汽车灯控制器讲解

1、1课题名称汽车灯控制器课题工作内容1) 以单片机为核心， 8255A 处理，最后输出信号；2) 要求能输出左转，右转，倒车，故障，雾灯种信号；3) 输出信号可以通过按键来改变4) 完成系统电路设计；5) 完成系统软件设计；6) 完成系统 Proteus下的仿真。5)完成课程设计报告。指标要求利用8255电路进程安排第 一 天：下达任务、理解课题要求、收集和消化相关资料； 第 二 天 ：方案论证和制定，元器件采购； 第三四天： 硬件制作、调试 第五八天： 软件设计、调试第九天：根据设计内容，撰写设计报告第十天：作品演示、答辩考核主要参考文献单片机应用系统设计技术 张齐著 电子工业出版社 单片机原

2、理及应用技术 范力旻 电子工业出版社 例说 8051 谢亮、陈敌北、 张义和 人民邮电出版社 单片机 C 语言应用 100例 王东锋 王会良 电子工业出版社 51系列单片机设计实例 楼然苗 李光飞 北航出版社地点秋白楼 起止日期 2012.6.10-6.23目录第一章 汽车控制灯的设计 11.1 课程设计的目的 . 11.2 课程设计要求 . 1第二章 设计方案 12.1 系统主要功能 . 12.2 系统硬件构成及功能 12.2.1 AT89C52 单片机及其说明 12.2.2 资源分配 . 42.2.3 硬件设计 42.3 软件设计 6第三章 仿真图.7第四章 问题与总结7参考文献 8附录一

3、 元器件清单 10附录二 程序清单 10附录三 电路原理图和物图 10第一章 汽车控制灯的设计本次单片机的控制系统以 AT89C52为控制器；键盘为输入信号，由于 AT89C52本身 的功能强大，汽车转弯灯的驱动用单片机的驱动功能来完成。使得单片机的功能得到 了充分的运用； 并且显示电路从并行 I/O 口输出，由限流电阻和发光二极管组成， 低电 平使发光二极管导通，显示出相应的转弯信号；为提升了系统的可靠性，本方案中有 故障检测电路和报警电路，能对每条显示电路进行现场监控，若有故障，发出报警信 号，具有一定的检测功能。1.1 课程设计的目的：1、巩固、 加深和扩大单片机应用的知识面， 提高综合

4、及灵活运用所学知识解决实际课 题设计的能力。2、培养针对课题需要， 选择和查阅有关手册、 图表及文献资料的能力， 提高组成系统、 编程、调试的动脑动手能力。3、通过对课题设计方案的分析、选择、比较，熟悉运用单片机系统开发、软硬件设计 的方法内容及步骤。4、掌握 AT89C52,8255A的接口电路，及使用方法。5、熟悉掌握函数信号发生器的工作原理。1.2 课程设计要求：1、熟悉组成系统中的实验模块原理，画出实验原理图。2、写出完整的设计任务书：课题的名称、系统的功能、硬件原理图、软件框图、元件 清单、程序清单、参考文献。第 2 章 设计方案2.1 系统主要功能汽车转弯灯单片机控制系统电路是由单

5、片机AT89C52、复位、电源、时钟、 LED显示电路、故障检测电路、按键电路构成。电源电路给控制相关电路提供所需电源； 复位电路供上电或按键时复位用。当要求重新启动单片机或者单片机处于死循环时， 都可以由此电路来实现； 时钟电路用来产生时钟脉冲信号， 供工作使用； 通过并行 I/O 口构成键盘和显示电路，输入程序，即可实现汽车转弯灯中各信号灯的功能操作；系 统的可靠性有所提高。2.2 系统硬件构成及功能2.2.1 STC89C52 单片机及其说明STC89C52为 8 位通用微处理器图 1.PDIP 封装的 AT89C52 引脚图 采用工业标准的 C51 内核，在内部功能及管脚排布上与通用的

