【正文】 VR 系列、 PIC12 系列、 PIC16 系列、 PIC18 系列、 Z80 系列、HC11 系列以及各種外圍芯片。全部滿足我們提 出的單片機(jī)軟件仿真系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)，并在同類產(chǎn)品中具有明顯的優(yōu)勢(shì) [7]。此外，還可以結(jié)合微控制器軟件使用動(dòng)態(tài)的鍵盤，開關(guān)，按鈕， LEDs 甚至 LCD 顯示 CPU 模型 。在計(jì)算機(jī)上學(xué)習(xí)電工基礎(chǔ)，模擬電路、數(shù)字電路、單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)等課程，并進(jìn)行電路設(shè)計(jì)、仿真、調(diào)試等。一臺(tái)計(jì)算機(jī)、一套電子仿真軟件，在加上一本虛擬實(shí)驗(yàn)教程，就可相當(dāng)于一個(gè)設(shè)備先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)室。提供 Schematic Drawing、 SPICE 仿真與 PCB 設(shè)計(jì)功能，同時(shí)可以仿真單片機(jī)和周邊設(shè)備，可以仿真 51 系列、 AVR、 PIC 等常用的 MCU，并提供周邊設(shè)備的仿真，例如 37 led、示波器等。這些虛擬儀器儀 表具有理想的參數(shù)指標(biāo)，例如極高的輸入阻抗、極低的輸出阻抗，盡可能減少儀器對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響， Proteus 軟件提供豐富的測(cè)試信號(hào)用于電路的測(cè)試。 Proteus 軟件提供多種現(xiàn)實(shí)存在的虛擬儀器儀表。對(duì)于這樣的仿真實(shí)驗(yàn)，從某種意義上講，是彌補(bǔ)了實(shí)驗(yàn)和工程應(yīng)用間脫節(jié)的矛盾和現(xiàn)象。 Proteus 與其它單片機(jī)仿真軟件不同的是，它不僅能仿真單片機(jī)CPU 的工作情況，也能仿真單片機(jī)外圍電路或沒有單片機(jī)參與的其它電 路的工作情況。文章基 于 和 KEIL uVision3 軟件。其功能模塊 :— 個(gè)易用而又功能強(qiáng)大的 ISIS 原理布圖工具； PROSPICE混合模型 SPICE 仿真 。 Proteus 產(chǎn)品系列也包含了我們革命性的 VSM技術(shù) ,用戶可以對(duì)基于微控制器的設(shè)計(jì)連同所有的周圍電子器件一起仿真。 Proteus 組合了高級(jí)原理布圖、混合模式 SPICE 仿真 ,PCB 設(shè)計(jì)以及自動(dòng)布線來(lái)實(shí)現(xiàn)一個(gè)完整的電子設(shè)計(jì)系統(tǒng) [12]。 金陵科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第 三 章 汽車轉(zhuǎn)變信號(hào)燈軟件設(shè)計(jì) 12 作者：陳燕 第三章 汽車轉(zhuǎn)變信號(hào)燈軟件設(shè)計(jì) Proteus 概述 Proteus 軟件是來(lái)自英國(guó) Labcenter electronics 公司的 EDA 工具軟件 [5]， Proteus 軟件有十多年的歷史，在全球廣泛使用，除了其具有和其它 EDA 工具一樣的原理布圖、 PCB 自動(dòng)或人工布線及電路仿真的功能外，其革命性的功能是，他的電路仿真是互動(dòng)的 [17]，針對(duì)微處理器的應(yīng)用，還可以直接在基于原理圖的虛擬原型 上編程，并實(shí)現(xiàn)軟件源碼級(jí)的實(shí)時(shí)調(diào)試，如有顯示及輸出，還能看到運(yùn)行后輸入輸出的效果，配合系統(tǒng)配置的虛擬儀器如示波器、邏輯分析儀等，您不需要?jiǎng)e的， Proteus 為您建立了完備的電子設(shè)計(jì)開發(fā)環(huán)境！尤其重要的是 Proteus Lite 可以完全免費(fèi)，也可以花微不足道的費(fèi)用注冊(cè)達(dá)到更好的效果 。 單片機(jī)對(duì)開關(guān)狀態(tài)的檢測(cè)相對(duì)于單片機(jī)來(lái)說(shuō)，是從單片機(jī)的 端口輸入信號(hào)，而輸入的信號(hào)只有高電平和低電平兩種，當(dāng)撥開開關(guān)撥上去，即輸入高電平，相當(dāng)開關(guān)斷開，當(dāng)撥動(dòng)開關(guān)撥下去，即輸入低電平，相當(dāng)開關(guān)閉合。