单片机毕业设计-汽车转弯灯单片机控制

PAGEPAGEII目录1绪论…………1.1选题背景………………………1.2研究意义………………………1.3研究方法……………………2汽车转弯灯单片机控制系统原理………………2.1汽车转弯灯工作原理…………2.2单片机系统的工作原理及设计………………3设计方案论证与选择………………3.1方案论证一……………3.2方案论证二…………3.3方案选择…………4控制系统的硬件设计…………4.1单片机控制系统电路图……………4.2单片机控制系统功能模块的设计………………4.3元器件清单……………………5主要芯片介绍…………5.1单片机的特点………5.2单片机各引脚介绍………5.3单片机的功能介绍………6控制系统的软件设计……………………7.1汽车转弯灯控制系统流程图7.2软件和程序设计7电路功能实现7.1软件调试7.2单片机硬件功能实现7.3仿真操作说明及现象………参考文献………………….致谢………………………附录………………………摘要随着单片机的日益发展，其应用也越来越广泛，通过对“汽车转弯灯单片机控制系统”设计，可以对单片机的知识得到巩固和扩张。本设计是设计一个单片机控制系统。在汽车进行左转弯、右转弯、刹车、合紧急开关、停靠等操作时，实现对各种信号指示灯的控制。本设计主要是对单片机的并行输入/输出口电路的应用，通过I/O口控制发光二极管的亮﹑灭﹑闪烁，加上一些复位电路﹑按键电路﹑驱动电路来模拟汽车尾灯的功能。汽车在驾驶时有左转弯、右转弯、刹车、合紧急开关、停靠等操作。在左转弯或右转弯时，通过转弯操作杆应使左转开关或右转开关合上，从而使左头灯、仪表板左转弯灯、左尾灯或右头灯、仪表板右转弯灯、右尾灯闪烁；合紧急开关时要求前面所述的6个信号灯全部闪烁；汽车刹车时，两个尾灯点亮；如正当转弯时刹车，则转弯时原应闪烁的信号灯仍应闪烁。以上闪烁，都是频率为1Hz的低频闪烁；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。通过做实物，编写程序，完成了设计的要求。通过该设计，对单片机的认识有了更进一步的了解，对单片机的各个口的功能作用了解加深，对Protel的应用更加熟练，对设计系统有了了解，掌握了一些设计方法，受益不少。关键词单片机；汽车信号转弯灯；电路基础；数字电子技PAGEPAGE27ABSTRACTWithmoremonolithicintegratedcircuits,themoreextensive,"thecarturnedthe"monolithicintegratedcircuitstocontrolsystemdesign,cantheinformationtomonolithicintegratedcircuitshasbeenconsolidatedandexpanded.thisdesignistodesignamonolithicintegratedcircuitstocontrolsystem.inthecartoturnleftandright,thebrakes,toopenthedoor,calledforurgentactiontoimplementthevarioussignalsignofcontrol.thisdesignisprimarilytomonolithicintegratedcircuitsoftheexportofthecircuitinparallellost.iturnedaroundandcontroloflightthroughAndbright,shiningout,andsomeclear,andbuttons,thedrivingcircuitcircuittoafunctionofthetaillights.thecarwasdrivingupturnleftandright,thebrakes,toopenthedoor,calledanemergencyoperations.inturnleftorright,throughtheturnoftheoperationshouldbeleftorrightswitchtoswitchontheleft,thedashboardturnleftorrightandleftthetaillighttheinstrumentpanellamp,andturningright,therightrearlightsflickered；switchtotheemergencyrequiresthattheprevious。