6、 8xc52 相同，其 主要用于会聚调整时的功能控制。功能包括对会聚主 IC 内部寄存器、数据 RAM 及外部接口等功能部件的初始化，会聚调整控制，会聚测试图控制，红外遥控信 号 IR 的接收解码及与主板 CPU通信等。主要管脚有： XTAL1（ 19 脚）和 XTAL2 （18 脚）为振荡器输入输出端口，外接12MHz 晶振。 RST/Vpd（ 9 脚）为复位输入端口，外接电阻电容组成的复位电路。VCC（ 40 脚）和 VSS（20 脚）为供电端口，分别接 +5V 电源的正负端。 P0P3 为可编程通用 I/O 脚，其功能用途由 软件定义，在本设计中， P0 端口（ 3239 脚）被定义为

7、N1 功能控制端口，分 别与 N1的相应功能管脚相连接， 13 脚定义为 IR 输入端， 10 脚和 11 脚定义为 I2C 总线控制端口，分别连接 N1的 SDAS（ 18脚）和 SCLS（19脚）端口， 12 脚、27 脚及 28 脚定义为握手信号功能端口，连接主板 CPU 的相应功能端，用于当 前制式的检测及会聚调整状态进入的控制功能。P0 口P0 口是一组 8 位漏极开路型双向 I/O 口， 也即地址 / 数据总线复用口。 作 为输出口用时，每位能吸收电流的方式驱动 8 个 TTL 逻辑门电路，对端口 P0 写“ 1”时，可作为高阻抗输入 端用。在访问外部数据存储器或程序存储器时，这组

8、口线分时转换地址（低 8 位） 和数据总线复用，在访问期间激活内部上拉电阻。在 Flash 编程时， P0 口接收指令字节，而在程序校验时，输出指令字节， 校验时，要求外接上拉电阻。P1 口P1 是一个带内部上拉电阻的 8 位双向 I/O 口， P1 的输出缓冲级可驱动 （吸收或输出电流） 4 个 TTL 逻辑门电路。对端口写“ 1”，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平，此时可 作输入口。作输入口使用时，因为内部存在上拉电阻，某个引脚被外部信号拉低 时会输出一个电流 （IIL） 。Flash 编程和程序校验期间， P1 接收低 8 位地址。P2 口P2 是一个带有内部上拉电阻的 8 位双向 I

9、/O 口， P2 的输出缓冲级可驱动 （吸收或输出电流） 4 个 TTL 逻辑门电路。对端口 P2 写“ 1”，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平，此 时可作输入口，作输入口使用时，因为内部存在上拉电阻，某个引脚被外部信号 拉低时会输出一个电流 （IIL） 。在访问外部程序存储器或 16 位地址的外部数据存储器时， P2 口送出高 8 位地址数据。在访问 8 位地址的外部数据存储器时， P2 口输出 P2 锁存器的内 容。Flash 编程或校验时， P2 亦接收高位地址和一些控制信号。P3 口P3 口是一组带有内部上拉电阻的 8 位双向 I/O 口。 P3 口输出缓冲级可驱 动（吸收或输出电流

10、） 4 个 TTL 逻辑门电路。对 P3 口写入“ 1”时，它们被内 部上拉电阻拉高并可作为输入端口。此时，被外部拉低的 P3 口将用上拉电阻输 出电流（ IIL ）。P3 口除了作为一般的 I/O 口线外，更重要的用途是它的第二功能P3 口还接收一些用于 Flash 闪速存储器编程和程序校验的控制信号。RST复位输入。当振荡器工作时， RST引脚出现两个机器周期以上高电平将使单 片机复位。ALE/ PROG当访问外部程序存储器或数据存储器时，ALE（地址锁存允许）输出脉冲用于锁存地址的低 8 位字节。一般情况下， ALE 仍以时钟振荡频率的 1/6 输出固 定的脉冲信号，因此它可对外输出时钟

