目录
1 绪论…………………………………………………………………………
1.1 选题背景……………………………………………………………………… 1.2 研究意义………………………………………………………………………
1.3 研究方法……………………………………………………………………
2 汽车转向灯单片机控制系统原理………………………………………………
2.1 汽车转向灯工作原理…………………………………………
2.2 单片机系统的工作原理及设计………………………………………………
3 设计方案论证与选择………………………………………………
3.1 方案论证一……………………………………………………………
3.2 方案论证二…………………………………………………………
3.3 方案选择…………………………………………………………
4 控制系统的硬件设计…………………………………………………………
4.1 单片机控制系统电路图……………………………
4.2 单片机控制系统功能模块的设计………………
4.3 元器件清单……………………………………………………
5 主要芯片介绍…………………………………………………………
5.1 单片机的特点………………………………………………………
5.2 单片机各引脚介绍………………………………………………………
5.3 单片机的功能介绍………………………………………………………
6 控制系统的软件设计……………………………………………………
7.1 汽车转向灯控制系统流程图
7.2 软件和程序设计
7 电路功能实现
7.1 软件调试
7.2 单片机硬件功能实现
7.3 仿真操作说明及现象………………………………………………………
参考文献…………………………………………………………………………………. 致谢………………………………………………………………………………………附录………………………………………………………………………………………
摘要
随着单片机的日益发展，其应用也越来越广泛，通过对“汽车转向灯单片机控制系统”设计，可以对单片机的知识得到巩固和扩张。本设计是设计一个单片机控制系统。在汽车进行左转向、右转向、刹车、合紧急开关、停靠等操作时，实现对各种信号指示灯的控制。本设计主要是对单片机的并行输入/输出口电路的应用，通过I/O口控制发光二极管的亮﹑灭﹑闪烁，加上一些复位电路﹑按键电路﹑驱动电路来模拟汽车尾灯的功能。
汽车在驾驶时有左转向、右转向、刹车、合紧急开关、停靠等操作。在左转向或右转向时，通过转向操作杆应使左转开关或右转开关合上，从而使左头灯、仪表板左转向灯、左尾灯或右头灯、仪表板右转向灯、右尾灯闪烁；合紧急开关时要求前面所述的6个信号灯全部闪烁；汽车刹车时，两个尾灯点亮；如正当转向时刹车，则转向时原应闪烁的信号灯仍应闪烁。以上闪烁，都是频率为1Hz的低频闪烁；在汽车停靠而停靠开关合上时，左头灯、右头灯、左尾灯、右尾灯按频率为30Hz 的高频闪烁。通过做实物，编写程序，完成了设计的要求。通过该设计，对单片机的认识有了更进一步的了解，对单片机的各个口的功能作用了解加深，对设计系统有了了解，掌握了一些设计方法。
关键词单片机；汽车信号转向灯；电路基础；数字电子
ABSTRACT
With more monolithic integrated circuits, the more extensive,
1 绪论
1.1 选题背景
电子技术的发展经历了很长一段路程.而现在我们使用的微型电子技算机是超大规模集成电路所构成，它属于第四代计算机，而单片机则是微型计算机的一部分。从1971年微型计算机问世以来，由于实际应用的需要，微型计算机向着两个不同的方向发展：一个是向高速度、大容量、高性能的高档微机方向发展；另一个则是向稳定可靠、体积小和价格廉的单片机方向发展。
由于科学技术的发展，由模拟电路或数字电路实现的大部分控制功能，现在能够使用单片机通过软件编程方法实现了。单片机的应用改变着控制系统设计方法。软件取代硬件可以提高系统性能的控制“软化”技术——微控制技术，是一个全新的概念。
在生活的环境中，自动控制要求中都会有单片机的控制的一部分；从简单到复杂，凡是能想像到的地方几乎都有使用单片机的需求。单片机的应用有利于产品的小型化、多功能化和智能化，能够提高劳动效率、减轻劳动强度，提升产品质量，改善劳动环境。例如，在工业自动化方面：自动化能使工业系统处于最佳状态、提高经济效益和改善产品质量。自动化控制原理有应用于电子、电力、石油、化工、纺织、食品等轻重工业领域中，无论数据采集和测控技术，还是生产线上的机器人技术，都有单片机的参与。有时，在仪器仪表、信息和通信等产品方面，它在其中发挥着重大作用。现在，虽然单片机的应用很普遍了，但仍有许多项目尚未实现，所以单片机的应用有很大的发展空间。
1.2 研究意义
单片机在电子科技中发展前景很好，成为电子发展重要组成部分，学习单片机时要理论与实践同步进行，以理论指导实践，实践验证理论，才更有效率。理论部分我们花了大量的时间，只有少量的时间进行制做实物，编程方面，调试在软件上进行的，软件上能编译成功的程序，下载硬件上可能不会成功的。毕业设计过程中，我们在网站上大量收集与课题相关的资料，了解目前与课题相关的科技发展趋势，确定自己的研究方案。还要自己动手制作实物、编写程序并对实物下载程序进行硬件的调试，达到预期所需的控制要求和目的，使理论和实践完满的统一。因此还锻炼了我们的制作能力，提升了综合素质。
1.3 研究方法
本次单片机的控制系统以AT89C51为控制器；键盘为输入信号，由于AT89C51本身的功能强大，汽车转向灯的驱动用单片机的驱动功能来完成。使得单片机的功能得到了充分的运用；并且显示电路从并行I/O口输出，由限流电阻和发光二极管组成，低电平使发光二极管导通，显示出相应的转向信号；为提升了系统的可靠性，设计看门狗电路，防止PC受到干扰而失控，引起程序跑飞，可能会造成的程序死循环。掉电保护电路防止在单片机工作时突然掉电而失去方向指示功能。
进行仿真后，能清晰的看到在控制输入信号的状态下，相应的信号灯发出转向的指示信号。本次设计对汽车转向灯单片机控制系统地分析与设计，对单片机控制系统进行了仿真调试，达到了毕业设计预期目的。
第一章主要芯片及元器件介绍
单片机8051介绍
本设计设计汽车灯控制系统比较简单，单片机执行的功能不多，在确保实验功能的情况下，为了降低成本，因此选用性价比高的80C1单片机。
MCS-51是Intel公司生产的一个单片机系列名称。属于这一系列的单片机有多种。8051便是其中一种性价比高的单片机。
8051单片机内部结构按其功能部件划分可以看出由8大部分组成的。这8大部分是:
1、一个8位中央处理机CPU。
2、128个字节的片内数据存储器RAM。
3、4KB的片内程序只读存储器ROM或EPROM。
4、18个特殊功能寄存器SFR。
5、4个8位并行输入输出I/O接口: P0口、P1口、P2口、P3口（共32线）, 用于并行输入或输出数据。
6、1个串行I/O 接口。
7、2个16位定时器/计数器。 8、1个具有5个中断源, 可编程为2个优先级的中断系统。 它可以接收外部中断申请, 定时器/计数器中断申请和串行口中断申请。
本设计选用的8051单片机芯片为40个引脚，它是HMOS 工艺制造的芯片，采用双列直插（DIP ）方式封装。
1、主电源引脚Vcc 和GND
VCC （40脚）：接+5V 电源正端; GND （20脚）：接+5V 电源地端。 2、外接晶体引脚XTAL1和XTAL2
XTAL1（19脚）：接外部石英晶体的一端。在单片机内部, 它是一个反相放大器的输入端，这个放大器构成了片内振荡器。当采用外部时钟时，对于HMOS 单片机，该引脚接地；
XTAL2（18脚）：接外部晶体的另一端。在单片机内部，接至片内振荡器的反相放大器的输出端。当采用外部时钟时，对于HMOS 单片机，该引脚作为外部振荡信号的输入端。
3、复位引脚RST/V PD （9脚）
RST （RESET ）是复位信号输入端，高电平有效。当单片机运行时，在此引脚上加上持续时间大于两个机器周期（24个时钟振荡周期）的高电平时，就可以完成复位操作。在单片机正常工作时，此脚应为0.5V 低电平。
