基于單片機的汽車轉(zhuǎn)彎信號燈控制畢業(yè)設計

1、<p><b>　　前 言</b></p><p>　　隨著工業(yè)控制自動化水平的不斷提高,。我們需要對系統(tǒng)中的多個對象進行高度智能化、自動化的控制。因此，單片機控制系統(tǒng)是整個控制系統(tǒng)中不可缺少的一部分。經(jīng)過幾年的專業(yè)學習，我們已基本掌握了一定的基礎知識，但知識的綜合應用能力仍有待提高。</p><p>　　本次畢業(yè)設計是為了培養(yǎng)和提高我們的綜合應用

2、能力；加深對單片機技術的理解和利用設計工具進行綜合設計應用的掌握；增強對單片機程序編寫能力和使用ALTER公司的工具軟件WAVE進行設計的應用；是我在校期間的最后一次綜合理論的設計，也是對所學專業(yè)知識的集中檢閱。在指導老師的幫助下靈活運用課堂知識，學會查閱相關參考書目，分析實際案例，通過本次設計，培養(yǎng)自己獨立分析和解決實際問題的綜合能力，擴大知識面，掌握單片機設計的基技能及編制設計技術的一般方法。傳統(tǒng)的汽車轉(zhuǎn)彎信號燈的控制采用數(shù)字邏輯電

3、路實現(xiàn)，雖然這種方式較分立元件電路有了較大改進，但由于其功能完全靠硬件實現(xiàn)、因而存在種種弊端：在這種控制線路中、要實現(xiàn)某種控制只能通過各芯片間的硬件連線解決，而其控制功能已包含在固定線路之間，因此它的功能專一，不靈活；為了安全可靠、節(jié)約使用各芯片引腳，設置了許多帶有制約關系的聯(lián)鎖電路，使電路在電源接通時，各器件都處于受制約狀態(tài)。上述種種不利因素使得傳統(tǒng)的汽車轉(zhuǎn)彎信號燈控制系統(tǒng)很難達到更高的自動化、智能化程度，難以滿足我們對設計、制作、使

4、用、維護、功能調(diào)整和變更更加靈活方面的要求。我們在汽車轉(zhuǎn)彎信號燈控制系統(tǒng)中采用</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　前言…………………………………………………………………………1</p><p>　　摘要…………………………………………………………………………4</p><p>　　第一

5、章 課題內(nèi)容……………………………………………………………………5</p><p>　　2.2 設計目的……………………………………………………………………5</p><p>　　2.2 設計內(nèi)容……………………………………………………………………5</p><p>　　2.3 系統(tǒng)的控制要求……………………………………………………………5</p>

6、<p>　　第二章 總體方案……………………………………………………………………6</p><p>　　2.1方案論證……………………………………………………………………6</p><p>　　2.2器件選擇、電路制作及軟件編程…………………………………………7</p><p>　　2.3系統(tǒng)的調(diào)試…………………………………………………………………

7、7</p><p>　　第三章 硬件設計……………………………………………………………………8</p><p>　　4.1硬件安排及分析……………………………………………………………8</p><p>　　4.2AT89C51單片機型號的選擇及介紹………………………………………9</p><p>　　4.2.1 主要特性……………………

8、…………………………………………10</p><p>　　4.2.2 管腳說明………………………………………………………………11</p><p>　　4.2.3振蕩器特性……………………………………………………………12</p><p>　　4.2.4AT89C51方框圖………………………………………………………13</p><p>　

9、　4.2.5芯片擦除………………………………………………………………14</p><p>　　4.2.6編程方法………………………………………………………………15</p><p>　　4.2.7AT89C51的極限參數(shù)及電氣特性……………………………………17</p><p>　　3.3 其它芯片內(nèi)部邏輯結構圖圖 ……………………………………………19&l

10、t;/p><p>　　3.4硬件原理圖 ………………………………………………………………20</p><p>　　3.5PCB板圖 …………………………………………………………………20</p><p>　　3.6Protel99封裝總結………………………………………………………20</p><p>　　第四章 軟件設計………………………

11、…………………………………………25</p><p>　　5.1程序流程圖………………………………………………………………25</p><p>　　5.2設計程序…………………………………………………………………27</p><p>　　5.3總體說明…………………………………………………………………30</p><p>　　5.4

12、1HZ閃爍信號的產(chǎn)生與占空比 …………………………………………30</p><p>　　5.530HZ閃爍信號的產(chǎn)生與占空比…………………………………………30</p><p>　　5.6內(nèi)存單元分配表…………………………………………………………32</p><p>　　調(diào)試與存在的不足……………………………………………………33</p><

13、p>　　6.1調(diào)試方法…………………………………………………………………33</p><p>　　6.2存在的問題和設計的不足………………………………………………33</p><p>　　參考文獻 ……………………………………………………………………………35</p><p>　　結束語…………………………………………………………………………………36&l

14、t;/p><p><b>　　元件清單</b></p><p><b>　　附圖1</b></p><p><b>　　附圖2</b></p><p><b>　　附圖3</b></p><p>　　摘要:本設計在分析了汽車轉(zhuǎn)彎信號燈的

15、數(shù)字邏輯電路控制方式存在的種種不利因素的基礎上，提出了采用AT89C51單片機作為該系統(tǒng)控制器的新方案，并對系統(tǒng)的硬件結構進行了闡述，對系統(tǒng)的監(jiān)控程序進行了說明，對1HZ、30HZ閃爍信號產(chǎn)生與占空比形成的算法思想進行了詳細的討論。</p><p>　　Abstract： This design is on the basis of analysing all sorts of unfavourable fact

16、ors that the automobile turn signal’s digital logical circuit control method exist , have proposed adopting AT89C51 SCM as the new scheme of this system controller , and has explained the hardware structure of the system

17、, control procedure in system is it prove , produce with empty to go on the detailed discussion to 1HZ , 30HZ flickering signal than the algorithm thought of forming to go on.</p><p>　　關鍵詞：汽車轉(zhuǎn)彎信號燈、控制系統(tǒng)、單片機

