畢業(yè)論文汽車照明控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)(DOC)

1、XXXX學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）汽車照明控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)學(xué)生:學(xué)號:專業(yè):班級:指導(dǎo)老師：自動(dòng)化與電子信息學(xué)院二 O 一二年六月XX：汽車照明控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)I摘要通過分析 LED 對日益嚴(yán)峻的能源危機(jī)和發(fā)展迅速的汽車產(chǎn)業(yè)產(chǎn)生的影響，提出了 基于單片機(jī)的 LED 汽車照明控制系統(tǒng)的方案。本次設(shè)計(jì)包括了電源模塊設(shè)計(jì)、傳感器 模塊設(shè)計(jì)、控制模塊設(shè)計(jì)、驅(qū)動(dòng)模塊設(shè)計(jì)和燈光模塊設(shè)計(jì)共五個(gè)部分。本次設(shè)計(jì)的核心 功能是依據(jù)外界的光線強(qiáng)度來自動(dòng)調(diào)整前照燈的亮度。在供電正常的情況下，傳感器將 采集的光照強(qiáng)度信息傳送給單片機(jī)，信息經(jīng)過單片機(jī)處理后直接送往驅(qū)動(dòng)模塊，然后再 驅(qū)動(dòng) LED 工作。此設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)在于使用的單片機(jī)能

2、夠自己編程實(shí)現(xiàn)智能控制；驅(qū)動(dòng)模 塊能夠在汽車在電源不穩(wěn)定的情況下使燈光模塊的驅(qū)動(dòng)電流恒定，防止電流對LED 造成損害；燈光模塊使用的是 LED，其優(yōu)點(diǎn)是發(fā)光效率高、啟動(dòng)性好、反應(yīng)速度快、能耗 低、壽命長等。在設(shè)計(jì)中使用軟件對系統(tǒng)進(jìn)行了仿真，證明了在外界光照強(qiáng)度變化的情 況下控制模塊的輸出信號會(huì)隨著改變，PWM 信號傳送給驅(qū)動(dòng)模塊后驅(qū)動(dòng)電流也跟著改 變，證實(shí)了此設(shè)計(jì)的可行性。關(guān)鍵詞：LED;汽車照明系統(tǒng);LED 驅(qū)動(dòng)電路；自動(dòng)控制四川理工學(xué)院本科畢業(yè)（設(shè)計(jì)）論文IIABSTRACTThrough the an alysis of the severe LED en ergy crisis and

3、 the rapid developme nt of theauto in dustry, the impact is put forward based on the sin gle chip microcomputer LED light ingcon trol system scheme of the car. This desig n in clud ing the power module desig n, sen sormodule desig n, con trol module desig n, driv ing module desig n and light module

4、desig n offive parts. The desig n is based on the core fun ctio n of external light in ten sity to automaticallyadjust light in ten sity. Un der no rmal operati on of the power supply, the sen sor will acquisition of the in ten sity in formatio n tran sfer to the microco ntroller, si ngle chip after

5、 process ingin formati on directly to the driver modules, and the n drive LED work. This desig n is to use theadvantages of the single chip microcomputer to make their own programming realize in telligent con trol; Driver module cannot stable power supply in car in the light of the module drivecurre

6、nt constant, prevent the current for LED cause damage; Light module USES is LED, itsadva ntage is high luminous efficie ncy, start the gen der is good, reacti on speed, low en ergycon sumpti on, long life and so on. In the desig n of the system software used in the simulation,the proof in the outsid

7、e world light intensity change control module as the output signal ofchange, PWM signals to drive after module drive current also follow change, con firmed thefeasibility of this desig n.Keywords: LED; Automobile Lighting System; The LED Drive Circuit; AutomaticControlXX：汽車照明控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目錄摘要. IABSTRACT .

8、II第 1章引言.11.1 汽車照明系統(tǒng)的發(fā)展 .11.2 能源危機(jī)與 LED .21.3 汽車產(chǎn)業(yè)與 LED .3第 2 章照明系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì) .52.1 系統(tǒng)的功能及構(gòu)成 .52.2 照明系統(tǒng)工作原理 .6第 3 章 照明系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) . 73.1 照明系統(tǒng)硬件總體設(shè)計(jì) .73.2 系統(tǒng)供電模塊.73.3 光照強(qiáng)度傳感器 .93.4 主控芯片設(shè)計(jì) .103.5 LED 及其驅(qū)動(dòng)器設(shè)計(jì) .123.5.1 LED 簡介.123.5.2 LED 驅(qū)動(dòng)方案 .143.6 LED 燈的選型 . 19第 4 章系統(tǒng)程序設(shè)計(jì).224.1 系統(tǒng)主程序設(shè)計(jì) .224.2 軟件介紹.234.2.1 Prote

9、us 軟件介紹 .234.2.2 MPLAB IDE 簡介.244.2.3 PIC 單片機(jī) C 語言編程簡介 .244.2.4 Hi-Tech PICC 的 C 語言開發(fā)工具簡介 .254.2.5 MPLAB-IDE 內(nèi)掛接PICC.264.2.6 LTspice IV 簡介 .264.3 基于 PICC 的 C 語言源程序編寫 .27第 5 章系統(tǒng)仿真與調(diào)試 .285.1 微控制器仿真設(shè)計(jì) .285.2 驅(qū)動(dòng)電路仿真設(shè)計(jì) .29第 6 章結(jié)束語.32致謝.33參考文獻(xiàn) .34XX：汽車照明控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)附錄 A.35附錄 B.39XX：汽車照明控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)1第 1 章引言1.1 汽車照明系

10、統(tǒng)的發(fā)展汽車前照燈系統(tǒng)的發(fā)展經(jīng)歷了多個(gè)階段：從最初的煤油燈發(fā)展到白熾燈；然后發(fā)展到 拋物面鹵鎢前照燈、自由曲面鹵鎢前照燈和投射系統(tǒng)前照燈；上世紀(jì)九十年代中期出現(xiàn)了 以氣體放電燈為光源的投影系統(tǒng)前照燈和自由曲面前照燈系統(tǒng)。汽車前照燈系統(tǒng)的每一個(gè)發(fā)展階段都蘊(yùn)含著對行車安全的不斷追求（行車安全涉及的要素主要包括駕駛員、行 人對面方向道路使用者、甚至交通信號標(biāo)志等）。提高行車安全的方式為：（1）規(guī)定車輛前照燈照明根據(jù)道路狀況使用近光和遠(yuǎn)光燈。近光為非對稱光，在正常行車時(shí)使用;遠(yuǎn)光在不影響其它道路使用者時(shí)使用，即燈光的使用不能造成光污染。（2）提高光的利用率。例如：使用相同的光源，自由曲面系統(tǒng)前照燈將光

