數(shù)字電路課設0汽車尾燈

1、課程設計任務書學生姓名： 專業(yè)班級：電子科學與技術0803班指導教師： 工作單位： 信息工程學院 題 目: 汽車尾燈控制器的電路設計 初始條件： 本設計既可以使用中、小規(guī)模集成電路芯片7400、7404、74138、7476、7486和其它器件實現(xiàn)對汽車尾燈顯示的控制功能。本設計也可以使用單片機系統(tǒng)構建簡易頻率計。工作電源Vcc為12V。電路組成框圖如圖1所示： 圖1汽車尾燈控制電路框圖要求完成的主要任務: （包括課程設計工作量及技術要求，以及說明書撰寫等具體要求）1、課程設計工作量：1周。2、技術要求：設汽車尾部左右兩側各有3個指示燈（用發(fā)光管模擬），要求是： 汽車正常行駛時，尾燈全部熄滅。

2、 當汽車右轉彎時，右側3個指示燈按右循順序點亮。 當汽車左轉彎時，左側3個指示燈按左循順序點亮。 臨時剎車時，所有指示燈同時閃爍。 選擇電路方案，完成對確定方案電路的設計。計算電路元件參數(shù)與元件選擇、并畫出總體電路原理圖，闡述基本原理。制作實際運行裝置。3、查閱至少5篇參考文獻。按武漢理工大學課程設計工作規(guī)范要求撰寫設計報告書。全文用A4紙打印，圖紙應符合繪圖規(guī)范。時間安排：1、 2010 年 6月 28 日集中，作課設具體實施計劃與課程設計報告格式的要求說明。2、 2010 年 6 月 28 日，查閱相關資料，學習電路的工作原理。2、 2010年 6 月 29日 至 2010 年 6月29

3、日，方案選擇和電路設計。2、 2010 年 6 月 30日 至 2010 年 7 月 1日，電路調試和設計說明書撰寫。3、 2010 年 7 月 2 日上交課程設計成果及報告，同時進行答辯。課設答疑地點：鑒主14樓電子科學與技術實驗室。指導教師簽名： 年 月 日系主任（或責任教師）簽名： 年 月 日目 錄摘 要ABSTRACT緒 論 1設計內容及要求11.1 設計的目的及主要任務12方案論證和確定2 2.1方案論證2 2.2方案確定3 3設計方案及設計43.1系統(tǒng)設計框圖4 3.2 電路設計4 3.3 單元電路5 4程序設計 8 4.1 設計語言C語言的介紹84.2實驗程序85電路仿真、制作與

4、調試10 5.1電路仿真 10 5.2 電路制作與調試 136課程設計小結14參考文獻 15附錄16摘 要課程設計作為數(shù)字電子技術和模擬電子技術課程的重要組成部分，目的是一方面使我們能夠進一步理解課程內容，基本掌握數(shù)字系統(tǒng)設計和調試的方法，增加集成電路應用知識，培養(yǎng)我們的實際動手能力以及分析、解決問題的能力。本設計主要采用的是基于單片機的汽車尾燈控制電路的設計方法,通過設計單片機控制汽車尾燈顯示電路，能很好的綜合運用我們所學到的單片機,C語言,模擬電路知識,熟悉電子電路設計的基本方法。本文介紹了一種以AT89S52單片機為核心的控制電路。試驗通過發(fā)光二極管模擬汽車尾燈來實現(xiàn)了汽車在行駛時候的四

5、種情況：正常行駛，左拐彎，右拐彎，臨時剎車。汽車的尾燈是其運行方式的最直接表示方式，四種不同情況對應四種燈的狀態(tài)，令行人或其他車輛清晰明白它將要發(fā)生的動態(tài)變化。從而避免交通事故的發(fā)生。設計此電路必須要求嚴格符合交通規(guī)則，尾燈閃亮或熄滅準確，才不會讓行人或其他車輛產(chǎn)生誤解。關鍵詞：AT89S52 單片機 發(fā)光二極管 開關控制 設計程序AbstractAs digital electronic technology curriculum design and simulation of electronic technology is an important part of the course

6、, the purpose is to hand enables us to further understand the basic content of course, master digital system design and debug method, increase the applications of integrated circuits, cultivate our knowledge of the practical ability and the ability of analyzing and solving problems.This design is ma

7、inly adopts the cars are based on single-chip microcomputer control circuit design, the design method of the single chip microcomputer control by car tail lights display circuit, can be very good comprehensively, we have learned the SCM, C, analog knowledge, be familiar with the basic methods of ele

