精品基于单片机与VB汽车尾灯控制课程设计报告定Word格式.docx
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5）汽车夜间行驶时，车前灯全亮，尾灯两边各中间的灯亮；
6）可通过串口连接PC控制车尾灯（自己发挥部分）；
二·
设计方案选择及论证
2.1方案一：
采用555定时器等构成的汽车尾灯电路
采用译码器74LS138、计数器74LS161、脉冲产生器555、开光控制电路、显示驱动电路、发光二极管以及各种逻辑元件等构成的汽车尾灯控制电路。
由于汽车左右转弯时，四个指示灯循环点亮，所以用四进制计数器控制译码器电路顺序输出低电平，从而控制尾灯按要求点亮，达到模拟汽车转弯、刹车、正常行驶等状态。
由于行车时都是开关控制，所以每一个开关都应该有一个消除机械振动的装置，可以用基本SR触发器来实现。
2.2方案二：
由STC89C52RC及其外围电路构成的汽车尾灯控制器
STC89C52RC是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系统可编程Flash存储器。
本次单片机的控制系统以STC89C52RC为控制器，键盘为输入信号，由于STC89C52RC本身的功能强大，汽车转弯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，显示出相应的信号灯亮灭情况，实现了左转、右转、刹车、应急灯多种状态下的控制效果。
2.3方案比较和选择
方案一中，要使用多种控制电路，实现的方法繁杂且不灵活，成本高，搭建好电路后调试起来不方便，不可以任意定义各种状态，电路的可靠性以及可扩展性不高，且与本次课题所要求运用的知识相悖，因此不宜使用此方案。
方案二中，以单片机为核心，而单片机的编程比较直接，且可重复擦除修改，硬件电路搭建方便简单。
搭建好电路后通过STC89C52RC来编写程序，控制LED的亮灭，大大的简化了系统结构，降低材料的成本，提高系统的先进性和可靠性，能实现控制器的智能化。
由于采用此种方法开发的系统其升级和改进较为方便，因此本次课题选用方案二。
采用串口连接笔记本电脑，通过VB上位机控制LED的亮灭，实现真正意义上的智能化控制。
2.4系统框图
图2.4.1系统结构框图
整个系统包括电源电路、时钟电路、复位电路、按键电路、发光二极管显示电路、液晶屏显示电路、串口电路、单片机、PC上位机等。
其中主要由按键电路和PC上位机发出控制信号，由显示电路显示信号的具体状态。
三·
系统硬件原理介绍
3.1单片机STC89C52RC介绍
图3.1.1STC89C52RC引脚图
（1）STC89C52RC部分引脚功能介绍：
1、VCC：
STC89C52RC电源正端输入，接+5V。
2、VSS：
电源地端。
3、XTAL1：
单芯片系统时钟的反相放大器输入端。
4、XTAL2：
系统时钟的反相放大器输出端，一般在设计上只要在XTAL1和XTAL2上接上一只石英振荡晶体系统就可以动作了，此外可以在两引脚与地之间加入一20PF的小电容，可以使系统更稳定，避免噪声干扰而死机。
5、RESET：
STC89C52RC的重置引脚，高电平动作，当要对晶片重置时，只要对此引脚电平提升至高电平并保持两个机器周期以上的时间，AT89S51便能完成系统重置的各项动作，使得内部特殊功能寄存器之内容均被设成已知状态，并且至地址0000H处开始读入程序代码而执行程序。
3.2LCD1602液晶屏介绍
1602LCD主要技术参数：
显示容量:
16×
2个字符
芯片工作电压:
4.5—5.5V
工作电流:
2.0mA（5.0V）
模块最佳工作电压:
5.0V
字符尺寸:
2.95×
4.35（W×
H）mm
引脚功能说明：
1602LCD采用标准的14脚（无背光）或16脚（带背光）接口，各引脚接口说明如表10-13所示:
编号
符号
引脚说明
1
VSS
电源地
9
D2
数据
2
VDD
电源正极
10
D3
3
VL
液晶显示偏压
11
D4
4
RS
数据/命令选择
12
D5
5
R/W
读/写选择
13
D6
6
E
使能信号
14
D7
7
D0
15
BLA
背光源正极
8
D1
16
BLK
背光源负极
表10-13：
引脚接口说明表
第1脚：
VSS为地电源。
第2脚：
VDD接5V正电源。
第3脚：
VL为液晶显示器对比度调整端，接正电源时对比度最弱，接地时对比度最高，对比度过高时会产生“鬼影”，使用时可以通过一个10K的电位器调整对比度。
第4脚：
RS为寄存器选择，高电平时选择数据寄存器、低电平时选择指令寄存器。
第5脚：
R/W为读写信号线，高电平时进行读操作，低电平时进行写操作。
当RS和R/W共同为低电平时可以写入指令或者显示地址，当RS为低电平R/W为高电平时可以读忙信号，当RS为高电平R/W为低电平时可以写入数据。
第6脚：
E端为使能端，当E端由高电平跳变成低电平时，液晶模块执行命令。
第7～14脚：
D0～D7为8位双向数据线。
第15脚：
背光源正极。
第16脚：
背光源负极。
3.3系统结构原理图、器件选择
（1）电源电路
图3.3.1电源电路
电源电路可以给单片机提供工作所需电源，有指示灯提示，灯亮时表示提供正常工作电压。
（2）时钟电路
图3.3.2时钟电路
时钟电路中使用的12M晶振，为单片机提供系统时钟。
（3）复位电路
图3.3.3复位电路
复位电路是单片机能上电复位，当程序混乱跑飞时可以通过按键手动复位。
（4）按键电路
图3.3.4按键电路
按键电路可以通过按键来模拟汽车的转弯、刹车、应急等各种状态，控制LED和液晶屏的显示。
（5）发光二极管显示电路
图3.3.5发光二极管显示电路
发光二极管可以模拟汽车车灯，显示各种控制信号的效果。
（6）液晶屏显示电路
图3.3.6液晶屏显示电路
液晶屏显示电路可以直观的显示出汽车的行进状态，增加尾灯系统的可视性。
（7）串口电路
为了使单片机内的电平与计算机的电平一样需要利用电平转换，MAX232芯片是专为RS232标准串口设计的单电源点平转换芯片。
其特点如下：
1）符合所有的RS232技术标准；
2）只需要单一+5V电源供电；
3）片载电荷泵具有升压、电压极性反转能力，能够产生+10V和-10V电压；
4）功耗低，典型供电电流5mA；
5）内部集成2个RS-232C驱动器；
6）高集成度，片外最低只需4个电容即可工作；
7）连接方式如图5所示。
图5串口连接
3.4硬件电路总原理图
图3.4.1总原理图
硬件总原理分解如3.3.1~3.3.6各图所示，完整的实现了汽车尾灯的控制，用按键模拟控制信号，用发光二极管和液晶屏显示状态，达到所有指标。
3.5硬件设计原理及状态图
本次由按键作为控制信号，发光二极管模拟汽车尾灯，状态表如下所示：
驾驶操作
输出信号
LED1
LED2
LED3
LED4
LED5
LED6
LED7
LED8
左转
灭
闪烁
灭
右转
刹车
亮
正常行驶
夜间行驶
倒车行驶
本次课题主要以STC89C52RC为核心展开的汽车尾灯控制器，通过原理仿真以及实物制作，完整的实现了汽车尾灯智能化控制的效果，相比以前用数字逻辑电路原理打成的汽车尾灯更方便、更简单。
制作出的实物板有6个控制状态的按键，可以搭配起来控制6种汽车的行驶状态，完美的模拟了汽车尾灯控制系统，完成本次课题的全部指标。
四．程序流程
4.1下位机软件程序
4.1.1键盘扫程序设计流程图
键扫程序的过程为：
开始时，先判断是否有键闭合，无键闭合时，返回继续判断，有键闭合时，先去抖动，然后确定是否有键按下，若无键按下，则返回继续判断是否有键闭合，若有键按下，则判断键号，然后释放，若释放按键完毕，则返回，若没有释放按键，则返回继续释放。
其流程图如图所示。
软件设计思路，程序开始后进入初始化，然后扫描键盘等待有键按下。