Thesixthelightshoneinthecarbrakedall；,twoofthetaillightslikealight；justroundthecorner,thecornersoftheoriginalsignalshallbestillflickered.theabove,arethefrequencyofthelowfrequencies1hz；inacarandcloseattheswitchwhen,rightandleftthetaillight,therightrearlightsforthefrequencyofhighfrequencya30hz.bydoingphysical,program,completedthedesigndemands.thedesignofamonolithicintegratedcircuitshasfurthertheKeywordsmonolithicintegratedcircuits；thecarturnedthelightsignals；basictechniquesofdigitalcircuit；electronic1绪论1.1选题背景电子技术的发展经历了很长一段路程.而现在我们使用的微型电子技算机是超大规模集成电路所构成，它属于第四代计算机，而单片机则是微型计算机的一部分。从1971年微型计算机问世以来，由于实际应用的需要，微型计算机向着两个不同的方向发展：一个是向高速度、大容量、高性能的高档微机方向发展；另一个则是向稳定可靠、体积小和价格廉的单片机方向发展。由于科学技术的发展，由模拟电路或数字电路实现的大部分控制功能，现在能够使用单片机通过软件编程方法实现了。单片机的应用改变着控制系统设计方法。软件取代硬件可以提高系统性能的控制“软化”技术——微控制技术，是一个全新的概念。在生活的环境中，自动控制要求中都会有单片机的控制的一部分；从简单到复杂，凡是能想像到的地方几乎都有使用单片机的需求。单片机的应用有利于产品的小型化、多功能化和智能化，能够提高劳动效率、减轻劳动强度，提升产品质量，改善劳动环境。例如，在工业自动化方面：自动化能使工业系统处于最佳状态、提高经济效益和改善产品质量。自动化控制原理有应用于电子、电力、石油、化工、纺织、食品等轻重工业领域中，无论数据采集和测控技术，还是生产线上的机器人技术，都有单片机的参与。有时，在仪器仪表、信息和通信等产品方面，它在其中发挥着重大作用。现在，虽然单片机的应用很普遍了，但仍有许多项目尚未实现，所以单片机的应用有很大的发展空间。1.2研究意义单片机在电子科技中发展前景很好，成为电子发展重要组成部分，学习单片机时要理论与实践同步进行，以理论指导实践，实践验证理论，才更有效率。理论部分我们花了大量的时间，只有少量的时间进行制做实物，编程方面，调试在软件上进行的，软件上能编译成功的程序，下载硬件上可能不会成功的。毕业设计过程中，我们在网站上大量收集与课题相关的资料，了解目前与课题相关的科技发展趋势，确定自己的研究方案。还要自己动手制作实物、编写程序并对实物下载程序进行硬件的调试，达到预期所需的控制要求和目的，使理论和实践完满的统一。因此还锻炼了我们的制作能力，提升了综合素质。1.3研究方法本次单片机的控制系统以AT89S52为控制器；键盘为输入信号，由于AT89S52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。进行仿真后，能清晰的看到在控制输入信号的状态下，相应的信号灯发出转弯的指示信号。本次设计对汽车转弯灯单片机控制系统地分析与设计，对单片机控制系统进行了仿真调试，达到了毕业设计预期目的。2汽车转弯灯单片机控制系统工作原理2.1汽车转弯灯工作原理由定时器/计数器与中断系统的联合组成控制系统的工作原理。如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，信号灯应输出信号列于表2.1。表2.1汽车驾驶操纵与信号驾驶操作输出信号仪表板左转弯灯仪表板右转弯灯左头灯右头灯左尾灯右尾灯左转弯（合上左转开关）闪烁——闪烁——闪烁——右转弯（合上右转开关）——闪烁——闪烁——闪烁合紧急开关闪烁闪烁闪烁闪烁闪烁闪烁刹车（合上刹车开关）————————亮亮左转弯时刹车闪烁——闪烁——闪烁亮右转弯时刹车——闪烁——闪烁亮闪烁刹车，并合紧急开关闪烁闪烁闪烁闪烁亮亮左转弯时刹车，并合紧急开关闪烁闪烁闪烁闪烁闪烁亮右转弯时刹车，并合紧急开关闪烁闪烁闪烁闪烁亮闪烁停靠（合停靠开关）————30Hz闪烁30Hz闪烁30Hz闪烁30Hz闪烁2.2单片机系统的工作原理及设计2.2.1开关状态检测开关状态检测，对AT89S52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JNBP1.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MOVA，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。