单片机课程设计——汽车转向灯设计

目录1 绪论…………………………………………………………………………1.1 选题背景……………………………………………………………………… 1.2 研究意义………………………………………………………………………1.3 研究方法……………………………………………………………………2 汽车转向灯单片机控制系统原理………………………………………………2.1 汽车转向灯工作原理…………………………………………2.2 单片机系统的工作原理及设计………………………………………………3 设计方案论证与选择………………………………………………3.1 方案论证一……………………………………………………………3.2 方案论证二…………………………………………………………3.3 方案选择…………………………………………………………4 控制系统的硬件设计…………………………………………………………4.1 单片机控制系统电路图……………………………4.2 单片机控制系统功能模块的设计………………4.3 元器件清单……………………………………………………5 主要芯片介绍…………………………………………………………5.1 单片机的特点………………………………………………………5.2 单片机各引脚介绍………………………………………………………5.3 单片机的功能介绍………………………………………………………6 控制系统的软件设计……………………………………………………7.1 汽车转向灯控制系统流程图7.2 软件和程序设计7 电路功能实现7.1 软件调试7.2 单片机硬件功能实现7.3 仿真操作说明及现象………………………………………………………参考文献…………………………………………………………………………………. 致谢………………………………………………………………………………………附录………………………………………………………………………………………摘要随着单片机的日益发展，其应用也越来越广泛，通过对“汽车转向灯单片机控制系统”设计，可以对单片机的知识得到巩固和扩张。

本设计是设计一个单片机控制系统。

在汽车进行左转向、右转向、刹车、合紧急开关、停靠等操作时，实现对各种信号指示灯的控制。

本设计主要是对单片机的并行输入/输出口电路的应用，通过I/O口控制发光二极管的亮﹑灭﹑闪烁，加上一些复位电路﹑按键电路﹑驱动电路来模拟汽车尾灯的功能。

汽车在驾驶时有左转向、右转向、刹车、合紧急开关、停靠等操作。

在左转向或右转向时，通过转向操作杆应使左转开关或右转开关合上，从而使左头灯、仪表板左转向灯、左尾灯或右头灯、仪表板右转向灯、右尾灯闪烁；合紧急开关时要求前面所述的6个信号灯全部闪烁；汽车刹车时，两个尾灯点亮；如正当转向时刹车，则转向时原应闪烁的信号灯仍应闪烁。

以上闪烁，都是频率为1Hz的低频闪烁；在汽车停靠而停靠开关合上时，左头灯、右头灯、左尾灯、右尾灯按频率为30Hz 的高频闪烁。

通过做实物，编写程序，完成了设计的要求。

通过该设计，对单片机的认识有了更进一步的了解，对单片机的各个口的功能作用了解加深，对设计系统有了了解，掌握了一些设计方法。

关键词单片机；汽车信号转向灯；电路基础；数字电子ABSTRACTWith more monolithic integrated circuits, the more extensive,1 绪论1.1 选题背景电子技术的发展经历了很长一段路程.而现在我们使用的微型电子技算机是超大规模集成电路所构成，它属于第四代计算机，而单片机则是微型计算机的一部分。

从1971年微型计算机问世以来，由于实际应用的需要，微型计算机向着两个不同的方向发展：一个是向高速度、大容量、高性能的高档微机方向发展；另一个则是向稳定可靠、体积小和价格廉的单片机方向发展。

由于科学技术的发展，由模拟电路或数字电路实现的大部分控制功能，现在能够使用单片机通过软件编程方法实现了。

单片机的应用改变着控制系统设计方法。

软件取代硬件可以提高系统性能的控制“软化”技术——微控制技术，是一个全新的概念。

在生活的环境中，自动控制要求中都会有单片机的控制的一部分；从简单到复杂，凡是能想像到的地方几乎都有使用单片机的需求。

单片机的应用有利于产品的小型化、多功能化和智能化，能够提高劳动效率、减轻劳动强度，提升产品质量，改善劳动环境。

例如，在工业自动化方面：自动化能使工业系统处于最佳状态、提高经济效益和改善产品质量。

自动化控制原理有应用于电子、电力、石油、化工、纺织、食品等轻重工业领域中，无论数据采集和测控技术，还是生产线上的机器人技术，都有单片机的参与。

有时，在仪器仪表、信息和通信等产品方面，它在其中发挥着重大作用。

现在，虽然单片机的应用很普遍了，但仍有许多项目尚未实现，所以单片机的应用有很大的发展空间。

1.2 研究意义单片机在电子科技中发展前景很好，成为电子发展重要组成部分，学习单片机时要理论与实践同步进行，以理论指导实践，实践验证理论，才更有效率。

理论部分我们花了大量的时间，只有少量的时间进行制做实物，编程方面，调试在软件上进行的，软件上能编译成功的程序，下载硬件上可能不会成功的。

毕业设计过程中，我们在网站上大量收集与课题相关的资料，了解目前与课题相关的科技发展趋势，确定自己的研究方案。

还要自己动手制作实物、编写程序并对实物下载程序进行硬件的调试，达到预期所需的控制要求和目的，使理论和实践完满的统一。

因此还锻炼了我们的制作能力，提升了综合素质。

1.3 研究方法本次单片机的控制系统以AT89C51为控制器；键盘为输入信号，由于AT89C51本身的功能强大，汽车转向灯的驱动用单片机的驱动功能来完成。

使得单片机的功能得到了充分的运用；并且显示电路从并行I/O口输出，由限流电阻和发光二极管组成，低电平使发光二极管导通，显示出相应的转向信号；为提升了系统的可靠性，设计看门狗电路，防止PC受到干扰而失控，引起程序跑飞，可能会造成的程序死循环。

