汽车尾灯danpianji

课程任务书 摘 要 本课介绍了一种新型简便的基于单片机的汽车尾灯控制电路的设计, 本设计主要解决如何更加灵活的汽车尾灯控制器进行控制，左转，右转和急刹车信息等。通过设计汽车尾灯显示控制电路，能很好的综合运用我们所学到的单片机,C语言,模拟电路知识,熟悉电子电路设计的基本方法。有多种方法来设计汽车尾灯控制电路，主要是运用单片机的相关知识用硬件来设计制作一个16位汽车尾灯显示控制电路的。它的特点是电路简单，制作方便，容易操作，可反复擦写，性能可靠。 本设计主要由四部分组成，包括按键电路，LED灯电路，驱动电路，复位电路。本文介绍了一种以STC89C52单片机为核心的控制电路。该电路以发光二极管LED灯为显示电路。汽车的尾灯是其运行方式的最直接表示方式，令行人或其他车辆清晰明白它将要发生的动态变化。从而避免交通事故的发生。设计此电路要求严格符合交通规则，尾灯闪亮或熄灭准确，才不会让行人或其他车辆产生误解。 目前在国内外，整个社会的趋势都是低能耗，环保，高效为主题的。所以LED尾灯是发展的趋势，而且现在部分高档车已经开始配置。 关键词:发光二极管 单片机 设计程序 Abstract This issue introduces a new type of simple microcontroller-based automotive tail lamp control circuit design, the design of the main solution to a more flexible controller to control the car taillights, turn left, turn right and brake hard information. Through the design of automobile tail lights display control circuit, the use of well integrated single chip we have learned, C language, analog circuit, become familiar with the basic methods of electronic circuit design. There are many ways to design a car taillight control circuit, primarily with the use of microcomputer hardware design knowledge to produce a 16-bit automotive taillight display control circuit. It is characterized by simple circuit, made easy to operate, can be repeatedly erased and reliable performance. The design mainly consists of four parts, including the key circuit, LED light circuit, driver circuit, reset circuit. This paper describes a microcontroller core with STC89C52 control circuit. The circuit with LED LED lights for the display circuit. Automobile tail lights are the most direct way of its run that way, so that pedestrians or other vehicles, it will clearly understand the dynamic changes to occur. In order to avoid traffic accidents. The circuit design of strict rules of the road, tail lights flash or go out accurately, it will not allow pedestrians or other vehicles misleading. Currently At home and abroad, the trend of the whole community are low energy consumption, environmental protection, and efficient as the theme. Therefore, the development trend of LED taillights, and now part of the high-end cars already configured. Key words: Light-emitting diode MCU Circuit design 绪 论 汽车作为现代交通工具已大量进入人们的生活，随着电子技术的发展，对于汽车的控制电路，也已从过去的全人工开关控制发展到了智能化控制。