V PD 为本引脚的第二功能，即备用电源的输入端。当主电源VCC 发生故障，降低到某一规定值的低电平时，将+5V 电源自动接入RST 端，为内部RAM 提供备用电源，以保证片内RAM 中的信息不丢失，从而使单片机在复位后能继续正常运行。
4、控制引脚
（1）ALE/PROG ________
（30脚）
ALE 为地址锁存允许信号，当单片机上电正常工作后，ALE 引脚不断输出正脉冲信号。当访问单片机外部存储器时，ＡＬＥ输出信号的负跳沿用作低8位地址的锁存信号。即使不访问外部锁存器，ＡＬＥ端仍有正脉冲信号输出，此频率为时钟振荡频率fosc 的1/6。但是，每当访问外部数据存储器时，在两个机器周期中ALE 只出现一次，即丢失一个ALE 脉冲。因此，严格来说，不宜用ALE 作精确的时钟源或定时信号。ALE 端可以驱动8个TTL 型负载。
PROG ________
为本引脚的第二功能。在对片内EPROM 型单片机编程写入时，此引脚作为编程脉冲输入端。
（2）PSEN ________
（29脚）
程序存储器允许输出控制端。在单片机访问外部程序存储器时，此引脚输出的负脉
冲作为读外部程序存储器的选通信号。此引脚接外部程序存储器的OE ________
（输出允许）端。PSEN ________
端可以驱动8个TTL 型负载。
（3）EA ________
/V PP (31脚)
EA ________功能为内外程序存储器选择控制端。当EA ________
端为高电平时，单片机访问内部程序存储器，但在PC （程序计数器）值超过0FFFH 时，将自动转向执行外部程序存储器内的程序。当保持低电平时，则只访问外部程序存储器，不论是否有内部程序存储器。
V PP 为本引脚的第二功能。在对EPROM 型单片机8751片内EPROM 固化编程时，用于施加较高编程电压的输入端，对于89C51则V PP 编程电压为+12V 或+5V 。
5、I/O 口线引脚排列
（1）P0口——8位、漏极开路的双向I/O 口。也即地址/数据总线复位口。
当使用片外储存器及外扩I/O 口时，P0口做为低字节地址/数据复线。在编程时，P0口可用于接收指令代码字节；在程序校检时，P0口可输出指令字节（这是需要外加上拉电阻）。
（2）P0口也可作为通用I/O 使用，变成准双向口。当作为普通输入时，应将输出锁存器置1。P0口可驱动8个TTL 负载。
P1口——8位、准双口I/O ，具有内部上拉电阻。
P1口是为用户准备的I/O 双向口。在编程和校检时，可用做输入低8位地址；用做输入时，应先将输出锁存器置1；对端口写“1”，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平，此时可做输出口。做输出口使用时，因为内部存在上拉电阻，某个引脚被外部信号拉低时会输出一个电流。P1口可驱动4个TTL 负载。
P1口的P1.0和P1.1具有替代功能。
（3）P2口——8位、准双向I/O 口，具有内部上拉电阻。
当使用片外储存器或外扩I/O 端口，在访问外部程序存储器获16位地址的外部数据存储器时，P2口输出高8位地址；在访问8位地址的外部数据存储器时，P2口线上的内容（也即特殊功能寄存器（SFR ）区中R2寄存器的内容），在整个访问期间不改变。在编程校检时，P2口可接收高字节地址和某些控制信号。
P2口也可作为I/O 口使用。用做输入时，应先将输出锁存器置1；P2口可驱动4个TTL 负载。
（4）P3口——8位、准双向I/O 口，具有内部上拉电阻。
P3口可作为普通I/O 口。用作输入时，应先将输出锁存器置1；在编程校检时，P3口接收某些控制信号；可驱动4个TTL 。P3口除了作为一般的I/O 口线外，更重要的用途是它的第二功能，如表1.1所示：
表1.1 AT89C51的P3口各种专用功能表
T（定时器1的外部输入）
P3.5 1
P3.6 WR（外部数据存储器写选通）
P3.7 RD（外部数据存储器读选通）
掉电模式。在闲置模式下，CPU停止工作。但RAM，定时器，计数器，串口和中断系统仍在工作。在掉电模式下，保存RAM的内容并且冻结振荡器，禁止所用其他芯片功能，直到下一个硬件复位为止。
CD4060介绍
CD4060由一振荡器和14级二进制串行计数器位组成，振荡器的结构可以是RC或晶振电路，RESET为高电平时，计数器清零且振荡器使用无效。所有的计数器位均为主从触发器。在CP1(和CP0)的下降沿计数器以二进制进行计数。在时钟脉冲线上使用斯密特触发器对时钟上升和下降时间无限制。CD4060的引脚功能图如图所示：
CD4060引脚功能图
CD4060B典型振荡器连接：上图-RC振荡器下图-晶体振荡器
LED的结构
LED是一种固态的半导体器件，它直接可以把电能转化为光能。半导体芯片的核心是“PN结”，也就是在一块本征半导体的两端掺入不同的杂质，分别形成P型半导体和N型半导体。在PN结上增加相应的导线、壳体、支架等零件形成LED。LED的内部结构如图所示。
图1.1 LED的内部结构
（1）芯片。LED芯片的实质就是一个PN结，其内电子与空穴复合发出光。芯片是LED最重要的发光部件。其材料主要由砷、铝、镓、铟、磷、氮、锶元素组成。具体选
择何种元素则是由所需LED的发光颜色决定。
（2）封装。封装就是将LED芯片及其它一些器件包裹起来，起到一定的防腐、抗震、导热的作用，从而保证芯片正常工作。车灯LED常用的封装材料是有机硅。
封装除了保护作用以外，对LED的光线出射影响重大，这主要是由于封装材料与空气的折射率不同。LED芯片的光线输出通常被理解为电光源，但光线经过两种折射率不同的材料，会发生折射现象。当入射角度超过某个限度时，光线发生全反射。即LED只能在特定角度内存在光线输出。因此出现“光线出射角”，它对LED车灯系统配光影响重大。封装的材料与形状对LED的光线输出起到至关重要的作用。有的LED为了增大光线出射角，以及更好地控制光线输出，内部增加了发射碗。
（3）散热元件。由LED本身的发光原理决定，LED在整个发光过程中没有从发热到发光的热量转换。但LED的芯片以及PCB在工作时，会有大量的热量产生，需要配置相应的散热元件。
虽然目前采用LED技术的成本仍然远远高于采用普通灯泡，但LED汽车信号灯系统具有明显的优势，从而能够得到长远的研究及开发空间。其优势有：
布置紧凑。LED体积小，可以实现更为紧凑的光学设计。节省了车灯系统的后部空间，为整车布置及相关车身结构设计提供了便利。
使用寿命长。LED的使用寿命长，基本可以使车灯系统达到整车寿命，无需更换。
环保。LED不含有害物质汞，减少对环境的污染。
节能。LED的实际光效可以达到80%以上。
2 汽车转向灯单片机控制系统工作原理
2.1 汽车转向灯工作原理
由定时器/计数器与中断系统的联合组成控制系统的工作原理。如汽车上有一个转向控制杆，其中有三个位置：中间位置，汽车不转向；向上，汽车左转；向下汽车右转。转向时，规定左右尾灯、左右头灯仪表板上2个指示灯相应地发出闪烁信号。应急开关合上时， 6个信号灯都应闪烁。汽车刹车时，2个尾灯发出不闪烁信号。如正当转向时刹车，转向时原应闪烁的信号仍应闪烁。它们都是频率为1Hz低频闪烁，在汽车停靠而停靠开关合上时，左头灯、右头灯、左尾灯、右尾灯按频率为30Hz的高频闪烁。由上所述，各种情况作操作时，信号灯应输出信号列于表2.1。
表2.1 汽车驾驶操纵与信号
2.2 单片机系统的工作原理及设计
中断系统
中断技术是为使单片机具有对外部或内部随机发生的事件实时处理而设置的，中断功能的存在，很大程度上提高了单片机处理外部或内部事件的能力。中断是指CPU在处理某一事件A时，发生了另一事件B，请求CPU迅速去处理(中断发生)；CPU暂时停止当前的工作（中断响应），转去处理事件B（中断服务）；待CPU将事件B处理完毕后，再回到原来事件A被中断的地方继续处理事件A（中断返回），单片机在执行程序时，中断随时可能发生，但无论何时发生，只要一旦发生，单片机将立即暂时当前程序，去处
理中断程序。单片机在执行程序时其流程图如图2.1所示。
