数字电路课设0汽车尾灯.doc

数字电路课设0汽车尾灯

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I

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课程设计任务书
学生姓名： 专业班级：电子科学与技术0803班
指导教师： 工作单位： 信息工程学院
题 目: 汽车尾灯控制器的电路设计
初始条件：
本设计既可以使用中、小规模集成电路芯片7400、7404、74138、7476、7486和其它器件实现对汽车尾灯显示的控制功能.本设计也可以使用单片机系统构建简易频率计。工作电源Vcc为12V.电路组成框图如图1所示：
图1汽车尾灯控制电路框图
要求完成的主要任务: （包括课程设计工作量及技术要求，以及说明书撰写等具体要求)
1、课程设计工作量：1周。
2、技术要求：设汽车尾部左右两侧各有3个指示灯（用发光管模拟),要求是：
① 汽车正常行驶时，尾灯全部熄灭.
② 当汽车右转弯时，右侧3个指示灯按右循顺序点亮。
③ 当汽车左转弯时，左侧3个指示灯按左循顺序点亮。
④ 临时刹车时，所有指示灯同时闪烁。
⑤ 选择电路方案，完成对确定方案电路的设计.计算电路元件参数与元件选择、并画出总体电路原理图，阐述基本原理。制作实际运行装置.
3、查阅至少5篇参考文献。按《武汉理工大学课程设计工作规范》要求撰写设计报告书.全文用A4纸打印，图纸应符合绘图规范。
时间安排：
1、 2010 年 6月 28 日集中，作课设具体实施计划与课程设计报告格式的要求说明。
2、 2010 年 6 月 28 日,查阅相关资料，学习电路的工作原理。
2、 2010年 6 月 29日 至 2010 年 6月29 日,方案选择和电路设计。
2、 2010 年 6 月 30日 至 2010 年 7 月 1日，电路调试和设计说明书撰写。
3、 2010 年 7 月 2 日上交课程设计成果及报告,同时进行答辩。

课设答疑地点:鉴主14楼电子科学与技术实验室.
指导教师签名： 年 月 日
系主任（或责任教师）签名： 年 月 日

目 录

摘 要…………………………………………………………………………………Ⅰ
ABSTRACT……………………………………………………………………………Ⅱ绪 论…………………………………………………………………………………Ⅲ 1设计内容及要求……………………………………………………………………1
1.1 设计的目的及主要任务………………………………………………………1
2方案论证和确定……………………………………………………………………2
2。1方案论证………………………………………………………………………2
2。2方案确定………………………………………………………………………3 3设计方案及设计……………………………………………………………………4
3。1系统设计框图…………………………………………………………………4
3.2 电路设计………………………………………………………………………4
3.3 单元电路………………………………………………………………………5 4程序设计…………………………………………………………………………… 8
4.1 设计语言C语言的介绍…………………………………………………8
4.2实验程序………………………………………………………………………8
5电路仿真、制作与调试……………………………………………………………10
5.1电路仿真 ……………………………………………………………………10
5.2 电路制作与调试 …………………………………………………………… 13
6课程设计小结……………………………………………………………………14
参考文献…………………………………………………………………………… 15
附录Ⅰ……………………………………………………………………………16

摘 要

课程设计作为数字电子技术和模拟电子技术课程的重要组成部分，目的是一方面使我们能够进一步理解课程内容,基本掌握数字系统设计和调试的方法,增加集成电路应用知识，培养我们的实际动手能力以及分析、解决问题的能力。
本设计主要采用的是基于单片机的汽车尾灯控制电路的设计方法，通过设计单片机控制汽车尾灯显示电路,能很好的综合运用我们所学到的单片机,C语言，模拟电路知识，熟悉电子电路设计的基本方法..
本文介绍了一种以AT89S52单片机为核心的控制电路。试验通过发光二极管模拟汽车尾灯来实现了汽车在行驶时候的四种情况：正常行驶，左拐弯，右拐弯,临时刹车.汽车的尾灯是其运行方式的最直接表示方式，四种不同情况对应四种灯的状态，令行人或其他车辆清晰明白它将要发生的动态变化.从而避免交通事故的发生。设计此电路必须要求严格符合交通规则,尾灯闪亮或熄灭准确，才不会让行人或其他车辆产生误解。

关键词：AT89S52 单片机 发光二极管 开关控制 设计程序

Abstract

As digital electronic technology curriculum design and simulation of electronic technology is an important part of the course， 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 mainly 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 electronic 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 means, 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 won’t let pedestrians， or other vehicles from misunderstandings.个人收集整理,勿做商业用途文档为个人收集整理，来源于网络

