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1、陕西理工学院毕业设计 汽车灯光控制电路设计 张宝强 陕西理工学院物理系电信 062 陕西 汉中 723001 指导老师 宋卫星 摘要 采用 AT89C51 单片机设计的汽车灯光控制电路 利用其 4 个 I O 口分别实现对汽车灯光的控制 显示功能 其中还添加了转弯灯 紧急灯的警示声音功能 运用较少的硬件与适当的软件结合就可以很容易 的实现设计的要求 而且灵活性强 也可以通过软件编程实现更多的附加功能 关键字 AT89C51 单片机 灯光 控制 Auto Light Control Circuit Zhang Baoqiang Grade 06 Class 2 Major Electronic
2、Information Science and Technology Physics Dept Shaanxi University of Technology Hanzhong 723000 Shaanxi Tutor Song Weixing Abstract With the gradual improvement of living standards more and more people have to buy the car This traffic safety problem and more and more prominent while a car its light
3、s signal is good or bad is largely affected the lives of drivers and pedestrians Therefore the vehicle lighting control circuit research and design has great value MCU design with the car light control circuit and powerful with less hardware and appropriate software can be easily combined to achieve
4、 the design requirements and flexibility can also be achieved through software programming more additional features Key words AT89C51 MCU light control 陕西理工学院毕业设计 第 i 页 共 16 页 目录 1 引言 1 2 设计方案 1 2 1 功能要求 1 2 2 设计方案 1 3 硬件设计 2 3 1 AT89C51 单片机的结构及功能 2 3 1 1 AT89C51 的结构及引脚 2 3 1 2 AT89C51 的主要性能 3 3 1 3
5、 AT89C51 的管脚功能 3 3 2 AT89C51 的时序电路 4 3 3 AT89C51 的复位电路 5 3 4 AT89C51 的电源电路 5 3 5 汽车灯光控制电路 6 4 软件设计 7 5 仿真与调试 7 5 1 KEIL C51 VISION2 介绍 7 5 2 PROTEUS PROFESSIONAL 7 5 介绍 8 5 3 调试 9 6 结论 9 陕西理工学院毕业设计 第 ii 页 共 16 页 6 1 设计结果 9 6 2 系统缺陷及建议 9 6 3 致谢 9 参考文献 10 附录 程序清单 11 陕西理工学院毕业设计 第 1 页 共 16 页 1 引言 随着汽车数量
6、的大量增加 交通安全问题也越来越严峻 而汽车车灯光控制系统的可靠 稳定对于安全行驶起着非常重要的作用 因此汽车灯光控制电路的研究和设计成为解决交通安 全问题的一种好的途径 汽车工业的发展也促使汽车车灯控制电路的设计和研究不断的提高 汽车的功能要求也越来越庞大 因此各单元电路也需要向小型化的方向发展 以使汽车能够能 装入更多的功能模块 传统的使用纯硬件设计的电路 不仅电路庞大复杂 而且一旦出了问题 维修检测起来也耗时费力 因此智能化 小型化的电路设计走上了时代的潮流 也必将影响以 后的汽车控制系统的设计 不仅如此还要综合考虑加工工艺 寿命 成本等问题 以使设计的 电路能够大量普及 伴随着汽车工业
7、的发展 汽车灯光控制电路的发展已经非常的成熟 目前 汽车灯光控制 系统发展充分利用了现代科技的发展成果 采用纯硬件 PLC电气控制技术设计的汽车灯光控制 电路已经得到大量应用 传统的采用纯硬件设计的电路正逐渐向着软硬结合的方向发展 也将 随时应用最新的科学技术 单片机的发展正朝着低功耗 高性能 低价格和外围电路内装化的方向发展 因此 采用 单片机设计的汽车灯光控制电路 应用软件来实现庞大的控制功能 而且通过外围电路的扩展 还能实现更多的附加功能 这种控制电路不仅体积小 成本低 而且也更加智能 可以随时修 改整个控制功能 非常适合现代汽车工业的发展潮流 总之 使着汽车灯光控制电路向着更加 可靠
8、功能更加庞大 智能的方向发展 1 2 设计方案 2 1 功能要求功能要求 汽车车灯采用发光二极管来设计 汽车前部两侧各有远光灯一部 夜间正常行车时使用 大功率白色发光二极管 近光灯一部 夜间行驶汇车时使用 小功率白色发光二极管 远光 灯与近光灯不能同时使用 汽车左右各有 2 个指示灯 方向灯 小功率黄色发光二极管 雾灯 大功率黄色发光二极管 汽车后部两侧各有刹车灯一部 小功率红色发光二极管 尾灯一 部 大功率红色发光二极管 刹车时 刹车灯亮 不闪 转弯时 汽车方向灯应该一闪一闪 紧急情况时 汽车的刹车灯与尾灯应同时闪烁 2 2 设计方案设计方案 采用 AT89C51 单片机来完成汽车灯光控制电