图2.1 单片机中断过程
中断的开启与关闭、设置启动哪一个中断等都是由单片机内部的一些特殊功能寄存器来决定的。80C51的中断系统有5个中断源（8052有 6个），2个优先级，可实现二级中断服务嵌套。每个中断源的中断优先级都是由中断优先级寄存器IP 中的相应位的状态来规定的。同一优先级中的中断申请不止一个时，则有中断优先权排队问题。同一优先级的中断优先权排队，由中断系统硬件确定的自然优先级形成，其排列如表2.2所示。
表2.2 各中断源响应优先级及中断服务程序入口表
中断源
中断标志 中断服务程序入口
优先级顺序
外部中断0（INT0________
） IE0 0003H 高 定时器/计数器0（T0）
TF0 000BH ↓ 外部中断1（INT1________
） IE1 0013H ↓ 定时器/计数器1（T1） TF1 001BH ↓ 串行口
RI 或TI
0023H
低
IE 和中断优先级寄存器IP 。
(1)中断允许控制寄存器（IE ）。
中断允许寄存器用来设定各个中断源的打开和关闭，IE 在特殊功能寄存器中，字节地址为A8H ，位地址（由低位到高位）分别是A8H ～AFH ，该寄存器可进行位寻址，即可对该寄存器的每一位进行单独操作。单片机复位时IE 全部被清零。各位定义如表2.3所示。
位序 B7 B6 B5 B4 B3 B2 B1 B0 位符号 EA — — ES ET1 EX1 ET0 EX0 位地址
AFH
—
—
ACH
ABH
AAH
A9H
A8H
IE寄存器中与定时器/计数器有关的位置介绍：
EA----中断允许总控制位
EA=1，打开全局中断控制，在此条件下，由各个中断控制位确定相应中断的打开或关闭。
EA=0，关闭全部中断。
ES----串行口中断允许控制位
ES=0 关闭外部中断
ES=1 打开外部中断
ET0和ET1----定时器/计数器中断允许控制位
ET0（ET1）=0 关闭定时器/计数器中断
ET0（ET1）=1 打开定时器/计数器中断
EX0和EX1----外部中断允许控制位
EX0（EX1）=0 关闭外部中断
EX0（EX1）=1 打开外部中断
“—”表示无效位。
(2)中断优先级寄存器IP。
中断优先级寄存器在特殊功能寄存器中，字节地址为B8H，位地址（由低位到高位）分别是B8H～BFH，该寄存器可进行位寻址。IP用来设定各个中断源属于两级中断中的哪一级。单片机复位时IE全部被清0。各位定义如表2.4所示。
中断定义为低优先级中断。在51单片机系列中，高优先级中断能够打断低优先级中断形成中断嵌套，同优先级中断之间，或低级对高级中断则不能形成中断嵌套。
中断技术的重要作用有如下四点：
第一，高速CPU和低速外设之间的配合。利用中断方式进行的I/O口操作，在宏观上可以看成CPU和外设的并行工作，提高了单片机的利用率；。
第二，实现故障的紧急处理。当外设发生故障时，可以利用中断系统请求CPU及时处理这些故障，从而使系统可靠性提高。
第三，可以实现实时控制，CPU能够及时处理应用系统的随机事件，系统的实时性大大增强。
第四，便于人机联系。操作人员可以利用键盘等实现中断，完成人工介入。
定时器和计数器
信号的控制是定时器与中断系统的联合使用得以实现。单片机的控制系统应用中，定时器是必需的，在汽车转向灯的控制中也是必不可少。定时有三种选择方法。
(1)软件的定时
它是靠执行一个循环程序以进行时间的延迟。软件定时的优点是时间精确，且不需外加硬件电路。但它要占用CPU的时间，降低利用率，因此软件定时的时间不能太长。此外，软件定时方法有时候无法使用。
(2)硬件的定时
时间较长的定时，常使用硬件电路完成。硬件定时方法的优点是定时功能全部由硬件电路完成，不需要占CPU的时间。用元件参数来调节定时时间，这方面使用上不够灵活方便。
(3)可编程定时器的定时
它是通过对系统时钟脉冲的计数来实现的。计数值由程序设定，改变计数值，同时也改变了定时时间，用起来既灵活且方便。此外，采用计数方法实现定时，可编程定时器都兼有计数功能，能对外来脉冲进行计数。
在AT89C51单片机内部共有2个可编程的定时器和计数器，称定时器/计数器0和定时器/计数器1，其实质就是加1计数器，这两个计数器分别由TH0，TL0和TH1，TL1四个8位的寄存器单元组成，即每个计数器都是16位的计数器，最大的计数量时65536。TMOD是定时器/计数器的工作方式寄存器，确定工作方式和功能；TCON是控制寄存器，控制T0、T1的启动和停止及设置溢出标志。其具体结构如图2.1所示。
图2.1 定时器/记数器的结构
定时器/计数器计数功能和定时功能：
(1)计数器功能
计数是指对外部事件进行计数。它的发生以输入脉冲表示，计数功能的实质就是对外来的脉冲进行计数。AT89C51芯片有T0（P3.4）和T1（P3.5）两个信号引脚，是这两个计数器的计数输入端。外部输入的脉冲在负跳变时有效，进行计数器加1（加法计数）。当加到计数器全为1时，再输入一个脉冲就使计数器清零，同时计数器的溢出使TCON 寄存器中TF0或TF1置1，向CPU发出中断请求（定时器/计数器中断允许时），表示计数值已满。
AT89C51在每个机器周期的S5P2拍节对外部计数脉冲进行采样。当某一个机器周期采样为高电平，而下一个机器周期采样为低电平，这样就是一个有效的计数脉冲,则计数器加1，更新的计数值在下一个机器周期的S3P1期间装入计数器。由于检测一个从1～0的下降沿需要2个机器周期，因此要求被采样的电平至少要维持一个机器周期。计数脉冲频率不能高于振荡脉冲频率的1/24。当晶振频率为12MHz时，最高计数频率不超过1/2MHz，即计数脉冲的周期要大于2us。
(2)定时器功能
实际也是通过计数器来实现的，但此时的计数脉冲来自单片机的内部，由系统的时
钟振荡器输出脉冲经12分频后送来，也即每个机器周期计数器加1。一个机器周期等于12个振荡脉冲周期，因此计数频率为振荡频率的1/12。单片机采用12MHz 晶体，计数频率为1MHz 。每us 计数器加1。由此可见，由溢出时计数器的值减去计数初值才是加1计数器的计数值。根据计数值计算出定时时间，也可以反过来按定时时间的要求计算出计数器的预置值。
在计数器计数满回零时能自动产生溢出中断请求，一次计数完成。T1、T2的最大计数值65536-1，需65535个脉冲才能把它们从全“0”状态变为全“1”状态。
输一个脉冲，计数器加1，当加到计数器各位全为1时，再去输一个脉冲，计数器各位就变为全0，发出溢出信号，使标志置1，此时向CPU 申请中断，执行相应的中断程序。
2.2.4 定时初始化
单片机在使用时，通常要对定时器/计数器控制寄存器（TCON ）、工作方式控制寄存器（TMOD ）和中断允许控制寄存器（IE ）进行设置。 (1) 定时器/计数器控制寄存器（TCON ）。
定时器/计数器控制寄存器在特殊功能寄存器中，字节地址为88H ，位地址（由低位到高位）分别是88H ～8FH ，该寄存器可进行位寻址。TCON 寄存器用来控制定时器的启动与停止，标志定时器溢出和中断情况。单片机复位时TCON 全部被清零，各位定义如表2.1所示。其中，TF1、TR1、TF0和TR0位用于定时器/计数器；IE1、IT1、IE0和IT0位用于外部中断。
当定时器1计数满溢出时，由硬件自动置TF1为1，并且申请中断。CPU 响应中断后TF1由硬件自动清0。T1工作时，CPU 可随时查询TF1的状态。所以，TF1可用作查询测试的标志。TF1也可以用软件置1或清0，同硬件置1或清0的效果一样。
TR1（TCON.6）：定时器1运行控制位。
TR1由软件置1或清0控制定时/计数器的启动与停止。由软件清0关闭定时器1。当GATE=1，且INT1为高电平时，TR1置1定时器开始工作；当GATE=0时，TR1置1启动定时器1。
TF0（TCON.5）：T0溢出中断请求标志位，其功能及操作方法与TF1类同。 TR0（TCON.4）：T0运行控制位，其功能及操作方法与TR1类同。 IE1（TCON.3）：外部中断1请求标志位。
当IT1=0时，为电平触发方式，每个机器周期的S5P2采样INT1引脚，若INT1脚为低电平，则置1，否则IE1清0.