18、、占空比</p><p>　　Keyword:automobile turn signal、Control system、SCM、Comparison occupied in a space</p><p><b>　　第一章 課題內(nèi)容</b></p><p>　　采用單片機對汽車轉(zhuǎn)彎信號燈進行控制，比傳統(tǒng)的數(shù)字邏輯電路控制要更加安全可靠，更

19、有利于實現(xiàn)自動化和智能化的控制。</p><p><b>　　1.1設計目的</b></p><p>　　通過汽車轉(zhuǎn)彎信號燈單片機控制系統(tǒng)的設計，培養(yǎng)和提高我們的綜合應用能力；加深對單片機技術的理解和利用設計工具綜合設計的掌握；增強對單片機程序編寫能力和使用ALTER公司的工具軟件WAVE進行設計的應用。</p><p><b>　　

20、1.2設計內(nèi)容</b></p><p>　　利用單片機，采用合理的方法設計一個汽車轉(zhuǎn)彎信號燈的控制系統(tǒng)，用單片機語言寫出硬件描述程序并使用WAVE和實驗箱實行綜合設計。</p><p>　　1.3系統(tǒng)的控制要求</p><p>　　汽車在駕駛時有左轉(zhuǎn)彎、右轉(zhuǎn)彎、剎車、合緊急開關、?？康炔僮鳌Ｔ谧筠D(zhuǎn)彎或右轉(zhuǎn)彎時，通過轉(zhuǎn)彎操作桿就使左轉(zhuǎn)開關或右轉(zhuǎn)開關合上，從

21、而使左頭燈、儀表板左轉(zhuǎn)彎燈、左尾或右頭燈、儀表板右轉(zhuǎn)彎燈、右尾頭閃爍；合緊急開關時要求前面述及的6個信號燈全都閃爍；汽車剎車時，2個尾燈點亮；如正當轉(zhuǎn)彎時剎車，則轉(zhuǎn)彎時原應閃爍的信號燈仍應閃爍。以上閃爍，都是頻率為1HZ的低頻閃爍；在汽車?？慷？块_關合上時，左頭燈、右頭燈、左尾燈、右尾燈按頻率為30HZ的高頻閃爍。</p><p>　　綜上所述，在各種操作動作時，信號燈應輸出的信號表1所示。</p>

22、<p><b>　　表1</b></p><p><b>　　第二章 總體方案</b></p><p>　　根據(jù)設計內(nèi)容及系統(tǒng)的控制要求可以確定設計大致可分為以下三個部分：</p><p><b>　　2.1方案論證</b></p><p>　　需求分析，方案論證

23、是單片機應用系統(tǒng)設計工作的開始，也是工作的基礎。只有經(jīng)過深入細致地分析，周密而科學地方案論證才能使系統(tǒng)設計工作順利完成，需求分析時對方案進行考慮，以便有針對性地調(diào)查研究。</p><p>　　本設計需求分析的內(nèi)容主要包括：被測控參數(shù)的形式（輸入、輸出信號），被測控參數(shù)的范圍（高電平、低電平）。</p><p>　　本設計通過對數(shù)字邏輯電路控制和單片機控制的比較，得出數(shù)字邏輯電路控制的只能通

24、過各芯片間的硬件連線解決來實現(xiàn)其功能，而且其控制功能已經(jīng)包含在固定線路之間，因此它的功能專一，不靈活，為了安全可靠、節(jié)約使用各芯片引腳，達到靈活控制的目的，我們采用單片機進行控制。AT89C51較MSC-51來說，功能更加強大、靈活性更高，且價格合理，所以我們選用AT89C51作為本次設計的單片機。根據(jù)系統(tǒng)的控制要求，我們可以畫出系統(tǒng)方框圖：</p><p>　　通過對開關控制輸入信號和信號燈輸出信號的檢測，便可

25、以簡單的實現(xiàn)本次設計所要示的功能。</p><p>　　在檢測輸入信號（P3.0～P3.4）時，我們通過對開關的閉合配合反相器的工作來判斷是否有輸入信號（高電平）。</p><p>　　在檢測輸出信號(P1.0～P1.6)時，我們通過采用P1.7對晶體管的通斷配合或非門的工作來判斷是否有故障（低電平），如果為高電平，即有故障則點亮故障燈；如果沒有故障則根據(jù)駕駛室執(zhí)行相應操作。</p&

26、gt;<p>　　在完成硬件的設計后，通過軟件編制，便可以實現(xiàn)這個系統(tǒng)的功能。</p><p>　　2.2器件選擇，電路制作及軟件編程</p><p>　　要選擇合適的器件并進行測試是否好壞；電路制作要簡單化，結構要清晰，編號要統(tǒng)一，按順序結構進行；軟件結構要做到反復的修改，要精益求精，直到滿足要求為止。</p><p><b>　　2.3系

27、統(tǒng)的調(diào)試</b></p><p>　　寫完程序和焊接好線路后，不能一次性成功、正常工作是常有的事情，這就需要查錯和調(diào)試， 調(diào)試完成后，應在實驗室模擬現(xiàn)場條件，對設計的硬件，軟件進行性能測定，現(xiàn)場試用時要對使用情況做詳細記錄，在各種可能的情況下都要做實驗。</p><p><b>　　第三章 硬件設計</b></p><p>　　3.

28、1硬件安排及分析 </p><p>　　根據(jù)系統(tǒng)控制要求的表1，可畫出實現(xiàn)這一汽車信號燈要求的相應數(shù)字邏輯電路，如圖1所示。</p><p>　　現(xiàn)在改用AT89C51系列單片機，可實現(xiàn)以下三項功能：</p><p><b>　　圖1相同的功能；</b></p><p>　　產(chǎn)生所需的低頻（1HZ）與高頻（30HZ）閃

29、爍信號；</p><p>　　有一定的故障監(jiān)控性能，以提高系統(tǒng)的可靠性。</p><p>　　1HZ、30HZ閃爍信號的產(chǎn)生可由單片機內(nèi)部的定時器解決。</p><p>　　圖2是改用單片機控制后的硬件安排</p><p>　　自圖2可見：各種駕駛操作的信號自P3口送入單片機，而使信號燈點亮的輸出信號則自P1口輸出。圖的下部是故障監(jiān)控電路。在