11、的利用率從拋 物面自由曲面系統(tǒng)的 25%左右提高到了 40%以上（投影系統(tǒng)前照燈的光利用率比自由曲 面系統(tǒng)稍低,但使光型處于更加可控的狀態(tài)）。（3）提高光源的光通量，例如氣體放電燈光源的光通量比鹵鎢燈提高了3 倍，且光色更接近日光。此外放電燈比傳統(tǒng)的鹵鎢燈節(jié)能 2/3 以上。（4）在使用氣體放電燈的同時(shí)，必須裝備自動(dòng)調(diào)光系統(tǒng)（該系統(tǒng)保證近光燈在車加速減速、上坡下坡等各種變化的軸載荷條件下，燈光一直保證在設(shè)定的同一高度）和大燈清洗 系統(tǒng)（該系統(tǒng)保證對大燈隨時(shí)清潔，避免其對駕駛員和其它道路使用者造成眩光，即光污染）。然而，這還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，眾所周知，作為行車燈的近光，只能工作在一種模式，即一種固定 的

12、光型下，但是，實(shí)際的道路使用狀況、環(huán)境狀況、氣候狀況等等情況非常復(fù)雜。比如：岔路口很多的鄉(xiāng)間小路、彎道狀況、路口轉(zhuǎn)彎狀況、在高速路上駕駛、在國道上駕駛雨霧 天氣、紅綠燈和交通指示牌的識(shí)別等等。也正是這種復(fù)雜的道路環(huán)境和天氣狀況，使得交 通安全仍四川理工學(xué)院本科畢業(yè)（設(shè)計(jì)）論文2然存在巨大的隱患。統(tǒng)計(jì)表明，在歐洲那些車輛使用規(guī)范、車輛安全要求和駕駛 員素質(zhì)最高的國度，由于照明引起的交通事故（即如果在白天或者照明條件好則完全可以 避免的交通事故）達(dá)到 30%以上，造成的損失可想而知。再加上在路上行駛的車輛日益增 多、老年駕駛員的增多以及允許駕駛員駕駛年齡的延長（歐洲允許駕駛到 70 歲，老年人的視

13、力和反應(yīng)速度明顯下降）等等諸多因素使得行車安全問題更加突出。在這種條件下，智能型前照燈系統(tǒng)的誕生顯得尤為重要。1.2 能源危機(jī)與 LED近年來，隨著能源形勢的急劇變化，全球能源安全問題越來越受到國際社會(huì) 的廣泛關(guān)注。盡管各國對能源安全的理解和各自的戰(zhàn)略目標(biāo)不盡一致，但隨著全球化的 深入和能源相互依賴的加深，全球能源安全問題已成為影響未來國際能源形勢發(fā)展的重 要趨勢。我國是能源生產(chǎn)和消費(fèi)大國，我國今后的能源供求關(guān)系將對世界能源格局產(chǎn)生 較大影響。必須從宏觀的、長遠(yuǎn)的觀點(diǎn)來研究和把握我國的能源問題，以確?，F(xiàn)代化建 設(shè)有長期足夠的能源供應(yīng)。目前我國單位產(chǎn)值能耗是世界平均水平的3.8 倍，如果把單位產(chǎn)

14、值能耗降低到日本當(dāng)今的水平，就可能在今后 40 至 50 年內(nèi)不增加能源消耗量。我國著名能源學(xué)科專家、 中國科學(xué)院院士徐建中從戰(zhàn)略高度提出了解決我國能源問題的長效機(jī)制。他認(rèn)為，靠單 一措施不可能長效解決我國能源問題。他提出了一個(gè)中心，兩個(gè)基本點(diǎn)”的觀點(diǎn)，即以努力推進(jìn)節(jié)能和科學(xué)用能為指導(dǎo)思想和核心；抓緊石化燃料的潔凈技術(shù)和煤炭的多聯(lián)產(chǎn) 技術(shù)以及石油、天然氣的勘探、開采與利用；大力開發(fā)可再生能源和新能源。在照明節(jié) 能方面，徐建中特別強(qiáng)調(diào)了 LED（被譽(yù)為 半導(dǎo)體照明工程”的重要作用。他斷言，LED 必將是未來照明光源的發(fā)展趨勢。美國 2000 年制定的下一代照明計(jì)劃”被列入了能源法案，計(jì)劃從 20

15、00-2010 年,投 資 5億美元，用 LED 取代 55%的白熾燈和熒光燈，預(yù)計(jì)到 2025 年，固態(tài)照明光源的使 用將使照明用電減少一半，每年節(jié)電額達(dá) 350 億美元，形成一個(gè)每年產(chǎn)值超過 500 億美 元的半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)市場3。繼美國的 下一代照明計(jì)劃”日本的“21 世紀(jì)照明計(jì)劃” 歐盟的 彩虹計(jì)劃”和韓國的 固態(tài)照明計(jì)劃”后，2003 年我國成立國家半導(dǎo)體照明工程小 組，旨在整合資源、快速推進(jìn) LED 進(jìn)入照明市場。據(jù)中國工程院院士陳良惠預(yù)測，我 國在 2005-2015 年間，半導(dǎo)體照明可累計(jì)節(jié)能 4000 億度電，為用戶節(jié)約 2600 億元的電 費(fèi)支出，創(chuàng)造 1500 億元產(chǎn)值，

16、解決 100 萬人口的就業(yè)。我國照明用電每年在 3000 億度 以上，用 LED 取代全部白熾燈或部XX：汽車照明控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)3分取代熒光燈， 可以節(jié)省 1/3 的照明用電，就意味著 可以節(jié)約 1000 億度，相當(dāng)于三峽工程全年的發(fā)量。在能源日益短缺的背景下，利用 LED 的節(jié)能特點(diǎn)，開發(fā) LED 照明正是對政府提出的建設(shè)節(jié)約型社會(huì)的積極響應(yīng)。半導(dǎo)體照明由于技術(shù)的先進(jìn)性和產(chǎn)品使用的廣泛性，己經(jīng)被廣泛認(rèn)為是最具發(fā)展?jié)摿Φ母呒夹g(shù)領(lǐng)域之一。半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)具有明顯的節(jié)能和環(huán)保的效果，被認(rèn)為是一個(gè)戰(zhàn) 略性的高技術(shù)產(chǎn)業(yè)。近年來我國在發(fā)光二極管(LED)技術(shù)方面不斷取得突破，應(yīng)用越來越廣泛，特別是 國家半

17、導(dǎo)體照明工程”的正式啟動(dòng)，標(biāo)志著中國高亮度LED 產(chǎn)業(yè)進(jìn)入加速發(fā)展的新階段，為 LED 產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供了良好契機(jī)。1.3 汽車產(chǎn)業(yè)與 LED隨著我國經(jīng)濟(jì)的迅速增長，人民收入的增加和生活水平的提高，對汽車需求量在迅 速增加。中國汽車工業(yè)協(xié)會(huì)發(fā)布了2010 年汽車產(chǎn)銷整體狀況，全年汽車產(chǎn)銷量分別達(dá)到 1826.47 萬輛和 1806.19 萬輛，同比增長 22.3%和 17.9%。汽車產(chǎn)銷雙雙超過 1800 萬 輛，創(chuàng)新高，穩(wěn)居全球產(chǎn)銷第一。2011 年，汽車產(chǎn)銷 1841.89 萬輛和 1850.51 萬輛，同 比增長0.84%和 2.45%。中國汽車工業(yè)將像 20 世紀(jì) 90 年代以來中國電訊工