当INT1________
=1时，INT1________
为跳变沿触发方式，当第一个机器周期采样到INT1________
为低电平时，则IE1置1。IE1=1，表示外部中断1正向CPU 申请中断。当CPU 响应中断，转向中断服务程序时，该位由硬件清0。
IT1（TCON.2）：外部中断1触发方式选择位。
IT1=0时，为电平触发方式，引脚INT1________
上低电平有效。
IT1=1时，为跳变沿触发方式，引脚INT1________
上的电平从高到低的负跳变有效。 IE0（TCON.1）：外部中断0请求标志，其功能及操作方法与IE1类同。 IT0（TCON.0）：外部中断0触发方式选择位，其功能及操作方法与IT1类同。 (2)工作方式控制寄存器（TMOD ）
定时器/计数器工作方式寄存器在特殊功能寄存器中，字节地址为89H ，不可进行位寻址。TMOD 用来确定定时器的工作方式及功能选择，它的低半字节设置定时器/计数器0，高半字节设置定时器/计数器1。单片机复位时TMOD 全部被清零。各位定义如表2.2所示。
表2.2 TMOD 各位定义
GATE ＝0时，只要用软件使TCON 中的TR0或TR1为1，就可以启动定时/计数器工作；
GATA ＝1时，要用软件使TR0或TR1为1，同时外部中断引脚或也为高电平时，才能启动定时/计数器工作。
C/T ----定时方式或计数模式选择位。 C/T =0 定时工作方式；C/T =1 计数工作方式
M1M0----工作方式选择位。
每个定时器/计数器都有四种工作方式，它们由M1M0进行设置，对应关系如表2.3所示。
为高8位，组成了16位加1计数器，其逻辑结构框图如图2.2所示。
图2.2 定时器0方式1逻辑结构框图
分析上面的逻辑图，当GATE=0，TR0=1时，TL0便在机器周期的作用下开始加1计数，当TL0计满后向TH0进一位，直到把TH0也计满，此时计数器溢出，置TF0为1，接着向CPU进行中断处理。在这种情况下，只要TR0为1，那么计数器就不会停止。接下来计算定时器的初值。定时器一旦启动，它便在原来的数值上开始加1计数，设机器周期为Tcy，定时器产生一次中断的时间为t，那么需要计数的个数N=t/Tcy,装入TH0和TL0中的数分别为
TH0=（65536-N）/256 ， TL0=（65536-N）%256
要计算机器周期Tcy，就需要知道系统时钟频率，本设计采用单片机的时钟频率为12MHz，机器周期1us。
注意在用工作方式1时，我们必须要重新装载初值。
第四章控制系统的硬件设计
4.1 单片机控制系统电路图
4.1.1 汽车转向灯单片机控制系统框图
汽车转向灯单片机控制系统电路是由单片机AT89C51、复位、电源、时钟、LED显示电路、按键电路、看门狗电路和掉电保护电路构成。电源电路给控制相关电路提供所需电源；复位电路供上电时复位用。时钟电路用来产生时钟脉冲信号，供单片机工作使用；通过并行I/O口构成键盘和显示电路，当单片机处于死循环时，看门狗电路自动使单片机复位，当电源故障时，掉电保护电路自动切换至备用电源端为单片机提供电源，提高了系统的可靠性。汽车转向灯单片机控制系统框图如图4.1所示。
图4.1 汽车转向灯单片机控制系统框图
4.2 单片机控制系统功能模块的设计
4.2.1 电源电路
电源电路中可选电子管稳压电路、三极管稳压电路、可控硅稳压电路，集成稳压电路等；根据调整元件与向载连接方法，可分为并联型和串联型；根据调整元件工作状态不同，可分为线性和开关稳压电路。单片机系统中使用的集成电路器件大多数在5V电源电压工作。随着集成制造技术的发展以及数字式电子元器件的微小型化，集成电路元器件采用更先进精细的制造工艺，在减小集成芯片几何尺寸的同时，降低工作电压。本设计采用LM7805三端集成稳压器完成直流电源的转换，由汽车12V电压转换为单片机系统正常工作需要的5V电压。电路如图4.2所示。
+12V
图4.3 直流稳压电源电路图
4.2.2 时钟电路
单片机各功能部件的运行都是以时钟频率为基准，有条不紊地一拍一拍地工作。时
钟频率直接影响单片机的速度，时钟电路的质量也直接影响单片机系统的稳定性。常用的时钟电路有两种方式，一是外部时钟方式，另一种是内部时钟方式。
1、外部时钟方式
多片单片机组成的系统中，为了各单片机间时钟信号的同步，常引入统一的外部脉冲信号作为各单片机的振荡脉冲。将外部震荡器的信号接至XTAL2内部时钟发生器的输入端，而内部反向发大器的输入端XTAL1应接地， XTAL2的逻辑电平不是TTL电平，所以需要外接一个上拉电阻。因为整个电路只用一块单片机，不涉及时刻信号同步问题，所以此种电路我们不选用。
2、内部时钟方式
在MCS-51系列单片机内部有一个用于构成振荡器的高增益反向放大器，该高增益反向放大器的输入端为芯片引脚XTAL1，输出端为引脚XTAL2。而在芯片外部XTAL1和XTAL2之间跨接晶体振荡器和微调电容，形成反馈电路，就构成了一个稳定的自激振荡器。外接晶体（石英或陶瓷，陶瓷的精度不高，但价格便宜）振荡器以及电容C1和C2构成并联谐振电路，接在放大器的反馈回路中。电路中的电容 C1和C2典型值通常选择为30pF左右。对外接电容的值虽然没有严格的要求，但电容的大小会对振荡器频率的高低、振荡器的稳定性和起振的快速性有一定的影响。晶振的振荡频率的范围通常是在1.2MHz～12MHz之间。晶振的频率越高，则系统的时钟频率也就越高，单片机的运行速度也就越快。但反过来运行速度对存储器的速度要求就高，对印制电路板的工艺要求就越高，即要求线间的寄生电容要小；晶振和电容尽可能安装的与单片机靠近，以减少寄生电容，更好地保证振荡器稳定、可靠地工作。为了提高温度稳定性，应采用温度稳定性好的NPO高频电容。本设计采用单片机内部晶振。如图4.5所示。
图4.5 时钟振荡电路
4.2.3 复位电路
复位是单片机的初始化操作，只要给RESET引脚加上2个机器周期以上的高电平信号，就可以使MCS-51单片机复位。复位的主要功能是把PC初始化为0000H，使MCS-51单片机从0000H单元开始执行程序。除了进入系统的正常初始化之外，当由于程序运行出错或操作错误使系统处于死锁状态，为了摆脱死锁状态，通过按复位键重新启动，或通过看门狗电路自动重启单片机。
51单片机的片内复位结构如图4.6所示。单片机的复位引脚通过一个斯密特触发器与复位电路相连，斯密特触发器用来抑制噪声，在每个及其周期的S5P2，斯密特触发器的输出电平有复位电路采样一次，然后才能得到内部复位操作所需的信号。
图4.6 8051的片内复位结构
复位电路通常采用上电复位和按键复位两种方式。按键手动复位又分按键脉冲电平复位和按键电平复位两种。其中电平复位是通过RST 端经电阻与电源Vcc 接通而实现。按键脉冲复位是利用RC 分电路产生正脉冲来达到复位的。在按键电平复位和按键脉冲复位两种简单的复位电路中，干扰易串入复位端，在大多数情况下，不会造成单片机的错误复位，但会引起内部寄存器错误复位，这里可在复位端引脚上接一个去藕电容。需说明的是，如复位电路中R 、C 的值选择不当，使复位时间过长，单片机将处于循环复位状态。上电复位电路是通过电路的电容充电来实现的。只要Vcc 的上升时间不超过
1ms ，就可以实现自动上电复位。本设计采用上电复位电路如图4.7所示。
C4
+5V
图4.7 上电复位电
4.2.4 键盘接口电路的设计
常用的键盘接口分为矩阵式键盘接口和独立式按键接口。
矩阵式键盘适合于按键数量较多的场合，它由行线和列线组成，按键位于行列的交叉点上，可以节省很多的I/O 口线。按键设置在行、列交点上，行、列线分别连接到按键开关的两端。行线通过上拉电阻接到+5V 上。平时无按键按下时，行线处于高电平状态，而当有按键按下时，行线电平状态将由与此行线相连的的列线电平决定。列电平如果为低，则行线电平为低；列电平如果为高，则行线电平也为高。这是识别矩阵键盘按键是否被按下的关键所在。由于矩阵键盘中行、列线为多键共用，各按键均影响该键所在行和列的电平。因此各按键彼此将相互发生影响，所以必须将行、列线信号配合起来并作适当的处理，才能确定闭合键的位置。
RST
本科毕业论文（设计） 题目: 基于51单片机红外感应家用小 夜灯的设计 院系：物理与电子信息科学系 专业：电子信息科学与技术 姓名： 学号： 指导教师：周鸿武 教师职称：讲师 填写日期：2011年5 月 10 日
摘要 本系统采用了热释电红外传感器，它的制作简单、成本低、安装比较方便，而且性能比较稳定，抗干扰能力强、灵敏度高、安全可靠。 人体都有恒定的体温，一般在37度左右，所以会发出特定波长的红外线，人体辐射的红外线的中心波长为9～10um，而热释电红外传感器的波长灵敏度在0.2～20um范围内几乎稳定不变，所以实际系统中常采用的是热释电红外传感器。热释电传感器主要是以非接触的形式对人体辐射的红外线进行检测，将检测到的红外光谱转变成微弱的电信号，然后通过放大电路将微弱的电信号放大，最后经单片机处理以达到驱动电路从而使感应灯发光的效果。 本设计主要包括硬件和软件设计两个部分。硬件部分包括单片机控制电路、红外探头电路、驱动执行发光电路、发光器控制电路等部分组成。软件部分主要是延时程序的设计，处理器采用51系列单片机AT89C51，整个系统是在系统软件的控制下工作的。 关键词：单片机；红外传感器；数据采集；发光电路