Key words： AT89S52 SCM leds switch control design procedure

绪 论

汽车作为现代交通工具已大量进入人们的生活，随着电子技术的发展,对于汽车的控制电路,也已从过去的全人工开关控制发展到了智能化控制。在夜晚或因天气原因能见度不高的时候，人们对汽车安全行驶要求很高．汽车尾灯控制系统给大家带来了方便。汽车尾灯控制器是随汽车智能化技术的发展而迅速发展起来的,汽车尾灯一般是用基于微处器的硬件电路结构构成，正因为硬件电路的局限性，不能随意的更改电路的功能和性能，且可靠性得不到保证,因此对汽车尾灯控制系统的发展带来一定的局限性。难以满足现代汽车的智能化发展。
随着（EDA)仿真技术的发展,数字系统的设计技术和设计工具发生了深刻的变化。利用硬件描述语言对数字系统的硬件电路进行描述是EDA的关键技术之一。C语言是目前主流的硬件描述语言,它具有很强的电路描述和建模能力，且有与具体硬件电路无关和与设计平台无关的特性．在语言易读性和层次化结构设计方面表现出强大的生命力和应用潜力。

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1设计内容及要求
1.1 设计目的及主要任务
1。1。1 设计目的
(1）学会根据已学知识设计具有某一特定功能的电路;
(2）学会基本电路的组装与调试.
1.1。2 设计任务及主要技术指标
1、本设计既可以使用中、小规模集成电路芯片7400、7404、74138、7476、7486和其它器件实现对汽车尾灯显示的控制功能。本设计也可以使用单片机系统构建简易频率计.工作电源Vcc 为12V。电路组成框图如图1所示: 图1-1 电路框架图

2、课程设计工作量:1周。
3、技术要求：设汽车尾部左右两侧各有3个指示灯(用发光管模拟）,要求是：
① 汽车正常行驶时,尾灯全部熄灭。
② 当汽车右转弯时，右侧3个指示灯按右循顺序点亮。
③ 当汽车左转弯时，左侧3个指示灯按左循顺序点亮.
④ 临时刹车时,所有指示灯同时闪烁。
⑤ 选择电路方案，完成对确定方案电路的设计。计算电路元件参数与元件选择、并画出总体电路原理图，阐述基本原理。制作实际运行装置。
4、查阅至少5篇参考文献。按《武汉理工大学课程设计工作规范》要求撰写设计报告书。全文用A4纸打印，图纸应符合绘图规范.

2方案论证和确定
2。1 方案论证
2.1.1 方案一
通过把脉冲电路、开关控制电路、三进制电路、译码与显示驱动电路等模块组合来实现.首先，通过555定时器构成的多谐振荡器产生频率为1Hz的脉冲信号，该脉冲信号用于提供给双J-K触发器构成的三进制计数器和开关控制电路中的三输入与非门的输入信号.其次，双J-K触发器构成的三进制计数器用于产生00、01、10的循环信号，此信号提供左转、右转的原始信号。最后，左转、右转的原始信号通过6个与非门以及7410提供的高低电位信号，将原始信号分别输出到左、右的3个汽车尾灯上。得到的信号即可输出到发光二极管上，实现所需功能.

2。1。2 方案二
通过AT89S52单片机编写程序，来控制LED的亮灭。
这种方案中单片机编程较直接，用硬件电路搭建方便，通过AT89S52单片机编写程序,来控制LED的亮灭。这样可以大大简化系统结构，材料的成本.提高系统的先进性和可靠性，能实现控制器的系统编程.采用这种器件开发的数字系统其升级与改进极为方便。
经过小组商量,我们选择了使用第二种方法.
一、由于现在单片机技术普及，加上用单片机实现起来很方便也很简单,所以我决定使用单片机来驱动整个电路的运行。
二、单片机的运行都是要有晶振驱动的，有的单片机是内部晶振驱动单片机，有的单片机是外部设计含有晶振的驱动电路来驱动单片机的运行。所以要设计一个驱动电路去驱动单片机。

三、需要往单片机中下载编好的程序，一是用在线下载，二是用下载器下载到单片机中.在没有下载器的情况下,使用在线下载很方便.
2.2 方案确定
虽然方案一所利用的知识是我们现阶段所学过的，电路简单并且对于我们大多数人来说更容易实现， 但这种方案的实现复杂,成本高，调试起来不容易成功，太过繁琐。
方案二是利用单片机控制六个LED灯的暗灭来实现汽车尾灯电路编程较直接，用硬件电路搭建方便,通过AT89S52单片机编写程序,来控制LED的亮灭.这样可以大大简化系统结构,降低材料的成本。提高系统的先进性和可靠性，能实现控制器的系统编程。采用这种器件开发的数字系统其升级与改进极为方便。

3设计方案规划及设计
3.1 系统设计框架图
如图3—1所示。
方案确定（单片机）
KEIL软件编程
PROTEUS软件仿真测试
元器件选择与电路板焊接
调试及问题解决

