【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 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(lái)實(shí)現(xiàn)燈閃爍的延時(shí)和故障檢測(cè)。(3)工作方式控制寄存器（TMOD）TMOD寄存器專用寄存器，設(shè)定兩個(gè)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的工作方式。它的低半字節(jié)定義定時(shí)器/計(jì)數(shù)器0，高半字節(jié)定義定時(shí)器/計(jì)數(shù)器1。： TMOD各位定義位序B7B6B5B4B3B2B1B0位符號(hào)GATEC/M1M0GATEC/M1M0其中：GATE門控位 GATE=0 以運(yùn)行控制位TR啟動(dòng)定時(shí)器 GATE=1 以外中斷請(qǐng)求信號(hào)（INT1或INT0）啟動(dòng)定時(shí)器 C/定時(shí)方式或計(jì)數(shù)方式選擇位 C/=0 定時(shí)工作方式 C/=1 計(jì)數(shù)工作方式 M1M0工作方式選擇位 M1M0=00 方式0 M1M0=01 方式1 M1M0=10 方式2 M1M0=11 方式3初值計(jì)算：(1)設(shè)為工作方式0，定時(shí)時(shí)間為30ms，使燈延時(shí)閃爍。若使用定時(shí)器T0，方式1，30ms定時(shí)，fosc=12MHz。則初值X滿足（216X）1=30000X=35536→1000101011010000→8AD0H(2設(shè)計(jì)中利用定時(shí)器/計(jì)數(shù)器0,一個(gè)軟件計(jì)數(shù)器產(chǎn)生低頻（1HZ）閃爍功能。(3)利用定時(shí)器/計(jì)數(shù)器0來(lái)產(chǎn)生為時(shí)30ms的定時(shí)信號(hào)，以實(shí)現(xiàn)高頻（30HZ）閃爍功能。(4)注意在用工作方式1時(shí)，我們必須要重新裝載初值。 汽車轉(zhuǎn)彎燈顯示在汽車轉(zhuǎn)彎或應(yīng)急狀態(tài)下，外部信號(hào)燈和儀表板它們指示燈的閃爍頻率為1HZ，稱低頻信號(hào)。當(dāng)?？块_(kāi)關(guān)合上時(shí)，外部信號(hào)燈以30HZ頻率閃爍此時(shí)為高頻信號(hào)。 汽車轉(zhuǎn)彎燈控制汽車轉(zhuǎn)彎燈設(shè)計(jì)5個(gè)按鍵控制信號(hào)燈的轉(zhuǎn)向、?？俊?yīng)急等。按鍵安排見(jiàn)下：S1鍵為剎車開(kāi)關(guān)；S2鍵為緊急開(kāi)關(guān)；S3鍵為?？块_(kāi)關(guān)；S4鍵為左轉(zhuǎn)彎開(kāi)關(guān)；S5鍵為右轉(zhuǎn)彎開(kāi)關(guān)； 中斷系統(tǒng)單片機(jī)中斷技術(shù)主要用于實(shí)時(shí)控制，在單片機(jī)上有兩個(gè)引腳，即INT0、INT1。外部的中斷信號(hào)通過(guò)這兩個(gè)引腳輸入到單片機(jī)，和單片機(jī)的定時(shí)器一樣，對(duì)中斷系統(tǒng)的處理需要通過(guò)C51的軟件編程實(shí)現(xiàn)。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(lái)實(shí)現(xiàn)燈閃爍的延時(shí)和故障檢測(cè)。它的重要作用有如下四點(diǎn)：第一，高速CPU和低速外設(shè)之間的配合。利用中斷方式進(jìn)行的I/O口操作，在宏觀上可以看成CPU和外設(shè)的并行工作。第二，實(shí)現(xiàn)故障的緊急處理。當(dāng)外設(shè)發(fā)生故障時(shí)，可以利用中斷系統(tǒng)請(qǐng)求CPU及時(shí)處理這些故障。第三，可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)控制。第四，便于人機(jī)聯(lián)系。操作人員可以利用鍵盤等實(shí)現(xiàn)中斷，完成人工介入。3 設(shè)計(jì)方案論證與選擇 方案論證一，汽車轉(zhuǎn)彎燈主要有單片機(jī)、按鍵、復(fù)位、時(shí)鐘、電源、故障檢測(cè)電路、LED顯示電路組成最基本的單片機(jī)系統(tǒng)。