汽车转弯 信号灯.doc

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、刹车等警示作用汽车转向和故障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一直以来都是汽车电子设计中的一个十分重要的领域本设计是设计一个单片机控制系统，在汽车进行左转弯、右转弯、刹车、合紧急开关、停靠、倒车等操作时，实现对各种信号指示灯的控制它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，加上一些串口电路﹑按键电路﹑驱动电路来模拟汽车尾灯的功能并在 PC 机上显示此时的汽车行进状态汽车转弯或停靠时，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/分，但是一般控制在 60～95 次/分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故障指示灯是否点亮，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 AT89C51 单片机设计了一套汽车转向灯控制系统。

用 LED 产生闪光信号，同时能自动检测信号灯故障2目 录引言 .....................................................I1.目的和要求 12.设计方案 ...............................................11.1 系统设计 ...........................................11.2 单片机系统的工作原理 ..............................11.2.1 开关状态检测 .....................................11.2.2 输出控制 .........................................11.2.3 定时器和计数器 ...................................21.2.4 中断系统 .........................................21.2.5 汽车转向灯控制 ...................................23.硬件电路设计 ...........................................22.1 按键电路 ...........................................22.2 时钟电路 ...........................................32.3 复位电路 ...........................................42.4 LED 显示电路 .......................................44.软件设计 ...............................................45．系统测试与结果分析 ....................................66．结论 ..................................................8附录 1、程序清单 .........................................1031. 目的要求设计汽车转弯时的模拟信号灯控制系统并掌握定时器 外部中断技术等使用方法2.设计方案汽车转弯灯单片机控制系统电路是由单片机 AT89C51、复位、时钟、LED 显示电路、按键电路构成等几部分组成。

2.1 系统设计本设计要求在汽车进行左转弯、右转弯、刹车、合紧急开关、停靠、倒车等操作时，实现对各种信号指示灯的控制根据设计要求，制定总体的设计思想： 以单片机 AT89C51 为核心芯片通过控制 LED 的显示来模拟汽车转向灯，即用开关K1-K6 的闭合分别模拟刹车、紧急、停靠、左转、右转、倒车操作；用 LED 发光二极管 D1-D8 的亮灭显示来模拟汽车的故障指示灯、左头灯、右头灯、左转弯信号灯、右转弯信号灯、左尾灯、右尾灯、倒车灯的显示情况转向时，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 个尾灯发出稳定亮信号；如正当转向时刹车，转向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 30Hz 的高频闪烁任何上述之外的开关组合，都将出现故障指示灯闪烁，闪烁频率为 30Hz2.2 单片机系统的工作原理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；也可以一次性检测六路开关状态，即用MOV A, P2 指令一次性把 P2 端口的状态全部读入，取低 6 位的状态来指示。

42.2.2 输出控制以 LED 发光二极管 D1--D8 来指示，此设计用指令 MOV P1, #111XXXXXB 方法来实现2.2.3 定时器和计数器信号的控制是定时器与中断系统的联合使用得以实现的结果在汽车转弯灯的控制中主要利用 AT89C51 单片机的可编程定时/计数器、中断系统来实现灯闪烁的延时和故障检测，即通过对系统时钟脉冲的计数来实现的，计数值由程序设定设计中利用定时器/计数器 0,一个软件计数器产生低频（1Hz）闪烁功能利用定时器/计数器 0 来产生为时 30ms 的定时信号，以实现高频（30Hz）闪烁功能2.2.4 中断系统通过 C51 的软件编程实现对中断系统的处理利用 MCS-51 系列单片机的可编程定时/计数器、中断系统来实现灯闪烁的延时和故障检测当检测到操作错误，可以利用中断系统请求 CPU 及时处理这些故障，实现对系统的实时控制，同时操作人员可以利用键盘等实现中断，完成人工介入，实现人机联系2.2.5 汽车转向灯控制在汽车转弯或应急状态下，外部信号灯和仪表板它们指示灯的闪烁频率为1Hz，称低频信号当停靠开关合上时，外部信号灯以 30Hz 频率闪烁此时为高频信号。

汽车转弯灯设计 6 个按键控制信号灯的转向、停靠、应急等按键安排为：K1键为刹车开关；K2 键为紧急开关；K3 键为停靠开关；K4 键为左转弯开关；K5 键为右转弯开关；K6 键为倒车开关3.硬件电路设计3.1 按键电路根据设计的要求，本设计选用独立式键盘其工作原理为，单片机引脚作为输入使用，首先置“1” 当键没有被按下时，单片机引脚上为高电平；而当键被按下去后，引脚接地，单片机引脚上为低电平是否有键按下，以及被按下的是哪一个5可以通过单片机引脚电平显示出来图 1 是电路板上按键的接法，6 个按键分别接到 P2.0、P2.1、P2.2、P2.3、P2.4 和 P2.5对于这种接法，各程序可以采用不断查询的方法，其功能就是：检测是否有键闭合，判断键号并转入相应的键处理图 1 按键控制电路3.2 时钟电路采用单片机内部晶振如图 2 所示，在 MCS-51 系列单片机内部有一个高增益反向放大器，其输入端为芯片引脚 XTAL1，输出端为引脚 XTAL2而在芯片外部 XTAL1和 XTAL2 之间跨接晶体振荡器和微调电容，形成反馈电路，就构成了一个稳定的自激振荡器外接晶体振荡器以及电容 C6 和 C7 构成并联谐振电路，接在放大器的反馈回路中，C6 和 C7 的大小会对振荡器频率的高低、振荡器的稳定性、起振的快速性和温度特性有一定的影响。

