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基于单片机的汽车尾灯控制电路设计.doc
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2023-05-26
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基于单片机的汽车尾灯控制电路设计.doc 在日新月异的21世纪里,电子产品得到了迅速发展。许多电器设备都趋于人性化、智能化,这些电器设备大部分都含有CPU控制器或者是单片机。单片机以其高可靠性、高性价比、低电压、低功耗等一系列优点,近几年得到迅猛发展和大范围推广,广泛应用于工业控制系统、通讯设备、日常消费类产品和玩具等。并且已经深入到工业生产的各个环节以及人民生活的各个方面,如车间流水线控制、自动化系统等、智能型家用电器(冰箱、空调、彩电)等。用单片机来控制的小型电器产品具有便携实用,操作简单的特点。 本文设计的汽车尾灯控制电路属于小型智能电子产品。利用单片机进行控制,实时时钟芯片进行记时,外加掉电存储电路和显示电路。此设计具有相当重要的现实意义和实用价值。
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1
1 引言
在日新月异的 21 世纪里,电子产品得到了迅速发展。许多电器设备都趋于人性
化、智能化,这些电器设备大部分都含有 CPU 控制器或者是单片机。单片机以其高可
靠性、高性价比、低电压、低功耗等一系列优点,近几年得到迅猛发展和大范围推广,
广泛应用于工业控制系统、通讯设备、日常消费类产品和玩具等。并且已经深入到工
业生产的各个环节以及人民生活的各个方面,如车间流水线控制、自动化系统等、智
能型家用电器(冰箱、空调、彩电)等。用单片机来控制的小型电器产品具有便携实
用,操作简单的特点。
本文设计的汽车尾灯控制电路属于小型智能电子产品。利用单片机进行控制,实
时时钟芯片进行记时,外加掉电存储电路和显示电路。此设计具有相当重要的现实意
义和实用价值。
2 系统概述
本设计以 AT89S52 单片机为核心,构成单片机控制电路,完成对它们的自动调整
和掉电保护。人机接口由四个按键来实现,用这四个按键对汽车左转,右转,停车和
检测进行控制。。软件控制程序实现所有的功能。整机电路使用+5V 稳压电源,可稳
定工作。系统框图如图 2-1 所示,其软硬件设计简单,可广泛应用于长时间工作的系
统中。
图 2-1 系统框图
3 方案选择
由于汽车尾灯控制电路的种类比较多,因此方案选择在设计中是至关重要的。正
确地选择方案可以减小开发难度,缩短开发周期,降低成本,更快地将产品推向市场。
3.1 方案 1——基于 AT89S52 单片机的汽车尾灯控制电路设计
直接用 AT89S52 单片机来实现汽车尾灯控制电路设计。AT89S52 是一种带 8K 字节
闪烁可编程可擦除只读存储器的低电压,高性能 CMOS 8 位微处理器,俗称单片机。
单片机的可擦除只读存储器可以反复擦写 1000 余次。由于将多功能 8 位 CPU 和闪烁
存储器组合在单个芯片中,ATMEL 的 AT89S52 是一种高效微控制器,为很多嵌入式控
制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。
用单片机来实现汽车尾灯控制电路设计,无须外接其他芯片,充分利用了单片机
人机接口
显示电路
软件控制程序
电源电路
单片机控制电路
2
的资源。
3.2 方案 2——基于电子元件的汽车尾灯控制电路设计
用电子元件接的汽车尾灯控制电路,电路复杂,接点较多,电路稳定性差。
汽车左右和刹车仿真电路
汽车尾灯控制电路设计总体框图
4 系统硬件电路的设计
按照系统设计功能的要求,初步确定设计系统由主控模块、键盘接口模块、显示
模块共 3 个模块组成,电路系统构成框图如图 4-1 所示。主控芯片使用 52 系列
AT89S52 单片机,
开关控制电路
译码电路 74138
显示驱动电路
记数电路 74161
R
1
R
2
