【正文】 有一個(gè)轉(zhuǎn)彎控制桿，其中有三個(gè)位置：中間位置，汽車不轉(zhuǎn)彎；轉(zhuǎn)彎時(shí)可以通過連接在轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的轉(zhuǎn)向傳感器，感知到角 度的變化。用元件參數(shù)來調(diào)節(jié)定時(shí)時(shí)間，這方面使用上不夠靈活方便。單片機(jī)采用 12MHz 晶體，計(jì)數(shù)頻率為 1MHz。 若 使用定時(shí)器 T0，方式 1， 30ms 定時(shí)， fosc=12MHz。 所有軟件、參數(shù)均存在 AT89S51 的 ROM和 RAM中，因此能夠減少了芯片的數(shù)量和整機(jī)的電流。 汽車轉(zhuǎn)彎燈單片機(jī)控制系統(tǒng)電路原理圖 汽車轉(zhuǎn)彎燈單片機(jī)控制系統(tǒng)電路原理圖見附錄 3。電平復(fù)位將復(fù)位端通過電阻與 Vcc相連，按鍵脈沖復(fù)位是利用 RC 分電路產(chǎn)生正脈沖來達(dá)到復(fù)位的。這種情況下，當(dāng)不置“ 1”時(shí)， P2口使用強(qiáng)大的內(nèi)部上拉電路。 (5) 雙數(shù)據(jù)指示器。 (6) 干 擾性 由于 S5*內(nèi)部集成看門狗計(jì)時(shí)器， 比 89C51 那樣外接看門狗單元電路 要好 。 ULN2021是高耐壓、大電流達(dá)林頓陳列 ,由七個(gè)硅 NPN 達(dá)林頓管組成。引腳 12：脈沖信號輸出端，對應(yīng) 5腳信號輸入端。 C to +70176。 CLK 芯片時(shí)鐘輸入。當(dāng) 2 位數(shù)據(jù)為“ 1”、“ 1”時(shí)，只對 CH1進(jìn)行單通道轉(zhuǎn)換。 21 開 始定 時(shí) 器 0 賦 初 值定 時(shí) 器 0 開 中 斷開 總 中 斷啟 動(dòng) 定 時(shí) 器關(guān) 燈報(bào) 警有 鍵 按 下 ?有 故 障 ?YN等 待YN 圖 控制系統(tǒng)主程序流程圖 信號采集及轉(zhuǎn)換流程 圖 中斷服務(wù)的程序流程圖 控制系統(tǒng)鍵功能流程圖 鍵的功能程序流程圖如圖 所示。 操作說明如下： （ 1） 按 S1 剎車鍵， D D6相應(yīng)信號燈亮； （ 2） 按 S2 緊急鍵， D D D D D D6相應(yīng)信號燈以 1Hz 頻率閃爍； （ 3） 按 S3 ?？挎I， D D D D6相應(yīng)信號燈以 30Hz 高頻率閃爍； （ 4） 按 S4 左轉(zhuǎn)彎鍵， D D D5 相應(yīng)信號以 1Hz 頻率燈亮； （ 5） 按 S5 右轉(zhuǎn)彎鍵， D D D6 相應(yīng)信號燈以 1Hz 頻率閃爍； （ 6） 按 S1 剎車、 S2 緊急鍵， D D D D4相應(yīng)信號燈以 1Hz 頻率閃爍； D D6信號燈亮； （ 7） 按 S4 左轉(zhuǎn)彎、 S1 剎車鍵， D D D5 相應(yīng)信號燈以 1Hz 頻率閃爍； D6 信號燈亮； （ 8） 按 S5 右轉(zhuǎn)彎、 S1剎車鍵， D D D6 相應(yīng)信號燈以 1Hz 頻率閃爍； D5 信號燈亮； （ 9） 按 S4 左轉(zhuǎn)彎、 S1 剎車、 S2 緊急鍵， D D D D D5 相應(yīng)信號燈以 1 Hz頻率閃爍； D6 信號燈亮； （ 10）按 S5 右轉(zhuǎn)彎、 S1剎車、 S2緊急鍵， D D D D D6 相應(yīng)信號燈以 1Hz 頻率閃爍， D5信號燈亮。 24 單片機(jī)硬件功能實(shí)現(xiàn) 單片機(jī)硬件功能實(shí)現(xiàn)說明如下： 利用單片機(jī)的 P0口連接 6個(gè) LED 作為數(shù)據(jù)線輸出使用； 利用單片機(jī)的 P1口連接 5個(gè)開關(guān)作為數(shù)據(jù)線輸入使用； 定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器的使用 定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 0,定時(shí)功能 ,工作方式 1,提供 30ms 的定時(shí)時(shí)間。但值得注意的是，在進(jìn)行 IN+與 IN的輸入時(shí)，如果 IN的電壓大于 IN+的電壓則轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)結(jié)果始終為 00H。此時(shí)芯片開始轉(zhuǎn)換工作，同時(shí)由處理器向芯片時(shí)鐘輸入端 CLK 輸入時(shí)鐘脈沖， DO/DI端則使用 DI 端輸入通道功能選擇的數(shù)據(jù)信號。 DI 數(shù)據(jù)信號輸入，選擇通道控制。 