根據(jù)開關(guān)狀態(tài)，跳轉(zhuǎn)到相應(yīng)的程序段，也就是按下不同的開關(guān)，觀察發(fā)光二極管的反映。單片機(jī)要驅(qū)動(dòng)大功率的器件，必須通過 ULN2020A器件進(jìn)行放大驅(qū)動(dòng)。 金陵科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第 二 章 汽車轉(zhuǎn)變信號(hào)燈硬 件設(shè)計(jì) 11 作者：陳燕 圖 為 ULN2020A 原圖，它是 功率驅(qū)動(dòng)芯片。常用的是發(fā)紅光、綠光或黃光的二極管。有些指示燈（如電源開關(guān)狀態(tài)指示燈等）不需要通過單片機(jī)控制，有些指示燈（如系統(tǒng)狀態(tài)正?；蝈e(cuò)誤指示燈等）則必須由單片機(jī)進(jìn)行控制。由 7 個(gè)發(fā)光二極管來(lái)實(shí)現(xiàn)信號(hào)燈亮的狀態(tài)。 , 口分別接的 7B,6B,5B,4B,3B,2B,1B。 系統(tǒng)的原理圖 圖 整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)對(duì)于我們來(lái)說(shuō)，我們首先讓 5 位指撥開關(guān)剎車 ,緊急 ,?？?,左轉(zhuǎn) ,右轉(zhuǎn)與, 相連 作為單片機(jī)的輸入信息。對(duì)于 P1 口，我們此次設(shè)計(jì)只用到金陵科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第 二 章 汽車轉(zhuǎn)變信號(hào)燈硬 件設(shè)計(jì) 10 作者：陳燕 了 ，用做于輸出。 作為傳送端 , 作為外部中斷 0 的輸入引腳， 作為外部中斷 1 的輸出入引腳， 作為定時(shí)器 0 的輸入引腳。表 為 P3 引腳圖。端口置 1 時(shí)，內(nèi)部上拉電阻將端口拉到高電平 ，作輸入用。 P3 端口 [－ ] P3 是一個(gè)帶有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/0 端口。端口置 1 時(shí)，內(nèi)部上拉電阻將端口拉到高電平，作輸入用。 輸入輸出引腳： P1 口驅(qū)動(dòng)器， P1 端口 [－ ] P1 是一個(gè)帶有內(nèi)部上拉電阻的 8位雙向 I/0 端口。 EA/Vpp 31 外部訪問允許端。當(dāng) AT89C51 由外部程序存儲(chǔ)器取指令或常數(shù)時(shí)，每個(gè)機(jī)器周期輸出 2 個(gè)脈沖即兩次有效。 復(fù)位操其它的控制或復(fù)用引腳： ALE/PROG 30 訪問外部存儲(chǔ)器時(shí)， ALE（地址鎖存允許）的輸出用于鎖存地址的低位字節(jié)。復(fù)位后 P0－ P3 口均置 1 引腳表現(xiàn)為高電平，程序計(jì)數(shù)器和特殊功能寄存器 SFR 全部清零。電容取 30PF 左右。內(nèi)部方式時(shí)，時(shí)鐘發(fā)生器對(duì)振蕩脈沖二分頻，如晶振為 12MHz，時(shí)鐘頻率就為 6MHz。利用其內(nèi)部的震蕩電路 XTAL1 和 XTAL2 引線上外接定時(shí)元件，內(nèi)部震蕩電路便產(chǎn)生自激震蕩，用示波器可以觀察到 XTAL2 輸出的時(shí)鐘信號(hào)。石晶振蕩和陶瓷振蕩均可采用 .有余輸入至內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)要通過一個(gè)二分金陵科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第 二 章 汽車轉(zhuǎn)變信號(hào)燈硬 件設(shè)計(jì) 9 作者：陳燕 頻觸發(fā)器，因此對(duì)外部時(shí)鐘信號(hào)的脈寬無(wú)任何要求，但必須保證脈沖的高低電平要求的寬度 [2]。 MCS51 單片機(jī)內(nèi)部的振蕩電路是一個(gè)到增益反相放大器，引線 XTAL1 和 XTAL2分別為 反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入和來(lái)自反向振蕩器的輸出，該反向放大器可以配置為片內(nèi)振蕩器。另外， AT89C51 是用靜態(tài)邏輯來(lái)設(shè)計(jì)的，其工作頻率可下降到零，并提供兩種可用軟件來(lái)選擇的省電方式：空閑方式和掉電方式。