18、業(yè)一樣高速 發(fā)展，成為中國工業(yè)的強(qiáng)大支柱。汽車產(chǎn)業(yè)將成為帶領(lǐng)中國經(jīng)濟(jì)邁入新階段的最有影響的產(chǎn)業(yè)之一。汽車產(chǎn)業(yè)的蓬勃興起，帶動(dòng)了汽車零部件技術(shù)的快速發(fā)展，各種新技術(shù)層出不窮。隨著現(xiàn)代汽車的外形 越來越流線、簡潔和輕盈，要求汽車前照燈體積越來越?。和瑫r(shí)車速的進(jìn)一步提高，也使 汽車燈具朝著更高的照明效率、更廣泛的照明適應(yīng)性、更節(jié)能、環(huán)保和安全的方向發(fā)展。 采用 LED作為汽車前照燈的光源有不少獨(dú)特的優(yōu)勢，除了幾乎無啟動(dòng)時(shí)間(即點(diǎn)即亮， 而氨氣燈需要 4秒鐘達(dá) 80%的全光通輸出)和低電壓帶來的電氣安全、壽命長外，特別 是它由若干個(gè) LED 組成一個(gè)燈具，使燈具的外形具有極大的可塑性，它可以融合到更

19、新的現(xiàn)代汽車設(shè)計(jì)理念中，為創(chuàng)造新的車型，滿足用戶個(gè)性化需求提供更好的技術(shù)基礎(chǔ) 與物質(zhì)保證。LED 以其體積小、壽命長、能耗低、耐震動(dòng)、啟動(dòng)時(shí)間快等優(yōu)勢已經(jīng)成為 新一代汽車光源技術(shù)的首選。從 1985 年 LED 被應(yīng)用于汽車信號燈上以來，LED 已經(jīng)陸續(xù)被應(yīng)用在汽車內(nèi)外車燈 等領(lǐng)域。2005 年全球汽車照明用 LED 市場規(guī)模達(dá) 5.3 億美元。到 2006 年，LED 己經(jīng)可 以應(yīng)用到前照燈外的汽車所有照明器件上，超過 50%的新車款將 LED 應(yīng)用到汽車照明 系統(tǒng)中，市場四川理工學(xué)院本科畢業(yè)（設(shè)計(jì)）論文4規(guī)模則超過了 6.5 億美元至 2011 年我國 LED 產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值達(dá) 1540 億元，

20、同比 增長 22%，產(chǎn)量同比增長 50%。預(yù)計(jì) 2012 年在照明產(chǎn)品的帶動(dòng)下，行業(yè)產(chǎn)值有望達(dá)到 2000 億元，同比增長30%。為拓展 LED 在汽車領(lǐng)域的應(yīng)用市場以及在未來車燈市場上 搶占先機(jī)，近年來全球各大燈具公司都對大功率白光 LED 在汽車前照燈上的應(yīng)用研究 投入了大量人力、物力、財(cái)力，并陸續(xù)推出以白光 LED 為前照燈光源的車型。其中全 新奧迪 A6L 便采用 LED 前照燈與尾燈設(shè)計(jì)。大功率白光 LED 在汽車前照燈上的應(yīng)用將成為車用 LED 市場增長的重中之重。我 國汽車工業(yè)正處于大發(fā)展時(shí)期，是推廣超高亮度 LED 的極好時(shí)機(jī)，開發(fā) LED 汽車前照 燈對于推動(dòng)我國汽車工業(yè)的發(fā)

21、展意義重大。XX：汽車照明控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)5第 2 章照明系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)2.1 系統(tǒng)的功能及構(gòu)成自上世紀(jì) 90 年代白色 LED 的出現(xiàn)開始，其亮度增大趨勢是如此之快，以至于我們都 把它們視為 21 世紀(jì)的光源?，F(xiàn)在我們使用白色 LED 作為汽車前照燈的光源，這樣它們的 優(yōu)越性就可以得到充分的展示。這種新系統(tǒng)比通常使用的鹵鎢燈要明亮，與 HID 頭燈的亮度差不多。但是考慮到 LED 光源特有的優(yōu)越性，比如重量輕、安裝深度小、耗能低、 壽命更長、沒有環(huán)境污染等，它們的確更適合作為下一代汽車前照燈系統(tǒng)的光源4?；?此，使用 LED 作為汽車照明控制系統(tǒng)的一部分更符合綠色環(huán)保的觀念，此系統(tǒng)有以下功

22、能：在手動(dòng)開啟照明系統(tǒng)后，系統(tǒng)通過獲取光照強(qiáng)度傳感器的輸出信號，判斷當(dāng)前行駛 狀態(tài)下的外界光照環(huán)境，并對汽車 LED 前照燈進(jìn)行亮度調(diào)節(jié)，使系統(tǒng)能夠在外界光量 不足的時(shí)，自動(dòng)提升前照燈亮度，外界光量充足時(shí)自動(dòng)降低前照燈亮度以節(jié)約能源。基于單片機(jī)的 LED 照明控制系統(tǒng)主要由獲取必要汽車照明亮度的傳感器模塊、微 控制器模塊、驅(qū)動(dòng)模塊、LED 模塊以及電源模塊等部分組成。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖如下：圖 2.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖四川理工學(xué)院本科畢業(yè)（設(shè)計(jì)）論文62.2 照明系統(tǒng)工作原理打開系統(tǒng)后，安裝在汽車前部的亮度傳感器采集到外部的光照亮度，通過其中的轉(zhuǎn)換電路和調(diào)理電路把采集到的亮度信號轉(zhuǎn)換成 4-20mA

23、 的標(biāo)準(zhǔn)電流信號。當(dāng) AN1 或 AN2 輸入為高電平，即開啟遠(yuǎn)光燈或近光燈時(shí)，開啟 A/D 轉(zhuǎn)換。傳感器輸出端與微控制器的 AN0 端相連，即接入到模擬信號輸入端，微控制器內(nèi)置的A/D 能夠把標(biāo)準(zhǔn)的模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，以便于微控制器處理。微控制器根據(jù)得到的數(shù)字信號和編入其中的程 序的值相比較，算出需要的 PWM 占空比的大小。PWM 信號輸出端連接到 LED 驅(qū)動(dòng)模 塊的信號輸入端上，驅(qū)動(dòng)模塊通過接收到的 PWM 信號來調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)電流的大小。驅(qū)動(dòng)電 流直接作用到LED 上，以控制 LED 燈的亮度。LED 在工作中會(huì)發(fā)熱，會(huì)影響到 LED 的亮度。為了解決這一問題，在驅(qū)動(dòng)電路中 的模擬調(diào)光

24、端使用了 NTC 熱敏電阻，將 NTC 與 LED 安裝到一起，隨著 LED 的溫度升 高 NTC 阻值會(huì)變大，驅(qū)動(dòng)電路的模擬調(diào)光端電流減小，從而使LED 的驅(qū)動(dòng)電流減小以降低 LED 端的溫度，使 LED 處于正常工作狀態(tài)。XX：汽車照明控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)7第 3 章照明系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)3.1 照明系統(tǒng)硬件總體設(shè)計(jì)亮度傳感器將探測到得信號發(fā)送給 PIC16f877 微控制器，微控制器根據(jù)信號判斷亮 度狀況，并發(fā)送 PWM 信號控制 LED 驅(qū)動(dòng)電路進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整，以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能。系統(tǒng) 的整體控制方案如圖 3-1 所示：圖 3-1 系統(tǒng)硬件總設(shè)計(jì)框圖3.2 系統(tǒng)供電模塊電源作為電氣、電子設(shè)備必不可少的能

