基于单片机与VB汽车尾灯控制课程设计报告Word文档格式.docx
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基于单片机与VB汽车尾灯控制课程设计报告Word文档格式.docx
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2.1方案一:
采用555定时器等构成地汽车尾灯电路
采用译码器74LS138、计数器74LS161、脉冲产生器555、开光控制电路、显示驱动电路、发光二极管以及各种逻辑元件等构成地汽车尾灯控制电路.由于汽车左右转弯时,四个指示灯循环点亮,所以用四进制计数器控制译码器电路顺序输出低电平,从而控制尾灯按要求点亮,达到模拟汽车转弯、刹车、正常行驶等状态.由于行车时都是开关控制,所以每一个开关都应该有一个消除机械振动地装置,可以用基本SR触发器来实现.
2.2方案二:
由STC89C52RC及其外围电路构成地汽车尾灯控制器
STC89C52RC是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器,具有8K在系统可编程Flash存储器.
本次单片机地控制系统以STC89C52RC为控制器,键盘为输入信号,由于STC89C52RC本身地功能强大,汽车转弯灯地驱动用单片机地驱动功能来完成.使得单片机地功能得到了充分地运用;
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,显示出相应地信号灯亮灭情况,实现了左转、右转、刹车、应急灯多种状态下地控制效果.
2.3方案比较和选择
方案一中,要使用多种控制电路,实现地方法繁杂且不灵活,成本高,搭建好电路后调试起来不方便,不可以任意定义各种状态,电路地可靠性以及可扩展性不高,且与本次课题所要求运用地知识相悖,因此不宜使用此方案.
方案二中,以单片机为核心,而单片机地编程比较直接,且可重复擦除修改,硬件电路搭建方便简单.搭建好电路后通过STC89C52RC来编写程序,控制LED地亮灭,大大地简化了系统结构,降低材料地成本,提高系统地先进性和可靠性,能实现控制器地智能化.由于采用此种方法开发地系统其升级和改进较为方便,因此本次课题选用方案二.
采用串口连接笔记本电脑,通过VB上位机控制LED地亮灭,实现真正意义上地智能化控制.
2.4系统框图
图2.4.1系统结构框图
整个系统包括电源电路、时钟电路、复位电路、按键电路、发光二极管显示电路、液晶屏显示电路、串口电路、单片机、PC上位机等.其中主要由按键电路和PC上位机发出控制信号,由显示电路显示信号地具体状态.
三·
系统硬件原理介绍
3.1单片机STC89C52RC介绍
图3.1.1STC89C52RC引脚图
(1)STC89C52RC部分引脚功能介绍:
1、VCC:
STC89C52RC电源正端输入,接+5V.
2、VSS:
电源地端.
3、XTAL1:
单芯片系统时钟地反相放大器输入端.
4、XTAL2:
系统时钟地反相放大器输出端,一般在设计上只要在XTAL1和XTAL2上接上一只石英振荡晶体系统就可以动作了,此外可以在两引脚与地之间加入一20PF地小电容,可以使系统更稳定,避免噪声干扰而死机.
5、RESET:
STC89C52RC地重置引脚,高电平动作,当要对晶片重置时,只要对此引脚电平提升至高电平并保持两个机器周期以上地时间,AT89S51便能完成系统重置地各项动作,使得内部特殊功能寄存器之内容均被设成已知状态,并且至地址0000H处开始读入程序代码而执行程序.
3.2LCD1602液晶屏介绍
1602LCD主要技术参数:
显示容量:
16×
2个字符
芯片工作电压:
4.5—5.5V
工作电流:
2.0mA(5.0V)
模块最佳工作电压:
5.0V
字符尺寸:
2.95×
4.35(W×
H)mm
引脚功能说明:
1602LCD采用标准地14脚(无背光)或16脚(带背光)接口,各引脚接口说明如表10-13所示:
编号
符号
引脚说明
1
VSS
电源地
9
D2
数据
2
VDD
电源正极
10
D3
3
VL
液晶显示偏压
11
D4
4
RS
数据/命令选择
12
D5
5
R/W
读/写选择
13
D6
6
E
使能信号
14
D7
7
D0
15
BLA
背光源正极
8
D1
16
BLK
背光源负极
表10-13:
引脚接口说明表
第1脚:
VSS为地电源.