R
3
L
1
L
2
L
3
脉冲产生电路 555
3
图 4-1 汽车尾灯控制电路系统构成框图
4.1 系统核心部分——闪电存储型器件 AT89S52
4.1.1 AT89S52 具有下列主要性能
[5]
:
·8KB 可改编程序 Flash 存储器(可经受 1000 次的写入/擦除周期)
·全静态工作:0Hz~24MHz
·三级程序存储器保密
·128×8 字节内部 RAM
·32 条可编程 I/O 线
·2 个 16 位定时器/计数器
·6 个中断源
·可编程串行通道
·片内时钟振荡器
4.1.2 AT89S52 的引脚及功能
AT89S52 单片机的管脚说明如图 4-2 所示。
P1.0
1
P1.1
2
P1.2
3
P1.3
4
P1.4
5
P1.5
6
P1.6
7
P1.7
8
RST
9
P3.0(RXD)
10
P3.1(TXD)
11
P3.2(INT0)
12
P3.3(INT1)
13
P3.4(T0)
14
P3.5(T1)
15
P3.6(WR)
16
P3.7(RD)
17
XTAL2
18
XTAL1
19
GND
20
P2.0(A8)
21
P2.1(A9)
22
P2.2(A10)
23
P2.3(A11)
24
P2.4(A12)
25
P2.5(A13)
26
P2.6(A14)
27
P2.7(A15)
28
PSEN
29
ALE/PROG
30
EA/VPP
31
P0.7(AD7)
32
P0.6(AD6)
33
P0.5(AD5)
34
P0.4(AD4)
35
P0.3(AD3)
36
P0.2(AD2)
37
P0.1(AD1)
38
P0.0(AD0)
39
VCC
40
(89S52)
主控模块
时钟电路
键扫描电路
晶体管显示
存储电路
4
图 4-2 AT89S52 的管脚
(1) 主要电源引脚
①VCC 电源端
②GND 接地端
(2) 外接晶体引脚 XTAL1 和 XTAL2
①XTAL1 接外部晶体的一个引脚。在单片机内部,它是构成片内振荡器的反相
放大器的输入端。当采用外部振荡器时,该引脚接收振荡器的信号,既把此信号直接
接到内部时钟发生器的输入端。
②XTAL2 接外部晶体的另一个引脚。在单片机内部,它是上述振荡器的反相放
大器的输出端。采用外部振荡器时,此引脚应悬浮不连接。
(3) 控制或与其它电源复用引脚 RST、ALE//PROG、/PSEN 和/EA/VPP
①RST 复位输入端。 当振荡器运行时,在该引脚上出现两个机器周期的高电平
将使单片机复位。
②ALE//PROG 当访问外部存储器时,ALE(地址锁存允许)的输出用于锁存地址
的低位字节。即使不访问外部存储器,ALE 端仍以不变的频率(此频率为振荡器频率
的 1/6)周期性地出现正脉冲信号。因此,它可用作对外输出的时钟,或用于定时目
的。然而要注意的是:每当访问外部数据存储器时,将跳过一个 ALE 脉冲。在对 Flash
存储器编程期间,该引脚还用于输入编程脉冲(/PROG)
[6]
。
③/PSEN 程序存储允许(/PSEN)输出是外部程序存储器的读选通信号。当
AT89S52/LV52 由外部程序存储器取指令(或常数)时,每个机器周期两次/PSEN 有效
(既输出 2 个脉冲)。但在此期间内,每当访问外部数据存储器时,这两次有效的/PSEN
信号将不出现。
④/EA/VPP 外部访问允许端。要使 CPU 只访问外部程序存储器(地址为 0000H~
FFFFH),则/EA 端必须保持低电平(接到 GND 端)。当/EA 端保持高电平(接 VSS 端)
时,CPU 则执行内部程序存储器中的程序。
(4) 输入/输出引脚 P0.0~ P0.7、P1.0~P1.7、P2.0~ P2.7 和 P3.0~P3.7
①P0 端口(P0.0~ P0.7) P0 是一个 8 位漏极开路型双向 I/O 端口。作为输出口
用时,每位能以吸收电流的方式驱动 8 个 TTL 输入,对端口写 1 时,又可作高阻抗输
入端用。
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