8、ctronic circuit design.This paper introduces a kind of AT89S52 SCM as the core to control circuit. Through the simulation test light-emitting diodes (leds) to realize the automobile tail lights in four cases of normal, left, right, temporary brake. The car is its operation mode are the most direct m

9、eans, four different situation corresponding four lights, make pedestrians, or other vehicles, it is clear of dynamic change. To avoid traffic accidents. Design the circuit must be in strict compliance with the traffic rules, shining out accurate, or taillights wont let pedestrians, or other vehicle

10、s from misunderstandings.Key words: AT89S52 SCM leds switch control design procedure緒 論汽車作為現(xiàn)代交通工具已大量進入人們的生活，隨著電子技術的發(fā)展，對于汽車的控制電路，也已從過去的全人工開關控制發(fā)展到了智能化控制。在夜晚或因天氣原因能見度不高的時候，人們對汽車安全行駛要求很高汽車尾燈控制系統(tǒng)給大家?guī)砹朔奖?。汽車尾燈控制器是隨汽車智能化技術的發(fā)展而迅速發(fā)展起來的，汽車尾燈一般是用基于微處器的硬件電路結構構成，正因為硬件電路的局限性，不能隨意的更改電路的功能和性能，且可靠性得不到保證，因此對汽車尾燈控制系統(tǒng)的

11、發(fā)展帶來一定的局限性。難以滿足現(xiàn)代汽車的智能化發(fā)展。 隨著(EDA)仿真技術的發(fā)展，數(shù)字系統(tǒng)的設計技術和設計工具發(fā)生了深刻的變化。利用硬件描述語言對數(shù)字系統(tǒng)的硬件電路進行描述是EDA的關鍵技術之一。C語言是目前主流的硬件描述語言，它具有很強的電路描述和建模能力，且有與具體硬件電路無關和與設計平臺無關的特性在語言易讀性和層次化結構設計方面表現(xiàn)出強大的生命力和應用潛力。 1設計內容及要求1.1 設計目的及主要任務1.1.1 設計目的（1）學會根據(jù)已學知識設計具有某一特定功能的電路；（2）學會基本電路的組裝與調試。1.1.2 設計任務及主要技術指標1、本設計既可以使用中、小規(guī)模集成電路芯片7400、

12、7404、74138、7476、7486和其它器件實現(xiàn)對汽車尾燈顯示的控制功能。本設計也可以使用單片機系統(tǒng)構建簡易頻率計。工作電源Vcc 為12V。電路組成框圖如圖1所示： 圖1-1 電路框架圖 2、課程設計工作量：1周。3、技術要求：設汽車尾部左右兩側各有3個指示燈（用發(fā)光管模擬），要求是： 汽車正常行駛時，尾燈全部熄滅。 當汽車右轉彎時，右側3個指示燈按右循順序點亮。 當汽車左轉彎時，左側3個指示燈按左循順序點亮。 臨時剎車時，所有指示燈同時閃爍。 選擇電路方案，完成對確定方案電路的設計。計算電路元件參數(shù)與元件選擇、并畫出總體電路原理圖，闡述基本原理。制作實際運行裝置。4、查閱至少5篇參考

13、文獻。按武漢理工大學課程設計工作規(guī)范要求撰寫設計報告書。全文用A4紙打印，圖紙應符合繪圖規(guī)范。2方案論證和確定2.1 方案論證2.1.1 方案一通過把脈沖電路、開關控制電路、三進制電路、譯碼與顯示驅動電路等模塊組合來實現(xiàn)。首先，通過555定時器構成的多諧振蕩器產(chǎn)生頻率為1Hz的脈沖信號，該脈沖信號用于提供給雙J-K觸發(fā)器構成的三進制計數(shù)器和開關控制電路中的三輸入與非門的輸入信號。其次，雙J-K觸發(fā)器構成的三進制計數(shù)器用于產(chǎn)生00、01、10的循環(huán)信號，此信號提供左轉、右轉的原始信號。最后，左轉、右轉的原始信號通過6個與非門以及7410提供的高低電位信號，將原始信號分別輸出到左、右的3個汽車尾燈

14、上。得到的信號即可輸出到發(fā)光二極管上，實現(xiàn)所需功能。2.1.2 方案二通過AT89S52單片機編寫程序，來控制LED的亮滅。這種方案中單片機編程較直接，用硬件電路搭建方便，通過AT89S52單片機編寫程序，來控制LED的亮滅。這樣可以大大簡化系統(tǒng)結構，材料的成本。提高系統(tǒng)的先進性和可靠性，能實現(xiàn)控制器的系統(tǒng)編程。采用這種器件開發(fā)的數(shù)字系統(tǒng)其升級與改進極為方便。經(jīng)過小組商量，我們選擇了使用第二種方法。一、由于現(xiàn)在單片機技術普及，加上用單片機實現(xiàn)起來很方便也很簡單，所以我決定使用單片機來驅動整個電路的運行。二、單片機的運行都是要有晶振驅動的，有的單片機是內部晶振驅動單片機，有的單片機是外部設計含有

