課程設(shè)計(jì)---汽車(chē)轉(zhuǎn)向燈的設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)</b></p><p>　　學(xué)生姓名： 專(zhuān)業(yè)班級(jí)： </p><p>　　指導(dǎo)教師： 工作單位： 信息工程學(xué)院 </p><p>　　題 目: 汽車(chē)轉(zhuǎn)向燈的設(shè)計(jì) </p><p>　　初始條件：

2、AT89S51, 680Ω*7, button*6，LED*7，CRYSTAL(8MHZ)等</p><p>　　要求完成的主要任務(wù): </p><p>　　利用單片機(jī)AT89C52設(shè)計(jì)汽車(chē)轉(zhuǎn)向燈；</p><p>　　課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)按學(xué)校統(tǒng)一規(guī)范來(lái)撰寫(xiě)，具體包括：</p><p>　?、?目錄；⑵ 設(shè)計(jì)思路；⑶ 設(shè)計(jì)要求和仿真運(yùn)行結(jié)果對(duì)比；

3、 </p><p>　?、冗x擇元器件實(shí)物設(shè)計(jì)；⑸ 課程設(shè)計(jì)的心得體會(huì)。</p><p>　　參考書(shū)：1、《電子線(xiàn)路設(shè)計(jì)·實(shí)驗(yàn)·測(cè)試》 第三版，謝自美 主編，華中科技大學(xué)出版社2006年</p><p>　　2、《電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)》，彭介華編著，高等教育出版社，2000年</p><p>　　3、《數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)第五

4、版》， 閻石主編， 高等教育出版社，2006年</p><p>　　4、《電子創(chuàng)新設(shè)計(jì)與實(shí)踐》，王松武，于鑫，武思軍．國(guó)防工業(yè)出版社．2005年</p><p>　　5、《全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽電路設(shè)計(jì)》，黃智偉，北京航空航天大學(xué)出版社，2006 </p><p>　　6、《Verilog HDL入門(mén)(第3版)》巴斯克 (BHASKER J.)、夏宇聞、甘偉，北

5、京航空航天大學(xué)出版社，2008</p><p><b>　　時(shí)間安排：</b></p><p>　　第17周（7、8節(jié)）：理論講解</p><p>　　第18周：理論設(shè)計(jì)及實(shí)驗(yàn)室安裝調(diào)試；</p><p>　　地點(diǎn)：鑒主15通信工程實(shí)驗(yàn)室（1），鑒主13通信工程專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)室；</p><p>　　第

6、19周：撰寫(xiě)設(shè)計(jì)報(bào)告及答辯；地點(diǎn)：鑒主17樓研究室。</p><p>　　指導(dǎo)教師簽名： 2010 年7月1 日</p><p>　　系主任（或責(zé)任教師）簽名： 年 月 日</p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展，電

7、子芯片功能越來(lái)越強(qiáng)大，但體積變得越來(lái)越小，在智能化儀器儀表中，控制核心均為微處理器，在單片機(jī)與高性能、高速度、小體積、價(jià)格低廉、穩(wěn)定可靠而得到廣泛應(yīng)用，是設(shè)計(jì)智能化儀器儀表的首選微控制器，單片機(jī)結(jié)合簡(jiǎn)單的接口電路即可構(gòu)成單片機(jī)最小系統(tǒng)，它是智能化儀器儀表的基礎(chǔ)，也是測(cè)控、監(jiān)控的重要組成部分。利用單片機(jī)設(shè)計(jì)電路的最小系統(tǒng)。</p><p>　　汽車(chē)轉(zhuǎn)向燈是一種附加車(chē)載裝置，它能夠在汽車(chē)轉(zhuǎn)向時(shí)對(duì)車(chē)輛起到警示作用。本文

8、利用單片機(jī)AT89S51設(shè)計(jì)了汽車(chē)轉(zhuǎn)向燈控制電路，能夠在汽車(chē)轉(zhuǎn)向時(shí)控制各個(gè)尾燈和車(chē)頭燈按一定的規(guī)律閃動(dòng)，以提示后面車(chē)輛注意。</p><p>　　關(guān)鍵詞：汽車(chē)轉(zhuǎn)向燈，單片機(jī) 芯片AT89S51 </p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　With the rapid development of elect

9、ronic technology, more powerful electronic chips, but the volume is becoming smaller and smaller, the intelligent instrument, the control microprocessor core are, in the MCU and high-performance, high-speed, small volume

10、, low cost, reliable and widely used, is to design intelligent instrument of choice for micro-controller, microcontroller combined with a simple interface circuit constitute a microcomputer system, it is intelligent inst

11、ruments are the basis of </p><p>　　Automotive turn signal is an additional vehicle device, it can turn in the car when the vehicle serve as a warning. In this paper, the design of the microcontroller AT89S51

12、 light steering control circuit that can control every time the car turned tail and headlights flashing in accordance with certain rules in order to prompt attention behind the vehicle.</p><p>　　Key words: a

13、utomobile turn signal, MCU AT89S51</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　摘要2</b></p><p>　　Abstract3</p><p><b>　　目錄4</b></p><

14、p>　　汽車(chē)轉(zhuǎn)向燈的設(shè)計(jì)4</p><p>　　1 原理圖的設(shè)計(jì)4</p><p><b>　　1.1方案論證5</b></p><p>　　1.2各個(gè)方案原理分析并選擇最終電路9</p><p>　　1.3選擇電路單片機(jī)AT89S51芯片介紹11</p><p>　　1.4仿真工

15、具Proteus介紹12</p><p>　　1.5 QuartusⅡ 9.1介紹14</p><p>　　2 單元電路的設(shè)計(jì)15</p><p>　　2.1 復(fù)位電路的設(shè)計(jì)15</p><p>　　2.2 單片機(jī)的晶振電路16</p><p>　　2.3 控制電路16</p><p&g