2.2.2输出控制以发光二极管D1—D6来指示，此设计用SETBP0.X和CLRP0.X指令来完成，也可以用指令MOVP0，＃111XXXXXB方法来实现。2.2.3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。定时有三种选择方法。(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。(2)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。(3)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AT89S52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。定时器/计数器计数功能和定时功能：(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表示，计数功能的实质就是对外来的脉冲进行计数。AT89S52芯片有T0（P3.4）和T1（P3.5）两个信号引脚，是这两个计数器的计数输入端。外部输入的脉冲在负跳变时有效，进行计数器加1（加法计数）。AT89S52在每个机器周期的S5P2拍节对外部计数脉冲进行采样。前一个机器周期采用为高电平，后一个机器周期采样为低电平，是一个有效的计数脉冲。在下一机器周期的S3P1进行计数。采样计数脉冲是在2个机器周期进行的。计数脉冲频率不能高于振荡脉冲频率的1/24。(2)定时器功能实际也是通过计数器来实现的，但此时的计数脉冲来自单片机的内部，也每个机器周期计数器加1。一个机器周期等于12个振荡脉冲周期，因此计数频率为振荡频率的1/12。单片机采用12MHz晶体，计数频率为1MHz。每微妙计数器加1。根据计数值计算出定时时间，也可以反过来按定时时间的要求计算出计数器的预置值。它是一个二进制的加1计数器。在计数器计满回零时能自动产生溢出中断请求。则已经完成。T1、T2的最大计数值65536-1，需65535个脉冲才能把它们从全“0”状态变为全“1”状态。输一个脉冲，计数器加1，当加到计数器各位全为1时，再去输一个脉冲，计数器各位就变为全0，发出溢出信号，使标志置1，此时向CPU申请中断。具体结构如图2.1所示：图2.1定时器/记数器的结构2.2.4定时初始化定时主要与编程有关。编程对定时器控制寄存器（TCON）、工作方式控制寄存器（TMOD）和中断允许控制寄存器（IE）进行操作。(1)定时器控制寄存器（TCON）TCON寄存器既参与中断控制又参与定时控制。其中有关定时的控制位共有4位：TF0和TF1记数溢出标志位TR0和TR1定时器运行控制位TR0（TR1）=0停止定时器/计数器工作TR0（TR1）=1启动定时器/计数器工作该位根据需要以软件方法使其置“1”或清“0”。(2)中断允许控制寄存器IE寄存器中与定时器/计数器有关的位置介绍：EA中断允许总控制位ET0和ET1定时/计数中断允许控制位ET0（ET1）=0禁止定时/记数中断ET0（ET1）=1允许定时/记数中断利用MCS-51系列单片机的可编程定时/计数器、中断系统来实现灯闪烁的延时和故障检测。(3)工作方式控制寄存器（TMOD）TMOD寄存器专用寄存器，设定两个定时器/计数器的工作方式。它的低半字节定义定时器/计数器0，高半字节定义定时器/计数器1。各位定义如表2.2所示：表2.2TMOD各位定义位序B7B6B5B4B3B2B1B0位符号GATEC/M1M0GATEC/M1M0其中：GATE门控位GATE=0以运行控制位TR启动定时器GATE=1以外中断请求信号（INT1或INT0）启动定时器C/定时方式或计数方式选择位C/=0定时工作方式C/=1计数工作方式M1M0工作方式选择位M1M0=00方式0M1M0=01方式1M1M0=10方式2M1M0=11方式3初值计算：(1)设为工作方式0，定时时间为30ms，使灯延时闪烁。若使用定时器T0，方式1，30ms定时，fosc=12MHz。则初值X满足（216-X）×1=30000X=35536→1000101011010000→8AD0H(2设计中利用定时器/计数器0,一个软件计数器产生低频（1HZ）闪烁功能。(3)利用定时器/计数器0来产生为时30ms的定时信号，以实现高频（30HZ）闪烁功能。(4)注意在用工作方式1时，我们必须要重新装载初值。2.2.5汽车转弯灯显示在汽车转弯或应急状态下，外部信号灯和仪表板它们指示灯的闪烁频率为1HZ，称低频信号。当停靠开关合上时，外部信号灯以30HZ频率闪烁此时为高频信号。2.2.6汽车转弯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。按键安排见下：S1键为刹车开关；S2键为紧急开关；S3键为停靠开关；S4键为左转弯开关；S5键为右转弯开关；2.2.7中断系统单片机中断技术主要用于实时控制，在单片机上有两个引脚，即INT0、INT1。