基于MCS51单片机的汽车信号灯控制器设计.docx
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基于MCS51单片机的汽车信号灯控制器设计.docx
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基于MCS51单片机的汽车信号灯控制器设计
毕业论文(设计)
学院:
专业:
电子信息工程年级:
06级
题目:
基于MCS-51单片机的汽车信号灯控制器设计
学生:
学号:
指导教师:
职称:
副教授
本科毕业论文(设计)原创性声明
本人郑重声明:
所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。
除了文中特别加以标注引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。
本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。
作者签名:
年月日
目录
摘要1
关键词1
Abstract1
KeyWords1
1.绪论2
2.系统概述2
2.1MSC-51芯片简介2
2.1.1MCS-51单片机内部结构2
2.1.2AT89C51微处理器4
2.1.3AT89C51的引脚说明4
2.2ULN2003A简介6
2.2.1ULN2003A的结构6
2.2.2ULN2003A的作用6
3.设计的技术指标及要求6
3.1设计的要求6
3.2设计方案与思想7
3.2.1选定方案的论证7
3.2.2硬件设计方案7
3.2.3软件设计思想8
4.单元电路设计及元器件选择8
4.1AT89C51的最小系统8
4.1.1复位电路说明8
4.1.2时钟电路说明8
4.2信号灯的选择9
4.3开关的连接9
4.4ULN2003A的连接10
4.5元件清单10
5.软件设计10
5.1程序设计思想10
5.2程序流程11
5.3调试与仿真11
5.4硬件装配与焊接及电路调试12
6.结论12
参考文献13
附录1电路原理图14
附录2源程序代码15
基于MCS-51单片机的汽车信号灯控制器设计
摘要:
汽车作为较为方便的代步工具已经成为我们生活中不可或缺的一部分,人们对于它的研究已经进入技术非常发达的阶段,为了使其更为完美的被人们更方便、更简单的利用,人们从没停止对它的各方面的研究。
对于汽车来说,信号灯是它与其它车辆交流的通道和方式,各种模式状态代表了不同的意义和司机同志下一步的操作,是协调交通,避免事故的一个最好的方法,所以关于汽车信号灯控制器的设计有很多实例,现在我采用基于MCS-51单片机的技术设计此电路,加入了故障检测和停靠等功能,使汽车信号灯控制器更加完善。
本论文首先介绍了单片机的基本知识包括对MCS-51系列芯片的详细介绍,然后对汽车信号灯控制器基本功能进行分析,给出设计方案,进行编程设计,同时进行软件仿真,硬件下载仿真等。
本设计较好的完成了该课题指定的基本功能,并有所扩展,使控制系统使用更加方便,且便于修改改进。
关键词:
汽车信号灯;单片机;控制系统。
AutomobileSignalLampControllerDesignBasedontheMCS-51
Abstract:
Theautomobilebeingamoreconvenientmeansoftransportationtoolhasalreadybecomeanecessarypartinourlife.Thepeople'sresearchtowardsithasalreadyturnedintoaveryflourishingstageoftechnique,forthesakeofmakingitmoreperfect,moreconvenientandmoresimpleexploitation,peopleneverstoptheresearchofitseveryone'snoodles.Fortheautomobile,thesignallampisthepassageandwaythatitcommunicateswiththeothervehicles.Thevariousmodeappearancesrepresentedthedifferentmeaningandtheoperationofthenextmove.Itisthebestmethodofmoderatingtransportationandavoidingthetrouble.Sothedesignconcerningtheautomobilesignallampcontrollercontainsalotofsolidexamples.Also,IadopttodesignthiselectriccircuitaccordingtothetechniqueoftheMCS-51now.Whilejoiningtobreakdownanexaminationandstoppingtodependtoaccountfunction,thecircuitmakestheautomobilesignalbeaconcontrollermoreperfect.ThisthesisintroducedthebasicknowledgeoftheMCUfirst,includingthedetailedintroductionoftheMCS-51seriesofchips,then;thethesisintroducedtheautomobilesignalbeaconcontroller’sfunctioncarryonanalysisandgivesthedesignproject.InthemeantimeIcarrythecircuitonsoftwareandthehardwaretoimitatereallyetc.Thisdesigncompletedthetopictobasicfunctionverywellandmadethecontrolsystemusagemoreconvenient.Alsoitiseasytoimprove.
KeyWords:
Automobilesignallamp;MCU;Controlsystem.