Abstract This system uses a pyroelectric infrared sensor, its make simple, low cost, installation are more convenient and more stable performance, strong anti-jamming capability, high sensitivity, safe and reliable. The human body has a constant temperature, be in commonly 37 degrees or so, so will issue certain wavelengths of infrared radiation infrared center for 9 ~ 10um wavelength, and pyroelectric infrared sensor sensitivity in the wavelength of 0.2 ~ 20um range almost constant, so actual system often USES is pyroelectric infrared sensors. Pyroelectric non-contact sensor is mainly by the form of human radiation of infrared testing, detect the infrared spectrum into a weak signal, and then by amplifying circuit will weak signal amplifier, finally SCM processing to achieve driving circuit is thus make induction lamp glow effect. This design includes two parts and the design of hardware and software. Hardware part includes single-chip microcomputer control circuit, infrared sensor circuit, drive execution shine circuit, lighter control circuit components. Software part mainly delay program design, the processor by 51 series microcontroller AT89C51, the whole system is under control work in the system software. Keywords: PIC, Infrared sensor, Data acquisition, Luminous circuit
目录 1 绪论………………………………………………………………………… 1.1 选题背景……………………………………………………………………… 1.2 研究意义……………………………………………………………………… 1.3 研究方法…………………………………………………………………… 2 汽车转向灯单片机控制系统原理……………………………………………… 2.1 汽车转向灯工作原理………………………………………… 2.2 单片机系统的工作原理及设计……………………………………………… 3 设计方案论证与选择……………………………………………… 3.1 方案论证一…………………………………………………………… 3.2 方案论证二………………………………………………………… 3.3 方案选择………………………………………………………… 4 控制系统的硬件设计………………………………………………………… 4.1 单片机控制系统电路图…………………………… 4.2 单片机控制系统功能模块的设计……………… 4.3 元器件清单…………………………………………………… 5 主要芯片介绍………………………………………………………… 5.1 单片机的特点……………………………………………………… 5.2 单片机各引脚介绍……………………………………………………… 5.3 单片机的功能介绍……………………………………………………… 6 控制系统的软件设计…………………………………………………… 7.1 汽车转向灯控制系统流程图 7.2 软件和程序设计 7 电路功能实现 7.1 软件调试 7.2 单片机硬件功能实现 7.3 仿真操作说明及现象……………………………………………………… 参考文献…………………………………………………………………………………. 致谢………………………………………………………………………………………附录………………………………………………………………………………………
H a r b i n I n s t i t u t e o f T e c h n o l o g y 课程设计说明书（论文） 课程名称：电子技术课程设计 设计题目：声控开关的设计与制作 院系：电气工程及其自动化 班级：1406111 设计者：元胜 学号：1140610319 指导教师：吕超 设计时间：2016年12月5-18日 工业大学
工业大学课程设计任务书
*注：此任务书由课程设计指导教师填写。
声控灯的设计与制作 1设计任务及原理 设计任务基本要求：设计一个声控开关，控制对象为发光二极管，接收到一定强度的声音后，声控开关点亮发光二级管，灯亮时间可调。控制延时时间用数字显示。 扩展要求：发光二极管点亮时间延时显示。 1.1设计原理 声控灯是将声音信号转换为电信号、电信号再转换为光信号的装置。 输入部分可由一个驻极体话筒实现。话筒的高分子极化膜生产时就注入了一定的永久电荷。在声波的作用下，极化膜随着声音震动，电容是随声波变化。于是电容两极间的电压就会成反比的变化。将电容两端的电压取出来，就可以得到和声音对应的电压了。但是这个电压信号非常小，不能驱动LED灯。对这个电压信号进行放大、整形，才能得到足够大的电压。 声控灯的延时可以由一个单稳态触发电路实现。单稳态电路的暂态时间就是发光二极管的发光持续时间。用前面经放大的电压作为触发脉冲输送给单稳态触发电路，会得到一个持续特定时间的电压输出。这个输出来驱动发光二极管，就达到了声控、发光的目的。 计数器部分首先需要一个时钟源。时钟源脉冲可由多谐振荡器获得。将单稳态电路的输出与时基脉冲结合，控制计数器的计数与清零，就可以使计数部分与发光部分同步工作。 计数结果再经译码输送给共阳极数码管，显示出来。 2设计过程 2.1声控灯电路原理： 当驻极体话筒接受到一定强度的声音信号时，声音信号转换为电压信号，经三极管放大、施密特触发器整形后，触发单稳态延时电路，产生一个宽度可调的脉冲信号，驱动发光二极管发光。同时，该脉冲信号作为选通信号，使计数器计数，并用数码管显示延时时间。电路的流程图如图 1所示：
基于单片机的声光控制模拟路灯 （程序部分） 前言：单片机是一种集成电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计数器等功能集成到一块硅片上构成的一个小而完善的微型计算机系统，在工业控制领域广泛应用。本次我们采用at89c51单片机设计一种基于单片机控制的声光控制模拟路灯。该灯有声控，光控，声光同时控制楼道灯三种模式，经过调查，现在绝大多数小区的楼道灯都是纯电路形式实现声光控制的，这较之智能控制缺乏功能多样性，稳定性，而未来肯定是智能化的天下，所以我们用单片机模拟这一个多功能灯的系统。 关键字：单片机，at89c51，智能社区，楼道灯 目录： 一、设计目的 (2) 二、总体设计 (2) 方案选择： (2) 三、硬件设计 (3) 原理说明： (3) 四、软件设计 (3) 主要程序清单： (3) 程序框图： (5) 五、实验结果 (6) 六、总结 (6)
通过此次设计，主要是为了巩固我们的单片机相关知识及对单片机的相关应用，培养电子系统设计与实践的能力，学会设计使用简易的声、光传感器，并能用这些传感器设计一个声光控制的路灯（楼道灯）。 完成功能： 1）、声控灯模式。当传感器接收到声音信号时，单片机控制灯亮，并在5秒后灯自动熄灭。 2）、光控等模式。当光电传感器接收到为暗光时，灯自动点亮，接收到为亮光时，等自动熄灭。 3）、楼道灯模式。声光控制结合，即模拟当天暗并且楼道里有人走过的时候灯自动点亮5秒后熄灭。 二、总体设计 此次设计的声光控制灯包括三个基本模块，即声音处理模块、光处理模块、单片机小系统。总体设计框图如下： 图1、总体设计框图 方案选择： 1）、单片机部分。由于此次设计对单片机的要求较低，所以我们选择最为常用的at89c51单片机作控制部分。 2）、声控部分 一：选择专用的声音传感器模块来完成，能得到正确的波形、电压、频率等参数，且设计电路简单省事，但成本较高。 二：用驻极体话筒通过相应的信号处理电路对声音信号进行处理，成本较低，但电路设计麻烦。 综上所述：我们选择方案二，因为此次设计对声音信号的波形等参数要求较小，只要单片机接收到并能判断为高电平即可。 3）、光控部分 一：用光敏二极管作光电元件，光敏二极管对光转换为相应的电流。 二：用光敏电阻作光电元件，光敏电阻对光转换为相应的电阻。 综上所述：我们选用光敏电阻作光控部分的核心元件，因为光敏二极管转换成的是电流，而我们需要判断的是电压信号，将电流转换为电压信号的电路较复杂。
单片机原理及系统课程设计