16、t;　　2.4 供電電源利用USB17</p><p>　　2.5 輸出電路17</p><p>　　2.6 總體硬件電路圖18</p><p>　　3電路的仿真及功能驗(yàn)證18</p><p>　　3.1電路仿真總電路圖18</p><p>　　3.2 Proteus仿真結(jié)果18</p>&l

17、t;p>　　3.3 QuartusII 9.1仿真結(jié)果20</p><p>　　4系統(tǒng)的組裝與調(diào)試23</p><p><b>　　4.1實(shí)物圖23</b></p><p>　　4.2元件清單24</p><p>　　5總結(jié)、收獲、建議25</p><p><b>　　6

18、參考文獻(xiàn)26</b></p><p><b>　　附錄27</b></p><p><b>　　汽車(chē)轉(zhuǎn)向燈的設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　1 原理圖的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　汽車(chē)轉(zhuǎn)向燈分析：汽車(chē)上的信號(hào)燈有: 轉(zhuǎn)向燈 ( 左頭燈 、右頭燈

19、、左尾燈 、右尾燈, 儀表盤(pán)上的二個(gè)指示燈)。當(dāng)汽車(chē)轉(zhuǎn)彎、剎車(chē)、停靠時(shí), 轉(zhuǎn)向燈發(fā)出不同的信號(hào)。汽車(chē)轉(zhuǎn)彎或停靠時(shí) , 相應(yīng)的信號(hào)燈要發(fā)出閃爍的燈光信號(hào), 目前國(guó)內(nèi)廣泛使用電熱式閃光器產(chǎn)生閃光信號(hào)。</p><p>　　汽車(chē)上有一轉(zhuǎn)彎控制桿, 此控制桿有三個(gè)位置, 當(dāng)處于中間位置時(shí), 汽車(chē)不轉(zhuǎn)彎; 向上時(shí), 汽車(chē)左轉(zhuǎn); 向下時(shí), 汽車(chē)右轉(zhuǎn)。汽車(chē)轉(zhuǎn)彎時(shí), 要求左右前燈、左右后燈和儀表盤(pán)上的左右轉(zhuǎn)指示燈發(fā)出相應(yīng)的閃爍信

20、號(hào)。汽車(chē)剎車(chē)時(shí), 兩個(gè)后燈一直點(diǎn)亮, 發(fā)出不閃爍的信號(hào)。若剎車(chē)時(shí)正在轉(zhuǎn)彎, 則相應(yīng)的轉(zhuǎn)彎閃爍信號(hào)繼續(xù)閃爍, 其他燈不受影響。</p><p><b>　　1.1方案論證</b></p><p>　　方案一：汽車(chē)轉(zhuǎn)向燈電路主要由左、右轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)，時(shí)鐘產(chǎn)生電路，左、右轉(zhuǎn)控制電路，驅(qū)動(dòng)電路，左、右轉(zhuǎn)指示燈等部分構(gòu)成，原理框圖如下圖1。驅(qū)動(dòng)電路用組合邏輯器件構(gòu)成。利用計(jì)數(shù)器的四種

21、循環(huán)狀態(tài)作為驅(qū)動(dòng)電路的輸入，驅(qū)動(dòng)電路依據(jù)輸入而輸出000、100、110、111四個(gè)狀態(tài)（低電平有效）。此時(shí)會(huì)用到JK觸發(fā)器、與非門(mén)等邏輯器件。原理圖如下圖2.</p><p>　　圖1 方案一汽車(chē)轉(zhuǎn)向燈控制電路原理框圖</p><p>　　圖2方案一汽車(chē)轉(zhuǎn)向燈控制電路原理圖</p><p>　　方案二：用AT89C52 單片機(jī)設(shè)計(jì)了一套汽車(chē)信號(hào)燈控制系統(tǒng)。用到了復(fù)

22、位電路的設(shè)計(jì)，LED發(fā)光二極管的應(yīng)用、6個(gè)按鍵開(kāi)關(guān)、鍵盤(pán)掃描來(lái)控制LED。用LED產(chǎn)生閃光信號(hào), 同時(shí)能自動(dòng)檢測(cè)信號(hào)燈故障。設(shè)計(jì)系統(tǒng)的原理框圖如下圖3所示。</p><p>　　圖3方案二汽車(chē)轉(zhuǎn)向燈控制電路原理框圖</p><p>　　根據(jù)汽車(chē)行駛中汽車(chē)轉(zhuǎn)向燈使用方法及行駛方向，開(kāi)啟相應(yīng)的轉(zhuǎn)向燈。按照汽車(chē)轉(zhuǎn)向燈使用方法，向左就開(kāi)左轉(zhuǎn)向燈，向右則開(kāi)右轉(zhuǎn)向燈，大體歸結(jié)起來(lái)總共有10種組合的方式

23、，列出如表1。</p><p>　　表1 10種組合模式</p><p>　　單片機(jī)系統(tǒng)，當(dāng)然最好的仿真工具是PROTEUS結(jié)合KEIL共同仿真。設(shè)計(jì)此系統(tǒng)利用PROTUES仿真。原理圖如圖4所示。</p><p>　　圖4 利用AT89S51設(shè)計(jì)的汽車(chē)轉(zhuǎn)向燈的原理圖</p><p><b>　　方案三</b><

24、/p><p>　　分析汽車(chē)運(yùn)行狀態(tài)汽車(chē)轉(zhuǎn)向燈使用方法得到下面的狀態(tài)表2。汽車(chē)轉(zhuǎn)向燈控制電路原理框圖如圖5。</p><p>　　表2 汽車(chē)運(yùn)行狀態(tài)關(guān)系表</p><p>　　汽車(chē)左右轉(zhuǎn)彎時(shí)，3個(gè)指示燈點(diǎn)亮，所以用三進(jìn)制計(jì)數(shù)器控制譯碼器電路順序輸出低電平，從而控制汽車(chē)轉(zhuǎn)向燈按要求點(diǎn)亮。由此得出在每種運(yùn)行狀態(tài)下，各指示燈與各給定條件（K1,K0,CP,Q1,Q0）的關(guān)系，邏