11、或用于定时目的。要注意的是：每当访问 外部数据存储器时将跳过一个 ALE 脉冲。对 Flash 存储器编程期间，该引脚还用于输入编程脉冲（PROG）。如有必要，可通过对特殊功能寄存器（ SFR）区中的 8EH 单元的 D0 位置位， 可禁止 ALE 操作。该位置位后，只有一条MOVX 和 MOVC指令才能将 ALE 激活。此外，该引脚会被微弱拉高，单片机 执行外部程序时，应设置 ALE 禁止位无效。PSEN程序储存允许 （PSEN）输出是外部程序存储器的读选通信号，当 STC89C52 由外部程序存储器取指令（或数据）时，每个机器周期两次PSEN 有效，即输出两个脉冲。在此期间，当访问外部数据

12、存储器，将跳过两次PSEN信号。EA / VPP外部访问允许。欲使 CPU 仅访问外部程序存储器（地址为0000H FFFFH），EA 端必须保持低电平（接地）。需注意的是：如果加密位 LB1 被编程，复位时内部会锁存 EA 端状态。 如 EA端为高电平（接 Vcc 端）， CPU 则执行内部程序存储器中的指令。Flash 存储器编程时，该引脚加上 +12V 的编程允许电源 Vpp，当然这必须 是该器件是使用 12V 编程电压 Vpp。XTAL1振荡器反相放大器的及内部时钟发生器的输入端XTAL2振荡器反相放大器的输出端特殊功能寄存器在 STC89C52 片内存储器中， SFE）， SFR 的

13、地址空间映象如表 并非所有的地址都被定义，从80H-FFH 共 128 个单元为 特殊功 能寄存 器2 所示。80H FFH 共 128 个字节只有一部分被定义， 还有相当一部分没有定义。对没有定义的单元读写将是无效的，读出的数值将不确定，而写入的数据也将丢失不应将数据“ 1”写入未定义的单元，由于这些单元在将来的产品中可能赋 予新的功能，在这种情况下，复位后这些单元数值总是“ 0”。STC89C52除了与 STC89C51所有的定时 / 计数器 0 和定时 / 计数器 1 外，还 增加了一个定时 / 计数器 2。定时 / 计数器 2 的控制和状态位位于 T2CON、 T2MOD， 寄存器对（

14、 RCAO2、H RCAP2L）是定时器 2 在 16 位捕获方式或 16 位 自动重装载方式下的捕获 / 自动重装载寄存器。数据存储器AT89C52 有 256 个字节的内部 RAM， 80H-FFH 高 128 个字节与特殊功能寄 存器（ SFR）地址是重叠的，也就是高 128 字节的 RAM 和特殊功能寄存器的地址 是相同的，但物理上它们是分开的。当一条指令访问 7FH 以上的内部地址单元时，指令中使用的寻址方式是不同的，也即寻址方式决定是访问高 128 字节RAM 还是访问特殊功能寄存器。 如果指令是直接寻址方式则为访问特殊功能 寄存器。 间接寻址指令访问高 128 字节 RAM，堆栈

15、操作也是间接寻址方式， 所以， 高 128 位数据 RAM 亦可作为堆栈区使用。2.2.2 资源分配晶振采用 12MHZ。P1 口的 P1.0-P1.4 分别与四个按键连接，分别控制波形切换、 频率加、频率减，占空比加，占空比减。P2口与 DAC0832的 D0-D7数据输入端相连。P3 口用来控制 DAC0832的输入寄存器选择信号 CS。2.2.2 硬件设计时钟电路采用单片机内部晶振。 如图 3所示。在 MCS-51系列单片机内部有一个高增益反向 放大器，其输入端为芯片引脚 XTAL1，输出端为引脚 XTAL2。而在芯片外部 XTAL1和 XTAL2之间跨接晶体振荡器和微调电容，形成反馈电

16、路，就构成了一个稳定的自激振 荡器。外接晶体（石英或陶瓷，陶瓷的精度不高，但价格便宜）振荡器以及电容 C1 和 C2构成并联谐振电路，接在放大器的反馈回路中， C1 和 C2 的大小会对振荡器频 率的高低、振荡器的稳定性、起振的快速性和温度特性有一定的影响。因此建议在采 用石英晶体振荡器时 C=30+/-10pF，陶瓷振荡器时， C=40+/-10pF，典型值为 40pF。在 设计电路板时，振荡器和电容应尽量安装得与单片机靠近，以减小寄生电容的存在更 好的保障振荡器稳定、可靠的工作。由多片单片机组成的系统中 部脉冲信号作为各单片机的振荡，为了各单片机间时钟信号的同步，常引入统一的外脉冲。将外部

