汽车信号灯控制系统的设计

汽车信号灯控制系统的设计

[摘要]本设计是利用AT89C51单片机来实现的汽车信号灯控制系统。在系统中利用5个开关来模拟汽车操作，然后用6个灯来作为汽车信号灯；当拨动开关改变相应的状态时，单片机就会检测到相关类型的状态后，根据内部程序，来驱动相关的汽车信号灯（发光二极管）闪烁或长亮，以此达到设计的目的和要求。

[关键词]控制系统；信号灯；AT89C51

The design of automobile signal lamp control system

Abstract: This design is the use of AT89C51 to achieve single-chip automotive signal lamp control system. In the system using 5 switches to simulate the vehicle operation, then 6 lamps for automobile signal lamp.When the toggle switch to change the corresponding state, SCM will detect the type of state, according to internal procedures to drive the car lights ( LEDs) or long bright flashes, to achieve the design purpose and requirement.

Key words: Control system, Signal lamp, AT89C51

目录

引言 (1)

1 汽车信号灯控制系统的设计背景 (1)

1.1汽车信号灯控制系统的设计目的和意义 (1)

1.2汽车信号灯控制系统的设计背景 (2)

1.3汽车信号灯的使用 (2)

2 总体设计方案 (2)

3 系统的概述 (3)

3.1系统的组成 (3)

3.2系统的主要功能 (3)

4 详细设计 (3)

4.1硬件设计方案 (3)

4.1.1 设计思路 (3)

4.1.2 硬件的选择 (4)

4.1.3 LED发光二极管 (4)

4.1.4 AT89C51单片机 (4)

4.1.5 AT89C51管脚 (6)

4.1.6 电路说明 (6)

4.1.7电路原理图 (7)

4.1.8设计连线 (7)

4.1.9 工作原理说明 (7)

4.2软件设计方案 (7)

4.2.1 程序流程图 (7)

4.2.2 程序说明 (8)

4.2.3 仿真环境 (8)

4.2.4 调试及运行结果 (8)

结束语 (9)

致谢 (9)

参考文献 (11)

附录A (12)

附录B (12)

附录C (17)

引言

汽车信号灯控制系统，作为汽车的必备设备之一，广泛应用于现代信号各类型汽车中[1]。传统的汽车信号灯控制系统有很多特色，但寿命短，采用纯电路设计模式，线路复杂，容易产生故障，可靠性低。针对汽车信号灯控制系统存在的问题，本文设计了一个以单片机为核心的控制系统。系统具有通用性好、可靠性高、线路简单、成本低廉、使用方便的优点，通过软件升级很容易实现功能扩展。

汽车信号灯的作用是大家都知道的，汽车通过显示不同的信号灯来告诉前后左右的行车的司机本汽车正在进行的操作。本次设计主要是介绍汽车信号灯的控制系统的设计，其中本次设计中的汽车信号灯包括了左头灯、右头灯、左尾灯、右尾灯和仪表盘上的左右转弯信号灯。其主要内容是使汽车在行驶过程中通过信号灯来传达汽车的一些操作比如转弯、刹车、闭合紧急开关、停靠等一系列操作信号。信号灯控制的实现主要是通过电路与程序的结合来完成，电路部分的设计是通过软件Proteus来完成的，其中灯的模拟采用了LED发光二极管，发光二极管有熄灭、点亮和闪烁三种信号，而汽车的一系列的操作采用了相应的开关来模拟，所有的电路元件都是用软件Proteus软件上的模拟元件来代替，而且大大提高了调试与仿真的效率。

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计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”技术即微控制技术，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，凡是能想象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 汽车信号灯控制系统的设计背景

1.1汽车信号灯控制系统的设计目的和意义

随着全球经济社会的快速发展，人们的生活水平得到了很大的提高，越来越多的人拥有了私家车，虽然这便于人们出行，但随之而来的还有严重的交通问题。随着交通事故发生的频率逐渐升高，一些国家及发明家意识到了这个问题，仅仅依靠交通信号灯不足以维持交通秩序。于是，科学家针对发生交通事故的一系列原因，认为研究汽车信号灯有很深的意义。信号灯是在车辆使用时开启以提示前后左右车辆及行人注意的重要指示灯，才研究出了汽车信号灯来解决这一系列问题。汽车信号灯微机控制系统控制的信号灯有仪表盘左/右转弯灯、左/右头灯和左/右尾灯共六类灯，在不同的驾驶操作控制下可驱动相对应的汽车信号灯闪烁或用氙气灯管，单片机控制电路，左右轮换频闪不间断工作，信号灯是采用闪光器实现灯光闪烁。随着自动化机械作业的发展，控制系统从20世纪40年代就开始使用了，早期的现场基地式仪表和后期的继电器构成了最初的控制系统。现在所说的控制系统，多指采用电脑或微处理器进行智能控制的系统，20世纪后半叶，由于计算机、通信、控制、仪表、软件等技术的飞速发展，不仅产生了多种多样的自控产品，也丰富了人们进行自控设计的思路与方案。我国在交通信号控制系统开发与应用方面起步较晚，1973年开始进行单点信号机的研制，1985年在北京前三门大街实现城市交通线控系统控制。作为七五国家重大攻关项目，南京市在同济大学的协助下开发了一套国产智能化交通信号控制系统，由于种种原因，一些重要功能如实