1 引言 随着单片机的日益发展，其应用也越来越广泛，通过对“汽车转向灯单片机控制系统”设计，可以对单片机的知识得到巩固和扩展。本课程内容是设计一个单片机控制系统，在汽车进行左转弯、右转弯、刹车、合紧急开关、停靠等操作时，实现对各种信号指示灯的控制。本设计主要是对单片机的并行输入/输出口电路的应用，通过I/O口控制发光二极管的亮﹑灭﹑闪烁，加上复位电路﹑按键电路﹑驱动电路来模拟汽车尾灯的功能。 汽车在驾驶时有左转弯、右转弯、刹车、合紧急开关、停靠等操作。在左转弯或右转弯时，通过转弯操作杆应使左转开关或右转开关合上，从而使左头灯、仪表板左转弯灯、左尾灯或右头灯、仪表板右转弯灯、右尾灯闪烁；合紧急开关时要求前面所述的6个信号灯全部闪烁；汽车刹车时，两个尾灯点亮；如正当转弯时刹车，则转弯时原应闪烁的信号灯仍应闪烁。以上闪烁，都是频率为1Hz的低频闪烁；在汽车停靠而停靠开关合上时，左头灯、右头灯、左尾灯、右尾灯按频率为10Hz的高频闪烁。闪光器是通过调节镍铬丝的拉力和触点的间隙来满足频率要求的，灯泡功率的大小也会影响闪烁频率。因此在更换闪光器或灯泡时调整比较困难。同时，系统没有故检测，驾驶员无法知道车外的转向灯及示宽灯是否点亮，从而影响行车安全。到目前为止，我们还没有发现能检测灯丝断这种故障的有效方法。针对上述问题，我们用AT89C51单片机设计了一套汽车信号灯控制系统。用LED产生闪光信号，同时能自动检测信号灯故障。信号灯灯具的发展是随着汽车制造技术及电光源技术的发展而逐步完善的。它经历了机油或煤油灯、乙炔气灯到电光源灯的发展历程。现代汽车信号灯灯具已经开始使用发光二极管技术以及光导技术。 2 设计方案及原理 2.1 设计方案 基于上述的设计思想，本设计采用单片机控制，在控制系统中，选择了四个开关K1-K4、1个AT89C52单片机、6只发光二极管(用来模拟信号灯发光)。其中AT89C52单片机做为控制核心，当4个开关的状态发生改变后，单片机检测到开关信号后就通过软件输出相关信号，来驱动6个汽车信号灯根据开关的相关 状态闪烁或长亮。信号灯由发光二极管模拟替代。 2.2 设计原理 由定时器/计数器与中断系统的联合组成控制系统的工作原理。如汽车上有一个转弯控制杆，其中有三个位置：中间位置，汽车不转弯；向上，汽车左转；向
苏州科技大学 数字电子技术课程设计 院系：电子与信息工程 专业：电子信息工程 班级：1199 学号：1254567788 姓名：李明
目录 第一部分设计说明 (2) 1.1 设计任务 (2) 1.2 实验目的 (2) 1.3目的与意义 (2) 第二部分原理方案设计 (3) 2.1 方案的形成和方案的比较 (3) 2.2 具体框图原理解释与相关器件的考虑 (3) 2.3 具体的理论依据 (3) 第三部分详细设计过程 (5) 3.1 原理图设计方法与具体过程 (5) 3.2原理图的重点解释和设计考虑 (5) 3.2.1 由555定时器接成的单稳态触发器 (5) 3.2.2 继电器器控制电路 (6) 3.2.3 声控电路部分 (7) 第四部分实验 (8) 4.1 实验仪器 (8) 4.2 实验电路图 (8) 4.2 实验注意 (8) 第五部分实验总结 (9)
第一部分：设计说明 1设计任务 楼道声控灯控制器设计，具体要求如下： 1：器件条件：声音传感器、555定时器、继电器、LED灯泡，其它自定； 2：功能实现：当有声音时，开启灯光，并维持2秒钟，然后灯光关闭。 3：基于器件条件，不可以采用其它微控制器，可只有发挥完成功能。 2目的与意义 训练综合运用学过的数字电子技术、硬件设计基础及电路相关基本知识，培养独立设计比较复杂数字系统设计能力。 通过综合设计，力争掌握使用基本电子元器件设计数字系统电路的基本方法，包括原理方案的确定、Protel画图工具、原理图的绘制、软件模拟与理论计算过程，为以后进行工程实践问题的研究打下设计基础。 本次课程设计的内容是光电声控灯，是日常生活中非常常见，应用非常广泛的一种声控灯，它不需要开关，有人经过时会自动亮，可以通过设计确定其亮一次大概的时间，方便快捷，我们都会看到过它的外形，本次课程设计，会论述光电声控灯的原理，所用到的各种器件引脚及其功能， 随着社会的发展，资源的大量开采，能源在逐渐的减少，所以现在要建立节能意识，电能是首当其冲，楼道声控灯就是楼道的一个重要的节能装置，它由声音控制电路和三五定时器，再加上输出信号通过继电器来连接起来，以控制灯亮的时间来达到节能的目的。另外，由于频繁开关或其他人为因素，墙壁开关的损坏率很高，既增大了维修量、浪费了资金，又容易造成事故隐患。当有人走过楼道通道，发出脚步声或其他声音时，楼道灯会自动点亮，提供照明进入家门或走出公寓，楼道灯延时几分钟后会自动熄灭。
华夏HX7180轿车照明系统、信号系统控制电路设计与分析 前言：随着现代汽车技术的发展，汽车电气与电子设备日益增多，在全面系统的分析掌握汽车电气与电子设备结构原理的基础上，掌握轿车类电子与电子设备的设计方法、规则与应用，有利于提高分析和解决问题的能力。 关键字：照明系统信号系统电路 摘要：随着汽车工业和科学技术的发展，汽车技术日新月异，特别是电子技术的应用，使汽车的结构性能发生了根本的变化。作为当代交通类大学生对汽车电器的知识需要有一个适当的把握。在理解教材《汽车电器与电子控制技术》的基础上，学习研究了桑塔纳轿车的实际照明、信号电路，在此基础上改进了电路， 用protel画图软件绘制了电路图，并做了详细的分析。 一照明系统、信号系统的组成、控制要求和特点 1.1照明系统 照明系统分为外部照明装置和内部照明装置。外部照明装置包括前照灯、雾灯、牌照灯、防空灯等；内部照明装置包括厢灯、顶灯、阅读灯、踏步灯、工作灯、发动机罩下灯、行李箱灯、仪表灯等。 1前照灯：要求前照灯能保证提供车前100m以上路面明亮、均匀的照明，并且不应对迎面来车的驾驶员造成炫目。前照灯安装在汽车头部两侧，每辆车安装2只或4只。白色灯光。 2雾灯：前雾灯安装在前照灯附近或比前照灯稍低的位置。前雾灯为黄色灯光。后雾灯采用单只时，应安装在车辆纵向平面的左侧，与制动灯间的距离应大于100mm。后雾灯为红色灯光。 3倒车灯：安装在汽车尾部。白色灯光。 4内部照明系统：白色灯光。 5牌照灯：牌照灯应能使距离本车后方约20m处看清牌照上的文字、数字，对于牌照灯的入射角，一般要求8°。牌照灯的照射方向根据整车结构不同来调整，可选择从牌照板上方或左、右或下方照明。 1.2信号系统 信号系统分为灯光信号装置和声响信号装置两类。灯光信号装置包括转向信号灯、转向指示灯、危险报警信号灯、示宽灯、示廓灯、停车灯、尾灯、制动灯、门灯等。声响信号装置包括电喇叭、倒车警告装置等。 1转向信号灯：安装在汽车前后左右四角。琥珀色灯光。要求前后转向灯白天100m以外可见，侧向转向灯白天距30m以外可见。转向信号灯的闪光频率应控制在1.0HZ~2.0HZ，启动时间应不大于1.5s。 2危险报警信号灯：由转向灯兼任，这种情况下请按后转向灯同时点亮。与转向灯要求一致。3制动灯：安装在车位两侧，量制动灯应与汽车的纵轴线堆成并在同一高度上。要求白天距100m以外可见。红色灯光。 4示廓灯：安装在汽车前后左右侧的边缘。要求夜间300m以外可见。前示廓灯为白色灯光，
课程设计报告 华中师范大学武汉传媒学院 传媒技术学院 电子信息工程2011 仅发布百度文库，版权所有.
单片机课程设计 一、设计题目、要求 题目：声控灯设计 要求：A.使用单片机实现声控灯 B.当说话声音大于一定程度时，发光二极管显示，延时大于1秒 二、设计框图 1、硬件框图 三、方案设计 如果要让接在P1.0口的LED1亮起来，那么只要把P1.0口的电平变为低电平就可以了；相反，如果要接在P1.0口的LED1熄灭，就要把P1.0口的电平变为高电平；同理，接在P1.1～P1.7口的其他7个LED的点亮和熄灭的方法同LED1。因此，要实现流水灯功能，我们只要将发光二极管LED1～LED8依次点亮、熄灭，8只LED灯便会一亮一暗的做流水灯了。在此我们还应注意一点，由于人眼的视觉暂留效应以及单片机执行每条指令的时间很短，我们在控制二极管亮灭的时候应该延时一段时间，否则我们就看不到“流水”效果了。 四、硬件原图设计
五、程序流程图 六、仿真图 仿真结果如下：当S2关闭
当S3关闭 七、制作
八、调试 流水灯制作完成后，我们对它进行了调试，一开始灯不停地闪，无法接受到声音信号。后来，我们对PCB进行了检查，发现有放大电路的集电极连接线断路了，导致声音信号没法被芯片接收到。我们迅速的电路进行了修复。修复后，电路能够顺利的进行工作了。 九、心得体会 回顾起此课程设计，至今我仍感慨颇多，从理论到实践，在这段日子里，可以说得是苦多于甜，但是可以学到很多很多的东西，同时不仅可以巩固了以前所学过的知识，而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。在今后社会的发展和学习实践过程中，一定要不懈努力，不能遇到问题就想到要退缩，一定要不厌其烦的发现问题所在，然后一一进行解决，只有这样，才能成功。 在设计过程中虽然遇到了一些问题，但经过一次又一次的思考，一遍又一遍的检查终于找出了原因所在，也暴露出了前期我在这方面的知识欠缺和经验不足。比如在调试的时候，程序老是不稳定中断服务程序有时执行一次，有时又执行两次，开始我以为是板子受环境影响。后来在网上百度才知道是软件问题，是我忘了在执行中断服务程序时候把相应的中断关了，导致在执行中断服务程序时易受影响执行两次或两次以上。在这个发现问题之后，我在中断服务程序中关了相应的外中断之后。问题就解决了，下载程序到板子之后，运行就正常了。
单片机原理及系统课程设计 专业： 班级： 姓名： 学号： 指导教师： 兰州交通大学自动化与电气工程学院 2014 年 7月 1日
1 引言 随着单片机的日益发展，其应用也越来越广泛，通过对“汽车转向灯单片机控制系统”设计，可以对单片机的知识得到巩固和扩展。本课程内容是设计一个单片机控制系统，在汽车进行左转弯、右转弯、刹车、合紧急开关、停靠等操作时，实现对各种信号指示灯的控制。本设计主要是对单片机的并行输入/输出口电路的应用，通过I/O口控制发光二极管的亮﹑灭﹑闪烁，加上一些复位电路﹑按键电路﹑驱动电路来模拟汽车尾灯的功能。 2 设计方案及原理 汽车转向灯主要有单片机、按键、复位、时钟、电源、故障检测电路、LED显示电路组成最基本的单片机系统。单片机本身的功能强大，汽车转向灯的驱动用单片机本身的驱动来驱动。使得单片机的功能得到充分的运用。本方案的故障检测电路具有故障监控性能，他能提高系统的可靠性。 由定时器/计数器与中断系统的联合组成控制系统的工作原理。如汽车上有一个转弯控制杆，其中有三个位置：中间位置，汽车不转弯；向上，汽车左转；向下汽车右转。转弯时，规定左右尾灯、左右头灯仪表板上2个指示灯相应地发出闪烁信号。应急开关合上时，6个信号灯都应闪烁。汽车刹车时，2个尾灯发出不闪烁信号。如正当转弯时刹车，转弯时原应闪烁的信号仍应闪烁。它们都是频率为1Hz低频闪烁，在汽车停靠而停靠开关合上时，左头灯、右头灯、左尾灯、右尾灯按频率为10Hz频率快速闪烁。任何在下表中未出现的组合，都将出现故障指示灯闪烁，闪烁频率为10Hz。 3 系统硬件设计 3.1 AT89C51单片机介绍 AT89C51单片机有以下部件构成：八位微处理器、振荡电路、总线控制部件、中断控制部件、片内Flash存储器、片内RAM、并行I/O接口、定时器和串行I/O 接口。AT89C51单片机内部由CPU、4KB的FPEROM，128B的RAM，两个16位的定时器/计数器T0和T1，4个8位的I/O端P0、P1、P2、P3等组成。汽车转向灯单片机控制系统电路是由单片机AT89C51、复位、电源、时钟、LED显示电路、故障检测电路、按键电路构成汽车转向灯单片机控制系统框图如图3.1所示。
