单片机原理及系统课程设计
评语： 考勤（10） 守纪（10） 过程（40） 设计报告（30） 答辩（10） 总成绩（100）
专 业：
班 级： 姓 名： 学 号： 指导教师：
兰州交通大学自动化与电气工程学院
2010 年 3 月 7 日
单片机原理及系统课程设计报告
基于单片机的汽车转向灯设计
摘 要
本设计采用单片机控制，在控制系统中，选择了5个开关、1个ATC51单片机、7只发光二极管。其中ATC51单片机作为控制核心，用5个开关的状态来模拟汽车转弯时相关状态。用7只发光二极管的明灭来模拟汽车灯在相关信号下的状态。
关键词：单片机；汽车转弯信号灯；ATC51
Abstract:
The design uses a single-chip control, select the five switches in the control system, an ATC51 microcontroller seven light-emitting diodes. ATC51 microcontroller as control core, with the status of the five switches to simulate car turns state. Seven light-emitting diode Ming off car lights to simulate the state related signals.
Key Words: SCM，Automotive turn signal lights ，ATC51
1 引言
在当今社会，汽车方便了人们的生活，人们也开始了依赖于汽车。汽车的数量也是越来越多，但是一些交通事故也是越来越多。所以汽车转向灯也成了汽车必不可少的装备，汽车转向灯可以有效的对行人或者其他车辆起到一定的提示作用。传统的汽车转向灯由于自身条件的，可靠性低，定时时间不够精确，使用寿命较短，且继电器受温度影响较大，对于温度变化较大的环境往往不能满足要求。
2 设计方案及原理
2.1设计方案
成。
以单片机ATC51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1-5的闭合分别模拟刹车、紧急、停靠、左转、右转、操作；用LED发光二极管D1-D7的亮灭显示来模拟汽车的错误指示灯、左头灯、右头灯、左转弯信号灯、右转弯信号灯、左尾灯、右尾灯、的显示情况。转向时，规定左右尾灯、左
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汽车转向灯电路是由单片机ATC51、LED显示电路、按键电路等几部分构
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，7个信号灯都应闪烁；汽车刹车时，2个尾灯发出稳定亮信号。
系统组成框图如图1所示。
按键电路ATC51LED显示电路图1 控制系统框图
2.2工作原理
2.2.1 开关状态检测
开关状态检测，对ATC51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；也可以一次性检测五路开关状态，即用MOV A, P3 指令一次性把P3 端口的状态全部读入，取低5位的状态来指示。 2.2.2 输出控制
发光二极管D1-D7来指示，设计用指令MOV P1， #XXXXXXXXB方法来实现。 2.2.3 定时器
信号的控制是定时器得以实现的结果。在汽车转弯灯的控制中主要利用ATC51单片机的可编程定时器来实现灯闪烁的延时，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。利用定时器,产生高频闪烁功能。 2.2.4 循环系统
通过语句的反复调用和循环来达到主程序循环，并产生低频闪烁功能。 2.2.5 汽车转向灯控制
汽车转弯灯设计5个按键控制信号灯的转向、停靠、应急等。按键安排为：1键为刹车开关；2键为紧急开关；3键为停靠开关；4键为左转弯开关；5键为右转弯开关。
3 硬件设计
3.1 按键电路
本设计选用拨动开关,单片机引脚作为输入使用，首先置“1”。当键没有被
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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，5个按键分别接到P3.0、P3.1、P3.2、P3.3、P3.4。对于这种接法，各程序可以采用不断查询的方法，检测是否有键闭合，判断键号并转入相应的键处理。其电路图如图2所示。
图2 按键电路图
3.2指示灯电路
芯片ULN2803有功率放大的驱动和反相的功能。当单片机P1.0-P1.6发出高电平时，通过ULN2803反相器变为低电平，使指示灯发亮。其电路图如图3所示。
图3 指示灯电路
3.3 汽车转向灯总电路原理图
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汽车转向灯设计总电路见附录一所示。
4 软件设计
4.1程序主旨思想
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，当判断有开关被按下时，通过逐位比较判断进入各分支，其中也在各分支中调用了延时程序和定时器，以使LED在不同的分支以相应的频率闪烁。P3.0=刹车；P3.1=紧急；P3.2=停靠；P3.3=左转；P3.4=右转。键值是根据P3的状态来确定的。