25、源供應(yīng)部件，需求日益增加，而且對電源的 功能、穩(wěn)定性等各項(xiàng)的指標(biāo)也提出了更高的要求。本系統(tǒng)需要為微控制器和傳感器提供 恒定的電壓，才能保證系統(tǒng)的正常工作。其中微控制器使用5V 直流電源，傳感器使用的是 12V 直流電源。蓄電池在停車熄火時(shí)正常電壓為12V 左右，而正常工作時(shí)充電壓為 14.3 伏，在啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的幾秒時(shí)間內(nèi)電壓會(huì)變的較低， 從而影響汽車上其它用電部件的正常工作，因而就需要使用電源穩(wěn)壓模塊來使汽車在上述情況時(shí)穩(wěn)定電壓。三端穩(wěn)壓集成電路 lm7805 和 Im7812。電子產(chǎn)品中，常見的三端穩(wěn)壓集成電路有正 電壓輸出的 Im78 蠢系列和負(fù)電壓輸出的 Im79XX系列。顧名思義，三端

26、 IC 是指這種穩(wěn) 壓用的集成電路，只有三條引腳輸出，分別是輸入端、接地端和輸出端。用Im78/lm79系列三端穩(wěn)壓 IC 來組成穩(wěn)壓電源所需的外圍元件極少，電路內(nèi)部還有過流、過熱及調(diào) 整管的保護(hù)電路，使用起來可靠、方便，而且價(jià)格便宜。該系列集成穩(wěn)壓IC 型號中的Im78 或 Im79 后面的數(shù)字代表該三端集成穩(wěn)壓電路的輸出電壓，如 lm7806 表示輸出電 壓為四川理工學(xué)院本科畢業(yè)（設(shè)計(jì)）論文8正 6V，Im7909 表示輸出電壓為負(fù) 9V。在汽車發(fā)動(dòng)之后，電源從蓄電池自動(dòng)切換到 發(fā)電機(jī)電源。在實(shí)際應(yīng)用中，應(yīng)在三端集成穩(wěn)壓電路上安裝足夠大的散熱器（當(dāng)然小功率的條件下不用）。當(dāng)穩(wěn)壓管溫度過高時(shí)

27、，穩(wěn)壓性能將變差，甚至損壞。7805IC 封裝圖如圖 3-2所示。圖中的引腳號標(biāo)注方法是按照引腳電位從高到底的順序標(biāo)注的。這樣標(biāo)注便于記 憶。引腳為最高電位，腳為最低電位，腳居中。從圖中可以看出，不論正壓還是 負(fù)壓，腳均為輸出端。對于 Im78*正壓系列，輸入是最高電位，自然是腳，地端 為最低電位，即腳，如圖 3-2 所示?？刂葡到y(tǒng)中 LM7805/LM7812 的電路圖 3-3 所示：圖 3-3 LM7805/LM7812 的電路圖In put 為電壓輸入端，Output 為電壓輸出端，GND 為接地端。電路圖中的 0.33uF,O.luF 的電容是旁路電容，作用是抑制電路中可能產(chǎn)生的自激振

28、蕩，盡量放在管腳根部，XX：汽車照明控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)9其中引腳 In put 的電容大于引腳 Output 的電容，是為了防止 In put 處的電容漏電時(shí)，放 電速度大于 Output 處（輸出端）的速度，導(dǎo)致穩(wěn)壓器倒置而損壞，二極管是為了當(dāng)有強(qiáng) 電磁干擾使 地線電平”高于輸出電平，使穩(wěn)壓器內(nèi)部晶體管反向偏置而損壞設(shè)立的，這 樣經(jīng)可以使壓差在 0.7V 左右而不至于損壞。GND 端直接接地，輸入端接入汽車的 12V 蓄電池，發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后使用的是汽車的發(fā)電機(jī)供電電壓為14.3VLM7805 輸出 5V 電壓，為微控制器供電；LM7812 輸出 12V 電壓，為傳感器供電。3.3 光照強(qiáng)度傳感器當(dāng)

29、外界亮度變化的時(shí)候，前照燈需要的亮度也需要跟著變化。外界光照強(qiáng)度低的時(shí) 候，相應(yīng)得到的燈光亮度就高；外界光照強(qiáng)度高的時(shí)候，相應(yīng)得到的燈光亮就低，以達(dá) 到合適的亮度為宜。從而達(dá)到節(jié)約能源的目的。在采集外界光照強(qiáng)度的時(shí)候就需要用到 光照強(qiáng)度傳感器了，它能夠把采集到的信號轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)的輸出信號，傳輸給主控芯片以 達(dá)到自動(dòng)調(diào)整光照強(qiáng)度的目的，傳感器在將光照強(qiáng)度轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)輸出信號的時(shí)候，其照 度與輸出電流幾乎是線性關(guān)系。光敏二極管是將光信號變成電信號的半導(dǎo)體器件。它的核心部分也是一個(gè)PN 結(jié),和普通二極管相比，在結(jié)構(gòu)上不同的是，為了便于接受入射光照，PN 結(jié)面積盡量做的大一些，電極面積盡量小些，而且 PN

30、 結(jié)的結(jié)深很淺，一般小于 1 微米。光敏二極管是 在反向電壓作用之下工作的。沒有光照時(shí)，反向電流很?。ㄒ话阈∮?.1 微安），稱為暗電流。當(dāng)有光照時(shí)，攜帶能量的光子進(jìn)入 PN 結(jié)后，把能量傳給共價(jià)鍵上的束縛電子， 使部分電子掙脫共價(jià)鍵，從而產(chǎn)生電子空穴對，稱為光生載流子。它們在反向電壓作用 下參加漂移運(yùn)動(dòng)，使反向電流明顯變大，光的強(qiáng)度越大，反向電流也越大。這種特性稱 為“光電導(dǎo)”。光敏二極管在一般照度的光線照射下，所產(chǎn)生的電流叫光電流。如果在 外電路上接上負(fù)載，負(fù)載上就獲得了電信號，而且這個(gè)電信號隨著光的變化而相應(yīng)變化。RY-G/N 型光照度傳感器采用進(jìn)口硅光電池及先進(jìn)信號處理技術(shù)開發(fā)變送器輸

31、出，用于實(shí)現(xiàn)對環(huán)境光照度的測量，針對不同的領(lǐng)域開發(fā)出多種量程，輸出標(biāo)準(zhǔn)的電流或電 壓信號，外觀美觀，安裝簡單，密封性好。RY-G/N 型光照度傳感器參數(shù)如下:四川理工學(xué)院本科畢業(yè)(設(shè)計(jì))論文10量 程：100-2000 / 20K/ 200Klux供電電壓：DC12V輸出信號：4-20mA精度：3%安裝方式：標(biāo)準(zhǔn)安裝孔R(shí)Y-G/N 型光照度傳感器電路圖如圖 3-4 所示:圖 3-4 RY-G/N 型光照度傳感器電路圖3.4 主控芯片設(shè)計(jì)微控芯片是汽車電控裝置的大腦，負(fù)責(zé)采集傳感器的信號、運(yùn)算并發(fā)送指令控制系 統(tǒng)的其他部分工作，其性能的高低與否直接影響著整個(gè)電控裝置的運(yùn)行結(jié)果。因此選擇 一個(gè)合適