17、震荡器的信号接至图 3 时钟振荡电路XTAL2内部时钟发生器的输入端，而内部反向发大器的输入端 XTAL1应接地， XTAL2 的逻辑电平不是 TTL阻。因为整个电子钟只用一块单片机，不涉及时刻信如图 4 所示电平，所以需要外接一个上拉电号同步问题，所以此种电路我们VCC外部时钟信号图4 外部时钟源接法复位电路上电复位电路如图 5 所示，是利用外部复位电路实现。 振荡器启动时间不超 过 10ms。在加电情况下，这个电可以使单片机复位。按键手动复位又分按键脉冲 电平复位和按键电平复位，如图 6，7。电平复位将复位端通过电阻与 Vcc 相连， 按键脉冲复位是利用 RC分电路产生正脉冲来达到复位的。

18、 在按键电平复位和按键 脉冲复位两种简单的复位电路中，干扰易串入复位端，在大多数情况下，不会造 成单片机的错误复位，但会引起内部寄存器错误复位，这里可在复位端引脚上接 一个去藕电容。 需说明的是， 如复位电路中 R、C 的值选择不当， 使复位时间过长， 单片机将处于循环复位状态。VCC电阻、电容参数适宜于 6MHz晶振，能保证复位信号与电平持续时间大于 2 个机器 周期。我们采用按键电平复位的方法，电路如图 7。VCC221KVCCRESETVSSVCC1K 1K22FRESETVSS图5 上电复位电图 6 按键脉冲复位电路VCC200图72.3 软件设计软件设计 单片机的应用开发，除了保证硬

19、件电路的正确连接以外，更重要的工作是进行软 件的开发。单片机与其他微型计算机一样，若没有软件的支持，所设计产品就没有什 么用途。在开发时，要掌握一定的程序设计和开发方法。软件调试对应用程序进行排错调试就是对已经进行过硬件检查的试验板和翻译成机器码的 应用程序，还要进行联合排错和调试检查。目前常用的排错、调试方法有两种，一是 用单片机仿真开发装置与试验板联机提供排错、调试手段，具体的方法有单步运行、 断点运行、跟踪运行、全速运行等。其中单步运行方法是使所编制的程序指令仅执行 一条就停止下来，检查试验板和应用程序中的错误，然后再单步执行下一条指令；断 点运行方法是在程序中设置断点，使得当程序执行到

20、断点处时停止，供设计者检查试 验板和应用程序中的错误；跟踪运行方法是应用程序指令一条一条地执行，开发装置 摄取运行每一条指令的地址、 单片机各部分数据、 I/O 端口等处信息， 供调试者随时停 止程序，对各种信息进行检查和修改；全速运行方法是实时地运行用户程序，可以检 查用户程序最终执行结果，也可用 Vision2 软件进行程序的调试 5 。在这次硬件仿真中，应用到了 Proteus 软件。先打开软件，找到所需元器件，把 元器件调入，连线，下载程序到 AT89C52 芯片中，运行，根据不同的按键按下的情况 的不同，可直观的看到相应的信号灯亮或闪烁。在此，我们可以先把方案在软件中调 试，确定方案

21、的可行性以及需要改进的地方，同时，在硬件仿真中，可以很直观、形 象地看到现象 第三章 仿真图19U1U2R1R2 100R4R5XTAL1XTAL2RST3833373236313530342933283227P0.0/AD0P0.1/AD1P0.2/AD2P0.3/AD3P0.4/AD4P0.5/AD5P0.6/AD6P0.7/AD739 34D0D1D2D3D4D5D6D72930PSEN ALE EAP2.0/A8P2.1/A9P2.2/A10P2.3/A11P2.4/A12P2.5/A13P2.6/A14P2.7/A15127P1.0/T2P1.1/T2EXP1.2P1.3P1.4P1