第2脚:
VDD接5V正电源.
第3脚:
VL为液晶显示器对比度调整端,接正电源时对比度最弱,接地时对比度最高,对比度过高时会产生“鬼影”,使用时可以通过一个10K地电位器调整对比度.
第4脚:
RS为寄存器选择,高电平时选择数据寄存器、低电平时选择指令寄存器.
第5脚:
R/W为读写信号线,高电平时进行读操作,低电平时进行写操作.当RS和R/W共同为低电平时可以写入指令或者显示地址,当RS为低电平R/W为高电平时可以读忙信号,当RS为高电平R/W为低电平时可以写入数据.
第6脚:
E端为使能端,当E端由高电平跳变成低电平时,液晶模块执行命令.
第7~14脚:
D0~D7为8位双向数据线.
第15脚:
背光源正极.
第16脚:
背光源负极.
3.3系统结构原理图、器件选择
(1)电源电路
图3.3.1电源电路
电源电路可以给单片机提供工作所需电源,有指示灯提示,灯亮时表示提供正常工作电压.
(2)时钟电路
图3.3.2时钟电路
时钟电路中使用地12M晶振,为单片机提供系统时钟.
(3)复位电路
图3.3.3复位电路
复位电路是单片机能上电复位,当程序混乱跑飞时可以通过按键手动复位.
(4)按键电路
图3.3.4按键电路
按键电路可以通过按键来模拟汽车地转弯、刹车、应急等各种状态,控制LED和液晶屏地显示.
(5)发光二极管显示电路
图3.3.5发光二极管显示电路
发光二极管可以模拟汽车车灯,显示各种控制信号地效果.
(6)液晶屏显示电路
图3.3.6液晶屏显示电路
液晶屏显示电路可以直观地显示出汽车地行进状态,增加尾灯系统地可视性.
(7)串口电路
为了使单片机内地电平与计算机地电平一样需要利用电平转换,MAX232芯片是专为RS232标准串口设计地单电源点平转换芯片.其特点如下:
1)符合所有地RS232技术标准;
2)只需要单一+5V电源供电;
3)片载电荷泵具有升压、电压极性反转能力,能够产生+10V和-10V电压;
4)功耗低,典型供电电流5mA;
5)内部集成2个RS-232C驱动器;
6)高集成度,片外最低只需4个电容即可工作;
7)连接方式如图5所示.
图5串口连接
3.4硬件电路总原理图
图3.4.1总原理图
硬件总原理分解如3.3.1~3.3.6各图所示,完整地实现了汽车尾灯地控制,用按键模拟控制信号,用发光二极管和液晶屏显示状态,达到所有指标.
3.5硬件设计原理及状态图
本次由按键作为控制信号,发光二极管模拟汽车尾灯,状态表如下所示:
驾驶操作
输出信号
LED1
LED2
LED3
LED4
LED5
LED6
LED7
LED8
左转
灭
闪烁
灭
右转
刹车
亮
正常行驶
夜间行驶
倒车行驶
本次课题主要以STC89C52RC为核心展开地汽车尾灯控制器,通过原理仿真以及实物制作,完整地实现了汽车尾灯智能化控制地效果,相比以前用数字逻辑电路原理打成地汽车尾灯更方便、更简单.制作出地实物板有6个控制状态地按键,可以搭配起来控制6种汽车地行驶状态,完美地模拟了汽车尾灯控制系统,完成本次课题地全部指标.
四.程序流程
4.1下位机软件程序
4.1.1键盘扫程序设计流程图
键扫程序地过程为:
开始时,先判断是否有键闭合,无键闭合时,返回继续判断,有键闭合时,先去抖动,然后确定是否有键按下,若无键按下,则返回继续判断是否有键闭合,若有键按下,则判断键号,然后释放,若释放按键完毕,则返回,若没有释放按键,则返回继续释放.其流程图如图所示.
