數(shù)字電路課設(shè)0汽車尾燈

1、課程設(shè)計任務(wù)書學(xué)生姓名： 專業(yè)班級：電子科學(xué)與技術(shù)0803班指導(dǎo)教師： 工作單位： 信息工程學(xué)院 題 目: 汽車尾燈控制器的電路設(shè)計 初始條件： 本設(shè)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(shí)現(xiàn)對汽車尾燈顯示的控制功能。本設(shè)計也可以使用單片機(jī)系統(tǒng)構(gòu)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(wù): （包括課程設(shè)計工作量及技術(shù)要求，以及說明書撰寫等具體要求）1、課程設(shè)計工作量：1周。2、技術(shù)要求：設(shè)汽車尾部左右兩側(cè)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(dāng)汽車右轉(zhuǎn)彎時，右側(cè)3個指示燈按右循順序點(diǎn)亮。 當(dāng)汽車左轉(zhuǎn)彎時，左側(cè)3個指示燈按左循順序點(diǎn)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(shè)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(shí)際運(yùn)行裝置。3、查閱至少5篇參考文獻(xiàn)。按武漢理工大學(xué)課程設(shè)計工作規(guī)范要求撰寫設(shè)計報告書。全文用A4紙打印，圖紙應(yīng)符合繪圖規(guī)范。時間安排：1、 2010 年 6月 28 日集中，作課設(shè)具體實(shí)施計劃與課程設(shè)計報告格式的要求說明。2、 2010 年 6 月 28 日，查閱相關(guān)資料，學(xué)習(xí)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(shè)計。2、 2010 年 6 月 30日 至 2010 年 7 月 1日，電路調(diào)試和設(shè)計說明書撰寫。3、 2010 年 7 月 2 日上交課程設(shè)計成果及報告，同時進(jìn)行答辯。課設(shè)答疑地點(diǎn)：鑒主14樓電子科學(xué)與技術(shù)實(shí)驗(yàn)室。指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日系主任（或責(zé)任教師）簽名： 年 月 日目 錄摘 要ABSTRACT緒 論 1設(shè)計內(nèi)容及要求11.1 設(shè)計的目的及主要任務(wù)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(shè)計方案及設(shè)計43.1系統(tǒng)設(shè)計框圖4 3.2 電路設(shè)計4 3.3 單元電路5 4程序設(shè)計 8 4.1 設(shè)計語言C語言的介紹84.2實(shí)驗(yàn)程序85電路仿真、制作與

4、調(diào)試10 5.1電路仿真 10 5.2 電路制作與調(diào)試 136課程設(shè)計小結(jié)14參考文獻(xiàn) 15附錄16摘 要課程設(shè)計作為數(shù)字電子技術(shù)和模擬電子技術(shù)課程的重要組成部分，目的是一方面使我們能夠進(jìn)一步理解課程內(nèi)容，基本掌握數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計和調(diào)試的方法，增加集成電路應(yīng)用知識，培養(yǎng)我們的實(shí)際動手能力以及分析、解決問題的能力。本設(shè)計主要采用的是基于單片機(jī)的汽車尾燈控制電路的設(shè)計方法,通過設(shè)計單片機(jī)控制汽車尾燈顯示電路，能很好的綜合運(yùn)用我們所學(xué)到的單片機(jī),C語言,模擬電路知識,熟悉電子電路設(shè)計的基本方法。本文介紹了一種以AT89S52單片機(jī)為核心的控制電路。試驗(yàn)通過發(fā)光二極管模擬汽車尾燈來實(shí)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(yùn)行方式的最直接表示方式，四種不同情況對應(yīng)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(shè)計此電路必須要求嚴(yán)格符合交通規(guī)則，尾燈閃亮或熄滅準(zhǔn)確，才不會讓行人或其他車輛產(chǎn)生誤解。關(guān)鍵詞：AT89S52 單片機(jī) 發(fā)光二極管 開關(guān)控制 設(shè)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(jìn)入人們的生活，隨著電子技術(shù)的發(fā)展，對于汽車的控制電路，也已從過去的全人工開關(guān)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)砹朔奖恪Ｆ囄矡艨刂破魇请S汽車智能化技術(shù)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(jié)構(gòu)構(gòu)成，正因?yàn)橛布娐返木窒扌?，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(shù)的發(fā)展，數(shù)字系統(tǒng)的設(shè)計技術(shù)和設(shè)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(jìn)行描述是EDA的關(guān)鍵技術(shù)之一。C語言是目前主流的硬件描述語言，它具有很強(qiáng)的電路描述和建模能力，且有與具體硬件電路無關(guān)和與設(shè)計平臺無關(guān)的特性在語言易讀性和層次化結(jié)構(gòu)設(shè)計方面表現(xiàn)出強(qiáng)大的生命力和應(yīng)用潛力。 1設(shè)計內(nèi)容及要求1.1 設(shè)計目的及主要任務(wù)1.1.1 設(shè)計目的（1）學(xué)會根據(jù)已學(xué)知識設(shè)計具有某一特定功能的電路；（2）學(xué)會基本電路的組裝與調(diào)試。1.1.2 設(shè)計任務(wù)及主要技術(shù)指標(biāo)1、本設(shè)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(shí)現(xiàn)對汽車尾燈顯示的控制功能。本設(shè)計也可以使用單片機(jī)系統(tǒng)構(gòu)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(shè)計工作量：1周。3、技術(shù)要求：設(shè)汽車尾部左右兩側(cè)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(dāng)汽車右轉(zhuǎn)彎時，右側(cè)3個指示燈按右循順序點(diǎn)亮。 當(dāng)汽車左轉(zhuǎn)彎時，左側(cè)3個指示燈按左循順序點(diǎn)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(shè)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(shí)際運(yùn)行裝置。4、查閱至少5篇參考