外部的中断信号通过这两个引脚输入到单片机，和单片机的定时器一样，对中断系统的处理需要通过C51的软件编程实现。利用MCS-51系列单片机的可编程定时/计数器、中断系统来实现灯闪烁的延时和故障检测。它的重要作用有如下四点：第一，高速CPU和低速外设之间的配合。利用中断方式进行的I/O口操作，在宏观上可以看成CPU和外设的并行工作。第二，实现故障的紧急处理。当外设发生故障时，可以利用中断系统请求CPU及时处理这些故障。第三，可以实现实时控制。第四，便于人机联系。操作人员可以利用键盘等实现中断，完成人工介入。3设计方案论证与选择方案论证一如图3.1所示，汽车转弯灯主要有单片机、按键、复位、时钟、电源、故障检测电路、LED显示电路组成最基本的单片机系统。单片机本身的功能强大，汽车转弯灯的驱动用单片机本身的驱动来驱动。使得单片机的功能得到充分的运用。本方案的故障检测电路具有故障监控性能，他能提高系统的可靠性。图3.1汽车转弯灯控制系统硬件构成方案论证二汽车转弯灯主要由单片机（AT89S52）、按键、复位、电源、时钟路、驱动、LED显示电路等组成的最基本的单片机控制系统。所有软件、参数均存在AT89S52的ROM和RAM中，因此能够减少了芯片的数量和整机的电流。单片机的内部ROM有4K，RAM有128个字节，软件编时有足够的空间来存储其程序。复位设置由F键完成；A键至E键来调理信号灯。电源在5V以下可正常工作。LED是由NPN三极管驱动，键盘采用消抖扫描方式。如图3.1所示图3.1汽车转弯灯控制系统硬件构成该方案应用单片机自身的并行口来实现其功能，由于单片机的种类很多，在选择单片机时要依据实际设计要求选择合适的单片机。我们接触的单片机有8031、8051。因8031无内部RAM，只要编程就必须扩展程序存储器，无疑会增加设计的难度和复杂，虽然8051有内部RAM，但从性能及设计成本考虑，我们选择AT89S52芯片。由于AT89S52的广泛使用，使单片机的价格大大下降。目前，AT89S52的市场零售价已经低于8255、8279、8253、8250等专用接口芯片中的任何一种；而89S52的功能实际上远远超过以上芯片。因此，如把89S52作为接口芯片使用，在经济上是比较合算。时钟电路由晶振及电容组成，复位电路由按键复位结构组成。对于键盘电路我们采用独立式键盘，可以具体实现可分为以下几种情况：=1\*GB3①直接由并行I/O口来实现。=2\*GB3②使用三极管驱动LED来实现。3.3方案选择两种方案的比较，我觉得方案一的设计具有稳定性和可靠性，所以本课题采用方案一。4控制系统的硬件设计4.1单片机控制系统电路图4.1.1汽车转弯灯单片机控制系统框图汽车转弯灯单片机控制系统电路是由单片机AT89S52、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。汽车转弯灯单片机控制系统框图如图4.1所示。图4.1汽车转弯灯单片机控制系统框图4.1.2汽车转弯灯单片机控制系统电路PCB图汽车转弯灯单片机控制系统电路PCB图见附录2。4.1.3汽车转弯灯单片机控制系统电路原理图汽车转弯灯单片机控制系统电路原理图见附录3。4.1.4直流稳压电源电路原理图直流稳压电源电路原理图见附录4。4.2单片机控制系统功能模块的设计4.2.1电源电路在所学的电源中的整元件类型可分为电子管稳压电路、三极管稳压电路、可控硅稳压电路，集成稳压电路等；根据调整元件与向载连接方法，可分为并联型和串联型；根据调整元件工作状态不同，可分为线性和开关稳压电路。单片机系统中使用的集成电路器件大多数在5V电源电压工作。随着集成制造技术的发展以及数字式电子元器件的微小型化，集成电路元器件采用更先进精细的制造工艺，在减小集成芯片几何尺寸的同时，降低工作电压。我们学习的小功率直流稳压电源电路由电源变压器、整流电路、滤波电路、稳压电路等四部分组成，如图4.2所示。图4.2直流稳压电源基本电路框图直流稳压电源的各基本电路如下：(1)变压器它的作用是将电网220V的交流电压V1变换成整流滤波电路所需要的交流电压V2。变压器副边与原边的功率比如式(4.1)所示。(4.1)式(4.1)中，η为变压器的效率。(2)稳压电路常见的集成稳压器有固定式三端稳压器与可调式三端稳压器。此电路部分采用集成稳压器。固定式三端稳压器的常见产品有两种：CW78**系列稳压器输出固定的正点压，如7805输出为+5V，7812输出为+12V；CW79**系列稳压器输出固定的负电压，如7905输出为-5V，7912输出为-12V。输出端接电容C2进一步滤去纹波，输出端接电容C3能改善负载的瞬态影响，使电路稳定工作。(3)整流滤波电路整流二极管D1—D4组成单向桥式整流电路，将交流电压V2变成脉动的直流电压，再经过滤波电容C1，C2滤去纹波，输出直流电压Vi。