25、輯功能表如下表3所示。</p><p>　　表3汽車(chē)轉(zhuǎn)向燈控制邏輯功能表</p><p><b>　　開(kāi)關(guān)控制</b></p><p>　　圖5 汽車(chē)轉(zhuǎn)向燈控制電路原理框圖</p><p>　　汽車(chē)轉(zhuǎn)向燈總體邏輯電路圖如下圖6。</p><p>　　圖6汽車(chē)轉(zhuǎn)向燈總體邏輯電路圖</p>

26、<p>　　1.2各個(gè)方案原理分析并選擇最終電路</p><p><b>　　分析方案一的原理：</b></p><p>　　左轉(zhuǎn)右轉(zhuǎn)控制電路由時(shí)序邏輯器件74LS161和74LS10組成。74LS161是4位二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器，具有同步置數(shù)和異步清零等功能。其引腳排列如圖5所示。圖中LD＇為同步置數(shù)端，RD＇為異步清零端，D0、D1、D2、D3為數(shù)據(jù)輸入

27、端，Q0、Q1、Q2、Q3 為數(shù)據(jù)輸出端，EP、ET為工作狀態(tài)控制端，C為進(jìn)位輸出端。74LS161的功能表如表2所示。</p><p>　　表2 74LS161的功能表</p><p>　　圖5 74LS161的引腳排列圖</p><p>　　當(dāng) RD＇為低電平時(shí)所有觸發(fā)器將同時(shí)被置零，而且置零操作不受其他輸入端狀態(tài)的影響；RD＇高電平時(shí)則執(zhí)行其他功能。<

28、;/p><p>　　當(dāng)RD＇高電平、LD＇低電平，且CLK上升沿計(jì)數(shù)脈沖到達(dá)時(shí)，數(shù)據(jù)直接從數(shù)據(jù)輸入端D0、D1、D2、D3置入計(jì)數(shù)器。</p><p>　　當(dāng)RD＇高電平、LD＇高電平1而EP 、ET 中至少有一個(gè)為高電平時(shí)，保持原來(lái)的狀態(tài)不變，同時(shí)C的狀態(tài)也保持。</p><p>　　當(dāng)RD＇高電平、LD＇高電平而EP 高電平、ET 高電平時(shí)，CLK上升沿計(jì)數(shù)脈沖到達(dá)

29、時(shí),計(jì)數(shù)器執(zhí)行計(jì)數(shù)功能。</p><p>　　在本次設(shè)計(jì)中只用到4個(gè)輸出狀態(tài)即Q0、Q1、Q2、Q3 輸出為0100、0101、0110、0111，這四個(gè)狀態(tài)為一個(gè)循環(huán)，利用一個(gè)三輸入與非門(mén)進(jìn)行置數(shù)就可以實(shí)現(xiàn)這個(gè)功能。</p><p><b>　　分析方案二的原理：</b></p><p>　　AT89S51單片機(jī)為運(yùn)算和控制的核心 , AT8

30、9S51有P0、P1、P2、P3四個(gè)8位的并行雙向I/O口，P3口用于控制信號(hào)輸入，P1口用于控制LED信號(hào)燈的顯示。原理簡(jiǎn)單，還可以檢驗(yàn)自己的編程能力。</p><p><b>　　分析方案三的原理：</b></p><p>　　左轉(zhuǎn)右轉(zhuǎn)控制電路由時(shí)序邏輯器件74LS138和JK觸發(fā)器組成，構(gòu)成汽車(chē)的左右轉(zhuǎn)向，大體功能同方案一。</p><p&g

31、t;　　綜上所述方案，比較各個(gè)方案的優(yōu)缺點(diǎn)，又由于自己剛開(kāi)始學(xué)習(xí)單片機(jī)，所以最終選擇方案二，利用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)汽車(chē)轉(zhuǎn)向燈的功能。</p><p>　　1.3選擇電路單片機(jī)AT89S51芯片介紹</p><p>　　AT89S51單片機(jī)簡(jiǎn)介：</p><p>　　AT89S51是一個(gè)低功耗，高性能CMOS 8位單片機(jī)，片內(nèi)含4kBytes ISP(In-system pr

32、ogrammable)的可反復(fù)擦寫(xiě)1000次的Flash只讀程序存儲(chǔ)器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)制造，兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS-51指令系統(tǒng)及80C51引腳結(jié)構(gòu)，芯片內(nèi)集成了通用8位中央處理器和ISP Flash存儲(chǔ)單元，功能強(qiáng)大的微型計(jì)算機(jī)的AT89S51可為許多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高性?xún)r(jià)比的解決方案。</p><p>　　AT89S51具有如下特點(diǎn)：40個(gè)引腳，4k Bytes Flash片內(nèi)

33、程序存儲(chǔ)器，128 bytes的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM），32個(gè)外部雙向輸入/輸出（I/O）口，5個(gè)中斷優(yōu)先級(jí)2層中斷嵌套中斷，2個(gè)16位可編程定時(shí)計(jì)數(shù)器,2個(gè)全雙工串行通信口，看門(mén)狗（WDT）電路，片內(nèi)時(shí)鐘振蕩器。</p><p>　　此外，AT89S51設(shè)計(jì)和配置了振蕩頻率可為0Hz并可通過(guò)軟件設(shè)置省電模式。空閑模式下，CPU暫停工作，而RAM定時(shí)計(jì)數(shù)器，串行口，外中斷系統(tǒng)可繼續(xù)工作，掉電模式凍結(jié)振蕩器而