13、文獻(xiàn)。按武漢理工大學(xué)課程設(shè)計工作規(guī)范要求撰寫設(shè)計報告書。全文用A4紙打印，圖紙應(yīng)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(guān)控制電路、三進(jìn)制電路、譯碼與顯示驅(qū)動電路等模塊組合來實(shí)現(xiàn)。首先，通過555定時器構(gòu)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(gòu)成的三進(jìn)制計數(shù)器和開關(guān)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(gòu)成的三進(jìn)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(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)的原始信號。最后，左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)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(shí)現(xiàn)所需功能。2.1.2 方案二通過AT89S52單片機(jī)編寫程序，來控制LED的亮滅。這種方案中單片機(jī)編程較直接，用硬件電路搭建方便，通過AT89S52單片機(jī)編寫程序，來控制LED的亮滅。這樣可以大大簡化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，材料的成本。提高系統(tǒng)的先進(jìn)性和可靠性，能實(shí)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(jìn)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(jī)技術(shù)普及，加上用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)起來很方便也很簡單，所以我決定使用單片機(jī)來驅(qū)動整個電路的運(yùn)行。二、單片機(jī)的運(yùn)行都是要有晶振驅(qū)動的，有的單片機(jī)是內(nèi)部晶振驅(qū)動單片機(jī)，有的單片機(jī)是外部設(shè)計含有

15、晶振的驅(qū)動電路來驅(qū)動單片機(jī)的運(yùn)行。所以要設(shè)計一個驅(qū)動電路去驅(qū)動單片機(jī)。三、需要往單片機(jī)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(jī)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(xué)過的，電路簡單并且對于我們大多數(shù)人來說更容易實(shí)現(xiàn), 但這種方案的實(shí)現(xiàn)復(fù)雜，成本高，調(diào)試起來不容易成功，太過繁瑣。方案二是利用單片機(jī)控制六個LED燈的暗滅來實(shí)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(jī)編寫程序，來控制LED的亮滅。這樣可以大大簡化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，降低材料的成本。提高系統(tǒng)的先進(jìn)性和可靠性，能實(shí)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(jìn)極為方便。3設(shè)計方案規(guī)劃及設(shè)計3.1 系統(tǒng)設(shè)計框架圖如圖3-1所示。方案確定（單片機(jī)）KEIL軟件編程PROTEUS軟件仿真測試元器件選擇與電路板焊接調(diào)試及問題解決圖3-1 框架圖3.2 電路設(shè)計設(shè)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(guān)分別控制左轉(zhuǎn)彎尾燈顯示和右轉(zhuǎn)彎尾燈顯示。當(dāng)右轉(zhuǎn)彎開關(guān)被打開時，右轉(zhuǎn)彎尾燈顯示的3個發(fā)光二極管按右循環(huán)顯示。當(dāng)左轉(zhuǎn)彎開關(guān)被打開時，左轉(zhuǎn)彎尾燈顯示的3個發(fā)光二極管按左循環(huán)顯示。當(dāng)急剎車時，6個發(fā)光二極管閃爍。根據(jù)以上要求，要實(shí)現(xiàn)當(dāng)右轉(zhuǎn)彎