Vi与交流电压V2的有效值的关系如式(4.2)所示。(4.2)每只整流二极管承受的最大反向电压如式所示。(4.3)按课题设计要求，我们需要的能输出5V—12V的直流电源，其原理图如图4.3所示。图4.3直流稳压电源电路图4.2.2时钟电路采用单片机内部晶振。如图4.4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C=1\*Arabic1和C2构成并联谐振电路，接在放大器的反馈回路中，C=1\*Arabic1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。图4.4时钟振荡电路由多片单片机组成的系统中，为了各单片机间时钟信号的同步，常引入统一的外部脉冲信号作为各单片机的振荡脉冲。将外部震荡器的信号接至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电平，所以需要外接一个上拉电阻。因为整个电子钟只用一块单片机，不涉及时刻信号同步问题，所以此种电路我们不选用。如图4.5所示。图4.5外部时钟源接法4.2.3复位电路上电复位电路如图4.6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4.7，4.8。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。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。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4.8。图4.6上电复位电图4.7按键脉冲复位电路图4.8按键电平复位电路4.2.4键盘接口电路的设计根据设计的要求，本设计选用独立式键盘。其工作原理为，单片机引脚作为输入使用，首先置“1”。当键没有被按下时，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组成键盘的按键有触点式和非触点式俩种。如图4.9所示。当开关D断开时，P1.0输入为高电平；D闭合后，P1.0输入为低电平。如图4.10所示是电路板上按键的接法，5个按键分别接到P1.0、P1.1、P1.2、P1.3和P1.4。对于这种接法，各程序可以采用不断查询的方法，其功能就是：检测是否有键闭合，判断键号并转入相应的键处理。图4.9独立式键盘原理图图4.10电路板上按键的接法4.2.5信号灯电路[2]图图4.10图图4.10行列式键盘原理图到的6个脚，还有34个引脚。这里把LED与89S52单片机的P0脚相连。本次设计中按照图4.11的接法，当AT89S52单片机的第1脚是高电平时，LED不亮，当第1脚是低电平时，LED亮。但是在汽车转弯灯里要根据汽车方向来控制信号灯，而实现LED的亮与灭。 图4.11信号灯电路4.2.6故障监控电路[3]如图4.12所示。是这类故障监控电路的方案之一，它利用T0作检测输入，只增加1个晶体管和几个电阻。假定其中一个信号灯是受控断开的（输出口线送高电平），而其余信号灯皆受控接通。这时晶体管Q1的6个输入端中有5个是低电平。图4.12故障监控电路让单片机发出控制使所有信号灯都接通，则Q1应截止，测试T0应呈高电平。如果这时存在控制线与+5伏电源短路或驱动晶体管断路等故障，则Q1仍导通，T0仍呈低电平，表示线路中存在着另一类故障。这种故障监控功能很容易靠软件来实现。4.2.7报警电路当故障监控电路检测到有故障时，系统设有报警电路中的蜂鸣器会发出响声。报警电路如图4.13所示。图4.13报警电路4.3元器件清单汽车转弯灯元器件清单如表4.1。表4.1汽车转弯灯元器件清单名称数量名称数量LED7限流电阻（100Ω）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（22μF）1整流桥1蜂鸣器1印刷板1三极管（NPN）2电阻（200Ω）2晶振（12MHz）1拨码开关5电源电路元器件清单如表4.2。表4.2电源电路元器件清单名称数量名称数量变压器（n=220:12）1集成稳压（CW7805）1限流电阻（300Ω）1集成稳压（CW7905）1整流桥2集成稳压（CW7812）1电源插座1集成稳压（CW7912）1极性电容（220μF）2电容（0.1μF）4极性电容（3300μF）2LED4极性电容（470μF）2排线1单排针25拨码开关15主要芯片介绍5.1单片机特点AT89S52单片机特点如表5.1所示。表5.1AT89S52单片机特点1．兼容MCS-51产品指令系统2.8k可反复擦写Flash闪速ROM3．32个可编程I/O口线4．256x8bit内部RAM5．2个16位定时/计数器6．全静态工作模式：0Hz-33MHz7．