2010 届毕业设计（论文）课题任务书 系：电气与信息工程系专业：电子信息工程技术
目录 1 绪论………………………………………………………………………… 1.1 选题背景……………………………………………………………………… 1.2 研究意义……………………………………………………………………… 1.3 研究方法…………………………………………………………………… 2 汽车转弯灯单片机控制系统原理……………………………………………… 2.1 汽车转弯灯工作原理………………………………………… 2.2 单片机系统的工作原理及设计……………………………………………… 3 设计方案论证与选择……………………………………………… 3.1 方案论证一…………………………………………………………… 3.2 方案论证二………………………………………………………… 3.3 方案选择………………………………………………………… 4 控制系统的硬件设计………………………………………………………… 4.1 单片机控制系统电路图…………………………… 4.2 单片机控制系统功能模块的设计……………… 4.3 元器件清单…………………………………………………… 5 主要芯片介绍………………………………………………………… 5.1 单片机的特点……………………………………………………… 5.2 单片机各引脚介绍……………………………………………………… 5.3 单片机的功能介绍……………………………………………………… 6 控制系统的软件设计…………………………………………………… 7.1 汽车转弯灯控制系统流程图
课程设计说明书（论文） 课程名称：数字电子技术基础 设计题目：声控灯的设计与制作 院系：电气学院 班级： 设计者： 学号： 指导教师： 设计时间：
课程设计任务书
一、设计任务及原理 1.设计任务 设计一个声控开关，控制对象为发光二极管。 基本要求： 1、接收到一定强度的声音后，声控开关点亮发光二极管（电流5～10mA），延时时间在1～15s之间可调。 2、延时时间用数字显示（采用共阳极数码管），时间单位可调，显示范围为1～15s。 2.设计原理 声控灯的功能是将声音信号转换为电信号、再将电信号转换为光信号的一个装置。 声控灯装置的输入部分由是一个话筒。话筒的高分子极化膜中拥有一定的永久电荷。在声波的作用下，极化膜在声音的作用下震动，因此电容的大小不断地变化。电容两极间的电压随着电容的增大而减小。和声音对应的电压便可以由电容两端的电压推算出来，起到一个传感器的作用。然而由于这个电压的大小极小不能够使LED灯发光，因此需要用多级放大电路对这个电压信号进行放大，对其进行整形，处理，最终得到一个理想的大小适中的电压信号来驱动二极管发光。 单稳态触发电路可以满足声控灯延时的实现。其暂态时间就是发光二极管的发光持续时间。用经过多级放大电路放大的电压作为触发脉冲输送给单稳态触发电路，会得到一个持续特定时间的输出电压。进而达到了驱动二极管发光的目的。 对于计数器部分，首先需要一个时钟源。多谐振荡器产生时钟源脉冲。满足了单稳态电路的输出与时基脉冲结合，控制计数器的计数与清零，就可以使计数部分与发光部分同步工作。 计数结果经译码器的译码输送给数码管，数码管便可以将数字显现出来，达到了本次课程设计的目的。 二、设计过程 1.声控灯电路原理： 接受到声音信号进入到驻极体话筒时，话筒将声音信号转换为电压信号，经三极管放大电路对该电压信号进行放大以及接下来的施密特触发器整形后，触发单稳态延时电路，便可以产生一个可调宽度的脉冲信号，该脉冲信号足够大便能够驱动发光二极管使其发光。该脉冲信号还作为选通信号，达到使计数器计数的目的，接下来将信号送到数码管，最终驱动数码管显示数字，此即为声控灯电路工作的原理，下面为其中的电路原理的设计简图。 2.电路设计 2.1放大电路设计：
摘要 本课题设计一款基于单片机的楼道内声控灯及报警系统，主要由声控灯和意外紧急报警两部分组成。声控灯部分是通过声音传感器进行声音检测，然后经单片机进行处理，实现灯的开关智能控制。报警部分主要由蜂鸣器和按键组成，当声控灯出现故障时，通过触动按键实现蜂鸣器报警进行维修提示。硬件电路包括单片机最小系统电路、声音传感器检测模块、按键模块、LED显示模块、蜂鸣器报警电路模块；软件部分主要通过C程序的编程实现等灯的亮灭，然后通过发光二极管显示出来，通过按键操作实现报警功能。设计中结合硬件、软件的分步调试，达到要求的控制效果。当有人走过楼梯通道，发出脚步声或其它声音时，楼道灯会自动点亮，提供照明。当人们进入家门或走出公寓，楼道灯延时几分钟后会自动熄灭。当出现故障时，可触动按钮，进行报警维修。声控延时开关不仅适用于住宅区的楼道，而且也适用于工厂、办公楼、教学楼等公共场所，它具有体积小、外形美观、制作容易、工作可靠等优点。 关键词:单片机；声控灯；报警系统；声音传感器；蜂鸣器
Abstract This project is based on single-chip design a voice-activated light and alarm system in the building, by voice-activated lights and emergency alarm which two key components.V oice-activated light partly through sound sensors for sound detection, and then single-chip processing, realization of intelligent control for the light switch.Alarm part consists mainly of beeper and keys, when voice-activated lights fail, through touches the pressed key realization light buzzer alarms for maintenance tips.The hardware circuit consists of single chip microcomputer minimum system circuit, sound sensors module, keys module, LED display module, a buzzer alarm circuit module;Software part mainly accomplished by programming of C programs such as destroy the light of lights, and then through the led display,Alarm functions are realized by key operation.In the design of combination of hardware and software debugging step by step, meet the requirements of control effect.When people walk through the stairs, when making footsteps or other sound, stair lights will automatically light up and lighting.When people enter the House or get out of the apartment, corridor lamp delay automatically turns off after a few minutes.When a failure occurs, you can touch a button and alarm servicing.V oice-activated inertia switch applies not only to the residential area of the building, but also to factories, office buildings, school buildings and other public places, it is of small size, pleasing in appearance, making easy, reliable and so on. Keywords:microcontroller; voice-activated light and alarm system; sound sensors; buzzer
单片机原理及系统课程设计 专业：自动控制 班级：控093 姓名：古月 学号：2009020202 指导教师： 兰州交通大学自动化与电气工程学院 2012 年 7月1日