單片機(jī)本身的功能強(qiáng)大，汽車轉(zhuǎn)彎燈的驅(qū)動(dòng)用單片機(jī)本身的驅(qū)動(dòng)來(lái)驅(qū)動(dòng)。使得單片機(jī)的功能得到充分的運(yùn)用。本方案的故障檢測(cè)電路具有故障監(jiān)控性能，他能提高系統(tǒng)的可靠性。 汽車轉(zhuǎn)彎燈控制系統(tǒng)硬件構(gòu)成 方案論證二汽車轉(zhuǎn)彎燈主要由單片機(jī)（AT89S52）、按鍵、復(fù)位、電源、時(shí)鐘路、驅(qū)動(dòng)、LED顯示電路等組成的最基本的單片機(jī)控制系統(tǒng)。所有軟件、參數(shù)均存在AT89S52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。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(lái)存儲(chǔ)其程序。復(fù)位設(shè)置由F鍵完成；A鍵至E 鍵來(lái)調(diào)理信號(hào)燈。電源在5V以下可正常工作。LED是由NPN三極管驅(qū)動(dòng)，鍵盤采用消抖掃描方式。 汽車轉(zhuǎn)彎燈控制系統(tǒng)硬件構(gòu)成該方案應(yīng)用單片機(jī)自身的并行口來(lái)實(shí)現(xiàn)其功能，由于單片機(jī)的種類很多，在選擇單片機(jī)時(shí)要依據(jù)實(shí)際設(shè)計(jì)要求選擇合適的單片機(jī)。我們接觸的單片機(jī)有8038051。因8031無(wú)內(nèi)部RAM，只要編程就必須擴(kuò)展程序存儲(chǔ)器，無(wú)疑會(huì)增加設(shè)計(jì)的難度和復(fù)雜，雖然8051有內(nèi)部RAM，但從性能及設(shè)計(jì)成本考慮，我們選擇AT89S52芯片。由于AT89S52的廣泛使用，使單片機(jī)的價(jià)格大大下降。目前，AT89S52的市場(chǎng)零售價(jià)已經(jīng)低于8258278258250等專用接口芯片中的任何一種；而89S52的功能實(shí)際上遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)以上芯片。因此，如把89S52作為接口芯片使用，在經(jīng)濟(jì)上是比較合算。時(shí)鐘電路由晶振及電容組成，復(fù)位電路由按鍵復(fù)位結(jié)構(gòu)組成。對(duì)于鍵盤電路我們采用獨(dú)立式鍵盤，可以具體實(shí)現(xiàn)可分為以下幾種情況：①直接由并行I/O口來(lái)實(shí)現(xiàn)。②使用三極管驅(qū)動(dòng)LED來(lái)實(shí)現(xiàn)。 方案選擇兩種方案的比較，我覺(jué)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。 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)電路是由單片機(jī)AT89S5復(fù)位、電源、時(shí)鐘、LED顯示電路、故障檢測(cè)電路、按鍵電路構(gòu)成。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。當(dāng)要求重新啟動(dòng)單片機(jī)或者單片機(jī)處于死循環(huán)時(shí)，都可以由此電路來(lái)實(shí)現(xiàn)；時(shí)鐘電路用來(lái)產(chǎn)生時(shí)鐘脈沖信號(hào)，供工作使用；通過(guò)并行I/O口構(gòu)成鍵盤和顯示電路，輸入程序，即可實(shí)現(xiàn)汽車轉(zhuǎn)彎燈中各信號(hào)燈的功能操作；系統(tǒng)的可靠性有所提高。 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PCB圖汽車轉(zhuǎn)彎燈單片機(jī)控制系統(tǒng)電路PCB圖見(jiàn)附錄2。 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(jiàn)附錄3。 直流穩(wěn)壓電源電路原理圖直流穩(wěn)壓電源電路原理圖見(jiàn)附錄4。 