32、高效的微控芯片是個(gè)至關(guān)重要的問題。微控芯片的選擇主要考慮兩個(gè)方面：微控 芯片的性能和微控芯片的價(jià)格，芯片的性能必須滿足系統(tǒng)的要求，而芯片的價(jià)格也必須 考慮銷售市場的因素將芯片價(jià)格控制在一定的范圍內(nèi)。在選擇微控芯片時(shí)首先應(yīng)對該產(chǎn)品進(jìn)行市場調(diào)查確定該微控芯片的價(jià)格范圍，然后再在此范圍中挑選擁有能夠滿足系統(tǒng) 要求的性能的微控芯片。由于汽車產(chǎn)品的特殊性，其相關(guān)電子產(chǎn)品的技術(shù)必須成熟可靠 且具有高度的安全保證，且目前微控芯片的價(jià)格相對較低，所以在考慮微控芯片的選型 時(shí)通常優(yōu)先選用高性能的芯片作為系統(tǒng)的主控單元。本系統(tǒng)采用 Microchip 公司推出的 PIC16F87X 系列中的 PIC16F877

33、作為主控芯片，PIC16F877 基于哈弗結(jié)構(gòu)，其指令字節(jié)為 14 位，采用精簡指令集(RISC)技術(shù)。PIC16F87 芯片內(nèi)部包含 3 個(gè)定時(shí)器、8 通道 10 位 A/D 轉(zhuǎn)換器、2 路 PWM 脈沖輸出、看門狗、SPI 總線接口等，資源比較豐富，能滿足緊湊、穩(wěn)定的設(shè)計(jì)要求5。PIC16F877 芯片的引腳XX：汽車照明控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)11圖 3-5 PIC16F877 芯片的引腳其外圍特征：TimeO :帶有預(yù)分頻器的 8 位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器Timel:帶有預(yù)分頻器的 16 位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，在使用外部晶體振蕩時(shí)鐘時(shí)，在 Sleep 期間仍能工作Time2 :帶有 8 位周期寄存器，預(yù)分頻

34、器和后分頻器的8 位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器2 個(gè)捕捉器，比較器，PWM 模塊其中：捕捉器 16 位，最大分辨率為 12.5 ns比較器是 16 位，最大分辨率為 200nsPWM 最大分辨率是 10 位10 位多通道模塊/數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換帶有 SPI 和 I2C 模式的 SSP帶有 9 位地址探測的通用同步異步接受/發(fā)送器圖如圖 3-5 所示:PDIPMGLRMP*IANQT_”RAVAN1r 一RA2.rW2VH=F- _RAaJAN3inEF+一RA-iTOCKI *_RASI!AN4ISSUREOLiRDrANE REtiANB _RBZrC&AHIT VDD-VSSOSC1ICLKJIN-&a

35、mp;SC2tLK0UT - -RCO/TlOSOTiCKl *RC1/T1OSUCCP2 RCMCPI RCiSCS) ),SCL *_*RDfl.FSPO 4-RDliPSPl o-匸匚匚匚匚LJ.UULJEs Av 7 8 9 rtu111112R日胃PGDRBe.!PGCRB5 RB4屈引PGM尺自2RB1RBO.MNTVDV3SRf37iPSP7RID和衛(wèi)旳RDS-PSP5FffiKiPSPRC7.RWTRCfiiTXtKKS-SDORC4.,SDDARD3.PSP3RD2ssISPiLT3755-2i：Rtl&NPWMoufiGND圖 3-8LT3755 驅(qū)動(dòng)芯片LT375

36、5 的各引腳功能：VREF :參考電壓輸出引腳，通常為 2V。這個(gè)引腳可以通過一個(gè)電阻分壓器驅(qū)動(dòng) CTRL引腳。可以提供高達(dá) 100A 的電流。PWM :開關(guān)使能、模擬和 PWM 調(diào)光端。PWMOUT 引腳連接著 PWM 引腳。PWM 有一個(gè)內(nèi)部下拉電阻。如果不使用，貝 U 連接到 INTVCC 弓 I 腳。OPENLED :該引腳需要一個(gè)外部上拉電阻。 當(dāng) PWM 輸入為低電平、DC/DC 轉(zhuǎn)換 器處于空閑狀態(tài)時(shí)，OPENLED 引腳鎖存上一次 PWM 輸入為高電平時(shí)的有效狀態(tài)。當(dāng) PWM 輸入再次為高電平時(shí)，OPENLED 引腳將被更新。該引腳可用于報(bào)告 LED 的開路故障。SS：軟啟動(dòng)引

37、腳。該引腳用于調(diào)節(jié)振蕩器頻率和補(bǔ)償引腳 VC 的電壓。軟啟動(dòng)間隔 由一個(gè)外部電容器設(shè)置。 該引腳有一個(gè) 10A（典型） 的上拉電流源。 在欠壓條件 （檢測 SHDN/UVLO引腳）或限熱條件下，SS 引腳復(fù)位到 GND。XX：汽車照明控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)17RT:開關(guān)頻率調(diào)節(jié)引腳。使用接地電阻設(shè)置頻率。不能讓 RT 引腳開路。SHDN/UVLO :關(guān)閉和欠壓檢測引腳。INTVCC :為內(nèi)部負(fù)載、柵極驅(qū)動(dòng)和 PWMOUT 驅(qū)動(dòng)提供穩(wěn)壓電源由 VIN 供應(yīng)，調(diào) 節(jié)至7V （典型值）必須連接一個(gè) 4.7F 的旁路電容。如果 VIN 總是小于或等于 7V， INTVCC 直接與 VIN 相連。VIN :輸入

38、電源引腳。必須連接一個(gè) 0.22F （或更大）的旁路電容。 SENSE：控制 回路的電流檢測引腳。此引腳與開關(guān)電流檢測電阻，RSENSE 的一端與 NFET 的源極相 連。檢測電阻另一端連接到 GND。GATE : N 溝道 FET 的柵極驅(qū)動(dòng)輸出引腳。PWMOUT : PWM 信號的緩沖輸出。該引腳還具有 FB 過壓條件下的保護(hù)功能。FB: 電壓回路反饋引腳。FB 用于恒定電壓調(diào)節(jié)和 LED 開路檢測。通過 DC/DC 轉(zhuǎn)換器，內(nèi) 部跨導(dǎo)放大器調(diào)節(jié) FB 至 1.25V （額定）ISN :與電流反饋電阻負(fù)端連接。輸入偏置電流典型值為20A。3V 以下時(shí)，ISN 通過置 GATE 為 0V 來