30、P1.0～P1.5共6路輸出中，如輪渡使1路的晶體管斷開（P1口相應引腳輸出低電平），這1路的信號燈將熄滅，而其它5路的晶體管接通（P1口引腳送來高電平），相應的信號燈點亮，則在正常情況下，信號燈熄滅的那路將使P1.7呈現(xiàn)低電平；要是P1.7出現(xiàn)高電平，可說明當前這1路有了故障。另外，如使6路的晶體管全部接通（P1口引腳送來高電平），在正常情況下，P1.7應呈高電平；要是P1.7出現(xiàn)低電平，也說明信號線路存在故障。在故障時，通過軟件應使

31、P1.6輸出高電平，以點亮故障信號燈報警。</p><p>　　除硬件安排外，單片機控制系統(tǒng)要實現(xiàn)上述功能還必須通過軟件編程的配合。</p><p>　　圖1:實現(xiàn)表1所列汽車信號燈要求的數(shù)字邏輯電路</p><p>　　圖2:汽車轉(zhuǎn)彎信號燈單片機控制系統(tǒng)的示意電路</p><p>　　3.2AT89C51單片機型號的選擇及介紹</p

32、><p>　　基于下列原因我們選用AT89C51作為控制核心。</p><p>　　由于單片機技術在各個領域正得到越來越廣泛的應用，世界上許多集成電路生產(chǎn)廠家相繼推出了各種類型的單片機。在單片機家族的眾多成員中，MCS-51單片機以其優(yōu)越的性能、成熟的技術及高可靠性和高性能價格比，迅速占領了工業(yè)測控和自動化工程應用的主要市場，成為國內(nèi)單片機應用領域的主流。</p><p&g

33、t;　　MCS-51系列單片機是Intel公司在20世紀80年代初研制出來的，雖然近年來該公司已經(jīng)把精力集中在了計算機的CPU生產(chǎn)上，但是，以MCS-51技術核心為主導的微控制器技術己被ATMEL, PHIL工PS等公司所繼承，并且在原有基礎上又進行了新的開發(fā)，從而產(chǎn)生了和MCS-51兼容而功能更加強勁的微控制器系列。ATMEL公司所生產(chǎn)的89系列單片機就是基于Intel公司的MCS-51系列而研制的并與MCS-51兼容的微控制器系列。

34、</p><p>　　ATMEL公司是美國在20世紀80年代中期成立并發(fā)展起來的半導體公司。該公司的技術優(yōu)勢在于FLASH存儲技術、高質(zhì)高可靠性的生產(chǎn)技術。隨著業(yè)務的發(fā)展，在20世紀90年代初，ATMEL公司一躍成為全球最大的EEPROM供應商。1994年，為了介入單片機市場，ATMEL公司以EEPROM技術和Intel公司的80C31單片機核心技術進行交換，從而取得80C31核的使用權。ATMEL公司把自身的先

35、進Flash存儲器技術和8OC31核相結合，從而生產(chǎn)出了Flash單片機AT89系列。這是一種內(nèi)部含F(xiàn)lash存儲器的特殊單片機系列。由于它內(nèi)部含有大容量的Flash存儲器，所以在產(chǎn)品開發(fā)及生產(chǎn)便攜式商品、手提式儀器等方面有著十分廣泛的應用，也是目前取代傳統(tǒng)的MCS-51系列單片機的主流單片機之一。</p><p>　　AT89C51是一種功能強、靈活性高，且價格合理的單片機，可方便地應用在各種控制領域。<

36、/p><p>　　3.2.1 主要特性： ·與MCS-51 兼容 ·4K字節(jié)可編程閃爍存儲器 壽命：1000寫/擦循環(huán) 數(shù)據(jù)保留時間：10年 ·全靜態(tài)工作：0Hz-24Hz ·三級程序存儲器鎖定 ·128*8位內(nèi)部RAM ·32可編程I/O線 ·兩個16位定時器/計數(shù)器 ·5個中斷源<

37、/p><p>　　·可編程串行通道·低功耗的閑置和掉電模式·片內(nèi)振蕩器和時鐘電路 </p><p>　　3.2.2 管腳說明：　　 VCC：供電電壓?！　?GND：接地?！　?P0口：P0口為一個8位漏級開路雙向I/O口，每腳可吸收8TTL門電流。當P1口的管腳第一次寫1時，被定義為高阻輸入。P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址

38、的第八位。在FIASH編程時，P0 口作為原碼輸入口，當FIASH進行校驗時，P0輸出原碼，此時P0外部必須被拉高?！　?P1口：P1口是一個內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向I/O口，P1口緩沖器能接收輸出4TTL門電流。P1口管腳寫入1后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入，P1口被外部下拉為低電平時，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在FLASH編程和校驗時，P1口作為第八位地址接收。 　　 P2口：P2口為一個內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I

39、/O口，P2口緩沖器可接收，輸出4個TTL門電流，當P2口被寫“1”時，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時，P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。P2口當用于外部程序存儲器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進行存取時，P2口輸出地址的高八位。在給出地址“1”時，它利用</p><p>　　P3.0 RXD（串行輸入口）P3.1 TXD（串行輸出口）P3.2 /INT0（外部中

40、斷0）P3.3 /INT1（外部中斷1）P3.4 T0（記時器0外部輸入）P3.5 T1（記時器1外部輸入）P3.6 /WR（外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通）P3.7 /RD（外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通）P3口同時為閃爍編程和編程校驗接收一些控制信號。RST：復位輸入。當振蕩器復位器件時，要保持RST腳兩個機器周期的高電平時間。ALE/PROG：當訪問外部存儲器時，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。在FLASH編程期間，此引

41、腳用于輸入編程脈沖。在平時，ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的1/6。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時目的。然而要注意的是：每當用作外部數(shù)據(jù)存儲器時，將跳過一個ALE脈沖。如想禁止ALE的輸出可在SFR8EH地址上置0。此時， ALE只有在執(zhí)行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài)ALE禁止，置位無效。/PSEN：外部程序存儲器的選通信號。在由外部程序