34、保存RAM的數(shù)據(jù)，停止芯片其它功能直至外中斷激活或硬件復(fù)位。同時(shí)該芯片還具有PDIP、TQFP和PLCC等三種封裝形式，以適應(yīng)不同產(chǎn)品的需求。</p><p><b>　　主要功能特性： </b></p><p>　　? 兼容MCS-51指令系統(tǒng) ? 4k可反復(fù)擦寫(xiě)(>1000次）ISP Flash ROM </p><p>　　? 32

35、個(gè)雙向I/O口 ? 4.5-5.5V工作電壓 </p><p>　　? 2個(gè)16位可編程定時(shí)/計(jì)數(shù)器 ? 時(shí)鐘頻率0-33MHz </p><p>　　? 全雙工UART串行中斷口線(xiàn) ? 128x8bit內(nèi)部RAM </p><p>　　? 2個(gè)外部中斷源 ? 低功耗空閑和省電模式 </p><p>　　? 中斷喚醒省電模式 ? 3級(jí)加密位

36、</p><p>　　? 看門(mén)狗（WDT）電路 ? 軟件設(shè)置空閑和省電功能 </p><p>　　? 靈活的ISP字節(jié)和分頁(yè)編程 ? 雙數(shù)據(jù)寄存器指針</p><p>　　? 全雙工UART串行中斷口線(xiàn) ? 128x8bit內(nèi)部RAM </p><p>　　? 2個(gè)外部中斷源 ? 低功耗空閑和省電模式 </p><p>

37、;　　? 中斷喚醒省電模式 ? 3級(jí)加密位 </p><p>　　? 看門(mén)狗（WDT）電路 ? 軟件設(shè)置空閑和省電功能 </p><p>　　? 靈活的ISP字節(jié)和分頁(yè)編程 ? 雙數(shù)據(jù)寄存器指針</p><p>　　1.4仿真工具Proteus介紹</p><p>　　Protues軟件是英國(guó)Labcenter electronics公司出版

38、的EDA工具軟件（該軟件中國(guó)總代理為廣州風(fēng)標(biāo)電子技術(shù)有限公司）。它不僅具有其它EDA工具軟件的仿真功能，還能仿真單片機(jī)及外圍器件。它是目前最好的仿真單片機(jī)及外圍器件的工具。雖然目前國(guó)內(nèi)推廣剛起步，但已受到單片機(jī)愛(ài)好者、從事單片機(jī)教學(xué)的教師、致力于單片機(jī)開(kāi)發(fā)應(yīng)用的科技工作者的青睞。Proteus是世界上著名的EDA工具(仿真軟件)，從原理圖布圖、代碼調(diào)試到單片機(jī)與外圍電路協(xié)同仿真，一鍵切換到PCB設(shè)計(jì)，真正實(shí)現(xiàn)了從概念到產(chǎn)品的完整設(shè)計(jì)。是

39、目前世界上唯一將電路仿真軟件、PCB設(shè)計(jì)軟件和虛擬模型仿真軟件三合一的設(shè)計(jì)平臺(tái)，其處理器模型支持8051、HC11、PIC10/12/16/18/24/30/DsPIC33、AVR、ARM、8086和MSP430等，2010年即將增加Cortex和DSP系列處理器，并持續(xù)增加其他系列處理器模型。在編譯方面，它也支持IAR、Keil和MPLAB等多種編譯器。圖6為PROTUES的啟動(dòng)界面。</p><p>　　圖6

40、 PROTUES的啟動(dòng)界面</p><p><b>　　具有4大功能模塊</b></p><p>　　智能原理圖設(shè)計(jì)（ISIS）</p><p>　　完善的電路仿真功能（Prospice）</p><p>　　獨(dú)特的單片機(jī)協(xié)同仿真功能（VSM）</p><p>　　實(shí)用的PCB設(shè)計(jì)平臺(tái)<

41、/p><p>　　在PROTUES繪制好原理圖后，調(diào)入已編譯好的目標(biāo)代碼文件：*.HEX，可以在PROTUES的原理圖中看到模擬的實(shí)物運(yùn)行狀態(tài)和過(guò)程。</p><p>　　PROTUES 是單片機(jī)課堂教學(xué)的先進(jìn)助手。</p><p>　　PROTUES不僅可將許多單片機(jī)實(shí)例功能形象化，也可將許多單片機(jī)實(shí)例運(yùn)行過(guò)程形象化。前者可在相當(dāng)程度上得到實(shí)物演示實(shí)驗(yàn)的效果，后者則是

42、實(shí)物演示實(shí)驗(yàn)難以達(dá)到的效果。</p><p>　　它的元器件、連接線(xiàn)路等卻和傳統(tǒng)的單片機(jī)實(shí)驗(yàn)硬件高度對(duì)應(yīng)。這在相當(dāng)程度上替代了傳統(tǒng)的單片機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的功能，例：元器件選擇、電路連接、電路檢測(cè)、電路修改、軟件調(diào)試、運(yùn)行結(jié)果等。</p><p>　　課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)是學(xué)生走向就業(yè)的重要實(shí)踐環(huán)節(jié)。由于PROTUES提供了實(shí)驗(yàn)室無(wú)法相比的大量的元器件庫(kù)，提供了修改電路設(shè)計(jì)的靈活性、提供了實(shí)驗(yàn)室在數(shù)

43、量、質(zhì)量上難以相比的虛擬儀器、儀表，因而也提供了培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐精神、創(chuàng)造精神的平臺(tái)</p><p>　　Protues提供了豐富的資源</p><p>　?。?）Protues可提供的仿真元器件資源：仿真數(shù)字和模擬、交流和直流等數(shù)千種元器件，有30多個(gè)元件庫(kù)。</p><p>　　（2）Protues可提供的仿真儀表資源 ：示波器、邏輯分析儀、虛擬終端、SPI調(diào)試器、