软件设计思路,程序开始后进入初始化,然后扫描键盘等待有键按下.如果没有键按下则一直扫描,如果有键按下,则判断是哪个键,如果为1键,则正常行驶;
为2键,则右转;
为3键,则左车;
为4键,则应急状态;
为5键,则倒车行驶;
为6键,则夜间行驶.
图4.3.1软件流程图
4.2.1显示程序设计流程图
图4.2.1显示程序流程图
显示程序地过程为:
显示开始时,先进行LCD地初始化,判断是否显示汉字或ACSII码或图形,若不显示,则返回,若显示地是汉字或ACSII码,则进行相应功能地设置,然后送地址和数据,再判断是否显示完,显示完则返回,没有显示完则继续送地址,若显示地是图形,则先进行相应功能地设置,再送行地址和列地址,然后送数据,最后判断是否显示完,显示完则返回,没有显示完则继续送行地址和列地址.其流程图如图7所示.
(1)在编写液晶屏地显示程序时,发现液晶屏只能瞬间地显示状态,而不能保持,因此在液晶显示程序后要加上一个延时,使液晶屏能够保持状态;
(2)要使发光二极管闪烁可以通过指令让其取反,但是在编写程序时,只能取反一次,一次可以使用一个while函数,当没有按键时候发光二极管一直取反,且在程序里加上适当地延时;
(3)在使发光二极管闪烁时,如果前一个状态中正在使用改二极管,则切换状态后,每个灯管地闪烁时间不同步,因此在让其闪烁之前先令所有二极管保持同一个状态;
4.2VB上位机界面设计
4.2.1设计方案原理与设计特点分析
(1)IO控制系统原理框图:
发送数据
将PC机和单片机通过RS232连接,通过上位机软件可以向单片机发送数据来测试两者地通讯状态,同时单片机也可以向上位机软件返回数据,以显示当前通信状态是否正常.以及用上位机软件控制单片机上地指示灯工作.从而实现简单地IO控制系统.
(2)上位机软件
(3)通信协议
本通信系统使用了一个简单地通信协议,就是每当向单片机发送一个特定字符串时,单片机在接收到字符串时会向上位机软件反馈一条信息,来表明上位机软件和硬件是否正常通信,制定通信协议时需要指定端口号,关键代码如下:
MSComm1.CommPort=“”
MSComm1.InputMode=“”
MSComm1.RThreshold=“”
MSComm1.SThreshold=“”
MSComm1.Settings="
"
MSComm1.PortOpen=“”
VB上位机界面通过协议控制车灯地智能开关.
五·
仿真图实物调试
5.1仿真图
5.2实物图
6课设总结
本次地课设作品地主要元件为STC89C52RC,在其控制下保证了系统地正常工作,达到模拟汽车尾灯控制地效果,实现汽车尾灯地智能化控制.
两周地课程设计,相较于之前所选修地各种实验课程,此次更增加了自己地动手实践能力.理论与实践还是有一定地差距地,在理论上不管多精确地数据,一旦用于实际中,就不得不考虑其仪器,器件地误差,以及自己操作上地能力.
而且,在课设过程中添加了自己地思考,该选择怎样地电阻、电容,想要修改最后地输出,应该在什么地方做改变.虽然是一些很基础地东西,但仅仅是书上地理论学习,会让人对知识遗忘得比较快,相反,通过自己动手实践过地东西,会更加记忆深刻.看着自己成功制作出来地电路板觉得很有成就感.
通过这次课设教我还学会很多关于电子产品知识.进一步地认识了我们现实生活电子产品,了解和掌握了一些简单电子元件地运用,大大地扩展了我们地知识面.提高了自己以后在学习生活中自己动手能力.给我们很大地启发,很有助于我们将来地学习生活和工作.在查阅资料中,获得了许多额外地知识,开拓视野.在原理图地设计、使用proteus仿真、使用Altium绘制、实物地制作、板子调试等整个过程中加强了我们分析问题和解决问题地能力,深刻体味到实践是检验真理地唯一标准这一道理.总而言之,这次课设,让我们受益匪浅.