39、達(dá)到短路電流保護(hù)。ISP:與電流反饋電阻正端連接。該管腳輸入偏置電流典型值為 30A。小于 3.1V 時(shí)， ISP具有短路電流保護(hù)功能。VC :跨導(dǎo)誤差放大輸出引腳，用于穩(wěn)定與一個(gè)帶有 RC 網(wǎng)絡(luò)的電壓回路。當(dāng) PWM 為低電平時(shí)，該引腳為高阻抗，為下一個(gè)PWM 電平狀態(tài)儲(chǔ)存需要的電流。該引腳與GND 之 間通過一個(gè)電容相連，一個(gè)電阻與電容串聯(lián)提供快速瞬態(tài)響應(yīng)。CTRL :電流檢測門限調(diào)整弓I腳。 調(diào)節(jié) VISP - VISN閾值。 CTRL線性范圍從GND 到1.1V。不要讓這個(gè)引腳開路。3.523 驅(qū)動(dòng)芯片工作原理LT3755 是一個(gè)恒定頻率、電流模式控制器。由 INTVCC 提供的內(nèi)部調(diào)

40、節(jié)的 7V 電 源來驅(qū)動(dòng)一個(gè)低壓側(cè)外部 N 溝道 MOSFET、GATE 引腳以及 PWMOUT 弓|腳。正常工作條件下，PWM 引腳為低電平時(shí)，GATE 和 PWMOUT 引腳輸出電壓為 0V, VC 引腳輸 出高阻四川理工學(xué)院本科畢業(yè)（設(shè)計(jì)）論文18抗，通過外部補(bǔ)償電容來存儲(chǔ)先前的開關(guān)狀態(tài)，ISP 和 ISN 引腳偏置電流降低到泄漏電流水平以下。當(dāng) PWM 引腳變?yōu)楦唠娖綍r(shí)，PWMOUT 經(jīng)過短暫的延遲后輸出高 電平。同時(shí)內(nèi)部振蕩器開始工作，打開外部功率MOSFET 開關(guān)（柵極變高）。和開關(guān)電流成比例的采樣電壓（通過檢測外部 SENSE 和 GND 輸入引腳之間的電流檢測電阻），與一個(gè)穩(wěn)定

41、的斜率補(bǔ)償電壓之和，作為開關(guān)電流檢測”信號反饋到 PWM 比較器的正極。在開關(guān)打開的時(shí)間內(nèi)外部電感上的電流穩(wěn)定增加。當(dāng)開關(guān)電流檢測電壓超過了誤差放大器的輸入（VC）時(shí)，鎖存器復(fù)位并且開關(guān)關(guān)閉。在關(guān)閉階段，電感電流下降。在每個(gè) 振蕩周期結(jié)束時(shí)，諸如斜率補(bǔ)償?shù)葍?nèi)部信號返回他們的初始值，然后等待新的周期。通 過這種周期循環(huán)，控制開關(guān)的導(dǎo)通時(shí)間，以調(diào)節(jié)負(fù)載的電流或電壓。是ISP 和 ISN、VC之間的電壓的放大信號，而基準(zhǔn)差異電壓由 CTRL 引腳設(shè)置。在這種方式下，誤差放大 器通過設(shè)置基準(zhǔn)的峰值開關(guān)電流大小來調(diào)節(jié)LED 電流。如果誤差放大器輸出增加，開關(guān)需要更大的電流，如果減少，需要的電流將減少。在

42、導(dǎo)通階段SENSE 引腳監(jiān)測開關(guān)電流，并且該引腳電壓不能超過 100mV 的電流限制閾值（典型值）。如果 SENSE 引腳 超過電流限制閾值時(shí)，無論 PWM 比較器輸出狀態(tài)如何，SR 鎖存器復(fù)位。同樣，ISP /ISN 共模電壓低于 3V 時(shí)，監(jiān)測 ISP 和 ISN 之間的差異，以確定是否輸出短路。如果 ISP 和 ISN 之間的電壓差大于 150mV（典型值） ， SR 鎖存器被復(fù)位。 這些功能是為了保護(hù)電 源開關(guān)以及 DC/DC轉(zhuǎn)換器電源路徑中的各種外部元件。電壓反饋模式工作原理與上述 電流模式類似，除了 VC引腳的電壓（此處為內(nèi)部基準(zhǔn)電 壓源 1.25V （額定）和 FB 引 腳的電壓

43、差放大值）。如果 FB引腳電壓比內(nèi)部基準(zhǔn)電壓低，開關(guān)電流將增加，反之， 如果 FB 引腳電壓比基準(zhǔn)電壓高，開關(guān)電流將減少。 LED 電流檢測 反饋與 FB 電壓反饋 共同作用， FB 引腳電壓不超過內(nèi)部電壓閾值，使并且 ISP 和 ISN 引腳之間的電壓不會(huì) 超過 CTRL 引腳設(shè)置的電壓閾值。若要完全關(guān)閉電壓回路，可將 FB 連接到 GND。若要 完全關(guān)閉 LED 電流回路，則將 ISP 和 ISN 引腳連接在一起，并且 CTRL 引腳連接到 VREL。LT3755 的電路效率曲線如圖 3-11 所示：XX：汽車照明控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)19圖 3-11 LT3755 的電路效率曲線上圖中描繪了 L

44、T3755 的效率（可高達(dá) 93%）。這一點(diǎn)極其重要，因?yàn)樗獬?對任何功率元件進(jìn)行散熱的需要，從而實(shí)現(xiàn)了非常緊湊的占板面積。LT3755 運(yùn)用了獨(dú)特的高壓側(cè)電流檢測設(shè)計(jì)，因而使其還能夠根據(jù)應(yīng)用的特殊要求而被配置成升壓、降壓 式、降壓-升壓模式或反激式拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。固定頻率、電流模式架構(gòu)在一個(gè)很寬的電源和 輸出電壓范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)定和精準(zhǔn)的運(yùn)作。LT3755 提供了一個(gè)恒定電流源，LED 驅(qū)動(dòng)器 IC 要想在輸入電壓不穩(wěn)定的情況下實(shí)現(xiàn)恒定的 LED 亮度，這是必不可少的。在汽車 應(yīng)用中，這一點(diǎn)特別重要，原因是輸入電壓會(huì)由于在諸如冷車發(fā)動(dòng)和負(fù)載突降等過程中遇到的瞬變而發(fā)生巨大的擺動(dòng)。 LT3755

45、的最大輸入電壓為 40V,這令其即使在主汽 車總線承受 40V 瞬態(tài)電壓的情況下（這在負(fù)載突降條件下是很常見的）也能夠調(diào)節(jié) LED 電流和電壓。LT3755 的 True Color TM PWM 調(diào)光功能實(shí)現(xiàn)了高達(dá) 3000:1 的調(diào)光比，而發(fā)射光的 色彩無變化，從而使得能夠利用PWM 的占空比來對 LED 車前燈進(jìn)行經(jīng)常性的調(diào)節(jié)，以適應(yīng)各種環(huán)境條件。由于凌力爾特的高電流LED 驅(qū)動(dòng)器是電流模式穩(wěn)壓器，因此它們并非直接調(diào)節(jié)電源開關(guān)的占空比，而是由反饋環(huán)路負(fù)責(zé)在每個(gè)周期中控制開關(guān)中的峰 值電流。與電壓模式控制相比，電流模式控制改善了環(huán)路動(dòng)態(tài)特性，并提供了逐周期電 流限制。0/-180/0.00