44、I2C調(diào)試器、信號(hào)發(fā)生器、模式發(fā)生器、交直流電壓表、交直流電流表。理論上同一種儀器可以在一個(gè)電路中隨意的調(diào)用。</p><p>　?。?）除了現(xiàn)實(shí)存在的儀器外，Protues還提供了一個(gè)圖形顯示功能，可以將線(xiàn)路上變化的信號(hào)，以圖形的方式實(shí)時(shí)地顯示出來(lái)，其作用與示波器相似，但功能更多。這些虛擬儀器儀表具有理想的參數(shù)指標(biāo)，例如極高的輸入阻抗、極低的輸出阻抗。這些都盡可能減少了儀器對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響。</p>

45、<p>　?。?）Protues可提供的調(diào)試手段 Protues提供了比較豐富的測(cè)試信號(hào)用于電路的測(cè)試。這些測(cè)試信號(hào)包括模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)。</p><p>　　1.5 QuartusⅡ 9.1介紹</p><p>　　Altera公司宣布推出QuartusII軟件9.1——在CPLD、FPGA和HardCopy ASIC設(shè)計(jì)方面，業(yè)界性能和效能最好的軟件。與以前的軟件版本相

46、比，Quartus II軟件9.1新特性和增強(qiáng)功能將編譯時(shí)間縮短了20％，編譯時(shí)間比競(jìng)爭(zhēng)高密度40-nm和65-nm設(shè)計(jì)仍然快2到3倍。軟件新特性是快速重新編譯，對(duì)于較小的設(shè)計(jì)改動(dòng)，這一特性大大縮短了編譯時(shí)間，而且還支持Altera最新發(fā)布的CycloneIV FPGA。QuartusII9.1的啟動(dòng)界面如下圖7所示。</p><p>　　圖7 QuartusII9.1的啟動(dòng)界面</p><

47、p>　　Quartus II設(shè)計(jì)軟件9.1支持三種最小的Cyclone IV GX器件，Quartus II設(shè)計(jì)軟件9.1 SP1將支持其他的Cyclone IV器件。如果需要了解今天進(jìn)行的Cyclone IV系列新聞發(fā)布，請(qǐng)?jiān)L問(wèn)www.altera.com.cn/corporate/news_room/releases/2009/products/nr-cyclone-iv.html。這一版本的Quartus II軟件還支持St

48、ratix IV E EP4SE820 FPGA——業(yè)界密度最高的820K邏輯單元(LE) FPGA。為Altera最新FPGA系列提供支持使客戶(hù)能夠馬上迅速開(kāi)始最新的Cyclone和Stratix FPGA設(shè)計(jì)。</p><p><b>　　2 單元電路的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　設(shè)計(jì)的電路實(shí)現(xiàn)下如下表3真值表的功能</p><p>

49、　　表3汽車(chē)信號(hào)燈控制功能真值表</p><p>　　2.1 復(fù)位電路的設(shè)計(jì)</p><p>　　AT89S51有復(fù)位信號(hào)引腳RESET，用于從外引入復(fù)位信號(hào)。單片機(jī)基本復(fù)位電路共有上電復(fù)位、按鍵電平復(fù)位、按鍵脈沖復(fù)位3種，本設(shè)計(jì)采用按鍵電平復(fù)位。復(fù)位電路用于產(chǎn)生復(fù)位信號(hào)，通過(guò)RESET引腳送入單片機(jī)，進(jìn)行復(fù)位操作。電阻采用1K，電容采用22uF。如圖8所示。</p><

50、;p>　　圖8單片機(jī)的復(fù)位電路</p><p>　　2.2 單片機(jī)的晶振電路</p><p>　　AT89S51單片機(jī)芯片中的高增益反向放大器，其輸入端為引腳XTAL1,輸出端為引腳XTAL2。通過(guò)這兩個(gè)引腳在芯片外并接石英晶體振蕩器和兩只電容器。石英晶體為一感性元件，與電容構(gòu)成振蕩回路，為片內(nèi)放大器提供正反饋和振蕩所需的相移條件，從而構(gòu)成一個(gè)穩(wěn)定的自激振蕩器。晶振頻率是指晶體的振蕩

51、頻率，也就是振蕩電路的脈沖頻率，也稱(chēng)振蕩頻率。晶振頻率是單片機(jī)的一項(xiàng)重要性能指標(biāo)。因?yàn)閱纹瑱C(jī)的時(shí)鐘信號(hào)是通過(guò)振蕩信號(hào)分頻得到的，</p><p>　　所以競(jìng)爭(zhēng)頻率直接影響時(shí) 鐘信號(hào)的頻率。晶振頻率高，系統(tǒng)的時(shí)鐘頻率就高，單片機(jī)運(yùn)行速度也就快。然而晶振頻率高對(duì)存儲(chǔ)器等的速度和印刷電路板的工藝要求也高。晶振頻率不但影響速度，而且對(duì)單片機(jī)的工作電流也有一定影響，所以在選擇晶振頻率是，要兼顧速度、功耗和線(xiàn)路工藝。本設(shè)計(jì)

52、選用頻率為8MHz的晶振，電容選用2pF，具體設(shè)計(jì)如圖9所示。</p><p>　　圖9 單片機(jī)的晶振電路</p><p><b>　　2.3 控制電路</b></p><p>　　控制電路是采用按鈕開(kāi)關(guān)電路進(jìn)行控制信號(hào)輸入。既然是外部控制電路,就要考慮其設(shè)計(jì)是為機(jī)械的還是電子的,如果是電子開(kāi)關(guān)可以防止機(jī)械抖動(dòng),而現(xiàn)在設(shè)計(jì)的是按鈕開(kāi)關(guān)電路。所以

53、設(shè)計(jì)中關(guān)鍵考慮的就是按鍵去抖動(dòng)問(wèn)題，一般有硬件去抖和軟件去抖兩種方式。過(guò)去硬件去抖電路通常采用分立元件和觸發(fā)器實(shí)現(xiàn)，目前市場(chǎng)上有硬件去抖專(zhuān)用接口芯片，例如：MAX6816~6818，均為單電源供電，電壓為2.7～5.5V，分別為單輸入、雙輸入和八輸入。這里考慮到硬件的簡(jiǎn)化和成本，沒(méi)有采用硬件去抖，而采用軟件去抖。具體設(shè)計(jì)如圖10所示。</p><p>　　圖11系統(tǒng)的控制電路</p><p&g