如果没有键按下则一直扫描，如果有键按下，则判断是哪个键，如果为1键，则正常行驶；
为2键，则右转；
为3键，则左车；
为4键，则应急状态；
为5键，则倒车行驶；
为6键，则夜间行驶。
图4.3.1软件流程图
4.2.1显示程序设计流程图
图4.2.1显示程序流程图
显示程序的过程为：
显示开始时，先进行LCD的初始化，判断是否显示汉字或ACSII码或图形，若不显示，则返回，若显示的是汉字或ACSII码，则进行相应功能的设置，然后送地址和数据，再判断是否显示完,显示完则返回，没有显示完则继续送地址，若显示的是图形，则先进行相应功能的设置，再送行地址和列地址，然后送数据，最后判断是否显示完，显示完则返回，没有显示完则继续送行地址和列地址。
其流程图如图7所示。
（1）在编写液晶屏的显示程序时，发现液晶屏只能瞬间的显示状态，而不能保持，因此在液晶显示程序后要加上一个延时，使液晶屏能够保持状态；
（2）要使发光二极管闪烁可以通过指令让其取反，但是在编写程序时，只能取反一次，一次可以使用一个while函数，当没有按键时候发光二极管一直取反，且在程序里加上适当的延时；
（3）在使发光二极管闪烁时，如果前一个状态中正在使用改二极管，则切换状态后，每个灯管的闪烁时间不同步，因此在让其闪烁之前先令所有二极管保持同一个状态；
4.2VB上位机界面设计
4.2.1设计方案原理与设计特点分析
（1）IO控制系统原理框图：
发送数据
将PC机和单片机通过RS232连接，通过上位机软件可以向单片机发送数据来测试两者的通讯状态，同时单片机也可以向上位机软件返回数据，以显示当前通信状态是否正常。
以及用上位机软件控制单片机上的指示灯工作。
从而实现简单的IO控制系统。
（2）上位机软件
（3）通信协议
本通信系统使用了一个简单的通信协议，就是每当向单片机发送一个特定字符串时，单片机在接收到字符串时会向上位机软件反馈一条信息，来表明上位机软件和硬件是否正常通信，制定通信协议时需要指定端口号，关键代码如下：
MSComm1.CommPort=“”
MSComm1.InputMode=“”
MSComm1.RThreshold=“”
MSComm1.SThreshold=“”
MSComm1.Settings="
"
MSComm1.PortOpen=“”
VB上位机界面通过协议控制车灯的智能开关。
五·
仿真图实物调试
5.1仿真图
5.2实物图
6课设总结
本次的课设作品的主要元件为STC89C52RC，在其控制下保证了系统的正常工作，达到模拟汽车尾灯控制的效果，实现汽车尾灯的智能化控制。
两周的课程设计，相较于之前所选修的各种实验课程，此次更增加了自己的动手实践能力。
理论与实践还是有一定的差距的，在理论上不管多精确的数据，一旦用于实际中，就不得不考虑其仪器，器件的误差，以及自己操作上的能力。
而且，在课设过程中添加了自己的思考，该选择怎样的电阻、电容，想要修改最后的输出，应该在什么地方做改变。
虽然是一些很基础的东西，但仅仅是书上的理论学习，会让人对知识遗忘得比较快，相反，通过自己动手实践过的东西，会更加记忆深刻。
看着自己成功制作出来的电路板觉得很有成就感。
通过这次课设教我还学会很多关于电子产品知识。
进一步的认识了我们现实生活电子产品，了解和掌握了一些简单电子元件的运用，大大的扩展了我们的知识面。
提高了自己以后在学习生活中自己动手能力。
给我们很大的启发，很有助于我们将来的学习生活和工作。
在查阅资料中，获得了许多额外的知识，开拓视野。
在原理图的设计、使用proteus仿真、使用Altium绘制、实物的制作、板子调试等整个过程中加强了我们分析问题和解决问题的能力，深刻体味到实践是检验真理的唯一标准这一道理。
总而言之，这次课设，让我们受益匪浅。
参考文献
[1]李广弟，朱月秀，王秀山.单片机基础［M］.北京：
航空航天大学出版社，2000.