在夜晚或因天气原因能见度不高的时候，人们对汽车安全行驶要求很高．汽车尾灯控制系统给大家带来了方便。汽车尾灯控制器是随汽车智能化技术的发展而迅速发展起来的，汽车尾灯一般是用基于微处器的硬件电路结构构成，正因为硬件电路的局限性，不能随意的更改电路的功能和性能，且可靠性得不到保证，因此对汽车尾灯控制系统的发展带来一定的局限性。难以满足现代汽车的智能化发展[8]。 随着(EDA)仿真技术的发展，数字系统的设计技术和设计工具发生了深刻的变化。利用硬件描述语言对数字系统的硬件电路进行描述是EDA的关键技术之一。C语言是目前主流的硬件描述语言，它具有很强的电路描述和建模能力，且有与具体硬件电路无关和与设计平台无关的特性．在语言易读性和层次化结构设计方面表现出强大的生命力和应用潜力。 LED(1ight emitting diode，发光二极管)由于其具备体积小、寿命长、低能耗、耐震动、无频闪及反应速度快等优点已成为备受瞩目的新一代车灯光源技术。目前通用的汽车尾灯光源仍然是白炽灯和节能灯占主导地位，加上红、黄等配光透镜实现配光要求，缺点是易损坏、耗电量大、寿命短、激励响应时间长，给道路交通带来安全隐患等。现有的LED汽车尾灯主要有两种：一种是用多个LED密布于灯壳内直接经配光透镜配光，其缺点是用了多颗LED或者用大功率LED，成本高；另外一种是将LED排布成平面或者柱状置于灯壳内，经自由曲面反射腔配光或自由曲面反射腔和配光透镜联台配光，其缺点是自由曲面反射腔制作工艺复杂。现针对目前LED汽车尾灯配光困难、体积大等缺陷，有效利用LED光源体积小、亮度高等特点，设计出一种节能、高效的新型组合式LED汽车尾灯。 1 设计分析 通过AT89S51单片机编写程序来控制LED的亮灭 这种方案中单片机编程较直接，用硬件电路搭建方便，通过AT89S51单片机编写程序，来控制LED的亮灭。这样可以大大简化系统结构，降低的成本。提高系统的先进性和可靠性，能实现控制器的系统编程。采用这种器件开发的数字系统其升级与改进极为方便。 一、由于现在单片机技术普及，加上用单片机实现起来很方便也很简单，所以我决定使用单片机来驱动整个电路的运行。 二、单片机的运行都是要有晶振驱动的，有的单片机是内部晶振驱动单片机，有的单片机是外部设计含有晶振的驱动电路来驱动单片机的运行。所以要设计一个驱动电路去驱动单片机。 三、需要往单片机中下载编好的程序，一是用在线下载，二是用下载器下载到单片机中。在没有下载器的情况下，使用在线下载很方便。 2 设计方案规划及设计 2.1整体电路工作原理 经过以上所述的设计内容及要求的分析，可以将电路分为以下几部分：按键电路、LED显示电路、含有晶振的驱动的电路、复位电路。 单片机在不停的扫描3个按键相连的IO口的高低电平，当3个按键中的一个按键按下去后，单片机会确定是那个按键按下去了； 当没有按键按下去的时候，这3个IO口管脚都是高电平；当某一个按键按下去后，与该按键想连接的IO口管脚变成低电平； 根据不同的按键按下去的情况，控制与6个LED相接的IO口的高低电平来控制LED亮灭情况。 2.1.1单元电路设计 仿真原理图如图2.1所示 图2.1 仿真原理图 1）按键电路： 最左边为急刹车按键，中间为右刹车按键，最右边为左刹车按键。 单片机在不停的扫描3个按键相连的IO口的高低电平，当3个按键中的一个按键按下去后，单片机会确定是那个按键按下去了； 当没有按键按下去的时候，这3个IO口管脚都是高电平；当某一个按键按下去后，与该按键想连接的IO口管脚变成低电平[8]。如图2.2所示。 图2.2 按键电路图 2）LED电路：要在左转向的时候，左边的3个灯左循环点亮，右转向的时候，右边的3个灯右循环循环点亮，急刹车的时候全部的LED闪烁，于是我选择了左循环的3个不同颜色的LED，右循环的3个LED的颜色和左循环的3个LED颜色一样，当循环点亮的时候很直观。 如图2.3所示。 图2.3 LED电路图 2.1.2 其他部分的设计 1)含有晶振的驱动的电路： 没有驱动电路的话，也就是晶振不起振，那单片机就不能工作。如图2.4所示。 图2.4 含驱动电路图 使用的是12M的晶振，两个电容一般很小（小于30PF）。 