工作頻率為 250KHZ，轉(zhuǎn)換時(shí)間為 32μ S； 用于感性負(fù)載時(shí)，該腳接負(fù)載電源正極，實(shí)現(xiàn)續(xù)流作用。比如 1 腳輸入， 16 腳輸出，你的負(fù)載接在 VCC 與 16 腳之間，不用 9腳。 (4) 功能 89S5*系列的加密算法，使對于 89S52的解密變 的 不可能 。 新功能 主要有 ： (1) ISP 在線編程功能，是一個(gè)強(qiáng)大易用的功能。 (3) P0 口：是一個(gè) 8 位漏極開路的雙向 I/O口。 圖 外部時(shí)鐘源接法 復(fù)位電路 上電復(fù)位電路如圖 所示，是利用外部復(fù)位電路實(shí)現(xiàn)。 4 控制系統(tǒng)的 硬件設(shè)計(jì) 單片機(jī)控制系統(tǒng)電路圖 汽車轉(zhuǎn)彎燈單片機(jī)控制系統(tǒng)框圖 汽車轉(zhuǎn)彎燈單片機(jī)控制系統(tǒng) 電路由單片機(jī) AT89S5 復(fù)位、電源、時(shí)鐘傳感器、A/D 轉(zhuǎn)換器、信號放大電路 ULN202電源電路給控制相關(guān)電路提供所需電源；復(fù)位電路供上電或按鍵時(shí)復(fù)位用。 3 設(shè)計(jì)方案論證與選擇 方案論證一 如圖 所示，汽車轉(zhuǎn)彎燈主要有單片機(jī)、復(fù)位、時(shí)鐘、電源、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路、信號放大電路組成最基本的單片機(jī)系統(tǒng)。 6 (2)中斷允許控制寄存器 IE 寄存器中與定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器有關(guān)的位置介紹： EA中斷允許總控制位 ET0 和 ET1定時(shí) /計(jì)數(shù)中斷允許控制位 ET0（ ET1） =0 禁止定時(shí) /記數(shù)中斷 ET0（ ET1） =1 允許定時(shí) /記數(shù)中斷 利用 MCS51 系列單片機(jī)的可編程定時(shí) /計(jì)數(shù)器、中斷系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)燈閃爍的延時(shí)和故障檢測。采樣計(jì)數(shù)脈沖是在 2個(gè)機(jī)器周期進(jìn)行的。但它要增加 CPU 開銷，因此軟件定時(shí)的時(shí)間不能太長。在本次設(shè)計(jì)中，我采用的是 ULN2021 把單片機(jī)發(fā)來的數(shù)字信號放大以驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)。 由于科學(xué)技術(shù)的發(fā)展， 由模擬電路或數(shù)字電路實(shí)現(xiàn)的大部分控制功能，現(xiàn)在能夠使用單片機(jī)通過軟件編程方法實(shí)現(xiàn)了。 II 擬達(dá)到的要求或技術(shù)指標(biāo) 1. 學(xué)習(xí)單片機(jī)相關(guān)知識； 2. 能對簡單的單片機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)與分析； 3. 能對硬件電路進(jìn)行設(shè)計(jì)； 4. 用 C 語言進(jìn)行程序設(shè)計(jì)； 5. 用 PROTEUS 仿真調(diào)試； 6. 實(shí)現(xiàn)各電路功能。本設(shè)計(jì)是設(shè)計(jì)一個(gè)單片機(jī)控制系統(tǒng)。例如，在工業(yè)自動(dòng)化方面：自動(dòng)化能使工業(yè)系統(tǒng)處于最佳狀態(tài)、提高經(jīng)濟(jì)效益和改善產(chǎn)品質(zhì)量 。通過角度傳感器的感應(yīng)值，然后通過數(shù)模轉(zhuǎn)換設(shè)備，將模擬信號轉(zhuǎn)化為單片機(jī)能夠識別的數(shù)字信號，最后通過單片機(jī)的相應(yīng)端口輸出讀到的信息。 (3)可編程定時(shí)器的定時(shí) 它是通過對系統(tǒng)時(shí)鐘脈沖的計(jì)數(shù)來實(shí)現(xiàn)的。每微妙計(jì)數(shù)器加 1。 則初值 X滿足（ 216X） 1=30000 X=35536→ 1000101011010000→ 8AD0H 汽車同步轉(zhuǎn)向燈顯示 在汽車轉(zhuǎn)彎或應(yīng)急狀態(tài)下，步進(jìn)電機(jī)隨動(dòng)，可以帶動(dòng)后續(xù)的傳動(dòng)部件帶動(dòng)同步照明燈的轉(zhuǎn)動(dòng)，給駕駛員一個(gè)開闊的視野，沒有盲區(qū)，就可以減少很多事故。 