汽车信号灯设计

编号 2010211630

《单片机》

课程设计

（2010届本科）

题目：基于单片机Led显示之汽车信号灯设计

系（部）院：物理与机电工程学院

专业：电气工程及其自动化

作者姓名：王刚

指导教师：向根祥职称：副教授

完成日期：2013 年12 月15 日

目录

摘要: (1)

1．引言 (2)

2．设计方案及原理 (2)

2.1设计方案： (2)

2.2设计原理: (3)

2.2.1 开关状态检测 (3)

2.2.2 输出控制 (4)

2.2.3 定时器和计数器 (4)

2.2.4 定时初始化 (5)

2.2.5 汽车转弯灯显示 (7)

2.2.6 汽车转弯灯控制 (7)

2.2.7 中断系统 (7)

3.硬件设计 (8)

3.1汽车信号灯单片机控制系统框图 (8)

4. 汽车转弯灯控制系统软件设计 (9)

4.1 汽车转弯灯控制系统主程序流程图 (9)

4.2 中断服务程序流程图 (9)

4.3控制系统键功能流程图 (10)

5.系统仿真与调试 (11)

5.1汽车信号灯控制系统仿真电路图 (11)

6总结 (12)

7参考文献 (12)

附录： (13)

单片机课程设成绩评定表 (16)

摘要:

随着科技的进步，人们生活中广泛应用的电子、信息等高科技的技术。本文我们用AT89C51单片机设计了一套汽车信号灯控制系统。用LED产生闪光信号。信号灯灯具的发展是随着汽车制造技术及电光源技术的发展而逐步完善的。它经历了机油（或煤油）灯、乙炔气灯到电光源灯的发展历程。现代汽车信号灯灯具已经开始使用发光二极管（LED）技术以及光导技术，这是信号灯灯具的一次飞跃。

关键词:单片机；汽车信号灯；LED

1．引言

车灯是行车安全的必备件，除了具有照明作用，对行人和其他车辆还具有转向、会车、刹车等警示作用。其中汽车转向灯的控制就是一例。汽车转向和报警信号灯是汽车运动方向和车身状态的表示信号，关系着汽车的安全问题，因此基于单片机的汽车转向灯控制器的一直以来都是汽车电子设计中的一个十分重要的领域。

此次基于单片机的汽车转向灯的设计中，复位电路的设计、LED发光二极管的应用、6个按键开关、键盘扫描来控制LED灯点亮的方式都基本符合课程设计的要求。其中复位电路的作用是当单片机死机的情况下用来复位重启单片机，软件部分主要是用键盘扫描的方式来与程序中的设定值比较如果一致就执行该段子程序来实现LED的点亮方式。

汽车上的信号灯有:转向灯(左前灯、右前灯、左后灯、右后灯、仪表盘上的二个指示灯)。当汽车转弯、刹车、停靠时，转向灯发出不同的信号。汽车转弯或停靠时，相应的信号灯要发出闪烁的灯光信号，目前国内广泛使用电热式闪光器产生闪光信号。闪烁频率在50～110 次/ min，但是一般控制在60～95 次min 之间。闪光器是通过调节镍铬丝的拉力和触点的间隙来满足频率要求的，灯泡功率的大小也会影响闪烁频率。因此在更换闪光器或灯泡时调整比较困难。同时，系统没有故检测，驾驶员无法知道车外的转向灯及示宽灯是否点亮，从而影响行车安全。到目前为止，我们还没有发现能检测灯丝断这种故障的有效方法。针对上述问题，我们用A T89C51单片机设计了一套汽车信号灯控制系统。用LED产生闪光信号。信号灯灯具的发展是随着汽车制造技术及电光源技术的发展而逐步完善的。它经历了机油（或煤油）灯、乙炔气灯到电光源灯的发展历程。现代汽车信号灯灯具已经开始使用发光二极管（LED）技术以及光导技术，这是信号灯灯具的一次飞跃。

2．设计方案及原理

2.1设计方案：

如图1所示，汽车转弯灯主要有单片机、按键、复位、时钟、电源、故障检测电路、LED 显示电路组成最基本的单片机系统。单片机本身的功能强大，汽车转弯灯的驱动用单片机本身的驱动来驱动。使得单片机的功能得到充分的运用。本方案的故障检测电路具有故障监控性能，他能提高系统的可靠性。

2.2设计原理:

由定时器/计数器与中断系统的联合组成控制系统的工作原理。如汽车上有一个转弯控制杆，其中有三个位置：中间位置，汽车不转弯；向上，汽车左转；向下汽车右转。转弯时，规定左右尾灯、左右头灯仪表板上2个指示灯相应地发出闪烁信号。应急开关合上时，6个信号灯都应闪烁。汽车刹车时，2个尾灯发出不闪烁信号。如正当转弯时刹车，转弯时原应闪烁的信号仍应闪烁。它们都是频率为1Hz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10Hz频率快速闪烁。任何在下表中未出现的组合，都将出现故障指示灯闪烁，闪烁频率为10Hz。

表1 汽车驾驶操纵与信号

2.2.1 开关状态检测

开关状态检测，对AT89C51来说是输入关系，可轮流检测每个开关状态，以每个开关的

状态让相应的发光二极管指示，采用JNB P1.X，REL 指令来完成；也可以一次性检测五路开关状态，让它指示，可以用MOV A，P1 指令一次把P1 端口的状态全部读入，取低5位的状态来指示。

2.2.2 输出控制

以发光二极管D1—D6 来指示，此设计用SETB P0.X 和CLR P0.X 指令来完成，也可以用指令MOV P0，＃111XXXXXB 方法来实现。

2.2.3 定时器和计数器

根据任务设计要求：会用到定时器。信号的控制是定时器与中断系统的联合使用得以实现。单片机的控制系统应用中，定时器是必需的，在汽车转弯灯的控制中也是必不可少。定时有三种选择方法。

(1)软件的定时

它是靠执行一个循环程序以进行时间的延迟。软件定时的优点是时间精确，且不需外加硬件电路。但它要增加CPU开销，因此软件定时的时间不能太长。此外，软件定时方法有时候无法使用。

(2)硬件的定时

时间较长的定时，常使用硬件电路完成。硬件定时方法的优点是定时功能全部由硬件电路完成，不需要占CPU的时间。用元件参数来调节定时时间，这方面使用上不够灵活方便。

(3)可编程定时器的定时

它是通过对系统时钟脉冲的计数来实现的。计数值由程序设定，改变计数值，同时也改变了定时时间，用起来既灵活且方便。此外，采用计数方法实现定时，可编程定时器都兼有计数功能，能对外来脉冲进行计数。

在AT89C51内部除了有并行和串行I/O接口外，在单片机内部共有2个可编程的定时器和计数器，称定时器/计数器0和定时器/计数器1，这两个计数器由TH0，TL0，TH1，TL1两个8位的RAM单元组成，即每个计数器都是16位的计数器，最大的计数量时65536。

定时器/计数器计数功能和定时功能：

(1)计数器功能

记数是指对外部事件进行计数。它的发生以输入脉冲表示，计数功能的实质就是对外来