54、t;　　2.4 供電電源利用USB</p><p>　　電源采用USB供電。USB是英文Universal Serial BUS的縮寫(xiě)，中文含義是“通用串行總線(xiàn)”。它不是一種新的總線(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)，而是應(yīng)用在PC領(lǐng)域的接口技術(shù)。USB是在1994年底由英特爾、康柏、IBM、Microsoft等多家公司聯(lián)合提出的。USB具有傳輸速度快（USB1.1是12Mbps，USB2.0是480Mbps, USB2.0是5 Gbps），

55、使用方便，支持熱插拔，連接靈活，獨(dú)立供電等優(yōu)點(diǎn)，可以連接鼠標(biāo)、鍵盤(pán)、打印機(jī)、掃描儀、攝像頭、閃存盤(pán)、MP3機(jī)、手機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、移動(dòng)硬盤(pán)、外置光軟驅(qū)、USB網(wǎng)卡、ADSL Modem、Cable Modem等，幾乎所有的外部設(shè)備。</p><p><b>　　2.5 輸出電路</b></p><p>　　輸出電路采用LED顯示，LED（Light Emitting Di

56、ode），發(fā)光二極管，是一種固態(tài)的半導(dǎo)體器件，它可以直接把電轉(zhuǎn)化為光。LED的心臟是一個(gè)半導(dǎo)體的晶片，晶片的一端附在一個(gè)支架上，一端是負(fù)極，另一端連接電源的正極，使整個(gè)晶片被環(huán)氧樹(shù)脂封裝起來(lái)。半導(dǎo)體晶片由兩部分組成，一部分是P型半導(dǎo)體，在它里面空穴占主導(dǎo)地位，另一端是N型半導(dǎo)體，在這邊主要是電子。但這兩種半導(dǎo)體連接起來(lái)的時(shí)候，它們之間就形成一個(gè)“P-N結(jié)”。當(dāng)電流通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)作用于這個(gè)晶片的時(shí)候，電子就會(huì)被推向P區(qū)，在P區(qū)里電子跟空穴復(fù)合，

57、然后就會(huì)以光子的形式發(fā)出能量，這就是LED發(fā)光的原理。而光的波長(zhǎng)也就是光的顏色，是由形成P-N結(jié)的材料決定的。具體設(shè)計(jì)如圖12所示。</p><p><b>　　圖12輸出電路</b></p><p>　　對(duì)于輸出電路的發(fā)光二極管，就我想可以用七段共陽(yáng)極數(shù)碼管來(lái)顯示，但是為了最終結(jié)果能夠方便的讓讀者看懂，在這里用發(fā)光二極管來(lái)代替。</p><p&g

58、t;　　2.6 總體硬件電路圖</p><p>　　總體電路圖見(jiàn)圖4，其中供電部分用設(shè)計(jì)的電源部分接入，可以利用USB電纜線(xiàn)接入電腦供電。</p><p>　　3電路的仿真及功能驗(yàn)證</p><p>　　3.1電路仿真總電路圖</p><p>　　電路仿真總電路圖見(jiàn)4。</p><p>　　3.2 Proteus仿真結(jié)

59、果</p><p>　　對(duì)開(kāi)關(guān)控制部分仿真，看電路是否符合表3的邏輯真值表。由于仿真要截圖，故仿真時(shí)用開(kāi)關(guān)。</p><p>　?。?）當(dāng)剎車(chē)開(kāi)關(guān)接通時(shí)左尾燈和右尾燈以一定頻率閃爍，如下圖13所示。</p><p>　　圖13剎車(chē)時(shí)車(chē)燈閃爍情況</p><p>　　（2）當(dāng)緊急（報(bào)警）開(kāi)關(guān)閉合時(shí)車(chē)上所用的燈都閃爍，如圖14所示。</p&

60、gt;<p>　　圖14 汽車(chē)緊急時(shí)車(chē)燈閃爍情況</p><p>　?。?）當(dāng)汽車(chē)?？块_(kāi)關(guān)閉合，車(chē)上燈閃爍情況如圖15所示。</p><p>　　圖15 汽車(chē)停靠時(shí)車(chē)燈閃爍情況</p><p>　?。?）當(dāng)汽車(chē)左轉(zhuǎn)向開(kāi)關(guān)閉合汽車(chē)車(chē)燈閃爍情況如圖16所示。</p><p>　　圖16 汽車(chē)左轉(zhuǎn)時(shí)車(chē)燈閃爍情況</p>

61、<p>　　（5）當(dāng)汽車(chē)右轉(zhuǎn)向開(kāi)關(guān)閉合汽車(chē)車(chē)燈閃爍情況如圖17所示。</p><p>　　圖17 汽車(chē)左轉(zhuǎn)時(shí)車(chē)燈閃爍情況</p><p>　　3.3 QuartusII 9.1仿真結(jié)果</p><p>　　仿真部分代碼見(jiàn)附錄。</p><p>　?。?）當(dāng)剎車(chē)開(kāi)關(guān)接通時(shí)左尾燈和右尾燈以一定頻率閃爍，如下圖18所示。</p>

62、;<p>　　圖18 剎車(chē)時(shí)汽車(chē)轉(zhuǎn)向燈電平波形</p><p>　?。?）當(dāng)緊急（報(bào)警）開(kāi)關(guān)閉合時(shí)車(chē)上所用的燈都閃爍，如圖19所示。</p><p>　　圖19汽車(chē)報(bào)警時(shí)各轉(zhuǎn)向燈電平波形</p><p>　?。?）當(dāng)汽車(chē)?？块_(kāi)關(guān)閉合，車(chē)上燈閃爍情況如圖20所示。</p><p>　　圖20 汽車(chē)?？繒r(shí)車(chē)燈電平波形</p&g

