果出現(xiàn)低電平，也說明信號(hào)線路存在故障。有故障時(shí)通過軟件應(yīng)使輸出高電平，以點(diǎn)亮故障信號(hào)燈報(bào)警。除硬件安排外，單片機(jī)控制系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)1、2、3三項(xiàng)功能還必需通過軟件編程的配合。系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)本系統(tǒng)采用單片機(jī)為運(yùn)算和控制的核心，有A、B、C三個(gè)端口共20個(gè)I/O引腳，每一個(gè)引腳可獨(dú)立編程為輸入/輸出口。其中：A口（RA0?RA3）對(duì)應(yīng)內(nèi)部寄放器f5,B口（RB0?RB7）對(duì)應(yīng)內(nèi)部寄放器f6,C口（RCO?RC7）對(duì)應(yīng)內(nèi)部寄放器f7。用B口的RB0?RB4作輸入，汽車轉(zhuǎn)彎、剎車、停泊、夜間示寬等動(dòng)作以開關(guān)量的形式輸入；用C口作輸出端口，輸出信號(hào)控制功率管，從而驅(qū)動(dòng)信號(hào)燈工作；A口（RA0?RA3）和B口的RB6、RB7用于故障檢測(cè)，RB5用于故障報(bào)警。其中的控制系統(tǒng)。用軟件產(chǎn)生閃光信號(hào)，同時(shí)能自動(dòng)檢測(cè)信號(hào)燈故障。76543210XXXXXX111111111XXXXX1100111111XXXXX1010011111XXXXX1000001111XXXXX0110000111XXXXX0100000011XXXXX0010000001XXXXX0000000000占空比（％）255075片內(nèi)RAM20H單元各位的電平輸出電平結(jié)束語本系統(tǒng)具有故障自動(dòng)檢測(cè)的功能，能及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障，避免因信號(hào)燈故障而引發(fā)的違規(guī)罰款乃至車禍的發(fā)生。而且閃爍頻率穩(wěn)定，通過對(duì)模擬系統(tǒng)的測(cè)試，不受信號(hào)燈功率的影響。系統(tǒng)靠得住性高。同時(shí)PIC單片機(jī)的一次性編程芯片（OTP）價(jià)錢廉價(jià)，整個(gè)控制系統(tǒng)本錢較低，在汽車工業(yè)中具有很好的推行價(jià)值和普遍的應(yīng)用前景。第四章總結(jié)與展望這次設(shè)計(jì)方案的肯定主如果以其性能靠得住，利用及安裝方便，價(jià)錢廉價(jià)等為依據(jù)。例如在里程表單元的設(shè)計(jì)中利用磁效應(yīng)原理數(shù)據(jù)收集汽車行駛的里程和速度，沿著車圈的圓周均勻布置了8個(gè)磁片，在汽車的前叉上固定了霍爾集成開關(guān)元件，當(dāng)磁片隨車輪的轉(zhuǎn)動(dòng)通過霍爾元件時(shí)，由霍爾元件檢出并發(fā)出脈沖給單片機(jī)，單片機(jī)按照記錄的脈沖數(shù)和車型號(hào)計(jì)算里程、脈沖時(shí)間距離計(jì)算出速度、加速度，當(dāng)行駛速度大于最小值（h）時(shí)記錄本次行駛時(shí)間，然后再由液晶顯示器輸出。顯示的內(nèi)容與方式由鍵盤進(jìn)行選擇。當(dāng)速度超過108千米每小時(shí)聲光語音報(bào)警。另外本設(shè)計(jì)的信號(hào)燈系統(tǒng)中設(shè)置的故障檢測(cè)電路則更多的考慮了實(shí)用性方面的價(jià)值。本設(shè)計(jì)的汽車速度檢測(cè)系統(tǒng)主要考慮此刻