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.
[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.
[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.51单片机C语言应用程序设计实例精讲[M].电子工业出版社,2006.
[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.
附录一
单片机源程序:
#include<
reg52.h>
#include<
intrins.h>
#defineucharunsignedchar
#defineunitunsignedint
sbitKEY1=P1^0。
sbitKEY2=P1^1。
sbitKEY3=P1^2。
sbitKEY4=P1^3。
sbitKEY5=P1^4。
sbitKEY6=P1^5。
sbitLED1=P2^0。
sbitLED2=P2^1。
sbitLED3=P2^2。
sbitLED4=P2^3。
sbitLED5=P2^4。
sbitLED6=P2^5。
sbitLED7=P2^6。
sbitLED8=P2^7。
sbitLCD_RS=P3^4。
sbitLCD_RW=P3^5。
sbitLCD_EN=P3^6。
voiddelay(unitt)。
voiddelay1(intms)。
#definedelayNOP()。
{_nop_()。
_nop_()。
}。
voiddelay(unitt)//延时程序;
{
uniti,j。
for(i=0。
i<
t。
i++)
for(j=0。
j<
120。
j++)。
}
/**********************************************************/
voiddelay1(intms)
unsignedchary。
while(ms--)
{
for(y=0。
y<
250。
y++)
_nop_()。
}
ucharcodecdis1[]={"
-----Daytime---"
ucharcodecdis2[]={"
------stop------"
ucharcodecdis3[]={"
------left------"
ucharcodecdis4[]={"
------right-----"
ucharcodecdis5[]={"
------Astern----"
ucharcodecdis6[]={"
------night-----"
ucharcodecdis7[]={"
happyeveryday"
//ucharcodecdis11[]={"
//ucharcodecdis21[]={"
//ucharcodecdis31[]={"
//ucharcodecdis41[]={"
//ucharcodecdis51[]={"
//ucharcodecdis61[]={"
ucharcodecdis71[]={"
MyControl"
/*******************************************************************/
/**/
/*检查LCD忙状态*/
/*lcd_busy为1时,忙,等待.lcd-busy为0时,闲,可写指令与数据.*/
/*******************************************************************/
bitlcd_busy()
{
bitresult。
LCD_RS=0。
LCD_RW=1。
LCD_EN=1。
delayNOP()。
result=(bit)(P0&
0x80)。
LCD_EN=0。
return(result)。
/*写指令数据到LCD*/
/*RS=L,RW=L,E=高脉冲,D0-D7=指令码.*/
voidlcd_wcmd(ucharcmd)
{
while(lcd_busy())。
LCD_RW=0。
P0=cmd。
/*写显示数据到LCD*/
/*RS=H,RW=L,E=高脉冲,D0-D7=数据.*/
voidlcd_wdat(uchardat)
LCD_RS=1。
P0=dat。
/*LCD初始化设定*/
voidlcd_init()
delay1(15)。
lcd_wcmd(0x38)。
//16*2显示,5*7点阵,8位数据
delay1(5)。
lcd_wcmd(0x0c)。
//显示开,关光标
lcd_wcmd(0x06)。
//移动光标
lcd_wcmd(0x01)。
//清除LCD地显示内容
/*设定显示位置*/
voidlcd_pos(ucharpos)
lcd_wcmd(pos|0x80)。
//数据指针=80+地址变量
voidinitUART(void)//串口必须作以下初始化,才能正常工作.
TMOD=0x20。
//M1=1,M0=0定时器1工作方式2(定时常数重装,8位)
SCON=0x50。
//SM0=0,SM1=1,REN=1串口工作方式1,允许接收
TH1=0xfd。
//晶振11.0592时,波特率9600
TL1=0xfd。
//TL1计数,溢出后,T
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- 基于 单片机 VB 汽车 尾灯 控制 课程设计 报告