單片機(jī)的內(nèi)部 ROM 有 4K， RAM 有 128 個(gè)字節(jié)，軟件編時(shí)有足夠的空間來存儲(chǔ)其程序。 單片機(jī)控制系統(tǒng) 功能模塊的設(shè)計(jì) 時(shí)鐘電路 采用單片機(jī)內(nèi)部晶振。在按鍵電平復(fù)位和按鍵脈沖復(fù)位兩種簡單的復(fù)位電路中，干擾易串入復(fù)位端，在大多數(shù)情況下，不會(huì)造成單片機(jī)的錯(cuò)誤復(fù)位，但會(huì)引起內(nèi)部寄存 器錯(cuò)誤復(fù)位，這里可在復(fù)位端引腳上接一個(gè)去藕電容。訪問使用 8 位地址的外部存儲(chǔ)器（ MOVX RI）時(shí)， P2口輸出 P2口鎖存器的內(nèi)容。 (6) 電源關(guān)閉標(biāo)識。 高耐壓、大電流達(dá)林頓管 ULN2021 ULN2021 是高耐壓、大電流 達(dá)林頓 陳列，由七個(gè)硅 NPN 達(dá)林頓管組成。 該電路的特點(diǎn)如下 : ULN2021的每一對達(dá)林頓都串聯(lián)一個(gè) ,在 5V的工作電壓下它能與 TTL和 CMOS電路 直接相連 ,可以直接處理原先需要標(biāo)準(zhǔn)邏輯緩沖器。引腳 13：脈沖信號輸出端，對應(yīng) 4 腳信號輸入端。 C，工業(yè)級芯片溫寬為 ?40176。 當(dāng) 2 位數(shù)據(jù)為“ 0”、“ 0”時(shí)，將 CH0作為正輸入端 IN+， CH1 作為負(fù)輸入端 IN進(jìn)行輸入。 22 開 始是 否 有 鍵 按 下讀 取 鍵 值P 1 . 0 按 下 P 1 . 1 按 下 P 1 . 2 按 下 P 1 . 3 按 下 P 1 . 4 按 下合 剎 車 開 關(guān)合 緊 急 開 關(guān) 合 停 靠 開 關(guān)合 左 轉(zhuǎn) 開 關(guān) 合 右 轉(zhuǎn) 開 關(guān)產(chǎn) 生 各 自 不 同 的 控 制 信 號結(jié) 束YN 圖 鍵的功能程序流 程圖 軟件和程序設(shè)計(jì) 軟件設(shè)計(jì) 單片機(jī)的應(yīng)用開發(fā)，除了保證硬件電路的正確連接以外，更重要的工作是進(jìn)行軟件的開發(fā)。 25 參考文獻(xiàn) [1]李廣弟，朱月秀，王秀山 .單片機(jī)基礎(chǔ)［ M］ .北京：航空航天大學(xué)出版社， ～156 [2]康華光，陳大欽 .電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬部分 [M].武漢：高等教育出版社， ～ 116 [3]謝自美 .電子線路設(shè)計(jì)在此，我們可以先把方案在軟件中調(diào)試，確定方案的可行性以及需要改進(jìn)的地方，同時(shí)，在硬件仿真中，可以很直觀、形象地看到現(xiàn)象。如果作為由 IN+與 IN輸入的輸入時(shí)，可是將電壓值設(shè)定在某一個(gè)較大范圍之內(nèi)，從而提高轉(zhuǎn)換的寬度。當(dāng)要進(jìn)行 A/D轉(zhuǎn)換時(shí)，須先將 CS 使能端置于低電平并且保持低電平直到轉(zhuǎn)換完全結(jié)束。 5V電源供電時(shí)輸入電壓在 0~5V 之間； 引腳 9：該腳是內(nèi)部7 個(gè)續(xù)流二極管負(fù)極的公共端，各二 極管的正極分別接各達(dá)林頓管的集電極。 ULN2021 是一個(gè)非門電路，包含 7個(gè)單元，單獨(dú)每個(gè)單元驅(qū)動(dòng)電流最大可達(dá) 350mA，9 腳可以懸空。 而 89C51工作頻率范圍最高只支持到 24MHz。 單片機(jī)的功能介紹 AT89S51 與 89C51 相比 新增加很多功能，性能有了較大提升，價(jià)格基本不變 化 ，甚至比 89C51 更低 。 (2) GND：接地。如圖 所示。 方案選擇 兩種方案的比較， 我覺得方案一的設(shè)計(jì)具有穩(wěn)定性和可靠性，所以本課題采用方案一。操作人員可以利用鍵盤等實(shí)現(xiàn)中斷，完成人工介入。其中有關(guān)定時(shí)的控制位共有 4位： TF0 和 TF1記數(shù)溢出標(biāo)志位 TR0 和 TR1定時(shí)器運(yùn)行控制位 TR0（ TR1） =0停止定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器工作 TR0（ TR1） =1啟動(dòng)定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器工作 該位根據(jù)需要以軟件方法使其置“ 1”或清“ 0”。在下一機(jī)器周期的 S3P1 進(jìn)行計(jì)數(shù)。軟件定時(shí)的優(yōu)點(diǎn)是時(shí)間精確，且不需外加硬件電路。由于 AT89S51 發(fā)出來的是數(shù)字信號，很微弱，而