9、路的设计 利用单片机丰富的 I O 端口 及其 控制的灵活性 实现基本的功能要求 汽车车灯控制电路的方框图如 2 1 所示 AT89C51 电源电路 时序及复位电路 灯光控制模块 灯光显示模块 报警模块 图 2 1 汽车车灯控制电路的方框图 电源电路即为驱动单片机工作的电源所设计的电路 它的输出端与单片机的 Vcc 相连 本 设计电路采用 USB 口转换 5V 直流作为单片机电源 时序及复位电路是作为单片机能正常工作 所必须的最小系统 前者提供单片机工作所需的时拍 后者初始化单片机 灯光控制模块是汽 车灯光的控制按钮 共有 7 个 直接连接到 P1 口的各口线上 按下则相关的灯亮 再按则灭 灯
10、光显示模块即为汽车灯光显示电路 通过开关控制其显示情况 报警模块是在汽车转弯或发 生紧急情况时 随着相关车灯闪烁的同时 驱动蜂鸣器响以发出警报 以提醒行人或求救 陕西理工学院毕业设计 第 2 页 共 16 页 3 硬件设计 3 1 AT89C51 单片机的结构及功能单片机的结构及功能 3 1 1 AT89C51 的结构及引脚的结构及引脚 AT89C51 就是一个微型计算机 AT89C51 单片机主要由运算器 控制器 存储器 ROM 及 RAM 和 I O 接口组成 它的内部结构图如 3 1 1 所示 振荡器 和时序 OSC 程序存储器 4KB Flash ROM 数据存储器 256 字节 RA
11、M SFR 2 16 位 定时器 计数器 80C51 CPU 64KB 总线 扩展控制器 可编程 I O 口 可编程 全双工串行口 外部事件计数输入 外中断 内中断 控制P0P1P2P3串行通信 DBUS 图 3 1 1 AT89C51 单片机芯片内部结构 运算器包括一个可进行 8 位算术运算和逻辑运算的单元 ALU 8 位的暂存器 1 TMP1 暂存器 2 TMP2 8 位累加器 ACC 寄存器 B 和程序状态寄存器 PSW 等 控制器包括程序计数器 PC 指令寄存器 IR 指令译码器 ID 振荡器及定时电路等 AT89C51 片内有 Flash ROM 程序存储器 只能读 和 RAM 数据
12、存储器 可读可写 两 类 他们各自有独立的存储地址空间 与一般的存储器配置方式很不同 AT89C51 单片机有 4 个与外部交换信息的 8 位并行接口 即 P0 P3 他们都是准双向口 每个端口各有 8 条 I O 线 均可作输入 输出 P0 P3 口 4 个锁存器同 RAM 统一编址 可以把 I O 口当做一般特殊功能寄存器 SFR 来寻址 图 3 1 2 AT89C51 的引脚 如图 3 1 2 所示是一个双列直插封装 DIP 方式的 AT89C51 单片机 它共有 40 个引脚 陕西理工学院毕业设计 第 3 页 共 16 页 其中很多引脚具有第二功能 使用时要加以注意 3 1 2 AT8
13、9C51 的主要性能的主要性能 AT89C51 是一种 4K 字节闪烁可编程可擦除只读存储器 FPEROM Flash Programmable and Erasable Read Only Memory 的低电压 高性能 CMOS 8 位微处理器 俗称单片机 该器件 采用 ATMEL 高密度非易失存储器制造技术制造 与工业标准的 MCS 51 指令集和输出管脚相 兼容 由于将多功能 8 位 CPU 和闪烁存储器组合在单个芯片中 ATMEL 的 AT89C51 是一种高 效微控制器 它为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的解决方案 AT89C51 主要 特性如下所述 与 MCS 51
14、兼容 一个 8 位的 80C51 微处理器 CPU 片内 256 字节数据存储器 RAM SFR 用于存放可以读 写的数据 片内 4K 字节可编程闪烁存储器 用于存放程序 一些原始数据和表格 寿命 1000 写 擦循环 数据保留时间 10 年 全静态工作 0 24MHz 三级程序存储器锁定 4 个 8 位并行可编程 I O 口 P0 P3 每个口既可作输入又可作输出 两个 16 位定时器 计数器 每个定时器 计数器可设置成计数方式 用以对外部事件计数 也可设置成定时方式 根据定时结果实现单片机控制 5 个中断源 两个中断优先级 一个全双工 UART 通用异步发送接收器 的串行 I O 口 用于
15、实现单片机之间或单片机与 计算机之间串行通信 具有低功耗的闲置模式和掉电模式 片内振荡器和时钟电路 但石英晶体和微调电容需要外接 最高允许振荡频率为 24MHz 2 3 1 3 AT89C51 的管脚功能的管脚功能 VCC 40 脚 电源端 为 5V GND 20 脚 接地端 P0 口 P0 0 P0 7 39 32 脚 P0 口为一个 8 位漏级开路准双向 I O 口 每脚可吸收 8 个 TTL 门电流 当 P0 口作为输入口使用时 应先向口锁存器 地址 80H 写入全 1 此时 P0 口 的全部引脚浮空 可作为高阻抗输入 做输入口使用时先写 1 这就是准双向的含义 在 CPU 访问片外存储
16、器 AT89C51 片外 EPROM 或 RAM 时 P0 口分时提供 8 位地址和 8 位数据的 复用总线 在此期间 P0 口内部上拉电阻有效 在 Flash ROM 编程时 P0 端口接受指令字节 而在校验程序时 则输出指令字节 验证时 要求外接上拉电阻 P1 口 P1 0 P1 7 1 8 脚 P1 口是一个内部提供上拉电阻的 8 位双向 I O 口 P1 口缓冲 器能接收输出 4 个 TTL 门电流 P1 口管脚写入 1 后 被内部上拉为高电位 可用作输入 P1 口被外部下拉为低电平时 将输出电流 这是由于内部上拉的缘故 在 FLASH ROM 编程和校 验时 P1 口接收低 8 位地址 P2 口 P2 0 P2 7 21 28 脚 P2 口为一个内部上拉电阻的 8 位双向 I O 口 P2 口缓冲器可 接收 输出 4 个 TTL 门电流 当 P2 口被写 1 时 其管脚被内部上拉电阻拉高 可作为输入 作为输入时 P2 口的管脚被外部拉低 将输出电流 这是由于内部上拉的缘故 P2 口当用于外 部程序存储器或 16 位地址外部数据存储器进行存取时 P2 口输出地址的高八位 在给出