46、0.300.600.90LOAD (A)962881.20tmciency vs如w $03040VINM92的_.-A9NUJ3-四川理工學(xué)院本科畢業(yè)（設(shè)計(jì)）論文0% -20LT3755 在系統(tǒng)中的電路接線圖如圖 3-10 所示:圖 3-10 LT3755 在系統(tǒng)中的電路接線圖3.6 LED 燈的選型LED 燈的種類繁多，要找到一個(gè)適合汽車使用的LED 燈并不容易。常見的外部車燈有：前照燈、霧燈、牌照燈、倒車燈、制動(dòng)燈、轉(zhuǎn)向燈、示位燈、示廓燈、駐車燈和 警示燈和日行燈。外部燈具光色一般采用白色、橙黃色和紅色；執(zhí)行特殊任務(wù)的車輛， 如消防車、警車、救護(hù)車、搶修車，則采用具有優(yōu)先通過權(quán)的紅色、黃

47、色或藍(lán)色閃光警 示燈。機(jī)動(dòng)車應(yīng)按時(shí)參加安全檢測和綜合檢測，確保外部燈具齊全有效10O依據(jù)汽車照明亮度的需求選用科銳公司生產(chǎn)的XLamp XT-E LED 燈，XLampXT-E 基于 Cree 性能最高的碳化硅 LED 技術(shù)構(gòu)建，采用 Cree 的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) XP/XT 封裝 提供。XT-E 白光產(chǎn)品設(shè)定了高性能的新標(biāo)準(zhǔn)，可顯著降低系統(tǒng)成本。Cree XLamp LED將高性能和高品質(zhì)光源引入到廣泛的照明應(yīng)用，包括非接觸式熒光粉照明、變色燈光照 明、便攜式和個(gè)人照明、室外照明、室內(nèi)定向照明、運(yùn)輸照明、舞臺(tái)和演播室照明、商 業(yè)照明以及應(yīng)急車輛照明。產(chǎn)品特點(diǎn)：有白光、最小顯色指數(shù) 80 白光、最小顯

48、色指數(shù) 70 白光以及深藍(lán)光規(guī)格可選在 85C 溫度下測試分檔WTVttFEIIPI INPWMinPWMOwtGNDWDiMJVLONLEDWCTMRt4U1LrSTSMXX：汽車照明控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)21冷白款光效可達(dá) 148 lm/W （在 85C, 350 mA 條件下）四川理工學(xué)院本科畢業(yè)（設(shè)計(jì)）論文0% -22視角寬：115-140 熱阻：5C/W最大驅(qū)動(dòng)電流：1.5 A散熱部分不帶電（熱電分離）XT-E 白光和深藍(lán)光支持 Vf 正向電壓分檔XT-E 深藍(lán)光按 2.5 nm 波長范圍分檔在不超過 30OC/85%相對濕度 條件下，車間壽命不受限制可回流焊-符合 JEDEC J-STD-

49、 020C 標(biāo)準(zhǔn)符合 RoHS 和 REACH 要求LED 連接電路圖如圖 3-12 所示:XLamp XT-E 相對光通量與電流曲線圖(TJ = 85 如圖 3-13 所示-SW% -ZW% -15W% -LW% -iWn -圖 3-12 LED 接線圖XT-EXT-EXT-EXT-EXX：汽車照明控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)230IM4DDGDDSOO10DD120014001600正向電股mAi圖 3-13 XLamp XT-E 相對光通量與電流曲線圖由上圖可以看出當(dāng)驅(qū)動(dòng)電流在 350mA 時(shí) LED 的光通量為 1481m，在驅(qū)動(dòng)電流增加 的情況下 LED 的使用并不會(huì)影響到 LED 等的性能， 而

50、且在不超過限定的電流值時(shí)還能 提供更高的照明亮度，使 LED 的利用率更高。在使用時(shí)，350mA 電流時(shí)光通量為 1481m，當(dāng)驅(qū)動(dòng)電流為 1000mA 時(shí)，單顆 LED 燈的相對光通量為 230%即 340lm。遠(yuǎn)光燈的亮度要求較高，用 12 顆 LED 燈，光通量 總共高達(dá)40851m，完全能夠符合前照燈的亮度需求。安裝時(shí)左右大燈各安裝 6 顆。近 光燈的亮度要求低于遠(yuǎn)光燈，用 10 顆 LED 燈，左右各 5 顆。剎車燈亮度需求較低，6 顆足夠，左右各 3 顆。四川理工學(xué)院本科畢業(yè)（設(shè)計(jì)）論文24第 4 章系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)在系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)完成后，需要編寫源代碼程序來控制硬件電路完成系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

51、功 能。系統(tǒng)性能的高效與否，不僅取決于合理的硬件電路設(shè)計(jì)，同時(shí)也需要優(yōu)秀的軟件程 序編寫。通常的編程語言有匯編語言和高級語言兩種，但是由于使用匯編語言會(huì)遇到很 多問題，首先它的可讀性和可維護(hù)性不強(qiáng)，特別是當(dāng)程序沒有很好標(biāo)注的時(shí)候；其次是代 碼的可重用性不強(qiáng)。為提高程序的可移植性與開效率，現(xiàn)在很多單片機(jī)的開發(fā)應(yīng)用都使 用高級語言進(jìn)行。本系統(tǒng)所使用的 PICC 語言就是高級語言中的一種。應(yīng)用 PICC 語言 進(jìn)行編寫具有以下優(yōu)點(diǎn)：不需要了解系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)；編程時(shí)寄存器的分配和尋址由編譯 器自動(dòng)完成而不需再考慮存儲(chǔ)的尋址；所使用的操作函數(shù)與匯編語言相比更接近人的思 維;可直接調(diào)用 PICC 語言中庫

52、文件的標(biāo)注函數(shù)；通過 C 語言的模塊化編程技術(shù)，可直接 將己編制好的運(yùn)用到新的程序之中。4.1 系統(tǒng)主程序設(shè)計(jì)主程序是整個(gè)汽車照明控制系統(tǒng)功能的骨架，它體現(xiàn)了整個(gè)系統(tǒng)的邏輯關(guān)系。在本 系統(tǒng)中，主程序包括系統(tǒng)初始化子程序、A/D 轉(zhuǎn)換子程序、PWM 脈寬調(diào)制子程序 3 個(gè) 功能模塊。系統(tǒng)初始化模塊對之后系統(tǒng)所使用的各變量進(jìn)行定義，同時(shí)將內(nèi)存清零、設(shè) 置計(jì)數(shù)器等。主程序不斷的進(jìn)行循環(huán)掃描檢測判斷并調(diào)用各個(gè)功能處理子程序來完成系統(tǒng)的各 個(gè)功能。系統(tǒng)的主程序流程圖如圖 4-1 所示。XX：汽車照明控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)254.2 軟件介紹4.2.1 Proteus 軟件介紹Proteus 的 ISIS 是一款

53、 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)11。該軟件的特點(diǎn)： 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)，并在同類產(chǎn)品中具有明顯的 優(yōu)勢。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(dòng)態(tài)仿真、1 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。目前支持的單片機(jī)類型有：68000圖 4-1 主程序流程圖四川理工學(xué)院本科畢業(yè)（設(shè)計(jì)）論文26系列、8051 系列、AVR 系列、PIC12 系列