63、t;<p>　　當(dāng)汽車(chē)左轉(zhuǎn)向開(kāi)關(guān)閉合汽車(chē)車(chē)燈閃爍情況如圖21所示。</p><p>　　圖21當(dāng)汽車(chē)左轉(zhuǎn)向開(kāi)關(guān)閉合汽車(chē)車(chē)燈電平波形</p><p>　　還有其他的一些仿真波形，根據(jù)波形分析得到的電平變化完全符合表3真值表的情況。說(shuō)明設(shè)計(jì)合理 ，符合電路要求。</p><p><b>　　4系統(tǒng)的組裝與調(diào)試</b></p>

64、;<p>　　系統(tǒng)組裝與調(diào)試分為硬件的組裝調(diào)試和軟件的調(diào)試。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，硬件的組裝調(diào)試沒(méi)有遇到很大的困難，基本上是一氣呵成；軟件的調(diào)試則側(cè)重于子模塊的功能驗(yàn)證和模塊的接口配合。由于自己剛開(kāi)始學(xué)習(xí)單片機(jī)不久，利用這次課設(shè)的機(jī)會(huì)運(yùn)用自己的所學(xué)來(lái)設(shè)計(jì)這個(gè)汽車(chē)轉(zhuǎn)向燈。</p><p><b>　　4.1實(shí)物圖</b></p><p>　　圖16 實(shí)物圖正面&

65、lt;/p><p>　　圖17 實(shí)物圖背面</p><p><b>　　4.2元件清單</b></p><p><b>　　元件清單見(jiàn)下表4</b></p><p><b>　　表4　　元器件清單</b></p><p><b>　　5總結(jié)、收獲

66、、建議</b></p><p>　　課程設(shè)計(jì)是培養(yǎng)我們綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí),發(fā)現(xiàn),提出,分析和解決實(shí)際問(wèn)題,鍛煉實(shí)踐能力的重要環(huán)節(jié),是對(duì)學(xué)生實(shí)際工作能力的具體訓(xùn)練和考察過(guò)程。這次課程設(shè)計(jì)可以說(shuō)有很大的收獲，自己在這學(xué)期的過(guò)程中隨著數(shù)電課自己慢慢學(xué)習(xí)單片機(jī)，自己運(yùn)用課設(shè)這個(gè)機(jī)會(huì)運(yùn)用自己所學(xué)，利用單片機(jī)設(shè)計(jì)了這個(gè)汽車(chē)轉(zhuǎn)向燈系統(tǒng)，開(kāi)始時(shí)利用數(shù)電知識(shí)設(shè)計(jì)好幾個(gè)方案感覺(jué)都不能很好的達(dá)到汽車(chē)轉(zhuǎn)向燈的控制。</p

67、><p>　　這段幾次的課程設(shè)計(jì)，我對(duì)計(jì)算機(jī)自動(dòng)化有了更深入的了解。EDA技術(shù)是在電子CAD技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)，是以計(jì)算機(jī)為工作平臺(tái)，融合了應(yīng)用電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息處理及智能化技術(shù)的最新成果，進(jìn)行電子產(chǎn)品的自動(dòng)設(shè)計(jì)，EDA技術(shù)在電子設(shè)計(jì)中扮演中愈來(lái)愈重要的角色，利用EDA工具，電子設(shè)計(jì)師可以從概念、算法、協(xié)議等開(kāi)始設(shè)計(jì)電子系統(tǒng)，大量工作可以通過(guò)計(jì)算機(jī)完成，并可以將電子產(chǎn)品從電路設(shè)計(jì)、性能分析到設(shè)

68、計(jì)出IC版圖或PCB版圖的整個(gè)過(guò)程的計(jì)算機(jī)上自動(dòng)處理完成。</p><p>　　在設(shè)計(jì)好電路后，自己利用仿真軟件Protues進(jìn)行仿真，自己編寫(xiě)功能程序，下載，開(kāi)始時(shí)程序?qū)懙牟粔蛲耆?，不能完全?shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向燈真值表的功能，在慢慢的探索中，自己解決了這個(gè)問(wèn)題，這鍛煉了自己的編程能力和解決問(wèn)題的能力，另外自己通過(guò)寫(xiě)Verilog代碼在Quartus Ⅱ中完成了波形的仿真。</p><p>　　從這次

69、課程設(shè)計(jì)活動(dòng)中我最大的收獲是懂得了汽車(chē)轉(zhuǎn)向燈的各種工作情況，在以后在車(chē)輛多的地方可以根據(jù)車(chē)輛的轉(zhuǎn)向燈閃亮知道車(chē)的行駛方向。更加深刻地認(rèn)識(shí)到了一定要認(rèn)真對(duì)待每一個(gè)問(wèn)題，很有可能就在一個(gè)你不注意的地方導(dǎo)致你失敗。這次課設(shè)不僅是鞏固了先前學(xué)的電路模電數(shù)電理論知識(shí)，而且也培養(yǎng)了我的動(dòng)手能力，更令我的創(chuàng)造性思維得到拓展。希望今后類(lèi)似這樣課程設(shè)計(jì)、類(lèi)似這樣的鍛煉機(jī)會(huì)能更多些。</p><p>　　在以后的課程設(shè)計(jì)中，我想設(shè)計(jì)

70、電路時(shí)可以進(jìn)行一次大的組合性設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，把一個(gè)班分成幾個(gè)小組，每個(gè)小組設(shè)計(jì)一個(gè)電路，每個(gè)小組的成員自己分工分擔(dān)一部分電路的設(shè)計(jì)，最后都成功后選擇最佳方案就組合成一個(gè)完整的設(shè)計(jì)電路，培養(yǎng)我們團(tuán)隊(duì)合作的精神。</p><p><b>　　6參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　1、《電子線(xiàn)路設(shè)計(jì)·實(shí)驗(yàn)·測(cè)試》 第三版，謝自美 主編，華中科技大學(xué)出版社20