15、晶振的驅動電路來驅動單片機的運行。所以要設計一個驅動電路去驅動單片機。三、需要往單片機中下載編好的程序，一是用在線下載，二是用下載器下載到單片機中。在沒有下載器的情況下，使用在線下載很方便。 2.2 方案確定雖然方案一所利用的知識是我們現(xiàn)階段所學過的，電路簡單并且對于我們大多數(shù)人來說更容易實現(xiàn), 但這種方案的實現(xiàn)復雜，成本高，調試起來不容易成功，太過繁瑣。方案二是利用單片機控制六個LED燈的暗滅來實現(xiàn)汽車尾燈電路編程較直接，用硬件電路搭建方便，通過AT89S52單片機編寫程序，來控制LED的亮滅。這樣可以大大簡化系統(tǒng)結構，降低材料的成本。提高系統(tǒng)的先進性和可靠性，能實現(xiàn)控制器的系統(tǒng)編程。采用這

16、種器件開發(fā)的數(shù)字系統(tǒng)其升級與改進極為方便。3設計方案規(guī)劃及設計3.1 系統(tǒng)設計框架圖如圖3-1所示。方案確定（單片機）KEIL軟件編程PROTEUS軟件仿真測試元器件選擇與電路板焊接調試及問題解決圖3-1 框架圖3.2 電路設計設計一個汽車尾燈控制電路，用6個發(fā)光二極管模擬汽車尾燈，即左尾燈（L1-L3）3個發(fā)光二極管；右尾燈（D1-D3）3個發(fā)光二極管。用兩個開關分別控制左轉彎尾燈顯示和右轉彎尾燈顯示。當右轉彎開關被打開時，右轉彎尾燈顯示的3個發(fā)光二極管按右循環(huán)顯示。當左轉彎開關被打開時，左轉彎尾燈顯示的3個發(fā)光二極管按左循環(huán)顯示。當急剎車時，6個發(fā)光二極管閃爍。根據(jù)以上要求，要實現(xiàn)當右轉彎

17、開關打開時，右轉彎尾燈顯示的3個發(fā)光二極管按右循環(huán)規(guī)律顯示，如圖3.2；當左轉彎開關打開時如圖3.3；急剎車時如圖3.4。根據(jù)不同的狀態(tài)，繪制汽車尾燈和汽車運行狀態(tài)表如表3.1所示。設左轉彎按鍵為key1，右轉彎按鍵為key2，急剎車按鍵為key3，增加key4作為正常行駛開關?？傠娐穲D如下所示 圖3-2 總電路圖經(jīng)過以上所述的設計內容及要求的分析，可以將電路分為以下幾部分：按鍵電路、LED顯示電路、含有晶振的驅動的電路、復位電路。3.3 單元電路3.3.1含有晶振的驅動的電路：沒有驅動電路的話，也就是晶振不起振，那單片機就不能工作。如圖3-3所示。 圖3-3 晶振電路圖使用的是12M的晶振，

18、兩個電容一般為30P。3.3.2 復位電路VCC上電時，C充電，在10K電阻上出現(xiàn)電壓，使得單片機復位；幾個毫秒后，C充滿，10K電阻上電流降為0，電壓也為0，使得單片機進入工作狀態(tài)。工作期間，按下S，C放電。S松手，C又充電，在10K電阻上出現(xiàn)電壓，使得單片機復位。幾個毫秒后，單片機進入工作狀態(tài)。 圖3-4復位電路圖3.3.3 LED燈電路LED電路：要在左轉向的時候，左邊的3個燈左循環(huán)點亮，右轉向的時候，右邊的3個燈右循環(huán)循環(huán)點亮，急剎車的時候全部的LED閃爍，于是我選擇了左循環(huán)的3個不同顏色的LED，右循環(huán)的3個LED的顏色和左循環(huán)的3個LED顏色一樣，當循環(huán)點亮的時候很直觀。圖3-5

19、LED燈電路3.3.4開關控制電路圖3-6 開關控制電路按鍵電路：第一個為左轉彎，第二個為正常行駛，第三個為右轉彎，第四個為臨時剎車。單片機在不停的掃描4個按鍵相連的IO口的高低電平，當4個按鍵中的一個按鍵按下去后，單片機會確定是哪個按鍵按下去了；當沒有按鍵按下去的時候，這4個IO口管腳都是低電平；當某一個按鍵按下去后，與該按鍵想連接的IO口管腳變成高電平。4程序設計4.1 設計語言 C語言的介紹C語言是Combined Language（組合語言）的中英混合簡稱。是一種計算機程序設計語言。它既具有高級語言的特點，又具有匯編語言的特點。它可以作為工作系統(tǒng)設計語言，編寫系統(tǒng)應用程序，也可以作為應