54、、PIC16 系列、PIC18 系列、Z80 系列、HC11系列以及各種外圍芯片。 支持大量的存儲(chǔ)器和外圍芯片。總之該軟件是一款集單片 機(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。Proteus 與其它單片機(jī)仿真軟件不同的是，它不僅能仿真單片機(jī)CPU 的工作情況，也能仿真單片機(jī)外圍電路或沒有單片機(jī)參與的其它電路的工作情況。因此在仿真和程序調(diào)試時(shí)，關(guān)心的不再是某些語句執(zhí)行時(shí)單片機(jī)寄存器和存儲(chǔ)器內(nèi)容的改變，而是從工程 的角度直接看程序運(yùn)行和電路工作的過程和結(jié)果。對于這樣的仿真實(shí)驗(yàn)，從某種意義上 講，是彌補(bǔ)了實(shí)驗(yàn)和工程應(yīng)用間脫節(jié)的矛盾和現(xiàn)象。4.2.2 MPLA

55、B IDE 簡介MPLAB 集成開發(fā)環(huán)境（IDE）是綜合的編輯器、項(xiàng)目管理器和設(shè)計(jì)平臺(tái)，適用于 使用Microchip 的 PICmicro?系列單片機(jī)進(jìn)行嵌入式設(shè)計(jì)的應(yīng)用開發(fā) MPLAB IDE 是適 用于PICmicro?系列單片機(jī)和 dsPICTM 數(shù)字信號控制器，基于 Windows?操作系統(tǒng) 的集成開發(fā)環(huán)境。MPLAB IDE 提供以下功能：?使用內(nèi)置編輯器創(chuàng)建和編輯源代碼。?匯編、編譯和鏈接源代碼。?通過使用內(nèi)置模擬器觀察程序流程調(diào)試可執(zhí)行邏輯；或者使用MPLAB ICE 2000和 MPLAB ICE 4000 仿真器或 MPLAB ICD 2 在線調(diào)試器實(shí)時(shí)調(diào)試可執(zhí)行邏輯。?用

56、模擬器或仿真器測量時(shí)間。?在觀察窗口中查看變量。?使用 MPLAB ICD 2、PICSTART? Plus 或 PRO MATE? II 器件編程器燒寫固件。?使用 MPLAB IDE 豐富的在線幫助快速找出問題的答案。4.2.3 PIC 單片機(jī) C 語言編程簡介用 C 語言來開發(fā)單片機(jī)系統(tǒng)軟件最大的好處是編寫代碼效率高、軟件調(diào)試直觀、XX：汽車照明控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)27維護(hù)、升級方便、代碼的重復(fù)利用率高、便于跨平臺(tái)的代碼移植等等，因此C 語言編程在單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中已得到越來越廣泛的運(yùn)用。針對PIC 單片機(jī)的軟件開發(fā)，同樣可以用 C 語言實(shí)現(xiàn)。但在單片機(jī)上用 C 語言寫程序和在 PC 機(jī)上寫程序

57、絕對不能簡單等同?，F(xiàn)在的 PC 機(jī)資源十分豐富，運(yùn)算能力強(qiáng)大，因此程序員在寫 PC 機(jī)的應(yīng)用程序 時(shí)幾乎不用關(guān)心編譯后的可執(zhí)行代碼在運(yùn)行過程中需要占用多少系統(tǒng)資源，也基本不用擔(dān)心運(yùn)行效率有多高。寫單片機(jī)的 C 程序最關(guān)鍵的一點(diǎn)是單片機(jī)內(nèi)的資源非常有限， 控制的實(shí)時(shí)性要求又很高，因此，如果沒有對單片機(jī)體系結(jié)構(gòu)和硬件資源作詳盡的了解， 是無法寫出高質(zhì)量實(shí)用的 C 語言程序。Microchip 公司自己沒有針對中低檔系列 PIC 單片機(jī)的 C 語言編譯器，但很多專業(yè) 的第三方公司有眾多支持 PIC 單片機(jī)的 C 語言編譯器提供， 常見的有 Hitech、 CCS、IAR、 Bytecraft等公司。

58、其中筆者最常用的是Hitech 公司的 PICC 編譯器，它穩(wěn)定可靠，編譯生成的代碼效率高，在用PIC 單片機(jī)進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)和開發(fā)的工程師群體中得到廣泛認(rèn)可。另外，Hitech 公司針對廣大 PIC 的業(yè)余愛好者和初學(xué)者還提供了完全免 費(fèi)的學(xué)習(xí)版 PICC-Lite 編譯器套件，它的使用方式和完全版相同，只是支持的 PIC 單片 機(jī)型號限制在 PIC16F84、PIC16F877 和 PIC16F628 等幾款。4.2.4 Hi-Tech PICC 的 C 語言開發(fā)工具簡介PICC 的 C 語言按 ANSI C 來定義,并進(jìn)行了 C 語言的擴(kuò)展。PICC 和 ANSI C 有一個(gè) 根本的區(qū)別就是

59、,PICC 不支持函數(shù)的遞歸調(diào)用。這是因?yàn)镻IC 單片機(jī)的堆棧大小是由硬件決定的，資源有限，所以不支持遞歸調(diào)用。它的數(shù)據(jù)也遵從標(biāo)準(zhǔn) C 的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),PICC 的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是以數(shù)據(jù)類型的形式出現(xiàn)的。PICC 編譯器支持的數(shù)據(jù)類型有位類型(bit)、無符號字符(unsigned cha)、有符號字符(signed cha)、無符號整型(unsigned int)、 有符號整形(signed int)、無符號長整型(unsigned Iong)、有符號長整型(signed long)、 浮點(diǎn)(float)和指針類型等。需要注意的是,PICC 支持的多字節(jié)數(shù)據(jù)都采用低字節(jié)在前, 高字節(jié)在后的原則。即一個(gè)

60、多字節(jié)數(shù)，比如 int 型，在內(nèi)存單元中存儲(chǔ)順序?yàn)榈臀蛔止?jié)存儲(chǔ) 在地址低的存儲(chǔ)單元。高位字節(jié)存儲(chǔ)在地址高的存儲(chǔ)單元中，程序員在用 union 定義變量 時(shí)一定要注意這一特點(diǎn)。4.2.5 MPLAB-IDE 內(nèi)掛接 PICCPICC 編譯器可以直接掛接在 MPLAB-IDE 集成開發(fā)平臺(tái)下，實(shí)現(xiàn)一體化的編譯連四川理工學(xué)院本科畢業(yè)（設(shè)計(jì)）論文28接和原代碼調(diào)試。使用 MPLAB-IDE 內(nèi)的調(diào)試工具 ICE2000、ICD2 和軟件模擬器都可以實(shí)現(xiàn)原代碼級的程序調(diào)試，非常方便。首先必須在你的計(jì)算機(jī)中安裝PICC 編譯器，無論是完全版還是學(xué)習(xí)版都可以和 MPLAB-IDE 掛接。安裝成功后可以進(jìn)入 IDE，選擇 菜單項(xiàng)