71、06年</p><p>　　2、《電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)》，彭介華編著，高等教育出版社，2000年</p><p>　　3、《數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)第五版》， 閻石主編， 高等教育出版社，2006年</p><p>　　4、《電子創(chuàng)新設(shè)計(jì)與實(shí)踐》，王松武，于鑫，武思軍．國(guó)防工業(yè)出版社．2005年</p><p>　　5、《全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽

72、電路設(shè)計(jì)》，黃智偉，北京航空航天大學(xué)出版社，2006</p><p>　　6、《Verilog HDL入門(mén)(第3版)》巴斯克 (BHASKER J.)、夏宇聞、甘偉，北京航空航天大學(xué)出版社，2008</p><p><b>　　附錄</b></p><p><b>　　單片機(jī)部分程序</b></p><

73、p>　　#include<reg52.h></p><p>　　sbit k1=P3^0;</p><p>　　sbit k2=P3^1;</p><p>　　sbit k3=P3^2;</p><p>　　sbit k4=P3^3;</p><p>　　sbit k5=P3^4;</p>

74、<p>　　sbit led0=P1^0;</p><p>　　sbit led1=P1^1;</p><p>　　sbit led2=P1^2;</p><p>　　sbit led3=P1^3;</p><p>　　sbit led4=P1^4;</p><p>　　sbit led5=P1^5;&l

75、t;/p><p>　　sbit led6=P1^6;</p><p>　　void delay(unsigned int n)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　unsigned int i,j;</p><p>　　for(i=0;i<n;i++)</p>

76、<p>　　for(j=0;j<100;j++);</p><p><b>　　}</b></p><p>　　void main()</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　while(1)</b></p><

77、;p><b>　　{</b></p><p>　　while((!k1)&&k2&&k3&&k4&&k5)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　delay(10);</p><p>　　while((!k1

78、)&&k2&&k3&&k4&&k5)</p><p><b>　　{led5=0;</b></p><p><b>　　led6=0;</b></p><p>　　delay(50);</p><p><b>　　led5=1

79、;</b></p><p><b>　　led6=1;</b></p><p>　　delay(50);}</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　P1=0xff ;</b></p><p>　　while((!k

80、2)&&k1&&k3&&k4&&k5)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　delay(10);</p><p>　　while((!k2)&&k1&&k3&&k4&&k5)</p>

81、<p><b>　　{</b></p><p><b>　　P1=0x81;</b></p><p>　　delay(50);</p><p><b>　　P1=0x7e;</b></p><p>　　delay(50);</p><p>

82、<b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　while((!k3)&&k1&&k2&&k4&&k5)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　delay(

83、10);</p><p>　　while((!k3)&&k1&&k2&&k4&&k5)</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　led1=0;</b></p><p><b>　　led2=0;&l

84、t;/b></p><p><b>　　led5=0;</b></p><p><b>　　led6=0;</b></p><p>　　delay(50);</p><p><b>　　led1=1;</b></p><p><b>　　

85、led2=1;</b></p><p><b>　　led5=1;</b></p><p><b>　　led6=1;</b></p><p>　　delay(50);</p><p><b>　　}</b></p><p><b&g

86、t;　　}</b></p><p>　　while((!k4)&&k1&&k2&&k3&&k5)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　delay(10);</p><p>　　while((!k4)&&k1

87、&&k2&&k3&&k5)</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　led1=0;</b></p><p><b>　　led3=0;</b></p><p><b>　　led5=0;<

88、;/b></p><p>　　delay(50);</p><p><b>　　led1=1;</b></p><p><b>　　led3=1;</b></p><p><b>　　led5=1;</b></p><p>　　delay(50);

89、</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　while((!k5)&&k1&&k2&&k3&&k4)</p><p><b>　　{</b></p&g

90、t;<p>　　delay(10);</p><p>　　while((!k5)&&k1&&k2&&k3&&k4)</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　led2=0;</b></p><p>

91、;<b>　　led4=0;</b></p><p><b>　　led6=0;</b></p><p>　　delay(50);</p><p><b>　　led2=1;</b></p><p><b>　　led4=1;</b></p>

92、<p><b>　　led6=1;</b></p><p>　　delay(50);</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　while((!k1)&&(!k2)&&(!k3

93、)&&(!k4)&&(!k5))</p><p><b>　　{</b></p><p>　　delay(10);</p><p>　　while((!k1)&&(!k2)&&(!k3)&&(!k4)&&(!k5))</p><p

94、><b>　　{</b></p><p><b>　　led0=0;</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><

95、p><b>　　}</b></p><p>　　Verilog HDL部分程序</p><p>　　module cars_lights(din,dout);</p><p>　　input[9:0] din;</p><p>　　integer i;</p><p>　　output[6:

96、0] dout;</p><p>　　reg[6:0] dout;</p><p>　　always @(din)</p><p><b>　　begin</b></p><p>　　case(din) </p><p>　　5'd0:dout=7'b0011111; // b

97、rake</p><p>　　5'd1:dout=7'b0000000; //alarm</p><p>　　5'd2:dout=7'b0000001; //stop</p><p>　　5'd3:dout=7'b1010101; //turn left</p><p>　　5'

98、;d4:dout=7'b0101011;//turn right</p><p>　　5'd5:dout=7'b0010101;//turn left and brake</p><p>　　5'd6:dout=7'b0001011;//turn right and brake</p><p>　　5'd7:

99、dout=7'b0000001;//alarm and braze</p><p>　　5'd8:dout=7'b0000001;//alarm ,turn left and brake</p><p>　　5'd9: dout=7'b0000001;//alarm ,turn right and brake</p><p&g