汽车灯光控制

CHANGZHOU INSTITUTE OF TECHNOLOGY

科研实践

题目：汽车灯光控制

二级学院（直属学部）：延陵学院

专业：电气工程及其自动化班级：10电Y3 学生姓名：王振宇学号：10124527 指导教师姓名：范力旻职称：副教授

2013年12月15日至2014年1月5日

摘要 (3)

1.引言 (4)

1.1目的和意义 (4)

2.总体设计 (4)

2.1单片机的选择 (4)

2.2系统工作原理 (5)

3.最小系统设计 (5)

3.1复位电路 (5)

3.2晶振电路 (7)

3.3电源模块 (8)

4.输入部分设计 (9)

5.输出部分设计 (10)

6.硬件仿真 (11)

6.1仿真软件简介 (11)

6.2仿真效果 (11)

7.实物制作与调试 (13)

7.1电路板焊接 (13)

7.2硬件调试及排故障 (14)

8.总结 (14)

附录 (15)

1.参考文献 (15)

2.器件清单 (16)

3.原理图 (16)

4.程序清单 (17)

5.实物图 (22)

摘要

随着科技的不断发展，社会的不断进步，人们越来越离不开汽车，汽车不仅仅是一种代步工具，还是一种社会生活水平和身份的象征。但是，随着汽车数量的不断增加，汽车在带给我们方便的同时也带来了大量的交通事故。因此，道路安全就越来越发引起人们的关注。据相关部门统计表明，大量事故都是发生在道路的转弯处或是因为前面的汽车突然刹车而后面的车辆没有及时注意后发生的，因此汽车尾灯作为一种警示灯，它的重要性就体现出来了。因此仅仅依靠汽车本身的结构因素很难保证汽车的行车安全，因而必须对车辆的主要安全部位，进行定期的检查，并按一定的技术标准对它们的状况加以检查、考核，并且取得各项准确的数据，科学定量地判断车辆安全装置的状况，给出合适的评价。而汽车尾灯故障率在汽车行驶过程中是很高的，汽车尾灯故障时，不能正确反应驾驶员的行车意识且给安全行车留下了事故隐患。

老式汽车尾灯通常是基于传统的机械和纯电路的控制方式，其正常工作完全取决于尾灯系统所采用的硬件来保证的，一旦电路的老化或者因接触问题和机械元件的变形将不能及时触发电源开关，导致电路出现故障，这种问题经常发生，除了选用更好的硬件系统和元件外，几乎没有别的方法来避免这类故障的发生，而随着科技的发展，越来越多的电子产品得到了飞速的发展。许多电器设备越来越趋于智能化、人性化，这些电器设备几乎含有CPU控制器或单片机。而单片机以其可靠性高、性价比高、低电压、低功耗等一系列优点得到飞速的发展和大范围推广，因此选用智能型的元件来进行系统的设计，增加系统的稳定性和可控制性是非常必要且有重要意义的。

本文所研究和开发的课题是基于at89c51汽车尾灯控制器的电路设计，在该系统中，通过6个LED来模拟汽车尾灯的基本工作状况，汽车尾灯控制系统的研究不仅使汽车的先进性、美观性有了很大的提高，更加重要的是降低了交通事故发生的可能性。

1.引言

1.1目的和意义

要求了解汽车尾灯控制电路的工作原理，掌握外围电路的设计与主要性能参数的测试方法，要求掌握基于单片机或数字集成电路的汽车尾灯控制器的设计方法与数字电子线路系统的装调技术。

可以让学生更好的掌握和加深对基础知识的运用和理解，学习如何设计中小型系统，并且独立的完成调试过程，增强学生理论与实际结合的能力，提高学生电路设计和分析的能力。

通过课题研究引导学生在理论指导下有所创新，为日后工作实践奠定结实的基础。

1.2本系统主要研究内容要求

汽车尾部左右两侧各有三个指示灯（用发光管模拟），要求是：

1.设置四个按键，分别对应汽车刹车、左转、右转、停车。

2.汽车的刹车、左转、右转、停车分别对应不同灯光显示。

3.刹车时6个指示灯同时亮。

4.左转时左边三个灯光延时一秒依次从右往左点亮，右转时右边三个灯光延时一秒依次从左往右点亮。

5.停车时6个指示灯同时闪烁点亮。

确定设计方案，按功能模块的划分选择元器件和集成电路，设计分析电路，阐述基本原理。

2.总体设计

2.1单片机的选择

AT89C51是一个低电压，低功耗，高性能CMOS 8位微处理器，片包含了4K 字节闪烁可编程可擦除的只读存储器（FPEROM—Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory），俗称单片机。该器件采用ATMEL公司的高密度、非易失存储器制造技术制造的，与标准的MCS-51指令系统和输出管脚相兼容。由于将通用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，AT89C51可以为很多嵌入式控制系统提供一种灵活性高而且价廉的方案。

2.2系统工作原理

这个系统硬件主要包括以下的三大模块：AT89S51单片机系统、LED灯阵、逻辑开关控制器，从而形成了信号的控制器、识别电路和发光电路这三个模块。其中单片机系统作为中央处理单元，根据逻辑开关控制器来检测到驾驶员所执行开关控制信号，获得相应的信号进行传输，使单片机系统收到对应的指令，从而使LED灯阵发出相应的指示。系统总体设计方案如图2-1所示。

图2-1

3.最小系统设计

3.1复位电路

在上电或复位过程中，控制CPU的复位状态：这段时间内让CPU保持复位状态，而不是一上电或刚复位完毕就工作，防止CPU发出错误的指令、执行错误操作，也可以提高电磁兼容性能。无论用户使用哪种类型的单片机,总要涉及到单片机复位电路的设计。而单片机复位电路设计的好坏,直接影响到整个系统工作的可靠性。许多用户在设计完单片机系统,并在实验室调试成功后,在现场却出现了“死机”、“程序走飞”等现象,这主要是单片机的复位电路设计不可靠引起的。

单片机在启动时都需要复位，以使CPU及系统各部件处于确定的初始状态，并从初态开始工作。89系列单片机的复位信号是从RST引脚输入到芯片内的施密特触发器中的。当系统处于正常工作状态时，且振荡器稳定后，如果RST引脚上有一个高电平并维持2个机器周期(24个振荡周期)以上，则CPU就可以响应