掉电保护电路防止在单片机工作时突然掉电而失去方向指示功能。

进行仿真后，能清晰的看到在控制输入信号的状态下，相应的信号灯发出转向的指示信号。

本次设计对汽车转向灯单片机控制系统地分析与设计，对单片机控制系统进行了仿真调试，达到了毕业设计预期目的。

第一章主要芯片及元器件介绍单片机8051介绍本设计设计汽车灯控制系统比较简单，单片机执行的功能不多，在确保实验功能的情况下，为了降低成本，因此选用性价比高的80C1单片机。

MCS-51是Intel公司生产的一个单片机系列名称。

属于这一系列的单片机有多种。

8051便是其中一种性价比高的单片机。

8051单片机内部结构按其功能部件划分可以看出由8大部分组成的。

这8大部分是:1、一个8位中央处理机CPU。

2、128个字节的片内数据存储器RAM。

3、4KB的片内程序只读存储器ROM或EPROM。

4、18个特殊功能寄存器SFR。

5、4个8位并行输入输出I/O接口: P0口、P1口、P2口、P3口（共32线）, 用于并行输入或输出数据。

6、1个串行I/O 接口。

7、2个16位定时器/计数器。

8、1个具有5个中断源, 可编程为2个优先级的中断系统。

它可以接收外部中断申请, 定时器/计数器中断申请和串行口中断申请。

本设计选用的8051单片机芯片为40个引脚，它是HMOS 工艺制造的芯片，采用双列直插（DIP ）方式封装。

1、主电源引脚Vcc 和GNDVCC （40脚）：接+5V 电源正端;GND （20脚）：接+5V 电源地端。

2、外接晶体引脚XTAL1和XTAL2XTAL1（19脚）：接外部石英晶体的一端。

在单片机内部, 它是一个反相放大器的输入端，这个放大器构成了片内振荡器。

当采用外部时钟时，对于HMOS 单片机，该引脚接地；XTAL2（18脚）：接外部晶体的另一端。

在单片机内部，接至片内振荡器的反相放大器的输出端。

当采用外部时钟时，对于HMOS 单片机，该引脚作为外部振荡信号的输入端。

3、复位引脚RST/V PD （9脚）RST （RESET ）是复位信号输入端，高电平有效。

当单片机运行时，在此引脚上加上持续时间大于两个机器周期（24个时钟振荡周期）的高电平时，就可以完成复位操作。

在单片机正常工作时，此脚应为0.5V 低电平。

V PD 为本引脚的第二功能，即备用电源的输入端。

当主电源VCC 发生故障，降低到某一规定值的低电平时，将+5V 电源自动接入RST 端，为内部RAM 提供备用电源，以保证片内RAM 中的信息不丢失，从而使单片机在复位后能继续正常运行。

4、控制引脚 （1）ALE/PROG ________（30脚）ALE 为地址锁存允许信号，当单片机上电正常工作后，ALE 引脚不断输出正脉冲信号。

当访问单片机外部存储器时，ＡＬＥ输出信号的负跳沿用作低8位地址的锁存信号。

即使不访问外部锁存器，ＡＬＥ端仍有正脉冲信号输出，此频率为时钟振荡频率fosc 的1/6。

但是，每当访问外部数据存储器时，在两个机器周期中ALE 只出现一次，即丢失一个ALE 脉冲。

因此，严格来说，不宜用ALE 作精确的时钟源或定时信号。

ALE 端可以驱动8个TTL 型负载。

PROG ________为本引脚的第二功能。

在对片内EPROM 型单片机编程写入时，此引脚作为编程脉冲输入端。

（2）PSEN ________（29脚）程序存储器允许输出控制端。

在单片机访问外部程序存储器时，此引脚输出的负脉冲作为读外部程序存储器的选通信号。

此引脚接外部程序存储器的OE ________（输出允许）端。

PSEN ________端可以驱动8个TTL 型负载。

（3）EA ________/V PP (31脚)EA ________功能为内外程序存储器选择控制端。

当EA ________端为高电平时，单片机访问内部程序存储器，但在PC （程序计数器）值超过0FFFH 时，将自动转向执行外部程序存储器内的程序。

当保持低电平时，则只访问外部程序存储器，不论是否有内部程序存储器。

V PP 为本引脚的第二功能。

在对EPROM 型单片机8751片内EPROM 固化编程时，用于施加较高编程电压的输入端，对于89C51则V PP 编程电压为+12V 或+5V 。

5、I/O 口线引脚排列（1）P0口——8位、漏极开路的双向I/O 口。

也即地址/数据总线复位口。

当使用片外储存器及外扩I/O 口时，P0口做为低字节地址/数据复线。

在编程时，P0口可用于接收指令代码字节；在程序校检时，P0口可输出指令字节（这是需要外加上拉电阻）。

（2）P0口也可作为通用I/O 使用，变成准双向口。

当作为普通输入时，应将输出锁存器置1。