【正文】 T89C51 報(bào)警系統(tǒng)報(bào)警 后尾燈點(diǎn)亮 圖 31 手動(dòng)原理框圖 圖 32 自動(dòng) 報(bào)警原理框圖 四川理工學(xué)院本科畢業(yè)（設(shè)計(jì)）論文 14 硬件連接圖 手動(dòng)原理硬件連接圖 本次設(shè)計(jì)的硬件連接圖使用 ALTIUM DESIGNER 軟件完成的，詳情請(qǐng)看附件 1。并通過 I/O 口輸入傳遞給單片機(jī)，單片機(jī)在收到指令以后通過編號(hào)的程序發(fā)出相應(yīng)的信息，輸入給 ULN2020A 芯片，最后驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的 LED 燈，達(dá)到發(fā)出信號(hào)燈的目的。并且單片機(jī)體積小，功耗低，便于軟件升級(jí)，性能穩(wěn)定可靠，作為汽車信號(hào)燈控制系統(tǒng)核心非常合適 綜上所述，本文選定單片機(jī)作為此次設(shè)計(jì)的控制核心。但是 PLC 成本非常高，對(duì)于一般的汽車信號(hào)燈控制系統(tǒng)而言無疑是增加了制造成本，而且對(duì)于只有單純的開關(guān) 量控制，而無計(jì)時(shí)、定時(shí)、算數(shù)計(jì)算的汽車信號(hào)燈控制系統(tǒng)而言，無疑是很大的資源浪費(fèi)，不符合最低成本原則的制造原理。由于其斷開吸合的狀態(tài)，使得它的反應(yīng)有些延時(shí)性，并且繼電器不斷的吸合斷開，會(huì)使繼電器壽命變短，嚴(yán)重影響表 21 設(shè)計(jì)要求分析表 四川理工學(xué)院本科畢業(yè)（設(shè)計(jì)）論文 12 汽車安全性能，因此繼電器不適于做汽車信號(hào)燈的控制系統(tǒng)。設(shè)計(jì)要求就是根據(jù)上面的分析，設(shè)計(jì)出相應(yīng)的電路，以符合實(shí)際駕駛的需求。在轉(zhuǎn)彎剎車時(shí)在原來閃爍的基礎(chǔ)上尾燈再亮。剎車時(shí)，兩個(gè)尾燈亮。 代超：基于單片機(jī) 汽車信號(hào)燈控制系統(tǒng) 的設(shè)計(jì) 11 第 2 章 設(shè)計(jì)方案討論 設(shè)計(jì)的要求 汽車在駕駛時(shí)有左轉(zhuǎn)彎、右轉(zhuǎn)彎、剎車、合緊急開關(guān)等操作。本章節(jié)重點(diǎn)介紹了總體硬件框圖，硬件原理圖，并分別介紹了各個(gè)分支系統(tǒng)的功能與構(gòu)成，如開光系統(tǒng)、 ULN2020A 芯片系統(tǒng)， LED 信號(hào)燈，數(shù)碼顯示器，自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)。有余輸入至內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)要通過一個(gè)二分頻觸發(fā)器，因此對(duì)外部時(shí)鐘信號(hào)的脈寬無任何要求，但必須保證脈沖的高低電平要求的寬度。石晶振蕩和陶瓷振蕩均可采用。 振蕩器特性 : XTAL1 和 XTAL2 分別為反向放大器的輸入和輸出。 XTAL1：反向振蕩放大器的輸入 及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入。注意加密方式 1 時(shí)， /EA 將內(nèi)部鎖定為 RESET；當(dāng)/EA端保持高電平時(shí)，此間內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，這兩次有效的 /PSEN 信號(hào)將不出現(xiàn)。 /PSEN：外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。另外，該引腳被略微拉高。如想禁止 ALE 的輸出可在 SFR8EH 地址上置 0。因此它可用作對(duì)外部輸出的脈沖或用于定時(shí)目的。