2)复位电路的设计，如图2.5所示。 图2.5 复位电路图 2.2 单片机 我们选用的是AT89S51型单片机， AT89S51内核系列单片机引脚功能： 如图2.6所示。 图2.6 内核系列单片机引脚 Vcc（40脚），GND（20脚）—单片机电源引脚，不同型号单片机接入对应电压电源，常压为+5V，低压为+3.3V。 XTAL1（19脚），XTAL2（18脚）—外接时钟引脚。XTAL1为片内振荡电路的输入端，XTAL2为片内振荡电路的输出端。 RST（9脚）—单片机的复位脚。 PSEN（29脚）—全称是程序存储器允许控制端。 ALE/PROG(30脚)—在单片机扩展外部RAM时，ALE用于控制把P0口的输出低8位地址送锁存器锁存起来，以实现地位地址和数据的隔离。 EA/Vpp（31脚）—EA接高电平时，单片机读取内部程序存储器[6]。 I/O口引脚—P0口，P1口，P2口，P3口。 1、​ P0口（39脚—32脚）—双向8位三态I/O口，每个口可独立控制。 2、​ P1口（1脚—8脚）—准双向8位I/O口，每个口可独立控制，内带上拉电阻，这种接口输入没有高阻状态，输入也不能锁存。 3、​ P2口（21脚—28脚）—准双向8位I/O口，每个口可独立控制，内带上拉电阻，与P1口相似。 4、​ P3口（10脚—17脚）—准双向8位I/O口，每个口可独立控制，内带上拉电阻，并且具有第二功能。 2.3 程序流程图 如图2.7所示。 图2.7 程序流程图 2.4 开始程序 C语言程序设计具体如下： #include void delay(unsigned int z) 延时程序，for循环一直减到0 { unsigned int x; unsigned char y; for(x=z;x>0;x--) for(y=110;y>0;y--); } void keyscan() 键盘扫描程序,,先判断按键按下去没有，哪个 { 按下去了，然后根据那个按键按下去的情况， unsigned char temp,temp1,temp2,i,temp3; 进行算法分析和计算，通过给与LED的管脚 temp1=P1; 赋值高低电平来控制灯亮灭情况 temp1=temp1&0x07; if(temp1!=0x07) { delay(10); temp2=P1; temp2=temp2&0x07; if(temp1==temp2) { switch(temp1) { case 0x06: //右转向灯 { temp=0xfe; for(i=1;i<=3;i++) { delay(1000); P2=temp; temp=temp-i; if(temp==0xf8) temp=0xfe; if(i==3) i=0; temp3=P1; temp3=temp3&0x07; if(temp3==0x07) { P2=0xff; i=4; } } if(i==5) break; } case 0x05: //左转向灯 { temp=0xdf; for(i=1;i<=3;i++) { delay(1000); P2=temp; temp=temp+(16/i); if(temp==0xfc) temp=0xdf; if(i==3) i=0; temp3=P1; temp3=temp3&0x07; if(temp3==0x07) { P2=0xff; i=4; } } if(i==5) break; } case 0x03: //刹车 { P2=0xc0; delay(1000); P2=0xff; delay(1000); temp3=P1; temp3=temp3&0x07; if(temp3==0x07) break; } default:P2=0xff;break; } } } } void main() 先初始化，P2脚全为高电平，while(1)无限循环， { 开始一直进行键盘扫描 P2=0xff; while(1) { keyscan(); } } 3 电路的制作与调试 3.1 电路 根据上面分析的单元电路设计，将整个电路图连接器来。先在软件上仿真，然后再焊接。 3.2 仿真 3.2.1 使用的仿真软件 本次课程设计应用的是Proteus 软件。Proteus 软件是由英国 Labcenter Electronics 公司开发的EDA工具软件，已有近20年的历史，在全球得到了广泛应用。Proteus 软件的功能强大，它集电路设计、制版及仿真等多种功能于一身，不仅能够对电工、电子技术学科涉及的电路进行设计与分析，还能够对微处理器进行设计和仿真，并且功能齐全，界面多彩，是近年来备受电子设计爱好者青睐的一款新型电子线路设计与仿真软件[9]。 