1绪论
随着科技的不断发展,人们的生活条件有了巨大的改善,交通变得更加便利,汽车的增加解决了很多交通问题,但同时也带来了很多的烦恼,日益频繁的交通事故让人深感毛骨悚然,汽车安全成为人们非常关注的话,而在汽车起步、转弯、变更车道或路边停车时,需要打开转向信号灯以表示汽车的趋向,提醒周围车辆和行人注意,所以一个智能、可靠、稳定的汽车信号灯控制系统对安全行车非常重要。
单片机(又称微控制器)是微型计算机的一种,作为现代电子技术的新兴领域,它的出现极大地推动了电子工业的发展,已成为电子系统设计中最为普遍的应用手段。
它在一块芯片上集成了计算机的所有基本功能,包括中央处理器,随机存储器,只读存储器,以及I/O接口电路、定时/计数器和串行接口电路等等。
它的体积小、质量轻、价格低,可靠性高,同时其非凡的嵌入式应用形态对于满足嵌入式应用据有独特的优势。
目前,单片机正朝着高性能和多品种方向发展趋势将是进一步向着CMOS化、低功耗、小体积、大容量、高性能、低价格和外围电路内装化等几个方面发展。
近年来单片机应用渗透到人们生活的各个领域,导弹的导航装置,飞机上各种仪表的控制,计算机的网络通信与数据传输,工业自动化过程的实时控制和数据处理,广泛使用的各种智能IC卡,民用豪华轿车的安全保障系统,录像机、摄影机、全自动洗衣机的控制,以及程控玩具、电子宠物等,都离不开单片机,更不用说自动控制领域的机器人、智能仪表和医疗器械了。
单片机的应用正在不断地走向深入,同时带动传统的控制检测日新月益的更新。
在实时检测和自动控制的单片机应用系统中,单片机往往是作为一个核心部件来使用,仅单片机方面知识是不够的,还应根据具体硬件结构,以及针对具体应用对象特点的软件结合,以作完善。
英国Labcenter公司推出的Proteus软件是一款极好的单片机应用开发平台,它以其特有的虚拟仿真技术很好的解决了单片机及其外围电路的设计和协同仿真问题,可以在没有单片机实际硬件的条件下,利用PC以虚拟仿真方式实现单片机系统的软、硬件同步仿真调试,使单片机应用系统设计变得简单容易。
本设计以单片机原理为基础,通过Proteus软件设计电路图,模拟汽车信号灯的控制系统进行仿真,采用MSC-51系列单片机AT89C51芯片为中心器件来设计汽车信号灯控制系统,实现了能根据模拟7种驾驶操作情况的开关量输入,控制仪表板的左/右转弯信号灯、左/右头灯和左/右尾灯六类灯的“亮”、“灭”及“闪烁”等。
同时,系统具有故障检测功能,驾驶员能通过报警灯及报警器知道车外的信号灯是否点亮,从而提高车的安全性。
本系统实用性强、操作简单、扩展功能强。
模拟成功后,根据电路原理图焊接实物电路,并检测调试无误。
单片机应用的重要意义在于,它从根本上改变了传统的控制系统设计思想和设计方法。
从前必须由模拟电路或数字电路实现的大部分功能,现在已能用单片机通过软件方法来实现了。
这种软件代替硬件的控制技术也称为微控制技术,是传统控制技术的一次革命。
2系统概述
2.1MSC-51芯片简介
2.1.1MCS-51单片机内部结构
单片机的结构有两种类型,一种是程序存储器和数据存储器分开的形式,即哈佛(Harvard)结构,另一种是采用通用计算机广泛使用的程序存储器与数据存储器合二为一的结构,即普林斯顿(Princeton)结构。
INTEL的MCS-51系列单片机采用的是哈佛结构的形式,而后续产品16位的MCS-96系列单片机则采用普林斯顿结构。
下图是MCS-51系列单片机的内部结构示意图。
图2-1MCS-51内部结构示意图
8051是MCS-51系列单片机的典型产品,我们以这一代表性的机型进行系统的讲解。
8051单片机包含中央处理器、程序存储器(ROM)、数据存储器(RAM)、定时/计数器、并行接口、串行接口和中断系统等几大单元及数据总线、地址总线和控制总线等三大总线,现在我们分别加以说明:
图2-28051内部结构示意图
·中央处理器:
中央处理器(CPU)是整个单片机的核心部件,是8位数据宽度的处理器,能处理8位二进制数据或代码,CPU负责控制、指挥和调度整个单元系统协调的工作,完成运算和控制输入输出功能等操作。
·数据存储器(RAM)
8051内部有128个8位用户数据存储单元和128个专用寄存器单元,它们是统一编址的,专用寄存器只能用于存放控制指令数据,用户只能访问,而不能用于存放用户数据,所以,用户能使用的RAM只有128个,可存放读写的数据,运算的中间结果或用户定义的字型表。
·程序存储器(ROM):
8051共有4096个8位掩膜ROM,用于存放用户程序,原始数据或表格。
·定时/计数器(ROM):
8051有两个16位的可编程定时/计数器,以实现定时或计数产生中断用于控制程序转向。
·并行输入输出(I/O)口:
8051共有4组8位I/O口(P0、P1、P2或P3),用于对外部数据的传输。
·全双工串行口:
8051内置一个全双工串行通信口,用于与其它设备间的串行
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