6图 2 时钟电路3.3 复位电路上电复位电路如图 3 所示，是利用外部复位电路实现 振荡器启动时间不超过10ms，在加电情况下，可以使单片机复位电平复位将复位端通过电阻与 Vcc 相连，按键脉冲复位是利用 RC 分电路产生正脉冲来达到复位的在按键电平复位和按键脉冲复位两种简单的复位电路中，干扰易串入复位端，会引起内部寄存器错误复位，故可在复位端引脚上接一个去耦电容 C8图 3 复位电路3.4 LED 显示电路本设计单片机的 P1 口输出与 LED 发光二极管相连，当 AT89C51 单片机的 P1 引脚是高电平时，LED 不亮，当 P1 引脚是低电平时，LED 亮但是在汽车转向灯里要根据汽车方向来控制信号灯，而实现 LED 的亮与灭74.软件设计汽车转向灯控制系统主程序流程图如图 4 所示，系统中断服务程序流程图如图5 所示，键功能程序流程图如图 6 所示主程序中完成对汽车转向灯控制系统的初始化工作，判断是否有键被按下，当开关没有动作时无输出，调用延时程序，延时 1s，当判断有开关被按下时，进入中断中断程序主要完成各开关按下时汽车转向灯信号的相应显示，其中也在各分支中调用了延时程序，以使 LED 在不同的分支以相应的频率闪烁。

原理图按键连线：P2.0=刹车；P2.1=紧急；P2.2=停靠；P2.3=左转；P2.4=右转；P2.5=倒车；说明：键值是根据 P2 的状态来确定的例：P2=00111110，表明刹车键按下，它的键值是 3EH（只看后面六位） 汽车转向灯控制系统软件设计程序清单见附录二所示开始定时器 0 赋初值定时器 0 开中断开总中断启动定时器有键按下 ？等待Y无灯闪烁N开始定时器 0 赋初值键功能程序 产生相应控制信号返回图 4 汽车转向灯控制系统主程序流程图 图 5 系统中断服务程序流程图8图开始是否有键值读取键值左转紧急刹车左转时刹车左转紧急刹车刹车紧急停靠倒车故障信号左转开关按下P 2 . 3 = 0？刹车开关按下P 2 . 0 = 0？刹车开关按下P 2 . 0 = 0？紧急开关按下P 2 . 1 = 0？停靠开关按下P 2 . 2 = 0？倒车开关按下P 2 . 5 = 0？紧急开关按下P 2 . 1 = 0？YNYN右转紧急刹车右转时刹车右转右转开关按下P 2 . 4 = 0？刹车开关按下P 2 . 0 = 0？紧急开关按下P 2 . 1 = 0？YNYN紧急开关按下P 2 . 1 = 0？YYNNN N N N NYNY Y YY产生各自不同的 L E D 显示信号结束Y6 汽车转向灯控制系统键功能程序流程图95．系统测试与结果分析在 Proteus 软件中，找到所需要的元器件，调入后，连线，下载程序到AT89C51 芯片中，运行可看到相应的信号灯亮或闪烁，具体仿真图见附录三。

操作说明如下：（1）按 K1 刹车键，D6、D7 相应信号灯亮；（2）按 K2 紧急键，D2、D3、D4、D5、D6、D7 相应信号灯闪烁；（3）按 K3 停靠键，D2、D3、 D6、D7 闪烁；（4）按 K4 左转弯键，D2、D4、D6 闪烁；（5）按 K5 右转弯键，D3、D5、D7 闪烁；（6）按 K6 倒车键，D8 闪烁；（7）按 K1 刹车、K2 紧急键，D2、D3、D4、D5 闪烁；D6、D7 亮；（8）按 K4 左转弯、K1 刹车键，D2、D4、D7 闪烁；D6 亮；（9）按 K5 右转弯、K1 刹车键，D3、D5、D6 闪烁；D7 亮；（10）按 K4 左转弯、K1 刹车、K2 紧急键，D2、D3、D4、D5、D7 闪烁；D6 亮；（11）按 K5 右转弯、K1 刹车、K2 紧急键，D2、D3、D5、D6、D8 闪烁，D7 亮12）除上述情况以外的其他操作，D1 闪烁图 7 汽车转向灯控制系统仿真图@nt。