由于將多功能 8 位 CPU 和閃爍存儲(chǔ)器組合在單個(gè)芯片中， ATMEL 的 AT89C51 是一種高效的微控制器。 AT89C51 也是一種帶 4K 字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器的低電壓，高性能 CMOS8位微處理器，俗稱單片機(jī)。現(xiàn)在比較通用的 51 系列單片機(jī)發(fā)展已經(jīng)有比較長(zhǎng)的時(shí)間，應(yīng)用比較廣泛，各種技術(shù)都比較成熟，但此系列單片機(jī)是 8 位機(jī)，處理速度不是很快，資源不夠充足，而且其最小系統(tǒng)的外圍電路都要自己設(shè)計(jì)和制作，使用起來(lái)不是很方便。本系統(tǒng)選用的 AT89C51 芯片時(shí)鐘可達(dá) 12MHz，運(yùn)算速度快，控制功能完善。對(duì)汽車轉(zhuǎn)換信號(hào)燈的設(shè)計(jì)，首先應(yīng)對(duì)此設(shè)計(jì)的核心控制芯片的基本結(jié)構(gòu)和特征以及主要引腳有比較詳細(xì)的了解。 系統(tǒng)外圍設(shè)備的硬件部分包括： AT89C5 ULN2020A、 LCD 等。因此，在單 片機(jī)的選型上應(yīng)主要考慮全面。 硬件系統(tǒng)的核心是單片機(jī)，它在整個(gè)系統(tǒng)的功能和性能中起決定性作用。針對(duì)本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)主要是從兩方面實(shí)現(xiàn)：硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)。 金陵科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第 二 章 汽車轉(zhuǎn)變信號(hào)燈硬 件設(shè)計(jì) 8 作者：陳燕 第二章 汽車轉(zhuǎn)變信號(hào)燈硬件設(shè)計(jì) 嵌入式芯片的選擇 硬件的功能已由總體設(shè)計(jì)所規(guī)定。但隨著社會(huì)的高速發(fā)展，城市化日益完善，車的數(shù)量必然增多，給交通的壓力也增大，這時(shí)候，有序的汽車隊(duì)伍將會(huì)起到疏導(dǎo)交通，改善城市交通環(huán)境，推動(dòng)城市化日益完善！實(shí)驗(yàn)測(cè)試結(jié)果證明用本系統(tǒng) PIC 單片機(jī)能完成汽車轉(zhuǎn)換信號(hào)燈仿真過程 ,有效地疏導(dǎo)交通 ,提高了交通路口的通行能力。在硬件與軟件設(shè)計(jì)時(shí)，沒有良好的基礎(chǔ)知識(shí)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)會(huì)受到很大限制，每項(xiàng)功能實(shí)現(xiàn)時(shí)需要那種硬件，程序該如何編寫，算法如何實(shí)現(xiàn)等，沒有一定的基礎(chǔ)就不可能很好的實(shí)現(xiàn)。能夠完成汽車信號(hào)燈的轉(zhuǎn)換。分析應(yīng)用了汽車轉(zhuǎn)換信號(hào)燈，以及該 系統(tǒng)軟、硬件設(shè)計(jì)方法，實(shí)驗(yàn)證明該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)，能夠有效地疏導(dǎo)交通，提高交通的有理性。此外，對(duì)于元器件庫(kù)中沒有的元件，設(shè)計(jì)者也可以通過軟件自己創(chuàng)建。 Proteus 可提供 30 多種元件庫(kù)，超過 8000 種模擬、數(shù)字元器件。 第四章完成了汽車轉(zhuǎn)變信號(hào)燈仿真，開發(fā)平臺(tái)的簡(jiǎn)介，詳細(xì)研究了汽車燈轉(zhuǎn)變的準(zhǔn)確性能。 第二章完成了嵌入式汽車燈的硬件設(shè)計(jì)，主要有嵌入式芯片的選擇，各器件的選擇以及各個(gè)器件的功能，及其硬件電路圖的設(shè)計(jì)。主要探討了汽車燈轉(zhuǎn)變信號(hào)燈的軟硬件設(shè)計(jì)，汽車燈轉(zhuǎn)換的有序能使得減少很多不必要的交通事故，希望予以實(shí)現(xiàn)，設(shè)計(jì)主要完成了以下工作 : 第一章主要介紹了單片機(jī)的歷史及未來(lái)的發(fā)展，簡(jiǎn)介了課題背景，以及本選題的目的及意義。 本論文的主要工作 研究目標(biāo)：通過仿真，深入研究汽車轉(zhuǎn)換信號(hào)燈的仿真，能更有利于交通狀況 。