在 FLASH 編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要保持 RST 腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)間。 P3 口也可作為 AT89C51 的一些特殊功能口，如下表所示： 口管腳 備選功能 RXD（串行輸入口） TXD（串行輸出口） /INT0（外部中斷 0） /INT1（外部中斷 1） T0（記時(shí)器 0 外部輸入） T1（記時(shí)器 1 外部輸入） /WR（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通） /RD（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通） P3 口同時(shí)為閃爍編程和編程校驗(yàn)接收一些控制信號(hào)。當(dāng) P3 口寫入 “1” 后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。P2口在 FLASH 編程和校驗(yàn)時(shí)接收高八位地址信號(hào)和控制信號(hào)。 P2 口當(dāng)用于外部程序存儲(chǔ)器或 16位地址外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行存取時(shí)， P2 口輸出地址的高八位。并因此作為輸入時(shí)， P2 口的管腳被外部拉低，將輸出電流。在 FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)， P1 口作為第八位地址接收。 P1 口 ： P1 口是一個(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的 8位雙向 I/O 口， P1口緩沖器能接收輸出 4TTL 門電流。 P0 能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，它可以被定義為數(shù)據(jù) /地址的第八位。 P0 口 ： P0 口為一個(gè) 8位漏級(jí)開路雙向 I/O 口，每腳可吸收 8TTL 門電流。 8051 單片機(jī)外部結(jié)果如下圖所示 四川理工學(xué)院本科畢業(yè)（設(shè)計(jì)）論文 8 它的引腳功能如下： VCC：供電電壓。 51 單片機(jī) 芯片的內(nèi)部有時(shí)鐘電路，但石英晶體和微調(diào)電容需外接，系統(tǒng)常用的晶振頻率一般為 6 MHz 或 12 MHz。全部中斷分為高級(jí)和低級(jí)兩個(gè)優(yōu)先級(jí)別。 中斷系統(tǒng) 51 單片機(jī) 的中斷功能較強(qiáng)。它共有 4 個(gè)物理上獨(dú)立的存儲(chǔ)器空間，即內(nèi)部和外部程序存儲(chǔ)器及內(nèi)部和外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。 單片機(jī)內(nèi)部包含隨 機(jī)存取存儲(chǔ)器 RAM 和程序存儲(chǔ)器 ROM， RAM 用于保存單片機(jī)運(yùn)行的中間數(shù)據(jù)； 單片機(jī)的 ROM 不只是用來裝載程序，增強(qiáng) 51系列也可以在單片機(jī)運(yùn)行過程中利用程序把數(shù)據(jù)存貯在 ROM 的部分空間內(nèi)。 MCS51 系列單片機(jī) 的 CPU 字長(zhǎng)是 8 位，能處理 8位二進(jìn)制數(shù)或代碼，也可處理一位二進(jìn)制數(shù)據(jù)。 其主要性能參數(shù)為： ? 與 MCS51 產(chǎn)品指令系統(tǒng)完全兼容 ? 4k 字節(jié)可重擦寫 Flash 閃速存儲(chǔ)器 ? 1000 次擦寫周期 ? 全靜態(tài)操作 :0Hz24MHz ? 三級(jí)加密程序存儲(chǔ)器 ? 