42、存儲器取指期間，每個機器周期</p><p>　　XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。</p><p>　　3.2.3 振蕩器特性：　　 XTAL1和XTAL2分別為反向放大器的輸入和輸出。該反向放大器可以配置為片內(nèi)振蕩器。石晶振蕩和陶瓷振蕩均可采用。如采用外部時鐘源驅(qū)動器件，XTAL2應不接。有余輸入至內(nèi)部時鐘信號要通過一個二分頻觸發(fā)器，因此對外部時鐘信號的脈寬無任何要求，但必須保證脈

43、沖的高低電平要求的寬度。</p><p>　　3.2.4 AT89C51方框圖</p><p><b>　　（見下頁）</b></p><p>　　3.2.5 芯片擦除：　　整個PEROM陣列和三個鎖定位的電擦除可通過正確的控制信號組合，并保持ALE管腳處于低電平10ms 來完成。在芯片擦操作中，代碼陣列全被寫“1”且在任何非空存儲字節(jié)被重復

44、編程以前，該操作必須被執(zhí)行。此外，AT89C51設有穩(wěn)態(tài)邏輯，可以在低到零頻率的條件下靜態(tài)邏輯，支持兩種軟件可選的掉電模式。在閑置模式下，CPU停止工作。但RAM，定時器，計數(shù)器，串口和中斷系統(tǒng)仍在工作。在掉電模式下，保存RAM的內(nèi)容并且凍結振蕩器，禁止所用其他芯片功能，直到下一個硬件復位為止。</p><p>　　3.2.6 編程方法</p><p>　　AT89C51單片機內(nèi)部有4K

45、字節(jié)的Flash PEROM，這個Flash存儲陳列出廠時已處于擦除狀態(tài)（即所有存儲單元的內(nèi)容均為FFH），用戶隨時可以對其進行編程。編程接口可接收高電壓（12V）或低電壓（Vcc）的允許編程信號。低電壓編程模式適合于用戶在線編程系統(tǒng)，而高電壓編程模式可與通用EPROM編程器兼容。</p><p>　　AT89C51單片機中，有些屬于低電壓編程方式，而有些則是高電壓編程方式，用戶可從芯片上的型號和讀取芯片內(nèi)的簽名

46、字節(jié)獲得信息，見下表2：</p><p><b>　　表2</b></p><p>　　AT89C51的程序存儲器陳列是采用字節(jié)寫入方式編程的，每次寫入一個字節(jié)，要對整個芯片內(nèi)的PEROM程序存儲器寫入一個非空字節(jié)，必須使用片擦除的方式將整個存儲器的內(nèi)容清除。</p><p>　　編程前，須按表3和圖3所示設置好地址、數(shù)據(jù)及控制信號，編程單元的

47、地址加在P1口和P2口的P2.0 ～ P2.3?。?1位地址范圍為0000H～　0FFFFH），數(shù)據(jù)從P0口輸入，引腳P2.6、P2.7和P3.6、P3.7的電平設置見表6，（/PSEN）為低電平，RST保持高電平，（/EA）/Vpp引腳是編程電源的輸入端，按要求加上編程電壓，ALE/（PROG）引腳輸入編程脈沖（負脈沖）。編程時，可采用4～20MHz的時鐘振蕩器，AT89C51編程方法如下：</p><p>　

48、　3.2.6.1在地址線上加上要編程單元的地址信號。</p><p>　　3.2.6.2在數(shù)據(jù)線上加上要寫入的數(shù)據(jù)字節(jié)。</p><p>　　3.2.6.3激活相應的控制信號。</p><p>　　3.2.6.4在高電壓編程方式時，將（EA）/Vpp端加上±12V的編程電壓。</p><p>　　3.2.6.5每對Flas

49、h存儲陳列寫入一個字節(jié)或每寫入一個程序加密位，加上一個ALE/（PROG）編程脈沖。改變編程單元的地址和寫入的數(shù)據(jù)，重復1～5步驟，直到全部文件編程結束。每個字節(jié)寫入周期是自身定時的，通常約為1.5ms。</p><p>　　表3Flash存儲器編程真值表</p><p><b>　　圖3</b></p><p>　　3.2.7 AT89C5

50、1的極限參數(shù)及電氣特性</p><p>　　3.2.7.1 AT89C51的極限參數(shù)</p><p>　　3.2.7.2 AT89C51的電氣特性</p><p>　　AC特性：在以下條件下，P0口，ALE/PROG，PSEN的負載電容為100pF,其它輸出口的負載電容為80pF。</p><p><b>　　DC特性：</b

51、></p><p><b>　　注意：</b></p><p>　　1) 不能保證典型值，這些值是在室溫5V 下測得</p><p>　　2) P0口和P2口上的容性負載會產(chǎn)生噪聲疊加到1口、3口和ALE 的低電平上。噪聲產(chǎn)生的原因是在總線操作期間，0口和2口從1到0 的跳變會使外部總線電容對口0和口2 管腳放電，在最惡劣的情況下（容性負

52、載>100pF） ，ALE 管腳上的噪聲脈沖可超過0.8V。 在這種境況下，可以通過施密特觸發(fā)器或者帶有施密特觸發(fā)STROBE 輸入的地址鎖存器來校正ALE 。IOL 會超過測試條件下的電流。</p><p>　　3) 容性負載加到口0和口2會導致ALE 和PSEN 管腳瞬時低于VCC-0.7V， 當?shù)刂肺环€(wěn)定下來。</p><p>　　4) 當口1、2、3 被外部電路拉低時，口上從

53、１到0的跳變將產(chǎn)生跳變電流，當輸入電壓大約在2v時，跳變電流達到最大。</p><p>　　6) 應用溫度T＝0～+70 Tamb＝-40～+85 ,ITL＝-750μA</p><p>　　7) 口0、ALE 和 PSEN 腳的負載電容為100pF ，其他輸出口為80 pF</p><p>　　8) 在穩(wěn)定的狀態(tài)條件下，Io 低被外部限制如下</p>

54、<p>　　i. 每個管腳的最大IOL 15mA （注85 規(guī)格）</p><p>　　ii. 每個8 位口的最大IOL 26 mA</p><p>　　iii. IOL 輸出最大總和 71mA</p><p>　　iv. 如果IOL 超過測試條件，VOL 可能會超過相應規(guī)格。不能保證超過測試電流。</p><p>　

