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单片机课程设计
单片机课程设计
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第 1 章 选题背景
随着社会的发展,道路上到处都是飞速的汽车。特别是以人为本的和谐社会的观念深入人心。如何保证人安全,一直都是人们关注的重心。为了减少交通事故,从汽车的各种安全设计考虑,这不仅仅是汽车本身的质量问题,还应关注汽车在行驶过程中对路人的引导指示方面。其中汽车的各种灯就是安全警示的一个方面,汽车的转弯灯、头灯、尾灯和警示灯等能够帮助路人识别汽车的动向,尤其是当遇到紧急事件时,打开紧急开关就可以警示路人该车现在不安全了,需要小心避车。转弯灯能提示路人该车要进行左转或是右转了,小心碰撞。传统的汽车闪光器结构简单体积小、闪光频率稳定、监控作用明显,故被广泛使用。但这样的继电器由于自身条件的限制,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。所以本文中汽车转向灯设计是用单片机来实现的,单片机控制系统不仅可避免传统的缺点,还具有功能强、使用灵活、可靠性高、成本低、体积小、面向控制、具有智能化功能等优点。
第 2 章 汽车转弯灯
基本的功能和工作方式如表 1
输 出 信 号
驾 驶 操 作
仪表 仪 表
左
板左转弯 板右转弯
头灯
右 左 右头灯 尾灯 尾灯
灯 灯
左转弯(合上左转开关) 闪烁 ——
闪 — 闪 —
烁 — 烁 —
— 闪 — 闪
右转弯(合上右转开关) —— 闪烁
合紧急开关 闪烁 闪烁
— 烁 — 烁 闪 闪 闪 闪
烁 烁 烁 烁
— —
刹车(合上刹车开关) —— —— 亮 亮
— —
闪 — 闪
左转弯时刹车 闪烁 —— 亮
烁 — 烁
— 闪 闪
右转弯时刹车 —— 闪烁 亮
— 烁 烁
闪 闪
刹车,并合紧急开关
左转弯时刹车,并合紧
闪烁 闪烁 亮 亮烁 烁
闪 闪 闪
闪烁 闪烁 亮
急开关
右转弯时刹车,并合紧
烁 烁 烁
闪 闪 闪
闪烁 闪烁 亮
急开关
停靠(合停靠开关) —— ——
烁
30H
z
烁
30
Hz z
烁
30H
z
30H
闪 闪 闪 闪
烁 烁 烁 烁
表 1
工作原理
由定时器/计数器与中断系统的联合组成控制系统的工作原理。
汽车上有一个转弯控制杆,其中有三个位置:中间位置,汽车不转弯;向上, 汽车左转;向下汽车右转。转弯时,规定左右尾灯、左右头灯仪表板上2 个指示灯相应地发出闪烁信号。应急开关合上时, 6 个信号灯都应闪烁。汽车刹车时,
2 个尾灯发出不闪烁信号。如正当转弯时刹车,转弯时原应闪烁的信号仍应闪烁。它们都是频率为 1Hz 低频闪烁,在汽车停靠而停靠开关合上时,左头灯、右头灯、左尾灯、右尾灯按频率为 30Hz 的高频闪烁。由上所述,各种情况作操作时,信号灯应输出信号。
第 3 章 转向灯系统的工作原理及设计
开关状态检测
开关状态检测,对AT89C51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,采用JNB P1.X,REL 指令来完成; 也可以一次性检测五路开关状态,让它指示,可以用MOV A,P1 指令一次把P1 端口的状态全部读入,取低5位的状态来指示。
输出控制
以发光二极管D1—D6 来指示,此设计用SETB P0.X 和CLR P0.X 指令来完成,也可以用指令MOV P0,#111XXXXXB 方法来实现。
定时器和计数器
根据任务设计要求:会用到定时器。信号的控制是定时器与中断系统的联合使用得以实现。单片机的控制系统应用中,定时器是必需的,在汽车转弯灯的控制中也是必不可少。
定 时 (1)软件的定时
它是靠执行一个循环程序以进行时间的延迟。软件定时的优点是时间精确, 且不需外加硬件电路。但它要增加 CPU 开销,因此软件定时的时间不能太长。此外,软件定时方法有时候无法使用。
硬件的定时
时间较长的定时,常使用硬件电路完成。硬件定时方法的优点是定时功能全部由硬件电路完成,不需要占 CPU 的时间。用元件参数来调节定时时间,这方面使用上不够灵活方便。
可编程定时器的定时
它是通过对系统时钟脉冲的计数来实现的。计数值由程序设定,改变计数值, 同时也改变了定时时间,用起来既灵活且方便。此外,采用计数方法实现定时, 可编程定时器都兼有计数功能,能对外来脉冲进行计数。
在 AT89C51 内部除了有并行和串行 I/O 接口外,在单片机内部共有 2 个可编程的定时器和计数器,称定时器/计数器 0 和定时器/计数器 1,这两个计数器由
TH0,TL0,TH1,TL1 两个 8 位的 RAM 单元组成,即每个计数器都是 16 位的计数器,最大的计数量时 65536。
计数器和定时器功能(1)计数器功能
记数是指对外部事件进行计数。它的发生以输入脉冲
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