图3-1 框架图

3.2 电路设计
设计一个汽车尾灯控制电路，用6个发光二极管模拟汽车尾灯，即左尾灯(L1—L3）3个发光二极管；右尾灯（D1-D3）3个发光二极管。用两个开关分别控制左转弯尾灯显示和右转弯尾灯显示。当右转弯开关被打开时，右转弯尾灯显示的3个发光二极管按右循环显示。当左转弯开关被打开时，左转弯尾灯显示的3个发光二极管按左循环显示。当急刹车时，6个发光二极管闪烁。
根据以上要求，要实现当右转弯开关打开时，右转弯尾灯显示的3个发光二极管按右循环规律显示，如图3.2；当左转弯开关打开时如图3.3；急刹车时如图3.4。
根据不同的状态，绘制汽车尾灯和汽车运行状态表如表3。1所示。
设左转弯按键为key1,右转弯按键为key2,急刹车按键为key3，增加key4作为正常行驶开关。
总电路图如下所示

图3-2 总电路图
经过以上所述的设计内容及要求的分析，可以将电路分为以下几部分:按键电路、LED显示电路、含有晶振的驱动的电路、复位电路。
3。3 单元电路
3.3.1含有晶振的驱动的电路：
没有驱动电路的话,也就是晶振不起振,那单片机就不能工作。
如图3—3所示。

图3-3 晶振电路图
使用的是12M的晶振，两个电容一般为30P。

3。3.2 复位电路

VCC上电时,C充电，在10K电阻上出现电压，使得单片机复位；几个毫秒后，C充满,10K电阻上电流降为0，电压也为0，使得单片机进入工作状态.工作期间，按下S，C放电。S松手，C又充电,在10K电阻上出现电压，使得单片机复位。几个毫秒后，单片机进入工作状态。

图3-4复位电路图

3.3。3 LED灯电路
LED电路:要在左转向的时候，左边的3个灯左循环点亮，右转向的时候,右边的3个灯右循环循环点亮，急刹车的时候全部的LED闪烁,于是我选择了左循环的3个不同颜色的LED，右循环的3个LED的颜色和左循环的3个LED颜色一样,当循环点亮的时候很直观。

图3-5 LED灯电路

3。3.4开关控制电路

图3-6 开关控制电路

按键电路：
第一个为左转弯，第二个为正常行驶，第三个为右转弯,第四个为临时刹车。
单片机在不停的扫描4个按键相连的IO口的高低电平，当4个按键中的一个按键按下去后,单片机会确定是哪个按键按下去了;
当没有按键按下去的时候，这4个IO口管脚都是低电平;当某一个按键按下去后,与该按键想连接的IO口管脚变成高电平。

4程序设计
4。1 设计语言 C语言的介绍
C语言是Combined Language(组合语言）的中英混合简称。是一种计算机程序设计语言。它既具有高级语言的特点，又具有汇编语言的特点。它可以作为工作系统设计语言，编写系统应用程序，也可以作为应用程序设计语言，编写不依赖计算机硬件的应用程序.因此，它的应用范围广泛，不仅仅是在软件开发上，而且各类科研都需要用到C语言，具体应用比如单片机以及嵌入式系统开发.C语言发展如此迅速，而且成为最受欢迎的语言之一，主要因为它具有强大的功能。许多著名的系统软件，如DBASE Ⅳ都是由C 语言编写的。用C 语言加上一些汇编语言子程序，就更能显示C 语言的优势了,像PC— DOS 、WORDSTAR等就是用这种方法编写的。