55、　9) ALE 的測試是ALE 關斷情況下，測出ALE 的高電位值。</p><p>　　10) 管腳電容特性并不由測試得出，而是由其特性保證。管腳電容小于25 pF。陶瓷電容小于15pF（EA是25pF）</p><p>　　3.3 其它芯片內(nèi)部邏輯結構圖圖</p><p>　　3.3.1 74ls27（三輸入或非門）</p><p>　

56、　74ls27芯片內(nèi)部邏輯結構圖：</p><p>　　3.3.2 74ls32（二輸入或門）</p><p>　　74ls32芯片內(nèi)部邏輯結構圖：</p><p>　　3.3.2 74ls04（反相器）</p><p>　　74ls04芯片內(nèi)部邏輯結構圖：</p><p><b>　　3.4 硬件原理圖&l

57、t;/b></p><p><b>　　見附錄1</b></p><p><b>　　3.5 PCB板圖</b></p><p>　　3.5.1 平面效果圖見附錄2</p><p>　　4.2.2 3D效果圖見附錄3</p><p>　　3.6 Protel99封裝

58、總結</p><p>　　零件封裝是指實際零件焊接到電路板時所指示的外觀和焊點的位置。是純粹的空間概念.因此不同的元件可共用同一零件封裝，同種元件也可有不同的零件封裝。像電阻，有傳統(tǒng)的針插式，這種元件體積較大，電路板必須鉆孔才能安置元件，完成鉆孔后，插入元件，再過錫爐或噴錫（也可手焊），成本較高，較新的設計都是采用體積小的表面貼片式元件（SMD）這種元件不必鉆孔，用鋼膜將半熔狀錫膏倒入電路板，再把SMD元件放上，

59、即可焊接在電路板上了。 </p><p><b>　　電阻 AXIAL </b></p><p>　　無極性電容 RAD </p><p><b>　　電解電容 RB- </b></p><p><b>　　電位器 VR </b></p><p>　　二

60、極管 DIODE </p><p><b>　　三極管 TO </b></p><p>　　電源穩(wěn)壓塊78和79系列 TO－126H和TO-126V </p><p>　　場效應管 和三極管一樣 </p><p>　　整流橋 D－44 D－37 D－46 </p><p>　　單排多針插座 CON

61、 SIP </p><p>　　雙列直插元件 DIP </p><p><b>　　晶振 XTAL1 </b></p><p>　　電阻：RES1，RES2，RES3，RES4；封裝屬性為axial系列 </p><p>　　無極性電容：cap;封裝屬性為RAD-0.1到rad-0.4 </p><p

62、>　　電解電容：electroi;封裝屬性為rb.2/.4到rb.5/1.0 </p><p>　　電位器：pot1,pot2；封裝屬性為vr-1到vr-5 </p><p>　　二極管：封裝屬性為diode-0.4(小功率)diode-0.7(大功率) </p><p>　　三極管：常見的封裝屬性為to-18（普通三極管）to-22(大功率三極管)to-3(

63、大功率達林 </p><p><b>　　頓管） </b></p><p>　　電源穩(wěn)壓塊有78和79系列；78系列如7805，7812，7820等 </p><p>　　79系列有7905，7912，7920等 </p><p>　　常見的封裝屬性有to126h和to126v </p><p>

64、　　整流橋：BRIDGE1,BRIDGE2: 封裝屬性為D系列（D-44，D-37，D-46） </p><p>　　電阻：　AXIAL0.3-AXIAL0.7　　其中0.4-0.7指電阻的長度，一般用AXIAL0.4 </p><p>　　瓷片電容：RAD0.1-RAD0.3?！　∑渲?.1-0.3指電容大小，一般用RAD0.1 </p><p>　　電解電容：R

65、B.1/.2-RB.4/.8 其中.1/.2-.4/.8指電容大小。一般<100uF用 </p><p>　　RB.1/.2,100uF-470uF用RB.2/.4,>470uF用RB.3/.6 </p><p>　　二極管：　DIODE0.4-DIODE0.7 其中0.4-0.7指二極管長短，一般用DIODE0.4 </p><p>　　發(fā)光二極管：R

66、B.1/.2 </p><p>　　集成塊：　DIP8-DIP40, 其中８－４０指有多少腳，８腳的就是DIP8 </p><p><b>　　貼片電阻 </b></p><p>　　0603表示的是封裝尺寸 與具體阻值沒有關系 </p><p>　　但封裝尺寸與功率有關 通常來說 </p><p&g

67、t;　　0201 1/20W </p><p>　　0402 1/16W </p><p>　　0603 1/10W </p><p>　　0805 1/8W </p><p>　　1206 1/4W </p><p>　　電容電阻外形尺寸與封裝的對應關系是: </p><p>　　0402=1

68、.0x0.5 </p><p>　　0603=1.6x0.8 </p><p>　　0805=2.0x1.2 </p><p>　　1206=3.2x1.6 </p><p>　　1210=3.2x2.5 </p><p>　　1812=4.5x3.2 </p><p>　　2225=5.6x6

69、.5 </p><p>　　固定的元件封裝，這是因為這個庫中的元件都有多種形式：以晶體管為例說明一下：晶體管是我們常用的的元件之一，在DEVICE。LIB庫中，簡簡單單的只有NPN與PNP之分，但實際上，如果它是NPN的2N3055那它有可能是鐵殼子的TO—3，如果它是NPN的2N3054，則有可能是鐵殼的TO-66或TO-5，而學用的CS9013，有TO-92A，TO-92B，還有TO-5，TO-46，TO-5

70、 2等等，千變?nèi)f化。 還有一個就是電阻，在DEVICE庫中，它也是簡單地把它們稱為RES1和RES2，不管它是100Ω還是470KΩ都一樣，對電路板而言，它與歐姆數(shù)根本不相關，完全是按該電阻的功率數(shù)來決定的我們選用的1/4W和甚至1/2W的電阻，都可以用AXIAL0.3元件封裝，而功率數(shù)大一點的話，可用AXIAL0.4,AXIAL0.5等等?，F(xiàn)將常用的元件封裝整理如下： </p><p>　　電阻類及無極性雙端元