整個(gè)科技界都要按照自主創(chuàng)新、重點(diǎn)跨越、支撐發(fā)展、引領(lǐng)未來(lái)的要求，以求真務(wù)實(shí)的科學(xué)態(tài)度和只爭(zhēng)朝夕的奮斗精神，為建設(shè)創(chuàng)新型國(guó)家作出不懈努力。通過建立某一過程和某一系統(tǒng)的模式，來(lái)描述該過程或該系統(tǒng)，然后用一系列有目的、有條件的計(jì)算機(jī)仿真實(shí)驗(yàn)來(lái)刻畫系統(tǒng)的特征，從而 得出數(shù)量指標(biāo)，為決策者提供有關(guān)這一過程或系統(tǒng)得定量分析結(jié)果，作為決策的理論依據(jù)。 仿真是應(yīng)用電子計(jì)算機(jī)對(duì)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、功能和行為以及參與系統(tǒng)控制的人的思維過程和行為進(jìn)行動(dòng)態(tài)性比較逼真的模仿。因此我們需要開發(fā)新型的 汽車燈轉(zhuǎn)換 系統(tǒng)， 這樣能減少 交通事故 。我國(guó)是 13 億多人口的大國(guó)，到 2020 年，全國(guó)的機(jī)動(dòng)車保有量超過了 8000 萬(wàn)，而全國(guó)公路通車總里程只有 萬(wàn)公里。 隨著社會(huì)的發(fā)展，人們的消費(fèi)水平不斷的提高，私人車輛不斷的增加。在美國(guó)，單是內(nèi)含嵌入式微處理器的全數(shù)字電視產(chǎn)品每年就產(chǎn)生 1500 億美元的市場(chǎng)。 本論文設(shè)計(jì)了 汽車轉(zhuǎn)換信號(hào)燈仿真 。在汽車制造工業(yè)中，為了提高汽車的安全性能，各種新技術(shù)不斷地被應(yīng)用于實(shí)際之中，如防抱死剎車技術(shù)（ ABS） ， 防側(cè)滑技術(shù)(ASR)， 只能多方位安全氣囊技術(shù)等都已成功地安裝在各種檔次的汽車之上 。并利用網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行信息的傳遞和交換。特別是在 2020 年以后，汽車電子化被認(rèn)為已進(jìn)入以個(gè)新的階段 — 智能化和網(wǎng)絡(luò)化時(shí)代。微電子技術(shù)的迅猛發(fā)展使其在汽車上被廣泛的應(yīng)用，給汽車工業(yè)的進(jìn)一步帶來(lái)了新的生機(jī)。 PC 來(lái)臨，計(jì)算機(jī)廣泛的嵌入到應(yīng)用中去，嵌入式將成為未來(lái)計(jì)算機(jī)的主要存在方式 [18]。如何把高科技盡快轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品，是世界各國(guó)技術(shù)人才追求的目標(biāo)。由于其有的較高的性能價(jià)格比，自 1980 年推出以來(lái)，直到現(xiàn)在，其在市場(chǎng)上仍然很堅(jiān)挺，已是我國(guó)在工業(yè)檢測(cè)、控制領(lǐng)域的優(yōu)選機(jī)型，深受廣大計(jì)算機(jī)應(yīng)用開發(fā)工作者的喜愛。 。 盡管單片機(jī)有許多優(yōu)點(diǎn)，但如果沒有開發(fā)系統(tǒng)，就無(wú) 法開展單片機(jī)的應(yīng)用開發(fā)工作。因此，在自行設(shè)計(jì)組裝單片機(jī)時(shí)，金陵科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第 一 章 緒論 5 作者：陳燕 必須有相應(yīng)的開發(fā)工具。 選擇單片機(jī)還應(yīng)注意擴(kuò)展外部的方便程度、接口能力、指令系統(tǒng)、尋址方式、功耗及成本問題。這種系統(tǒng)使用靈 活、改寫程序方便，是目前我國(guó)使用較多的一種方式。兩者嚴(yán)格分開，對(duì)于不同廠家和型號(hào)的單片機(jī)，這兩種存儲(chǔ)器的容量也不一樣。 首先要選擇合適的存儲(chǔ)器。 單片機(jī)的選用 單片機(jī)的種類很多，在實(shí)際應(yīng)用中要根據(jù)具體情況來(lái)選擇單片機(jī)的類型，雖然這沒有一個(gè)固定的規(guī)范，但一般應(yīng)該遵守以下幾個(gè)原則。為了充分發(fā)揮低功耗的特點(diǎn)，這類單片機(jī)普遍設(shè)置空閑和掉電兩種工作方式。把所需的外圍電路集成到單片機(jī)內(nèi)，即系統(tǒng)的單片機(jī)化是目前單片機(jī)的發(fā)展的重要趨勢(shì)