3.2.2 在仿真软件中画出仿真电路图 如图3.1所示。 图3.1 仿真电路图 3.2.3 硬件调试 电路焊接完之后，经过硬件调试，发现晶振没起振。将晶振离单片机越近越好，这样晶振才会起振。但是将含晶振的驱动电路焊的靠近单片机后，单片机还是没有工作。 考虑到可能是我的EA端口没有接到高电平上，也可能引起单片机不工作。于是我将EA端口接在高电平上，即接在电源正极。但是单片机也没工作。 由于该考虑的问题都已经考虑过了，单片机也没有工作。而现在我焊的板子乱七八糟的，因为是第一次焊的原因。可能是哪里焊错了，焊的短路了或哪里焊的是虚焊。于是重新焊了一遍。 焊完了，还是没有反应，接在供电电源上，电源指示灯熄灭了。我再摸一摸电池，开始发热了。判断是电源正负极短路，我将电源接口断开，用万用表测试了一下，发现果然是正负极接在了一起。我重新将正负接口接好。灯开始按预期的想法变化。有次由于电阻阻值太小、LED接反等情况，导致LED灯不亮，器件烧毁等情况。在LED正确接好，单片机工作的情况下，启动电源，LED灯如昙花一现，一闪即灭，经过多方的检查 ，用万用表查出两端阻值等于电源阻值 ，最后判断是与LED相接的分压电阻阻值太小。后来在按下左/右循环按键时，在某时刻有两灯同时亮的情况，经万用表检测后发现两灯之间线路短路，经过多次努力解决了以上问题，电路正常运行。 3．2.4 设计中遇到的问题及不足 在做完这个设计之后，发现还有很多地方存在不足，如按键没有选择好，制版工艺只能用实验板代替，焊接技术不是很熟练。不过经过后期的努力，已经成功调试出硬件，电路正常工作。 此方案相比其他方案具有很多优点，用单片机编程较直接，用硬件电路搭建方便，通过STC89C52单片机编写程序，来控制LED的亮灭。这样可以大大简化系统结构，降低材料的成本。提高系统的先进性和可靠性，能实现控制器的系统编程。采用这种器件开发的数字系统其升级与改进极为方便。 单片机实现起来容易，如果通过其他的元件，比如用那些三极管、二极管、译码器，与非门等来实现。这样的方案的实现复杂，成本高，调试起来不容易成功，太过繁琐。 如果焊接后有问题的，单片机这边硬件方面的调试很方便，只需要修改一下程序而已，硬件搭建的电路也很方便调试 4 心得与体会 本设计采用的电子元件大多成本低廉，组成的电路有较好的稳定性易于广泛应用于实际生产中，同时电路具有良好的可拓展性，即在此电路的基础上能够以模块化的方式添加其他电路系统以达到更好的使用效果，同时模块化的设计方式更易于系统升级、更新和修复 通过这次汽车尾灯控制电路的设计，使我学了不少知识。汽车尾灯是汽车的重要部件之一，它在交通安全中扮演着重要的角色。这次设计的是简易汽车尾灯，实现较简单的逻辑功能。重点是通过本次设计过程，了解和掌握逻辑电路的设计、分析。 通过这次课程设计，学会了AT89S51单片机中程序的运行流程；学会如何通过对其内部进行操作，来控制LED的循环点亮。并且在这个毕设中学会这款单片机的驱动电路和复位电路的设计。通过这个设计加强了我动手、思考和解决问题的能力.现在设计已经做好了,自己感觉还是比较好的,虽然花了很多的时间,但学到了很多东西。做课程设计的时候,自己把整个书本都看了几遍,增强了自己对知识的理解,很多以前不是很懂的问题现在都已经一一解决了.在课程设计的过程中,我想了很多种方案,对同一个问题(像计数器的接法)都想了很多种不同的接法,运用不同的芯片进行了比较,最后还是采取了上面的方法进行连接.在连线过程中,经常会遇到一些问题,比如接错线,无意中删除了一些线等,使自己感觉到有点点的力不从心.从开始做课程设计那天起,脑中天天都想着同样的问题,怎么去接线,怎么去把电路弄得更加简单,怎么别人更容易看懂.但似乎时间过得真的很快,我用了好几天才把它完全弄完,完成后,心里有一种说不出的高兴. 在课程设计期间，我努力上网和到图书馆找资料，学习相关理论知识，虽然有些辛苦，但也是值得的 。设计中基本实现了汽车在运行时候尾灯点亮方式的各种情况。 参考文献 [1]潘松，黄继业．EDA技术与VHDL．北京：清华大学出版社，2007.1． [2]宋嘉玉，孙丽霞．EDA实用技术．北京：人民邮电出版社，2006.12． [3]齐洪喜，陆颖．VHDL电路设计实用技术．北京：清华大学出版社，2004.5． [4]刘艳萍，高振斌，李志军．EDA实用技术及应用．北京：国防工业出版社,2006.1． [5]章彬宏．EDA应用技术．北京：北京理工大学出版社，2007.7 本科生课程设计成绩评定表 姓 名 游槟侨 性 别 男 专业、班级 电子科学与技术0803班 课程设计题目： 汽车尾灯控制器的电路设计 课程设计答辩或质疑记录： 成绩评定依据： 最终评定成绩（以优、良、中、及格、不及格评定） 指导教师签字： 年 月 日