看门狗（WDT）及双数据指针8．全双工串行UART通道9．6个中断源10．1000次擦写周期11．中断可从空闲模唤醒系统12．3级程序加密锁13．低功耗空闲和掉电模式14．掉电标识和快速编程特性15.灵活的在系统编程（ISP-字节）16.4.0-5.0V的工作电压范围AT89S52有40引脚双列直插式填和44引脚封装方式。方型封装有4个引脚（标有NC）是不连线的，故在连接时应注意。它在一块小芯片上，有CPU、存储器、I/O口、定时器/计数器、中断系统等。5.2单片机各引脚介绍(1)VCC：电源。(2)GND：接地。(3)P0口：是一个8位漏极开路的双向I/O口。(4)P1口：是一个具有内部上拉电路的8位双向I/O口。(5)P2口：是一个具有内部上拉电路的8位双向I/O口，P2口输出缓冲器能吸入/放出4个TTL输入。访问外部程序存储器及使用16位地址的是数据存储器（MOVX@DPTR）时，P2口输出高8位地址。这种情况下，当不置“1”时，P2口使用强大的内部上拉电路。访问使用8位地址的外部存储器（MOVX@RI）时，P2口输出P2口锁存器的内容。(6)P3口：是一个具有内部上拉电路的8位双向I/O口，P3输出缓冲器能吸入/放出4个TTL输入。Flash编程及检验时，P3口也接收一些控制信号。表5.2AT89S52的P3口各种专用功能表引脚替代的专用功能P3.0（串行输入口）P3.1（串行输出口）P3.2（外部中断0）P3.3（外部中断1）P3.4（定时器0的外部输入）P3.5（定时器1的外部输入）P3.6（外部数据存储器写选通）P3.7（外部数据存储器读选通）(7)RST：复位端。当振荡器工作时，此时高电平将系统复位。(8)ALE/PROG：当访问外部存储器时，ALE（允许地址锁存）是一个用于锁存地址的低8位字节的输出脉冲。(9)PSEN：外部程序存储器读选取通信号。（10)EA/Vpp：访问外部程序存储器允许端。(11)XTAL1：振荡器反向放大器输入端和内部时钟发生器的输入端。XTAL2：振荡器反相放大器输出端。5.3单片机的功能介绍AT89S52与89C51相比新增加很多功能，性能有了较大提升，价格基本不变化，甚至比89C51更低。新功能主要有：(1)ISP在线编程功能，是一个强大易用的功能。(2)最高工作频率为33MHz，从而具有了更快的计算速度。(3)有双工UART串行通道。(4)内部集成看门狗计时器。(5)双数据指示器。(6)电源关闭标识。(7)全新的加密算法，这就可以有效的保护不被侵犯。兼容性方面，AT89S52向下完全兼容51全部字系列产品。比如8051、89C51等等早期MCS-51兼容产品。网络教程上的程序在89S52上一样可以照常运行，是所谓的向下兼容。AT89S52与89C51相比，具体优势如下：(1)序存储器写入方式写入程序方式不同，89C51只支持并行写入。需要VPP烧写高压。AT89S52则支持ISP在线可编程写入技术！串行写入、速度相当快、稳定性好，烧写电压也仅仅需要4～5V即可。(2)范围AT89S52电源范围宽达4.0～5.0V。(3)性能AT89S52的性能远高于89C5*,89S5*系列支持最高高达33MHz的工作率。而89C51工作频率范围最高只支持到24MHz。(4)功能89S5*系列的加密算法，使对于89S52的解密变的不可能。程序不易外漏，这样就可以有效的保护知识产权。(5)兼容性用89S5*可以代89C5*使用，相同的程序，运行结果一样。89S5*兼容性很好。(6)干扰性由于S5*内部集成看门狗计时器，比89C51那样外接看门狗单元电路要好。6汽车转弯灯控制系统软件设计6.1汽车转弯灯控制系统流程图6.1.1汽车转弯灯控制系统主程序流程图控制系统主程序流程图如图7.1所示。图7.1控制系统主程序流程图6.1.2中断服务程序流程图中断服务的程序流程图如图7.2所示。图7.2中断服务的程序流程图6.1.3控制系统键功能流程图键的功能程序流程图如图7.3所示。图7.3键的功能程序流程图6.2软件和程序设计6.2.1软件设计单片机的应用开发，除了保证硬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。6.2.2程序说明原理图按键连线：P1.0=刹车；P1.1=紧急；P1.2=停靠；P1.3=左转；P1.4=右转；说明：键值是根据P1的状态来确定的。例P1=00011110，表明刹车键按下，它的键值是0x1e[4]（只看后面五位），程序清单见附录1。7电路功能实现7.1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μVision2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AT89S52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。