128 X 8 字節(jié)內(nèi)部 RAM ? 32 個(gè)可編程 I/O 口線 ? 2 個(gè) 16 位定時(shí) /計(jì)數(shù)器 ? 6 個(gè)中斷源 ? 可編程串行 UART 通道 ? 低功耗空閑和掉電模式 其內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖如下： 四川理工學(xué)院本科畢業(yè)（設(shè)計(jì)）論文 6 單片機(jī)的硬件主要包括中央處理器（ CPU）、 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 (RAM)、 程序存儲(chǔ)器 (ROM)、 并行輸入輸出 (I/O)口 、 中斷系統(tǒng) 和時(shí)鐘系統(tǒng)。 單片機(jī)廣泛應(yīng)用于儀器儀表、家用電器、醫(yī)用設(shè)備、航空航天、專用設(shè)備的智能化管理及過程控制等領(lǐng)域，大致可分如下幾個(gè)范疇： 在智能儀器 儀表上的應(yīng)用 ； 在工業(yè)控制中的應(yīng)用 ； 在家用電器中的應(yīng)用 ； 在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和通信領(lǐng)域中的應(yīng)用 ； 單片機(jī)在醫(yī)用設(shè)備領(lǐng)域中的應(yīng)用 ； 在各種大型電器中的模塊化應(yīng)用 ； 單片機(jī)在汽車設(shè)備領(lǐng)域中的應(yīng)用 。通用型單片機(jī)，它的應(yīng)用范圍寬，如 Intel 公司的 MCS— 5l系列產(chǎn)品 803 80C51 等通過不同的外圍擴(kuò)展就可以用在不同的設(shè)備中。非總線型單片機(jī)是指單片機(jī)通過串行口與外圍器件連接，或直接把外圍器件、外設(shè)接口集成在片內(nèi)。 (2)總線型／非總線型。工控型的單片機(jī)主要是面向測(cè)控，要求尋址范圍大，運(yùn)算能力強(qiáng)。 單片機(jī)的種類繁多，一般按單片機(jī)數(shù)據(jù)總線的位數(shù)進(jìn)行分類，主要分為 4位、 8位、 16位和 32位單片機(jī)。 四川理工學(xué)院本科畢業(yè)（設(shè)計(jì)）論文 4 8051 單片機(jī)簡(jiǎn)介 單片機(jī)是一種集成在電路芯片，是采用超大規(guī)模集成電路技術(shù)把具有數(shù)據(jù)處理能力的中央處理器 CPU 隨機(jī)存儲(chǔ)器 RAM、只讀存儲(chǔ)器 ROM、多種 I/O 口和中斷系統(tǒng)、定時(shí)器 /計(jì)時(shí)器等功能（可能還包括顯示驅(qū)動(dòng)電路、脈寬調(diào)制電路、模擬多路轉(zhuǎn)換器、 A/D 轉(zhuǎn)換器等電路）集成到一塊硅片上構(gòu)成的一個(gè)小而完善的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。 第七代 —— led 前照燈美國(guó)最新的研究結(jié)果表明，未來五年內(nèi)，白光大功率led技術(shù)將大幅度代替目前的各種照明產(chǎn)品，而且將適用于汽車的各種照明，包括：前照燈、剎車燈、霧燈、應(yīng)急燈、車內(nèi)照明等。 第六代 —— hid 前照燈 以 hid 前照燈 為代表的現(xiàn)代汽車前照燈在發(fā)光原理、結(jié)構(gòu)形式以及制造材料等方面又發(fā)生了一系列的重大變化。為解決在會(huì)車過程中，前照燈既不產(chǎn)生炫目，又能保證對(duì)道路具有良好的照明， 1932 年美國(guó)發(fā)明了不對(duì)稱前照燈， 它是以基準(zhǔn)軸為中心，將光束一分為二，靠近來車一側(cè)的落地距離短 ( 即光束壓低，從而防炫 ) ，而另一側(cè)光束的落地距離長(zhǎng) ( 即光束抬高，從而增加視見 ) 。 