22、.5P1.6P1.7P3.0/RXDP3.1/TXDP3.2/INT0P3.3/INT1P3.4/T0P3.5/T1P3.6/WRP3.7/RD223623924825263527628101112131415161721 5RDA0A1RESETCSPA0PA1PA2PA3PA4PA5PA6PA7PB0PB1PB2PB3PB4PB5PB6PB7PC0PC1PC2PC3PC4PC5PC6PC7181920232425AT89C521001008255AGND=VSSVCC=VDD第四章 问题与总结4.1 问题(1) 在绘制电路图时电路出现错误，经过观察和调整，得以原理图成功制出。(2) 在编写

23、程序时程序也出现了问题， 出现许多提示错误， 经过和同学讨论， 最后程序 才成功编写完成，仿真效果也随之出来。(3) 本来以为仿真图出来， 接下来就是简单的手工问题， 可过程远比我想象的要复杂的 多，第一次焊了一块板，差不多快完成时发现连线连成“蜘蛛网” ，甚是难看，在同学 的建议下我选择了重新焊，在第二次的焊板过程中发现第一次焊时有许多地方的引脚 是错误，结果总不会如自己所意料的，第二次焊结束时所想要的效果还是没有出来， 当时的心很失落，用电压表查电路、查看板有无虚焊，在焊完漏掉的线路后效果仍旧 没出来，我的心更加失望，在快要绝望准备放弃时，我抱着试一试的心理重新烧了一 下程序，结果出来了，

24、心中的石头落下了。4.2 总结本次的设计中利用 STC89C52和 8255A以及放大器完成电路的设计， 用开关来控制 各种波形的发生及转换，用单片机输出后，经过 8255，最终可以通过 LED观察。通过这次课程设计，我进一步了解了汽车控制灯的原理，在实际动手操作过程中， 使我接触了许多我以前没接触过的元件，而且重新温习了刚学不久的汇编语言，使我 学得了许多知识， 使我获益匪浅。 这次课程设计， 使我的动手能力得到了很大的提高， 更使我们懂得理论知识的重要性，没有理论的指导一切实际行动都是盲目的，且实际 操作是我们得到的理论知识得到验证，更能增加对理论知识的理解。参考文献单片机应用系统设计技术

25、 张齐著 电子工业出版社 单片机原理及应用技术 范力旻 电子工业出版社 例说 8051 谢亮、陈敌北、 张义和 人民邮电出版社 单片机 C语言应用 100例 王东锋 王会良 电子工业出版社 51系列单片机设计实例 楼然苗 李光飞 北航出版社10附录附录 1 元器件清单汽车转弯灯元器件清单如表 4.1名称汽车转弯灯元器件清单数量名称数LED7限流电阻（ 100）6按键1电阻（ 1K）3下载线接口1上拉电阻（ 5.1K）5芯片插座（ 40PIN）1电容（ 30pF）2电源插针（ 2PIN）1电容（ 22F）1整流桥1印刷板1三极管（ NPN）2电阻（ 200）2晶振（ 12MHz）1拨码开关5附录

26、 2：程序清单#include #include #include #define TRUE 1#define PA8255 XBYTE0x0000#define PB8255 XBYTE0x2000#define COM8255 XBYTE0x6000#include #define TURN_ON_leftLed PA8255=0xfe #define TURN_OFF_leftLed PA8255=0xff #define TURN_ON_rightLed PA8255=0xfd #define TURN_OFF_rightLed PA8255=0xff #define TURN_ON_

27、backLed PA8255=0xfb #define TURN_OFF_backLed PA8255=0xff #define TURN_ON_errLed PA8255=0xf7 #define TURN_OFF_errLed PA8255=0xff10 void time(unsigned int ucMs); void main(void) COM8255=0x82; while(TRUE) while (PB8255=0xfe)PA8255=0xfe; TURN_OFF_leftLed;while (PB8255=0xfd)TURN_ON_rightLed;TURN_OFF_rightLed;while (PB8255=0xfb)TURN_ON_backLed; TURN_OFF_b