7.2单片机硬件功能实现单片机硬件功能实现说明如下：1、利用单片机的P0口连接6个LED作为数据线输出使用；2、利用单片机的P1口连接5个开关作为数据线输入使用；3、定时器/计数器的使用定时器/计数器0,定时功能,工作方式1,提供30ms的定时时间。4、中断源的使用定时器/计数器中断0。5、按键设定P1.0=刹车；P1.1=紧急；P1.2=停靠；P1.3=左转；P1.4=右转6、显示设定P0.0-P0.5控制线，接LED显示，信号灯顺序点亮是左前灯、右前灯、左仪表板、右仪表板、左后灯、右后灯。7.3仿真操作说明及现象Proteus软件，找到不同元器件，调入后，连线，下载程序到AT89S52芯片中，运行可看到相应的信号灯亮或闪烁，具体仿真图见附录6。操作说明如下：（1）按S1刹车键，D5、D6相应信号灯亮；（2）按S2紧急键，D1、D2、D3、D4、D5、D6相应信号灯以1Hz频率闪烁；（3）按S3停靠键，D1、D2、D5、D6相应信号灯以30Hz高频率闪烁；（4）按S4左转弯键，D1、D3、D5相应信号以1Hz频率灯亮；（5）按S5右转弯键，D2、D4、D6相应信号灯以1Hz频率闪烁；（6）按S1刹车、S2紧急键，D1、D2、D3、D4相应信号灯以1Hz频率闪烁；D5、D6信号灯亮；（7）按S4左转弯、S1刹车键，D1、D3、D5相应信号灯以1Hz频率闪烁；D6信号灯亮；（8）按S5右转弯、S1刹车键，D2、D4、D6相应信号灯以1Hz频率闪烁；D5信号灯亮；（9）按S4左转弯、S1刹车、S2紧急键，D1、D2、D3、D4、D5相应信号灯以1Hz频率闪烁；D6信号灯亮；（10）按S5右转弯、S1刹车、S2紧急键，D1、D2、D3、D4、D6相应信号灯以1Hz频率闪烁，D5信号灯亮。参考文献[1]李广弟，朱月秀，王秀山.单片机基础［M］.北京：航空航天大学出版社，2000.147～156[2]康华光，陈大钦.电子技术基础模拟部分[M].武汉：高等教育出版社，1998.57～116[3]谢自美.电子线路设计·实验·测试（第二版）.武汉：华中理工出版社，2000[4]戴佳，戴卫恒.51单片机C语言应用程序设计实例精讲[M].北京：电子工业出版社，2006.25～31[5]徐爱钧，彭秀华。KeilCx51V7.0单片机高级语言编程与μVision2应用实践[M].北京：电子工业出版社，2006.133～187PAGEPAGE39附录附录1：程序清单#include<reg52.h>unsignedcharjianzhi;unsignedchartime;//记录中断次数，time=30时产生1HZ的sbitLF=P0^0;//左前灯sbitRF=P0^1;//右前灯sbitLY=P0^2;//左仪表sbitRY=P0^3;//右仪表sbitLB=P0^4;//左后灯sbitRB=P0^5;//右后灯sbitP3_1=P3^1;sbitP3_4=P3^4;voidmain(void){TMOD=0x01; //定时器0，方式1TH0=(65536-30000)/256;//置初值，产生30ms定时TL0=(65536-30000)%256;EA=1;ET0=1;TR0=1;P3_1=0;//置成低电平while(1){if(jianzhi==0x1f)//检查按键是否按下，如果没有则关灯{P1=0xff;if(P3_4==1){P3_1=1;}else {P3_1=0;}} }}voidtime0(void)interrupt1{TH0=(65536-30000)/256;TL0=(65536-30000)%256;P1=0xff;//P1先送0xff,P1中保存是按键的值jianzhi=P1; //暂存键值到jianzhijianzhi=jianzhi&0x1f; //因为高三位不用，去掉switch(jianzhi){case0x1e: //刹车{LB=0;RB=0;}break;case0x1d: //紧急{if(time==15){LF=!LF;RF=!RF;LY=!LY;RY=!RY;LB=!LB;RB=!RB;time=0;}else{time=time+1;}}break;case0x1B: //停靠{LF=!LF;RF=!RF;LB=!LB;RB=!RB;}break;case0x17: //左转弯{if(time==15){LF=!LF;LB=!LB;LY=!LY;time=0;}else{time=time+1;}}break;case0x0f: //右转弯{if(time==15){RF=!RF;RB=!RB;RY=!RY;time=0;}else{time=time+1;}}break;case0x16: //刹车左转弯{RB=0;if(time==15){ LB=!LB;LF=!LF;LY=!LY;time=0;}else{time=time+1;}}break;case0x0e: //刹车右转弯{LB=0;if(time==15){ RB=!RB;RF=!RF;RY=!RY;time=0;}else{time=time+1;}}break;case0x1c://刹车紧急{LB=0;RB=0;if(time==15){ RF=!RF;LF=!LF;RY=!RY;LY=!LY;time=0;}else{time=time+1;}}break;case0x14://左转刹车紧急{RB=0;if(time==15){ LB=!LB;RF=!RF;RY=!RY;LF=!LF;LY=!LY;time=0;}else{time=time+1;}}break;case0x0c://右转刹车紧急{LB=0;if(time==15){ RB=!RB;RF=!RF;RY=!RY;LF=!LF;LY=!LY;time=0;}else{time=time+1;}}break; default:break;}}附录2：汽车转弯灯单片机控制系统电路原理图附录3：汽车转弯灯单片机控制系统电路PCB图和布局图附录4：汽车转弯灯单片机控制系统仿真图基于C8051F单片机直流电动机反馈控制系统的设计与研究基于单片机的嵌入式Web服务器的研究MOTOROLA单片机MC68HC（8）05PV8/A内嵌EEPROM的工艺和制程方法及对良率的影响研究基于模糊控制的电阻钎焊单片机温度控制系统的研制基于MCS-51系列单片机的通用控制模块的研究基于单片机实现的供暖系统最佳启停自校正（STR）调节器单片机控制的二级倒立摆系统的研究基于增强型51系列单片机的TCP/IP协议栈的实现基于单片机的蓄电池自动监测系统基于32位嵌入式单片机系统的图像采集与处理技术的研究基于单片机的作物营养诊断专家系统的研究基于单片机的交流伺服电机运动控制系统研究与开发基于单片机的泵管内壁硬度测试仪的研制基于单片机的自动找平控制系统研究基于C8051F040单片机的嵌入式系统开发基于单片机的液压动力系统状态监测仪开发模糊Smith智能控制方法的研究及其单片机实现一种基于单片机的轴快流CO〈,2〉激光器的手持控制面板的研制基于双单片机冲床数控系统的研究基于CYGNAL单片机的在线间歇式浊度仪的研制基于单片机的喷油泵试验台控制器的研制基于单片机的软起动器的研究和设计基于单片机控制的高速快走丝电火花线切割机床短循环走丝方式研究基于单片机的机电产品控制系统开发基于PIC单片机的智能手机充电器基于单片机的实时内核设计及其应用研究基于单片机的远程抄表系统的设计与研究基于单片机的烟气二氧化硫浓度检测仪的研制基于微型光谱仪的单片机系统单片机系统软件构件开发的技术研究基于单片机的液体点滴速度自动检测仪的研制基于单片机系统的多功能温度测量仪的研制基于PIC单片机的电能采集终端的设计和应用基于单片机的光纤光栅解调仪的研制气压式线性摩擦焊机单片机控制系统的研制基于单片机的数字磁通门传感器基于单片机的旋转变压器-数字转换器的研究基于单片机的光纤Bragg光栅解调系统的研究单片机控制的便携式多功能乳腺治疗仪的研制基于C8051F020单片机的多生理信号检测仪基于单片机的电机运动控制系统设计Pico专用单片机核的可测性设计研究基于MCS-51单片机的热量计基于双单片机的智能遥测微型气象站MCS-51单片机构建机器人的实践研究基于单片机的轮轨力检测基于单片机的GPS定位仪的研究与实现基于单片机的电液伺服控制系统用于单片机系统的MMC卡文件系统研制基于单片机的时控和计数系统性能优化的研究基于单片机和CPLD的粗光栅位移测量系统研究单片机控制的后备式方波UPS提升高职学生单片机应用能力的探究基于单片机控制的自动低频减载装置研究基于单片机控制的水下焊接电源的研究基于单片机的多通道数据采集系统基于uPSD3234单片机的氚表面污染测量仪的研制基于单片机的红外测油仪的研究96系列单片机仿真器研究与设计基于单片机的单晶金刚石刀具刃磨设备的数控改造基于单片机的温度智能控制系统的设计与实现基于MSP430单片机的电梯门机控制器的研制基于单片机的气体测漏仪的研究基于三菱M16C/6N系列单片机的CAN/USB协议转换器基于单片机和DSP的变压器油色谱在线监测技术研究基于单片机的膛壁温度报警系统设计基于AVR单片机的低压无功补偿控制器的设计基于单片机船舶电力推进电机监测系统基于单片机网络的振动信号的采集系统基于单片机的大容量数据存储技术的应用研究基于单片机的叠图机研究与教学方法实践基于单片机嵌入式Web服务器技术的研究及实现基于AT89S52单片机的通用数据采集系统基于单片机的多道脉冲幅度分析仪研究机器人旋转电弧传感角焊缝跟踪单片机控制系统基于单片机的控制系统在PLC虚拟教学实验中的应用研究基于单片机系统的网络通信研究与应用基于PIC16F877单片机的莫尔斯码自动译码系统设计与研究基于单片机的模糊控制器在工业电