71、件 AXIAL0.3-AXIAL1.0 </p><p>　　無極性電容 RAD0.1-RAD0.4 </p><p>　　有極性電容 RB.2/.4-RB.5/1.0 </p><p>　　二極管 DIODE0.4及 DIODE0.7 </p><p>　　石英晶體振蕩器 XTAL1 </p><p>　　晶體管、F

72、ET、UJT TO-xxx(TO-3,TO-5) </p><p>　　可變電阻（POT1、POT2） VR1-VR5 </p><p>　　刷電路板上的焊盤間的距離就是300mil（因為在電機領域里，是以英制單位為主的。同樣的，對于無極性的電容，RAD0.1-RAD0.4也是一樣；對有極性的電容如電解電容，其封裝為R B.2/.4，RB.3/.6等，其中“.2”</p>&

73、lt;p>　　為焊盤間距，“.4”為電容圓筒的外徑。 對于晶體管，那就直接看它的外形及功率，大功率的晶體管，就用TO—3，中功率的晶體管 ，如果是扁平</p><p>　　的，就用TO-220，如果是金屬殼的，就用TO-66，小功率的晶體管，就用TO-5 ，TO-46，TO-92A等都可以，反正它的管腳也長，彎一下也可以。 對于常用的集成IC電路，有DIPxx，就是雙列直插的元件封裝，DIP8就是雙排，每排

74、有4個引 腳，兩排間距離是300mil,焊盤間的距離是100mil。SIPxx就是單排的封裝。等等。同樣的包裝，其管腳可不一定一樣。例如，對于TO-92B之類的包裝，通常是1腳為E（發(fā)射極），而2腳有可能是B極（基極），也可能是C（集電極）；同樣的，3腳有可能是C，也有可能是B，具體是哪個，只有拿到了元件才能確定。因此，電路軟件不敢硬性定義焊盤名稱（管腳名稱），同樣的 ，場效應管，MOS管也可以用跟晶體管一樣的封裝，它可以通用于三個引腳

75、的元件。 在可變電阻上也同樣會出現(xiàn)類似的問題；在原理圖中，可變電阻的管腳分別為1、W、及2， 所產(chǎn)生的網(wǎng)絡表，就是1、2和W，在PCB電路板中，焊盤就是1，2，3。當電路中有這兩種元 件時，就要修改PCB與SCH之間的差異最快的方法是在產(chǎn)生網(wǎng)絡表后，直接在網(wǎng)絡表中，將晶 體管管腳改為1，2，3；將可變電阻的改成與電路板元</p><p><b>　　第四章 軟件設計</b></p&g

76、t;<p><b>　　5.1 程序流程圖</b></p><p><b>　　5.1.1 主程序</b></p><p>　　5.1.2 中斷程序</p><p><b>　　5.2 設計程序</b></p><p>　　ORG 0000H</p>

77、<p>　　LJMPSTART</p><p><b>　　ORG000BH</b></p><p>　　MOVTH0，#111110000B；定時器/計數(shù)器0重裝載</p><p>　　PUSHPSW；保存現(xiàn)場</p><p>　　AJMPINTSUB</p><

78、;p><b>　　ORG0030H</b></p><p>　　START：MOVTL0，#0；定時器/計數(shù)器0預置數(shù)</p><p>　　MOVTH0，#0F0H；同上</p><p>　　MOVTMOD，#01000001B；設定定時器/計數(shù)器0工作于方式1，定時器/計數(shù)器1未用</p><

79、p>　　MOV20H，#244；片內(nèi)RAM20H單元用作計數(shù)器，初值設定為244</p><p>　　SETBET0；定時器/計數(shù)器0開</p><p>　　SETBEA；總開中</p><p>　　SETBTR0；起動定時器/計數(shù)器0</p><p>　　SJMP$；等待</p

80、><p><b>　　INTSUB：</b></p><p>　　DJNZ20H，LAMP；片內(nèi)RAM20H單元未減到0，轉(zhuǎn)信號燈指示程序段</p><p>　　MOV20H，#244；片內(nèi)RAM20H單元已減到0，則該單元重裝載</p><p>　　MOVP1，#3FH；使P1.0 ~ 1.5輸出高電平，此起

81、為故障監(jiān)控程序段</p><p>　　CLRP1.0；輪流斷開一個信號燈</p><p>　　JBP1.7，F(xiàn)AULT；檢測是否為高電平，如果是，則跳轉(zhuǎn)到故障燈指示段</p><p>　　SETBP1.0；檢測為低電平，則正常，將這個信號燈復位，接著檢測</p><p><b>　　CLRP1.2</b&g

82、t;</p><p>　　JBP1.7，F(xiàn)AULT</p><p><b>　　SETBP1.2</b></p><p><b>　　CLRP1.4</b></p><p>　　JBP1.7，F(xiàn)AULT</p><p><b>　　SETBP1.4&

83、lt;/b></p><p><b>　　CLRP1.1</b></p><p>　　JBP1.7，F(xiàn)AULT</p><p><b>　　SETBP1.1</b></p><p><b>　　CLRP1.3</b></p><p>

84、　　JBP1.7，F(xiàn)AULT</p><p><b>　　SETBP1.3</b></p><p><b>　　CLRP1.5</b></p><p>　　JBP1.7，F(xiàn)AULT</p><p><b>　　SETBP1.5</b></p>&l

85、t;p>　　JB P1.7，LAMP；接通所有信號燈，檢測是否為高電平，</p><p>　??；如果是，則轉(zhuǎn)信號批示燈程序</p><p><b>　　FAULT：</b></p><p>　　SETBP1.6；點亮故障信號燈</p><p><b>　　LAMP：</b>

86、;</p><p>　　MOVC，01H；此起為信號燈指示程序段</p><p><b>　　ANLC，00H</b></p><p>　　ORLC，02H；以上3條湊30HZ閃爍信號的占空比為62.5%</p><p>　　ANLC，P3.2；與?？块_關進行與操作，?？块_關沒有合上時，只