基于单片机的汽车转向灯控制系统 1 引言 车灯是行车安全的必备件，除了具有照明作用，对行人和其他车辆还具有转向、刹车等警示作用。汽车转向和故障信号灯是汽车运动方向和车身状态的表示信号，关系着汽车的安全问题，因此基于单片机的汽车转向灯控制器一直以来都是汽车电子设计中的一个十分重要的领域。本设计是设计一个单片机控制系统，在汽车进行左转弯、右转弯、刹车、合紧急开关、停靠、倒车等操作时，实现对各种信号指示灯的控制。它主要是对单片机的并行输入/输出口电路的应用，通过I/O口控制发光二极管的亮﹑灭﹑闪烁，加上一些串口电路﹑按键电路﹑驱动电路来模拟汽车尾灯的功能并在PC机上显示此时的汽车行进状态。 汽车转弯或停靠时，相应的信号灯要发出闪烁的灯光信号，目前国内广泛使用电热式闪光器产生闪光信号。闪烁频率在50～110 次/分，但是一般控制在60～95 次/分之间。闪光器是通过调节镍铬丝的拉力和触点的间隙来满足频率要求的，灯泡功率的大小也会影响闪烁频率，因此在更换闪光器或灯泡时调整比较困难。同时，系统没有故检测，驾驶员无法知道车外的转向灯及故障指示灯是否点亮，从而影响行车安全。到目前为止，我们还没有发现能检测灯丝断这种故障的有效方法。针对上述问题，我们用AT89C51单片机设计了一套汽车转向灯控制系统。用LED产生闪光信号，同时能自动检测信号灯故障。 2 设计方案及原理 汽车转弯灯单片机控制系统电路是由单片机AT89C51、复位、时钟、LED显示电路、按键电路构成等几部分组成。 2.1 系统设计 本设计要求在汽车进行左转弯、右转弯、刹车、合紧急开关、停靠、倒车等操作时，实现对各种信号指示灯的控制。根据设计要求，制定总体的设计思想：以单片机AT89C51为核心芯片通过控制LED的显示来模拟汽车转向灯，即用开关K1-K6的闭合分别模拟刹车、紧急、停靠、左转、右转、倒车操作；用LED 发光二极管D1-D8的亮灭显示来模拟汽车的故障指示灯、左头灯、右头灯、左转弯信号灯、右转弯信号灯、左尾灯、右尾灯、倒车灯的显示情况。转向时，规定左右尾灯、左右头灯仪表板上2个指示灯相应地发出闪烁信号；应急开关合上时，6个信号灯都应闪烁；汽车刹车时，2个尾灯发出稳定亮信号；如正当转向时刹车，转向时原应闪烁的信号仍应闪烁。它们都是频率为1Hz低频闪烁，在汽车停靠而停靠开关合上时，左头灯、右头灯、左尾灯、右尾灯按频率为30Hz的高频闪烁。任何上述之外的开关组合，都将出现故障指示灯闪烁，闪烁频率为30Hz。
模电课程设计 声控灯开关 目录 一设计的目的和任务 (3) 二设计要求 (3) 三总体框图设计 (3) 四功能设计 (3) 4.1 VCC值的确定 (5) 4.2 延迟的确定 (5) 4.3 与非门的高低电平的输入确定 (5) 4.4 整流电路的设计 (6) 4.5 电容滤波电路 (7) 4.6 晶闸管的工作原理 (9) 五总原理图 (10) 六元件清单 (10) 七总结 (11) 八参考文献 (11)
一设计的目的和任务 1、巩固加深对模拟电子技术基础的理解，提高综合运用所学知识的能力，培养学生独立分析问题、解决问题的能力。 2、通过查找资料、选方案、设计电路、写报告等环节的训练，熟悉设计过程、步骤。为今后从事电子线路的设计、研制电子产品打下良好的基础。 3、设计模拟和数字电子混合电路，实现特定功能。学习这一技能，积累这方面的经验。二设计要求 1、办公楼或居民楼应用的声控开关； 2、白天光线充足时，灯不亮； 3、晚上光线暗，若无人声，灯不亮；若有人声，则灯亮。 三总体框图设计 根据技术要求，此声控灯开关可由以下几个单元组成： 图1 整体框图 四功能设计
本设计主要由桥式整流电路、降压滤波电路、声音信号输入电路、光信号输入电路、延时控制电路以及外接电路6部分组成。 图2 声光控制电路图 根据图2 电路，原理如下： 由四个二极管组成的桥式整流电路将输入电路的220V 50Hz交流电压变换成脉动直流。该脉动直流电压一路有R3和R1、C3分压并滤波后得到传感及逻辑控制电路所用的电压VCC；另一路接到晶闸管BT169的阳极。 当BT169的控制级（栅极）为高电平且输入的交流信号V i=COS(wt+Φ) 处于正半周期时，电流由D2→地→D4→灯流过而将灯点亮。当V i处于负半周期时，电流由灯→D3→地→D1而将灯点亮。当BT169的控制级为低电平时，晶闸管截止，此时不会产生驱动灯的电流，此时灯是熄灭的。由此可见，灯的亮灭是由晶闸管的控制级电平决定的。因此，关键问题是如何控制其栅极电平的高低。 有光时灯灭；无光无声时灯灭；无光有声时灯亮。参考图2，对光敏电阻R W而言，当有光时，R W<2kΩ，此时HD14011的1脚即第一个与非门的一个输入端为低电平（地），所以3脚为高电平、4脚为低电平，10脚为高电平，11脚为低电平，则此时晶闸管截止，灯泡是灭的。相反，如果无光时，R W>2MΩ，此时HD14011的1脚是高电平，此时第一个与非门的输出取决于2脚的状态，而2脚的状态将由噪声传感器来决定，当没有声音时，2脚为低电平，因此A为高电平，B为低电平，C为高电平，D为低电平，此时晶闸管截止，灯泡灭。当有声音产生时，在麦克风两端产生一个交流信号，经过电容而将2脚置为
单片机课程设计报告名称：音乐盒 院系：惠州学院电子科学系 班级：05电气 学生姓名：陈文志 同组姓名：周俊锋、张少威 日期：2008年12月
1、设计方案 设计一个基于MCS-51系列单片机的音乐盒，利用试验板上的开关，按开关切换演奏出不同的乐曲。蜂鸣器发出某个音调，与之相对应的LED亮起。使用两个按键，一个用来切换歌曲，另一个切换八路LED的变化花样。 2、实现功能： 1）电路有两种工作模式：演奏音乐模式和花样灯模式。 演奏音乐模式：演奏完整的一首的歌曲，八路LED随着音乐变化。 花样灯模式：八路LED变化出各种花样，蜂鸣器随着发出“嘀嘀”声 2）按下按键1进入演奏音乐模式，再按切换歌曲，共两首歌曲。 3）按下按键2进入花样灯模式，再按切换LED花样，共四种花样。 此电路的程序只占用了1K左右，可编制更多的音乐和LED花样，使系统的功能更加强大。 3、硬件电路设计 电路原理图
由于51单片机的电流驱动能力较弱，而蜂鸣器的工作电流为几十MA，故驱动蜂鸣器需用一个pnp三极管。单片机给P3.0低电平，则蜂鸣器开；给高电平则蜂鸣器关。 LED接到单片机的P1口，拉低IO口，可使LED亮起。 两个按键的一端接单片机的IO口，另一端接地。不按下去时与按键相连的IO口被单片机内部上拉电阻拉高，按下则与之相连的IO口变成低电平，引发单片机中断。 4、软件设计 程序设置了两个标志——count1和count2，分别初始化为1和0。按键1使得count1在1和2之间切换，按键2使得count2在1~4之间切换。程序检测count1的值，count1等于1时播放第一首歌曲，等于2时播放第二首。另一方面根据count2的值来切换LED 的花样。Count1和count2的值是互斥的，设置count1等于1、2时，count2同时设置为0；设置count2等于1~4时，count1也同时设置为0。 歌曲简谱的编码规则： do re mi fa so la si分别编码为1~7，重音do编为8,重音re编为9，停顿编为0。播放长度以十六分音符为单位（在本程序中为165ms），一拍即四分音符等于4个十六分音符，编为4,其它的播放时间以此类推。音调作为编码的高4位，而播放时间作为低4位，如此音调和节拍就构成了一个编码。以0xff作为曲谱的结束标志。 举例1：音调do,发音长度为两拍，即二分音符，将其编码为0x18。 举例2：音调re,发音长度为半拍，即八分音符，将其编码为0x22 歌曲播放的设计。先将歌曲的简谱进行编码，储存在一个数据类型为unsigned char 的数组中。程序从数组中取出一个数，然后分离出高4位得到音调，接着找出相应的值赋给定时器0，使之定时操作蜂鸣器，得出相应的音调；接着分离出该数的低4位，得到延时时间，接着调用软件延时。 确定定时器0对应于音调的初值： 假设要得到500HZ的声音。500HZ的声音信号每个周期为2ms，即2000us。假设单片机采用12MHZ的晶振，每个机器周期的时间为12/12M=1 us。故单片机操作（对与蜂鸣器相连的IO口取反）一次蜂鸣器的时间间隔为2000us/1us/2=1000个机器周期，故给工作在方式1的定时器0赋的初值为TH0＝（65536-1000）/256，TL0=(65536-1000)%256。
实验三模拟汽车左右转向灯控制
姓名张培林志霖学号 51 28 班级 13-电信MT时间 A-504 地点 实验名称：模拟汽车左右转向灯控制实验 一、实验目的 1、熟悉C语言的基本语句、复合语句、条件选择语句和循环语句的使用方 法； 2、了解顺序、选择和循环三种基本程序结构及结构化程序设计方法。 3、强化根据电路图来搭建电路的能力 4、帮助学生养成良好实验习惯。 二、实验主要应配套仪器设备及套数 1．元件列表 2.配套仪器设备和工具 镊子、螺丝刀、万用表，直流电源，天祥单片机练习板
三、参考电路图（请在下图右边画出单片机引脚图） XTAL2 18 XTAL1 19 ALE 30EA 31 PSEN 29RST 9 P0.0/AD039P0.1/AD138P0.2/AD237P0.3/AD336P0.4/AD435P0.5/AD534P0.6/AD633P0.7/AD732P1.0/T21P1.1/T2EX 2P1.23P1.34 P1.45 P1.56P1.67P1.78 P3.0/RXD 10P3.1/TXD 11P3.2/INT012P3.3/INT113P3.4/T014P3.7/RD 17 P3.6/WR 16P3.5/T115P2.7/A1528P2.0/A821P2.1/A922P2.2/A1023P2.3/A1124P2.4/A1225P2.5/A1326P2.6/A1427U1 AT89C52 X1 CRYSTAL C1 30pF C2 30pF C3 10uF R8 10k D9 LED-RED D10LED-RED R2 330 R1 330 SW1 SW-SPDT SW2 SW-SPDT R3 4.7k R4 4.7k 四、实验要求 安装在汽车不同位置的信号灯市汽车驾驶员之间及驾驶员向行人传递汽车行驶状况的语言工具。一般包括转向灯、刹车灯、倒车灯、雾灯等，其中汽车转向灯包括左转灯和右转灯，其显示状态如下表所示： 转向灯显示状态 驾驶员发出的命令 左转灯 右转灯 灭 灭 驾驶员未发出命令 灭 闪烁 驾驶员发出右转显示指令 闪烁 灭 驾驶员发出左转显示命令