20、用程序設計語言，編寫不依賴計算機硬件的應用程序。因此，它的應用范圍廣泛，不僅僅是在軟件開發(fā)上，而且各類科研都需要用到C語言，具體應用比如單片機以及嵌入式系統(tǒng)開發(fā)。C語言發(fā)展如此迅速，而且成為最受歡迎的語言之一，主要因為它具有強大的功能。許多著名的系統(tǒng)軟件，如DBASE 都是由C 語言編寫的。用C 語言加上一些匯編語言子程序，就更能顯示C 語言的優(yōu)勢了，像PC- DOS 、WORDSTAR等就是用這種方法編寫的。4.2 實驗程序#include#define uint unsigned int#define uchar unsigned charsbit D1=P10;sbit D2=P11;s

21、bit D3=P12;sbit D4=P13;uchar code tabal=0xfe,0xfd,0xfb,0xf7,0xef,0xdf;void delay(uint z) /延時函數(shù)uint x,y;for(x=z;x0;x-)for(y=110;y0;y-);void main() int a,b;P0=0xff;P1=0x00;while(D1=1) /汽車左轉彎 a=2;for(;a=0;a-)P0=tabala;delay(500);while(D2=1) /正常行駛P0=0xff;while(D3=1) /汽車右轉彎 b=3;for(;b6;b+)P0=tabalb;delay

22、(500);while(D4=1) /臨時剎車P0=0xc0;delay(500);P0=0xff;delay(500);5電路仿真、制作與調試5.1 電路仿真5.1.1 設計軟件Proteus的介紹Proteus(海神)的ISIS是一款Labcenter出品的電路分析實物仿真系統(tǒng)，可仿真各種電路和IC，并支持單片機，元件庫齊全，使用方便，是不可多得的專業(yè)的單片機軟件仿真系統(tǒng)。它可以仿真、分析各種模擬電路與集成電路，軟件提供了大量模擬與數(shù)字元器件及外部設備，各種虛擬儀器，特別是它具有對單片機及其外圍電路組成的綜合系統(tǒng)的交互仿真功能。該軟件的特點：1. 全部滿足我們提出的單片機軟件仿真系統(tǒng)的標準

23、，并在同類產(chǎn)品中具有明顯的優(yōu)勢。2. 具有模擬電路仿真、數(shù)字電路仿真、單片機及其外圍電路組成的系統(tǒng)的仿真、RS-232動態(tài)仿真、C調試器、SPI調試器、鍵盤和LCD系統(tǒng)仿真的功能；有各種虛擬儀器，如示波器、邏輯分析儀、信號發(fā)生器等。3. 目前支持的單片機類型有：68000系列、8051系列、AVR系列、PIC12系列、PIC16系列、PIC18系列、Z80系列、HC11系列以及各種外圍芯片。4. 支持大量的存儲器和外圍芯片。總之該軟件是一款集單片機和SPICE分析于一身的仿真軟件，功能極其強大 ，可仿真51、AVR、PIC。5.1.2 仿真過程 1.左轉彎仿真圖圖5-1左轉彎圖(a)圖5-2左

24、轉彎圖（b）圖5-3左轉彎圖（c）2.右轉彎 圖5-4右轉彎圖（a）圖5-5右轉彎圖（b） 圖5-6右轉彎圖（c）3.臨時剎車 圖5-7臨時剎車圖（a）圖5-8臨時剎車圖（b）5.2 電路制作與調試按圖3原理圖焊接好電路，并進行以下操作：閉合開關1，左邊三個燈左循環(huán)點亮，表示左轉彎；閉合快關2，燈全滅，表示汽車正常行駛；閉合開關3，右邊三個燈右循環(huán)點亮，表示汽車右轉彎；閉合開關4，六個燈全部閃爍，表示汽車剎車。以上表明所焊的電路能夠正常工作。6課程設計小結本次課程設計是我目前收獲最大的一次課程設計。我是工學專業(yè)的學生，設計是我們將來必需的技能，這次課程設計恰恰給我們提供了一個應用自己所學知識的機會，從到圖書館查找資料到對電路的設計對電路的仿真再到最后電路的成型，都對我所學的知識進行了檢驗?？梢哉f，本次課程設計有苦也有甜。 設計思路是最重要的，只要