[2]康华光，陈大钦.电子技术基础模拟部分[M].武汉：
高等教育出版社，1998.
[3]谢自美.电子线路设计·
实验·
测试（第二版）.武汉：
华中理工出版社，2000.
[4]戴佳.51单片机C语言应用程序设计实例精讲[M].电子工业出版社，2006.
[5]徐爱钧，彭秀华。
KeilCx51V7.0单片机高级语言编程与μVision2应用实践[M].北京：
电子工业出版社，2006.
附录一
单片机源程序：
#include<
reg52.h>
#include<
intrins.h>
#defineucharunsignedchar
#defineunitunsignedint
sbitKEY1=P1^0;
sbitKEY2=P1^1;
sbitKEY3=P1^2;
sbitKEY4=P1^3;
sbitKEY5=P1^4;
sbitKEY6=P1^5;
sbitLED1=P2^0;
sbitLED2=P2^1;
sbitLED3=P2^2;
sbitLED4=P2^3;
sbitLED5=P2^4;
sbitLED6=P2^5;
sbitLED7=P2^6;
sbitLED8=P2^7;
sbitLCD_RS=P3^4;
sbitLCD_RW=P3^5;
sbitLCD_EN=P3^6;
voiddelay（unitt）;
voiddelay1（intms）;
#definedelayNOP（）;
{_nop_（）;
_nop_（）;
};
voiddelay（unitt）//延时程序；
{
uniti,j;
for（i=0;
i<
t;
i++）
for（j=0;
j<
120;
j++）;
}
/**********************************************************/
voiddelay1（intms）
unsignedchary;
while（ms--）
{
for（y=0;
y<
250;
y++）
_nop_（）;
}
ucharcodecdis1[]={"
-----Daytime---"
ucharcodecdis2[]={"
------stop------"
ucharcodecdis3[]={"
------left------"
ucharcodecdis4[]={"
------right-----"
ucharcodecdis5[]={"
------Astern----"
ucharcodecdis6[]={"
------night-----"
ucharcodecdis7[]={"
happyeveryday"
//ucharcodecdis11[]={"
//ucharcodecdis21[]={"
//ucharcodecdis31[]={"
//ucharcodecdis41[]={"
//ucharcodecdis51[]={"
//ucharcodecdis61[]={"
ucharcodecdis71[]={"
MyControl"
/*******************************************************************/
/**/
/*检查LCD忙状态*/
/*lcd_busy为1时，忙，等待。
lcd-busy为0时,闲，可写指令与数据。
*/
/*******************************************************************/
bitlcd_busy（）
{
bitresult;
LCD_RS=0;
LCD_RW=1;
LCD_EN=1;
delayNOP（）;
result=（bit）（P0&
0x80）;
LCD_EN=0;
return（result）;
/*写指令数据到LCD*/
/*RS=L，RW=L，E=高脉冲，D0-D7=指令码。
voidlcd_wcmd（ucharcmd）
{
while（lcd_busy（））;
LCD_RW=0;
P0=cmd;
/*写显示数据到LCD*/
/*RS=H，RW=L，E=高脉冲，D0-D7=数据。
voidlcd_wdat（uchardat）
LCD_RS=1;
P0=dat;
/*LCD初始化设定*/
voidlcd_init（）
delay1（15）;
lcd_wcmd（0x38）;
//16*2显示，5*7点阵，8位数据
delay1（5）;
lcd_wcmd（0x0c）;
//显示开，关光标
lcd_wcmd（0x06）;
//移动光标
lcd_wcmd（0x01）;
//清除LCD的显示内容
/*设定显示位置*/
voidlcd_pos（ucharpos）
lcd_wcmd（pos|0x80）;
//数据指针=80+地址变量
voidinitUART（void）//串口必须作以下初始化，才能正常工作。
TMOD=0x20;
//M1=1,M0=0定时器1工作方式2（定时常数重装，8位）
SCON=0x50;
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