17、開關(guān)打開時，右轉(zhuǎn)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(dāng)左轉(zhuǎn)彎開關(guān)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(yùn)行狀態(tài)表如表3.1所示。設(shè)左轉(zhuǎn)彎按鍵為key1，右轉(zhuǎn)彎按鍵為key2，急剎車按鍵為key3，增加key4作為正常行駛開關(guān)?？傠娐穲D如下所示 圖3-2 總電路圖經(jīng)過以上所述的設(shè)計內(nèi)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(qū)動的電路、復(fù)位電路。3.3 單元電路3.3.1含有晶振的驅(qū)動的電路：沒有驅(qū)動電路的話，也就是晶振不起振，那單片機(jī)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(fù)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(jī)復(fù)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(jī)進(jìn)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(jī)復(fù)位。幾個毫秒后，單片機(jī)進(jìn)入工作狀態(tài)。 圖3-4復(fù)位電路圖3.3.3 LED燈電路LED電路：要在左轉(zhuǎn)向的時候，左邊的3個燈左循環(huán)點(diǎn)亮，右轉(zhuǎn)向的時候，右邊的3個燈右循環(huán)循環(huán)點(diǎn)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(dāng)循環(huán)點(diǎn)亮的時候很直觀。圖3-5

19、LED燈電路3.3.4開關(guān)控制電路圖3-6 開關(guān)控制電路按鍵電路：第一個為左轉(zhuǎn)彎，第二個為正常行駛，第三個為右轉(zhuǎn)彎，第四個為臨時剎車。單片機(jī)在不停的掃描4個按鍵相連的IO口的高低電平，當(dāng)4個按鍵中的一個按鍵按下去后，單片機(jī)會確定是哪個按鍵按下去了；當(dāng)沒有按鍵按下去的時候，這4個IO口管腳都是低電平；當(dāng)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(shè)計4.1 設(shè)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(jī)程序設(shè)計語言。它既具有高級語言的特點(diǎn)，又具有匯編語言的特點(diǎn)。它可以作為工作系統(tǒng)設(shè)計語言，編寫系統(tǒng)應(yīng)用程序，也可以作為應(yīng)

20、用程序設(shè)計語言，編寫不依賴計算機(jī)硬件的應(yīng)用程序。因此，它的應(yīng)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(yīng)用比如單片機(jī)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?yàn)樗哂袕?qiáng)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(shí)驗(yàn)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(zhuǎn)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(zhuǎn)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(diào)試5.1 電路仿真5.1.1 設(shè)計軟件Proteus的介紹Proteus(海神)的ISIS是一款Labcenter出品的電路分析實(shí)物仿真系統(tǒng)，可仿真各種電路和IC，并支持單片機(jī)，元件庫齊全，使用方便，是不可多得的專業(yè)的單片機(jī)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(shè)備，各種虛擬儀器，特別是它具有對單片機(jī)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(diǎn)：1. 全部滿足我們提出的單片機(jī)軟件仿真系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)

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(jī)及其外圍電路組成的系統(tǒng)的仿真、RS-232動態(tài)仿真、C調(diào)試器、SPI調(diào)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(jī)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?？傊撥浖且豢罴瘑纹瑱C(jī)和SPICE分析于一身的仿真軟件，功能極其強(qiáng)大 ，可仿真51、AVR、PIC。5.1.2 仿真過程 1.左轉(zhuǎn)彎仿真圖圖5-1左轉(zhuǎn)彎圖(a)圖5-2左

24、轉(zhuǎn)彎圖（b）圖5-3左轉(zhuǎn)彎圖（c）2.右轉(zhuǎn)彎 圖5-4右轉(zhuǎn)彎圖（a）圖5-5右轉(zhuǎn)彎圖（b） 圖5-6右轉(zhuǎn)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(diào)試按圖3原理圖焊接好電路，并進(jìn)行以下操作：閉合開關(guān)1，左邊三個燈左循環(huán)點(diǎn)亮，表示左轉(zhuǎn)彎；閉合快關(guān)2，燈全滅，表示汽車正常行駛；閉合開關(guān)3，右邊三個燈右循環(huán)點(diǎn)亮，表示汽車右轉(zhuǎn)彎；閉合開關(guān)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(shè)計小結(jié)本次課程設(shè)計是我目前收獲最大的一次課程設(shè)計。我是工學(xué)專業(yè)的學(xué)生，設(shè)計是我們將來必需的技能，這次課程設(shè)計恰恰給我們提供了一個應(yīng)用自己所學(xué)知識的機(jī)會，從到圖書館查找資料到對電路的設(shè)計對電路的仿真再到最后電路的成型，都對我所學(xué)的知識進(jìn)行了檢驗(yàn)?？梢哉f，本次課程設(shè)計有苦也有甜。 設(shè)計思路是最重要的，只要