第四代 —— 不對(duì)稱近光前照燈 雙光燈芯前照燈系統(tǒng)屬于對(duì)稱近光系統(tǒng)，近光光型的左右兩側(cè)完全相同，因而左、右兩側(cè)行駛皆適用。其 燈泡的差異在于燈絲的形狀和位置不同：配光鏡的差異在于折光單元的圖案和計(jì)算不同，因而，近光的配光也有所不同。為解決會(huì)車炫目的問題， 1924 年，歐洲發(fā)明了雙光燈芯前照燈之后，美國(guó)也出現(xiàn)了帶雙絲燈泡的前照燈。因而，對(duì)前照燈的設(shè)計(jì)提出了兩個(gè)互不相容的要求：一個(gè)代超：基于單片機(jī) 汽車信號(hào)燈控制系統(tǒng) 的設(shè)計(jì) 3 是如何在不小于 100m的距離內(nèi)使道路和高度至少 明；另一個(gè)是如何使迎面車輛駕駛員不炫目。然而由于當(dāng)時(shí)汽車電氣設(shè)備系統(tǒng)的制約，直到 1925 年，電氣照明才得到廣泛的應(yīng)用。從早期乙炔氣前照燈發(fā)展到當(dāng)今的自由面反射鏡氣體放電前照燈，差不多經(jīng)歷了 120年，其演變過程如下： 第一代 —— 乙炔氣前照燈前照燈具有高的輪廓亮度，乙炔氣火焰的亮度比當(dāng)時(shí)的電光源所能達(dá)到的亮度高出一倍，因而，在 1925 年以前使用的汽 {TodayHot}車前照燈幾乎全是乙炔前照燈。最初的前大燈不能調(diào)光，所以在會(huì)車時(shí)有些晃眼，為了克服這個(gè)缺點(diǎn)，后來采用了附加光度調(diào)節(jié)器。還有一些其他方面的作用，如裝飾、閱讀。 本設(shè)計(jì)操作簡(jiǎn)單，成本低廉，適用性強(qiáng)，可以通過軟件升級(jí)的方式來擴(kuò)展功能，以達(dá)到真正實(shí)用的目的。 本次設(shè)計(jì)以 8051 單片機(jī)核心，通過 Altium Designer 設(shè)計(jì)出一套電路原理圖并仿真，模擬汽車駕駛時(shí)的九種操作方式包括左轉(zhuǎn)彎，右轉(zhuǎn)彎，緊急，剎車，四川理工學(xué)院本科畢業(yè)（設(shè)計(jì)）論文 2 左轉(zhuǎn)彎時(shí)剎車，右轉(zhuǎn)彎是剎車，?？俊?Altium Designer 不斷通過為高速設(shè)計(jì)提供各種功能來提高用戶生產(chǎn)力，這些功能包括交互式長(zhǎng)度調(diào)整和 PCB 層片增強(qiáng)等功 能。更不用說自動(dòng)控制領(lǐng)域的機(jī)器人、智能儀表、醫(yī)療器械以及各種智能機(jī)械了。 目前單片機(jī)滲透到我們生活的 各個(gè)領(lǐng)域，幾乎很難找到哪個(gè)領(lǐng)域沒有單片機(jī)的蹤跡。單片機(jī)是 70 年代中期發(fā)展起來的一種 大規(guī)模集成電路 芯片，是 CPU、RAM、 ROM、 I/O 接口和中斷系統(tǒng)于同一硅片的器件。而基于單片機(jī)的電路設(shè)計(jì)模式則能很好的勝任這一任務(wù)，這是以后所有汽車信號(hào)燈控制系統(tǒng)的一個(gè)發(fā)展趨勢(shì)。大量的汽車行駛在道路上，照成了交通擁擠，所以一套操作方便，性能可靠，界面友好，容易升級(jí)的信號(hào)燈控制系統(tǒng)是現(xiàn)代汽車必不可少配件之一。Auto control。Single chip microputer。手動(dòng)控制 。 關(guān)鍵詞 ： 汽車信號(hào)燈 。針對(duì)汽車信號(hào)燈控制系統(tǒng)存在的問題，本文設(shè)計(jì)了一個(gè)以單片機(jī)為核心的控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用 C51單片機(jī)為控制核心，具有手動(dòng)和自動(dòng)兩種模式可供駕駛員選擇，設(shè)計(jì)相對(duì)人性化。 四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 基于單片機(jī) 汽車信號(hào)燈控制系統(tǒng) 的設(shè)計(jì)