單片機(jī)控制系統(tǒng)功能模塊的設(shè)計(jì) 電源電路在所學(xué)的電源中的整元件類型可分為電子管穩(wěn)壓電路、三極管穩(wěn)壓電路、可控硅穩(wěn)壓電路，集成穩(wěn)壓電路等；根據(jù)調(diào)整元件與向載連接方法，可分為并聯(lián)型和串聯(lián)型；根據(jù)調(diào)整元件工作狀態(tài)不同，可分為線性和開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電路。單片機(jī)系統(tǒng)中使用的集成電路器件大多數(shù)在5V電源電壓工作。隨著集成制造技術(shù)的發(fā)展以及數(shù)字式電子元器件的微小型化，集成電路元器件采用更先進(jìn)精細(xì)的制造工藝，在減小集成芯片幾何尺寸的同時(shí)，降低工作電壓。我們學(xué)習(xí)的小功率直流穩(wěn)壓電源電路由電源變壓器、整流電路、濾波電路、穩(wěn)壓電路等四部分組成。 直流穩(wěn)壓電源基本電路框圖直流穩(wěn)壓電源的各基本電路如下：(1)變壓器它的作用是將電網(wǎng)220V的交流電壓V1變換成整流濾波電路所需要的交流電壓V2。變壓器副邊與原邊的功率比如式()所示。 ()式()中，η為變壓器的效率。(2)穩(wěn)壓電路常見(jiàn)的集成穩(wěn)壓器有固定式三端穩(wěn)壓器與可調(diào)式三端穩(wěn)壓器。此電路部分采用集成穩(wěn)壓器。固定式三端穩(wěn)壓器的常見(jiàn)產(chǎn)品有兩種：CW78**系列穩(wěn)壓器輸出固定的正點(diǎn)壓，如7805輸出為+5V，7812輸出為+12V； CW79**系列穩(wěn)壓器輸出固定的負(fù)電壓，如7905輸出為5V，7912輸出為12V。輸出端接電容C2進(jìn)一步濾去紋波，輸出端接電容C3能改善負(fù)載的瞬態(tài)影響，使電路穩(wěn)定工作。(3)整流濾波電路整流二極管D1—D4組成單向橋式整流電路，將交流電壓V2變成脈動(dòng)的直流電壓，再經(jīng)過(guò)濾波電容C1，C2濾去紋波，輸出直流電壓Vi。Vi與交流電壓V2的有效值的關(guān)系如式()所示。 ()每只整流二極管承受的最大反向電壓如式所示。 ()按課題設(shè)計(jì)要求，我們需要的能輸出5V—12V的直流電源。 直流穩(wěn)壓電源電路圖 時(shí)鐘電路采用單片機(jī)內(nèi)部晶振。在MCS51系列單片機(jī)內(nèi)部有一個(gè)高增益反向放大器，其輸入端為芯片引腳XTAL1，輸出端為引腳XTAL2。而在芯片外部XTAL1和 XTAL2之間跨接晶體振蕩器和微調(diào)電容，形成反饋電路，就構(gòu)成了一個(gè)穩(wěn)定的自激振蕩器。外接晶體（石英或陶瓷，陶瓷的精度不高，但價(jià)格便宜）振蕩器以及電容C1和C2構(gòu)成并聯(lián)諧振電路，接在放大器的反饋回路中， C1和C2的大小會(huì)對(duì)振蕩器頻率的高低、振蕩器的穩(wěn)定性、起振的快速性和溫度特性有一定的影響。因此建議在采用石英晶體振蕩器時(shí)C=30+/10pF，陶瓷振蕩器時(shí)，C=40+/10pF，典型值為40pF。在設(shè)計(jì)電路板時(shí)，振蕩器和電容應(yīng)盡量安裝得與單片機(jī)靠近，以減小寄生電容的存在更好的保障振蕩器穩(wěn)定、可靠的工作。 時(shí)鐘振蕩電路由多片單片機(jī)組成的系統(tǒng)中，為了各單片機(jī)間時(shí)鐘信號(hào)的同步，常引入統(tǒng)一的外部脈沖信號(hào)作為各單片機(jī)的振蕩脈沖。將外部震蕩器的信號(hào)接至XTAL2內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器的輸入端，而內(nèi)部反向發(fā)大器的輸入端XTAL1應(yīng)接地， XTAL2的邏輯電平不是TTL電平，所以需要外接一個(gè)上拉電阻。因?yàn)檎麄€(gè)電子鐘只用一塊單片機(jī)，不涉及時(shí)刻信號(hào)同步問(wèn)題，所以此種電路我們不選用。 外部時(shí)鐘源接法 復(fù)位電路，是利用外部復(fù)位電路實(shí)現(xiàn)。 振蕩器啟動(dòng)時(shí)間不超過(guò)10ms。在加電情況下，這個(gè)電可以使單片機(jī)復(fù)位。按鍵手動(dòng)復(fù)位又分按鍵脈沖電平復(fù)位和按鍵電平復(fù)位。電平復(fù)位將復(fù)位端通過(guò)電阻與Vcc相連，按