87、輸出1Hz信號，合上時，輸出30Hz信號</p><p>　　MOVPSW.1，C；30HZ閃爍信號暫存于PSW.1（PSW這一位原未定義）</p><p>　　MOVC，P3.3；將左轉(zhuǎn)開關信號送到C</p><p>　　ORLC，P3.1；C與緊急開關進行或操作</p><p>　　ANLC，07H；與20H單

88、元位尋址區(qū)的07位進行與操作，只輸出1Hz信號</p><p>　　MOVP1.2，C；儀表板左轉(zhuǎn)彎燈閃爍</p><p>　　MOVF0，C；將左轉(zhuǎn)或緊急信號暫存于F0</p><p>　　ORLC，PSW.1；或操作30Hz信號</p><p>　　MOVP1.0，C；左頭燈閃爍</p>

89、<p>　　MOVC，P3.0；將剎車開關信號送到C</p><p>　　ANLC，P3.3；左轉(zhuǎn)和剎車可同時進行</p><p>　　ORLC，F(xiàn)0；或操作左轉(zhuǎn)或緊急信號</p><p>　　ORLC，PSW.1；或操作30Hz信號</p><p>　　MOVP1.4，C；左尾燈

90、亮或閃爍</p><p>　　MOVC，P3.4</p><p>　　ORLC，P3.1</p><p>　　ANLC,07H</p><p>　　MOVP1.3，C；儀表板右轉(zhuǎn)彎燈閃爍</p><p><b>　　MOVF0，C</b></p>&l

91、t;p>　　ORLC，PSW.1</p><p>　　MOVP.1，C；右頭燈閃爍</p><p>　　MOVC，P3.0</p><p>　　ANLC，P3.4</p><p><b>　　ORLC，F(xiàn)0</b></p><p>　　ORLC，PSW.1<

92、;/p><p>　　MOVP1.5，C；右尾燈亮或閃爍</p><p>　　POPPSW；恢復現(xiàn)場</p><p><b>　　RETI</b></p><p><b>　　END</b></p><p><b>　　5.3 總體說明</b

93、></p><p>　　主程序部分只是自0030H地址起的8條指令。7條用于初始化：對定時器/計數(shù)器官0預置數(shù)、設定定時器/計數(shù)器0的工作方式、設定片內(nèi)RAM20H單元的初值、為定時器/計數(shù)器0中斷開和起動定時器/計數(shù)器0。最后1條是等定數(shù)器/計數(shù)器0溢出中斷。</p><p>　　響應定時器/計數(shù)器0溢出中斷后，相應的中斷服務子程序?qū)⒁?00BH為入口地址，在為這時器/計數(shù)器0重裝

94、載（實際只需為TH0重裝載，因TL0原本已減為0）和保存現(xiàn)場后又轉(zhuǎn)去INTSUB。自INTSUB起含本例2個主要程序段：信號燈指示程序段和故障監(jiān)控程序段。如1s時間未到，將只執(zhí)行信號燈批示程序段，根據(jù)駕駛操作動作，如遇轉(zhuǎn)彎、?？康惹樾危瑢⒂行盘枱糸W爍或點亮（表1）。每逢1s時間到，則先執(zhí)行故障監(jiān)控程序段，對信號燈批示電路（如圖2右部）檢查一遍，然后再執(zhí)行信號燈指示程序段。</p><p>　　信號燈指示程序段和故

95、障監(jiān)控程序段都很簡明，故說明從略。</p><p>　　5.4 1HZ閃爍信號的產(chǎn)生與占空比</p><p>　　本課題令定時器/計數(shù)器0工作于方式1的定時器方式，且預置以F000H，在12MHZ晶振的情形下，每隔4096us將溢出一次。另以片內(nèi)RAM20H單元為計數(shù)器，初值置為244，每逢定時器/計數(shù)器0溢出一次便減1；當減到0時，經(jīng)歷的時間便=244*4096us=1s</p&g

96、t;<p>　　在上述1s時間內(nèi)，片內(nèi)RAM20H單元最高位不為1的時間為（127/244）s，為1的時間為（244-127）/144=（117/244）s，故自該位可得占空比接近50%（實際117/244=48%）的1HZ閃爍信號。</p><p>　　5.5 30HZ閃爍信號的產(chǎn)生與占空比</p><p>　　閃述片內(nèi)RAM20H單元的初值置為244，也即11110100

97、B；如將前5位與后3位分開看，則前5位為30，后3位可有8種變化。該20H在自244減到0的過程中，前5位每1/30s變化一次（減1）。在這1/30s中，如根據(jù)后3位的變化情形使輸出電平在0，1間恰好反復一次，這輸出電平便呈30HZ閃爍信號。閃爍信號的占空比則視每1/30s中1電平所占的比例而定，詳見表3。占空比大，信號燈通電的時間長，燈絲發(fā)光的亮度相應提高。</p><p><b>　　表4</

98、b></p><p>　　本課題選定占空比為62.5%。查表4知，后3位自111減至011的過程內(nèi)輸出電平均應為1。滿足這一條件的邏輯式應為：02H+01H+00H=1(見信號燈指示程序段前3條指令)，式中00H、01H、02H都是直接尋址位的位地址。占空比?。?0H）7來控制，（20H）7=1時控制發(fā)光，時間為： （1-127/244）s；當（20H）7=0時控制熄滅，時間為：127/244s 。<

99、/p><p>　　5.6 存單元分配表</p><p><b>　　調(diào)試與存在的不足</b></p><p><b>　　5.1 調(diào)試方法</b></p><p>　　完成了硬件的設計、制作和軟件編程之后，要使系統(tǒng)能夠按設計意圖正常運行，必須進行系統(tǒng)調(diào)試。系統(tǒng)調(diào)試包括硬件調(diào)試和軟件調(diào)試兩部分。不過，作為

100、一個計算機系統(tǒng)，其運行是軟硬件相結合的，因此，軟硬件的調(diào)試也是不可能絕對分開的，硬件的調(diào)試常常需要得用調(diào)試軟件，軟件的調(diào)試也可能需要通過對硬件的測試和控制來進行。</p><p>　　5.1.1硬件調(diào)試。硬件調(diào)試的主要任務是排除硬件故障，其中包括設計錯誤和工藝性故障。</p><p>　　5.1.1.1脫機檢查。用萬用表逐步按照電路原理圖檢查印制電路板中所有器件的</p>&