例：P3=，表明刹车键按下，它的键值是1EH（只看后面五位）。 汽车转向灯设计程序清单见附录二所示 4.2指示灯电路流程图
开始N是否有键按下Y读取键值P1.0=0？NY刹车YP1.1=0？紧急YNP1.2=0？N停靠YP1.3=0？N左转YP1.4=0？右转N错误灯亮各自控制的灯发光结束
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5系统仿真及实际调试
操作说明如下：
按1刹车键，D6、D7相应信号灯亮；
按2紧急键，D1、D2、D3、D4、D5、D6、D7信号灯闪烁； 按3停靠键，D2、D3、 D6、D7闪烁； 按4左转弯键，D2、D4、D6闪烁； 按5右转弯键，D3、D5、D7闪烁； 以右转弯状态仿真图为例。
图4 汽车右转弯仿真图
以左转弯状态仿真图为例
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图5 汽车左转弯仿真图
6总结
本次课程设计，我完成了对汽车转向灯的基本功能模拟，通过LED灯的状态来模拟车转向灯，能实现通过按键实现转向，停车等信号的模拟。这次课设Visio、Proteus、Keil等一系列软件，加强了自己的操作水平。
总而言之，通过这次课设，我不仅进一步熟悉掌握了单片机和其他电路方面的知识，同时跟老师和同学学到的很多知识也使我受益匪浅。
参考文献
[1] 吴凌燕,王剑舵,邵红等.基于protuce的汽车转向灯[J]计量与测试技术,2011,(11):56-59. [2] 李华,王思明,张金敏.单片机原理及应用[M].兰州:兰州大学出社,2001.5.
[3] 徐爱均.单片机原理实用教程-基于Proteus虚拟仿真[M].北京:电子工业出版社,2009.1.
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附录一 汽车转向灯控制系统总电路图
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附录二 汽车转向灯设计程序清单
ORG 0000H
AJMP START1 ORG 0030H SAME EQU 4EH
START1: MOV P1,#00H ;无输入时无输出 START: MOV A,P3 ;读P3口数据 ANL A,#1FH ;取用P3口的低五位数据 CJNE A,#1FH,SHIY ;对P3口低五位数据进行判断 AJMP START1 SHIY: MOV SAME, A LCALL YS ;延时 MOV A,P3 ;读P3口的数据 ANL A,#1FH ;取用P3口的低五位数据
CJNE A,#1FH,SHIY1 ;对P3口的低五位数据进行判断 AJMP START1 ;开关没有动作时无输出 SHIY1: CJNE A,SAME,START1
CJNE A,#17H,NEXT1 ;P3.3=0时进入左转分支 AJMP LEFT
NEXT1: CJNE A,#0FH,NEXT2 ;P3.4=0时进入右转分支 AJMP RIGHT
NEXT2: CJNE A,#1DH,NEXT3 ;P3.1=0时进入紧急分支 AJMP EARGE
NEXT3: CJNE A,#1EH,NEXT4 ;P3.0=0时进入刹车分支 AJMP BRAKE
NEXT4: CJNE A,#1BH,NEXT5 ;P3.2=0时进入停靠分支 AJMP STOP NEXT5: AJMP ERROR ;其他情况进入错误分支 LEFT: MOV P1,#2AH ;左转分支 LCALL Y1s MOV P1,#00H LCALL Y1s AJMP START
RIGHT: MOV P1,#54H ;右转分支 LCALL Y1s MOV P1,#00H LCALL Y1s AJMP START
EARGE: MOV P1,#7FH ;紧急分支 LCALL Y100ms MOV P1,#00H LCALL Y100ms AJMP START
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BRAKE: MOV P1,#60H AJMP START
STOP: MOV P1,#66H LCALL Y1s MOV P1, #00H LCALL Y1s AJMP START ERROR: MOV P1,#01H LCALL Y1s
MOV P1, #00H LCALL Y1S AJMP START
YS: MOV R7,#04H YS0: MOV R6, #0FFH YS1: DJNZ R6, YS1 DJNZ R7, YS0 RET
Y1s: MOV R7,#04H Y1s1: MOV R6, #0FFH Y1s2: MOV R5, #0FFH DJNZ R6, Y1s2 DJNZ R7, Y1s1 RET
Y100ms: MOV R7,#66H Y100ms1: MOV R6, #0FFH Y100ms2: DJNZ R6, Y100ms2 DJNZ R7, Y100ms1 RET END
;刹车分支 ;停靠分支 ;错误分支 ;延时 ;延时 ;延时 - 9 -
