《基于单片机的汽车中网扫描灯设计》.doc

基于单片机的汽车中网扫描灯设计 张晓光 福建水利电力职业技术学院 福建省永安市366000 摘要： 生活水平的不断提高使汽车逐步走进了千家万户。追求时尚个性的心理使车主们花尽心思装扮自己的爱车。汽车LED中网扫描灯既彰显个性，又可以起到警示作用，甚至还有一个好听的名字叫游侠灯。本设计介绍一款汽车中网扫描灯的设计制作方法。它主要采用了常见的STC89C52RC单片机作为主控制器。采用光电耦合器进行信号转换。用市场上采购的食人鱼LED灯条改装成八组LED扫描灯。能够产生拖尾和呼吸等效果，还可以进行底盘灯和无线遥控等功能的扩展。 关键字：汽车 LED扫描灯 光电耦合器 单片机 STC89C52RC 中图分类号：TP368.2 文献标识码：A 引言 LED产业的迅猛发展给照明和装饰都带来了不小的冲击，特别是LED与汽车的结合更是当前的热门话题。汽车中的阅读灯、示宽灯、刹车灯，甚至照明大灯都渐渐的出现了LED的身影。当然作为装饰用的仪表灯，扫描灯和底盘灯也不甘落后，本文介绍了一种LED扫描灯的设计和制作。 系统构成 本系统由高亮LED灯条、汽车中网扫描灯控制器构成。控制器中又包含逻辑控制（单片机最小系统）部分、电源供电部分、电源驱动部分和电路延时部分。具体框图如图1所示： 线路设计 图2 是本设计的逻辑控制部分，采用经典的8051单片机最小系统，型号为STC89C52RC，STC系列的单片机最方便的是只留出P3.0及P3.1的引脚插针，就可以通过任何一实验板的串口RS232电路将程序下载到单片机中，方便以后作品的修改和升级，也为调试提供了便利。 需要注意的是单片机的31脚一定要接高电平，不然单片机不会读片内的存储器，造成单片机不能工作。这里选用40脚的单片机虽然有点体积过大，但引脚用插针引出方便日后功能的扩展。 图2 单片机最小系统 图3是本设计的电源供电部分，因为涉及到给高亮LED灯条和单片机分别供电，电源需要12V和5V两种电压输出。汽车蓄电池电压在12.5V左右。LED灯条部分可以直接由12V供电。单片机部分需要7805转成5V电压供电。为了增强汽车电路的安全性，在电源电路里加入了保险管。其中J2是汽车电源输入，正极可连在汽车示宽灯的正极上，负极接汽车结构中金属部分即可。J1可用于引出控制开关，或直接用跳线帽短接。 图3 电源供电模块 图4是本设计的重点，类似于图4的结构一共有三组，主要器件是光电耦合器，型号可以采用EL817，利用它们既做到了电气隔离，又实现了用单片机的信号控制12V的灯条。其中选用两组，输入端接P2.7－P2.0作为扫描灯的信号控制端。用来控制LED灯条中的八组灯LED1－LED8。值得注意的是光耦的输入端非常脆弱，接入时要接限流电阻。光耦的另一端就可以接LED灯条中的一组，与12V电源构成一个回路，相当于由前面内部发光二极管控制的开关电路。图中C2－C5这一类电容起到延时电路的作用，当光耦接通时，该组LED亮，电容接在12V电源充电，当光耦断开时，电容又与该组LED灯构成放电回路，维持这组灯不是马上熄灭。扫描灯的拖尾效果就是由这部分电路实现的。第三组的四个光耦用作扩展功能。 图4 光耦驱动模块 图5是本设计信号引出端口，其中J5引出的信号用来控制八组汽车扫描灯，J4引出的四组LED信号用于扩展底盘灯或呼吸灯。J9接单片机P3口用于扩展无线遥控或通信等模块。 图5 信号输出接口 图6是参考的PCB布板图，采用单面敷铜板增大了布线难度，而且要大量飞线，若采用双层板布局问题就简化得多了。图3中RX可选用75欧大功率电阻。因设计采用四脚光耦，而光耦是可能发生故障的元件，所以在封装上采用16脚的IC插座。这样每个插座可以安装四个光耦。 图6 参考布板图 元件选取 与汽车电源相连的线材建议选用粗细合适的硅胶线，可耐高温和大电流。保险管可选择1A或2A即可。光耦选择EL817，在光耦输入端一定要接限流电阻，在做实验时要注意不要因电流过大烧坏光耦。作为延时储能的电容器要选择品质好的330UF或470UF的大电容。 安装调试 本设计调试简单，只需将流水灯或花样灯的程序写入单片机即可。数据从P2口输出，即连接扫描灯控制光耦的端口。需要注意的是程序中延时的设定要根据实际闪灯的效果修改。只要选择的时间合适，就会产生像火焰的拖尾效果。测试中选用12.5伏的电压，最高电流仅达150毫安。 注意事项 汽车是移动的，发动机仓的温度也较高。所以本设计的安装环境是高温且震动剧烈的环境。在安装时要注意防震和散热。电源取自汽车示宽灯，这样仪表盘一点亮扫描灯就可以工作了。 结语： 本