101、lt;p>　　各引腳，尤其是電源的連接是否正確；檢查數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線是否有短路等故障，順序是否正確；檢查各開關按鍵是否能正常開關，是否連接正確；各限流電阻是否短路等內(nèi)容。為了保護芯片，應先對各IC座（尤其是電源端）電位進行檢查，確定其無誤后再插入芯片檢查。</p><p>　　5.1.1.2聯(lián)機調(diào)試。暫時拔掉89C51芯片，將仿真器的40芯仿真插頭插入89C51</p><p

102、>　　的芯片插座進行調(diào)試，檢驗鍵盤/顯示接口電路是否滿足設計要求?？梢酝ㄟ^一些簡單的測試軟件來查看接口工作是否正常。例如，我們可以設計一個軟件，使89C51的P1、P2口輸出55H或AAH，同時讀P3口，運行后用萬用表檢查相應端口電平是否一高一低，在仿真器中檢查讀入的P3口8位是否為1，如果正常則說明89C51工作正常。如果運行測試結果與預期不符，很容易根據(jù)故障現(xiàn)象判斷故障原因并采取針對性措施排除故障。</p>&l

103、t;p>　　5.1.2軟件調(diào)試。軟件調(diào)試的任務是利用開發(fā)工具進行在線仿真調(diào)試，發(fā)現(xiàn)和糾正</p><p>　　程序錯誤，同時也能發(fā)現(xiàn)硬件故障。</p><p>　　程序的調(diào)試應一個模塊一個模塊地進行，首先單獨調(diào)試各功能子程序，檢驗程序是</p><p>　　否能夠?qū)崿F(xiàn)預期的功能，接口電路的控制是否正常等；最后逐步將各子程序連接起來進行聯(lián)調(diào)。聯(lián)調(diào)需要注意的是，各

104、程序模塊間能否正確傳遞參數(shù)，特別要注意各子程序的現(xiàn)場保護與恢復。</p><p>　　5.2 存在的問題和設計的不足</p><p>　　6.2.1 軟件編制時，沒有考慮按鍵處理而是直接檢測信號</p><p>　　如果沒有考慮按鍵處理，可能會因為按鍵抖動而產(chǎn)生誤動作，使系統(tǒng)不夠穩(wěn)定。</p><p>　　5.2.2 沒有采用新型HCMOS系

105、列芯片   采用74HC系列芯片技術較采用74LS系列芯片其低噪聲容限提高2.4倍，高燥聲容限提高2.1倍，智能電磁流量計整個硬件采用74HC系列芯片，不僅降低整個功耗，而且提高元器件本身抗干擾能力，為電源流量計小型輕量一體化奠定了基礎,而在我的設計中仍然用的74LS系列的芯片。</p><p>　　5.2.2 沒有加備用電源</p><p>　　本設計是汽車轉(zhuǎn)彎信號

106、燈，為了保證電源供電、系統(tǒng)穩(wěn)定運行，應設計備用電源，使控制系統(tǒng)有雙相電源供電。</p><p>　　5.2.3 沒有加看門狗</p><p>　　為了保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性，使程序不至于跑飛，應增加看門狗。</p><p>　　5.2.4 與玩具汽車進行數(shù)據(jù)連接，遙控控制</p><p>　　做完實物后，應該將其運用到實際中，比如，將電路板及元件安

107、裝到遙控玩具汽車里面，與汽車共用電源，接入遙控，結合藍牙技術、汽車本身的數(shù)據(jù)控制，從而實現(xiàn)汽車轉(zhuǎn)彎信號燈的控制。</p><p><b>　　參考文獻：</b></p><p>　　一、汪吉鵬主編《微機原理與接口技術》高等教育出版社2001年</p><p>　　二、丁元杰主編《單片機原理及應用》機械工業(yè)出版社1998年</p

108、><p>　　三、張毅剛編著《新編MCS-51單片機應用設計》 哈爾濱工業(yè)大學出版社 2003年</p><p>　　四、劉守義主編《單片機應用技術》西安電子科技大學出版社 2003年</p><p>　　五、中源單片機網(wǎng)http://www.zymcu.com</p><p>　　六、孫涵芳主編MCS-51/96系列單片機原理及應

109、用 北航出版社2002年</p><p>　　七、陳愛弟編著Protel99 實用培訓教程人民郵電出版社2000年</p><p><b>　　結 束 語</b></p><p>　　在同學們的共同努力和積極配合下，在指導老師的耐心指導下，經(jīng)過兩個來月，畢業(yè)設計現(xiàn)已取得了圓滿的成功。</p><p>　　通

110、過這次設計，使我受益匪淺，讓我學到了許多以前并沒有接觸過的東西。但在這次畢業(yè)設計過程中，遇到了許多問題，面對這些問題，在指導老師和同學的幫助下，在自己不懈努力翻閱大量與設計有關的參考資料下，問題也都一一得到解決。這次的汽車轉(zhuǎn)彎信號燈單片機控制系統(tǒng)的設計，對于我們以后步入社會，了解自動化、智能化方面的設備有著非常重要的意義，為以后從事這方面的工作也打下了良好的基礎。</p><p>　　在這次畢業(yè)設計過程中，得到了

111、很多老師的大力支持和耐心輔導，還有同學們積極配合和幫助。在此，我衷心地感謝你們。</p><p>　　由于本人的水平和時間有限，所持有的相關資料不多，畢業(yè)論文中的不足和錯誤之處也在所難免，敬請各位老師批評和指正。</p><p><b>　　元 件 清 單</b></p><p>　　單片機AT89C51

112、 1片</p><p>　　74LS32 1片</p><p>　　74LS27 1片</p><p>　　74LS04 1片</p><p>　　發(fā)光二極管

113、 7個</p><p>　　電解電容 22/uF 1個</p><p>　　瓷片電容 20pF 2片 </p><p>　　電阻 10K

114、 6個 </p><p>　　晶振 12MHz 1個</p><p>　　電源 +5V 1個</p><p>　　帶鎖開關 SW SPST