4。2 实验程序
#include〈reg52.h>
#define uint unsigned int
＃define uchar unsigned char
sbit D1=P1^0;
sbit D2=P1^1；
sbit D3=P1^2;
sbit D4=P1^3；
uchar code tabal[］={0xfe,0xfd，0xfb,0xf7，0xef，0xdf｝；
void delay（uint z） //延时函数
{
uint x,y；
for（x=z;x〉0;x—-)
for（y=110;y>0；y—-）；
｝
void main（）
｛ int a,b;
P0=0xff；
P1=0x00；
while（D1==1） //汽车左转弯
{ a=2;
for（；a〉=0;a-—）
｛ P0=tabal[a];
delay（500);
}
}
while(D2==1） //正常行驶
P0=0xff;
while（D3==1） //汽车右转弯
｛ b=3；
for（;b<6;b++）
｛ P0=tabal［b］；
delay(500);
｝
}
while（D4==1) //临时刹车
{ P0=0xc0；
delay（500）；
P0=0xff;
delay（500);
}
}
5电路仿真、制作与调试
5。1 电路仿真
5.1。1 设计软件Proteus的介绍
Proteus（海神）的ISIS是一款Labcenter出品的电路分析实物仿真系统,可仿真各种电路和IC，并支持单片机，元件库齐全，使用方便,是不可多得的专业的单片机软件仿真系统.它可以仿真、分析各种模拟电路与集成电路，软件提供了大量模拟与数字元器件及外部设备，各种虚拟仪器，特别是它具有对单片机及其外围电路组成的综合系统的交互仿真功能。
该软件的特点:
1. 全部满足我们提出的单片机软件仿真系统的标准，并在同类产品中具有明显的优势。
2. 具有模拟电路仿真、数字电路仿真、单片机及其外围电路组成的系统的仿真、RS—232动态仿真、C调试器、SPI调试器、键盘和LCD系统仿真的功能;有各种虚拟仪器,如示波器、逻辑分析仪、信号发生器等。
3. 目前支持的单片机类型有：68000系列、8051系列、AVR系列、PIC12系列、PIC16系列、PIC18系列、Z80系列、HC11系列以及各种外围芯片.
4。 支持大量的存储器和外围芯片。
总之该软件是一款集单片机和SPICE分析于一身的仿真软件，功能极其强大 ，可仿真51、AVR、PIC.

5.1.2 仿真过程
1。左转弯仿真图

图5-1左转弯图(a）

图5-2左转弯图（b)

图5-3左转弯图（c）
2.右转弯

图5-4右转弯图（a)

图5-5右转弯图（b）

图5—6右转弯图（c)

3。临时刹车

图5—7临时刹车图（a）

图5—8临时刹车图（b）
5.2 电路制作与调试
按图3原理图焊接好电路,并进行以下操作：
闭合开关1，左边三个灯左循环点亮，表示左转弯；
闭合快关2,灯全灭，表示汽车正常行驶；
闭合开关3，右边三个灯右循环点亮，表示汽车右转弯;
闭合开关4，六个灯全部闪烁，表示汽车刹车。
以上表明所焊的电路能够正常工作。

6课程设计小结
本次课程设计是我目前收获最大的一次课程设计。我是工学专业的学生，设计是我们将来必需的技能，这次课程设计恰恰给我们提供了一个应用自己所学知识的机会，从到图书馆查找资料到对电路的设计对电路的仿真再到最后电路的成型，都对我所学的知识进行了检验。可以说，本次课程设计有苦也有甜。 设计思路是最重要的，只要你的设计思路是成功的，那你的设计已经成功了一半。因此我们应该在设计前做好充分的准备，像查找详细的资料,为我们设计的成功打下坚实的基础。 制作过程是一个考验人耐心的过程，不能有丝毫的急躁，马虎,对电路的调试要一步一步来，不能急躁，因为是在电脑上调试，比较慢，又要求我们有一个比较正确的调试方法,像把频率调快等等。这又要我们要灵活处理，在不影响试验的前提下可以加快进度。 要熟练地掌握课本上的知识，这样才能对试验中出现的问题进行分析解决。 留给我印象最深的是要设计一个成功的电路，必须要有耐心,要有坚韧的毅力。在整个电路的设计过程中，花费时间最多的是各个单元电路的连接及电路的细节设计上，如单片机C语言编程.在多种方案的选择中，我们仔细比较分析其原理以及可行的原因，最后还是在老师的耐心指导下，使整个电路可稳定工作。设计过程中，我深刻的体会到在设计过程中，需要反复实践，其过程很可能相当烦琐，有时花很长时间设计出来的电路还是需要重做，那时心中未免有点灰心，有时还特别想放弃,此时更加需要静下心,查找原因. 总体来说,这次实习我受益匪浅。在摸索该如何设计电路使之实现所需功能的过程中，特别有趣，培养了我的设计思维，增加了实际操作能力.在让我体会到了设计电路的艰辛的同时,更让我体会到成功的喜悦和快乐。本文为互联网收集，请勿用作商业用途个人收集整理,勿做商业用途

参考文献

［1] 吴友宇. 数字电子技术基础．清华大学出版社,2008
[2] 陈大钦．电子技术基础试验—电子电路实验，设计．仿真第二版
［3] 李广弟．单片机基础．北京：北京航天航空大学出版社，2002
［4］ 李振声．试验电子技术．北京:国防工业出版社，2001
［5] 梁宗善．电子技术基础课程设计．武汉：华中理工大学出版社，1995
[6] 何希才．新型电子电路应用实例．科学技术出版社2005第一版

附录Ι

主要元器件清单

元器件
型号
数目（个）
单片机
AT89S52
1
电阻1
10K
1
电阻2
220
6
LED
黄色
6
开关
按钮开关
5
电源
5V
1
晶振
12M
1
电解电容
47uf
1
瓷片电容
30pf
2