汽车车灯智能控制系统设计Word格式文档下载.docx
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Thethirdkindutilizesthesinglesliceofcomputers,controlthedevicefinishedthroughthesoftware,makeuseofsinglesliceofmicrocomputerstocontrolthelightingandglimmeringofautomobileheadlightandtaillight,maketheheadlightandtaillightoftheautomobilelightandgooutautomaticallyaccordingtotheneed.
Practiceindicates,shouldnotmerelysolvetraditionalcontrollingthecondemningof
theautomobiletaillightsystematicallymanuallyfundamentally,theautomationoffinishingthesteeringlightoftheautomobileiscontrolled,andthecircuitissimple,therequisitionforhardwareequipmentisnotveryhigh,andthefabricationcostislow,easytosafeguard.
Keyword:
MCU,Steeringlight,program,automaticalliescontrol
目录
摘要 I
Abstract II
1绪言
1.1选题背景 1
1.2课题研究的目的 1
1.3国内外概况 1
1.4课题研究的主要工作 8
2系统设计方案的研究
2.1设计任务 9
2.2系统实现方案分析 9
3总体设计
3.1具体电路设计 12
3.1.1芯片简介 12
3.1.2MCS-51系列单片机的指令系统 15
3.1.3汇编语言简介 16
3.1.4单元电路设计 17
3.2应用软件设计 18
3.3系统试运行 18
4数据计算及仿真
4.1闪烁信号的产生 20
4.2仿真及结果分析 20
总结与展望 22
致谢 23
参考文献 24
附录 26
1.1选题背景
由于微处理器功能的增强，计算速度提高了几倍，价格也变得非常便宜，特别是可靠性得到了极大的提高，为用电子技术改造传统的汽车创造了条件[1]。
汽车在驾驶时有左转弯、右转弯、刹车、停靠等基本操作。
为解决此问题，运用车灯自动控制系统对汽车转向灯进行控制，取到很好的效果。
1.2课题研究的目的
通过设计基于MCS-51单片机控制的汽车转向灯，加深对单片机技术和电子技术的理论学习，并通过实物设计掌握单片机和电子技术的应用。
1.3国内外概况
（1）汽车灯产生的背景
据说第一个汽车前大灯是家用手提灯。
1887年,一个驾驶员在黑暗的旷野上迷路时，一位农民用手提灯把他引回家。
1898年，哥伦比亚号电动汽车把电用于前灯和尾灯，这样车灯就诞生了。
最初的前大灯不能调光，所以在会车时有些晃眼，为了克服这个缺点，后来采用了附加光度调节器。
这种前大灯可以在垂直方向移动，但驾驶员必须下车搬动夹具装置。
1906年，世界上第一次用一个蓄电池供电的电灯照明，汽车转向灯得以快速发展并普及。
1909年，首次把乙炔灯作为变光装置。
转向信号灯的使用非常有趣，1916年，美国一个名叫C·
H·
托马斯的人把一带电池的灯泡装在手套上，这样夜间行车时，对方驾驶员就能看到他打的手势；
同年，美国使用了行车灯。
1920年，当选用倒档装置时，开始使用倒车灯。
1920年，美国通用汽车公司首先装了内灯。
1925年，导航公司推广了双丝灯泡，远光和近光的调节通过装在转向柱上的开关来控制。
1926年，通用汽车公司把大灯变光开关从方向盘移到地板。
1938年，第一次采用封闭的内灯；
同年，别克汽车制造商提供了转向灯作为选用的附件，但当时只在汽车尾部安装。
到1940年以后，汽车前面也装有转向信号灯了，而且信号开关具有随时调节的功能。
1998年，美国电气公司将电灯抛物面反射镜推广于大灯，侧灯和尾灯[2]。
（2）单片机的发展历程
微型计算机的出现是电子数字计算机广泛应用到人们日常工作、生活领域中去的一个重大转折点。
它已深入应用到非微型计算机所无法应用的领域,对社会产生了极大的影响。
单片微型计算机是微型计算机发展中的一个重要分支,它以其独特的结构和性能,越来越普及地应用到国民经济的各个领域[3]。
单片微型计算机简称为单片机，它在一块芯片上集成了中央处理部件（CPU）、存储器（RAM、ROM）、定时器/计数器和各种输入/输出接口，可见单片机就是一台计算机。
由于单片机原来就是为了实时控制应用而设计制造的,因此,又称微控制器[4]。
1974年,美国仙童（Fairchild）公司研制的世界第一台单片微型机F8，该机由两块集成电路芯片组成,结构奇特,具有与众不同的指令系统,深受民用电器和仪器仪表领域的欢迎和重视。
从此,单片机开始迅速发展,应用领域也在不断扩大，现已成为微型计算机的重要分支[5]。
单片机的发展经历了以下几个发展过程：
①第一代单片机（1974-1976）:
这是单片机发展的起步阶段，在这个时期生产的单片机特点是：
制造工艺落后和集成度低,而且采用了双片形式。
典型的代表产品有Fairchild公司的F8和Mostek387公司的3870等。
②第二代单片机（1976-1978）:
这是单片机的第二发展阶段，这个时代生产的单片机随之已能在单块芯片内集成CPU、并行口、定时器、RAM和ROM等功能部件,但性能低、品种少、应用范围也不是很广,典型的产品有Intel公司的MCS-48系列机。
1976年9月Intel公司推出MCS-48单片机后，单片机就受到了大用户的欢迎。
由于其应用广泛，因此使各有关公司都争相推出各自的单片机。
如GI公司推出PIC1650系列单片机，ROCKWELL公司也推出了与6502微处理器兼容的
R6500系列单片机，他们都是8位单片机，片内有8位中央处理器（CPU）、并行
I/O口、8位定时器/计数器和容量有限的存储器（RAM，ROM）以及简单的中断功能。
1978年下半年MOTOTOLA公司也推出M6800系列单片机，ZILOG公司相继推出Z8单片机系列。
1980年INTEL公司在MCS-48系列基础上又推出了高性能的MCS-51系列单片机。
这类单片机均带有串行I/O口，定时器/计数器为16位，片内存储容量（RAM、ROM）都相应增大，并有多优先级中断处理功能。
③第三代单片机（1979-1982）:
这是八位单片机成熟的阶段，这一代单片机和前两代相比,不仅存储容量和寻址范围大,而且中断源、并行I/O口和定时器/计数器个数都有了不同程度的增加,更有甚者是新集成了全双工穿行通信接口电路。
在指令系统方面,普遍增设了乘除法和比较指令。
这一时期生产的单片机品种齐全,可以满足各种不同领域的需要。
代表产品有Intel公司的MCS-51系列
机,Motorola公司的MC6801系列机,TI公司的TMS7000系列机，此外,Rockwell、
NS、GI和日本松下等公司也先后生产了自己的单片机系列。
1982年MOSTEK公司和Intel公司先后推出了性能更高的16位单片机
MK68200和MCS-96系列，NS公司和NEC公司也分别在原来的8位单片机的基础上推出了16位单片机HPC16040和μPD783×
×
系列。
1987年Intel公司又宣布了性能比8096高两倍的CMOS型80C196，1988年推出带EPROM的87C196单片机。
由于16位单片机的推出时间较迟，价格昂贵，开发设备有限等多种原因，至今
还未得到广泛的应用。
而8位单片机已能满足大部分应用的需要，因此，在推出
16位单片机的同时，高性能的新型8位单片机也不断问世。
如MOTOROLA公司推出了带A/D转换和多功能I/O的68MC11系列，ZILOG公司推出了带有DMA功能的SUPER8，Intel公司在1987年也推出了带DMA和FIFO的UPI-452等。
④第四代单片机（1983年以后）:
这是十六位单片机和八位高性能单片机并行发展的时代,十六位机的特点是,工艺先进,集成度高和内部功能强,加法运算速度可达到1us以上,而且允许用户采用面向工业控制的专用语言,如PL/MPLUSC和Forth语言等.代表产品有Intel公司的MCS-96系列,TI公司的TMS9900,NEC公司的783×
系列和NS公司的HPC16040等。
目前国际市场上8位，16位单片机系列已有很多，但是，在国内使用较多的系列是Intel公司的产品，其中又以MCS-51系列单片机应用尤为广泛。
然而,由于十六位单片机价格比较贵,销售量不大,大量应用领域需要的是高性能,大容量和多功能新型八位单片机.这些单片机有Intel公司的88044（双
CPU工作）,Zilog公司的Super8（含DMA通道）,Motorola公司的MC68CH11（内含
E2prom及A/D电路）和WDC公司的65C124（内含网络接口电路）等等[6]。
目前,八位高性能单片机已成为主流,单片机发展具体体现在以下几个方面:
CPU功能增强；
内部资源增多；
引脚的多功能化；
低电压低功耗化。
现在单片机可以说是百花齐放、百家争鸣的时期，世界上各大芯片制造公司都推出了自己的单片机，从8位、16位到32位，数不胜数，应有尽有，有与主流C51系列兼容的，也有不兼容的，但它们各具特色，互成互补，为单片机的应用提供广阔的天地[7]。
纵观单片机的发展过程，可以预示单片机的发展趋势，大致有：
①CPU的发展
增加CPU的字长或提高时钟频率均可提高CPU的数据处理能力和运算速度。
CPU的字长已有8位，16位和32位。
时钟频率高达20MHZ的单片机也已出现。
还有的8位单片机其算术逻辑运算部件（ALU）却是16位内部采用16位数据总线。
如NEC公司的μPD7800系列的8位单片机，MITSUBISI公司的M37700系列单片机。
他们的数据处理能力和速度比一般8位单片机强，如μPD7800系列单片机作一次16位乘以16位的乘法用3.2µ
S。
16位除以8位的除法用3.0µ
32位除以16位的除法用8.3µ
另外，单片机内部采用双CPU结构也能大大提高处理
能力，如ROCKWELL公司的R6500/21和R65C29单片机。
由于片内有两个CPU能同时工作，可以更好地处理外围设备的中断请求，克服了单CPU在多重高速中断响应时的实效问题。
如INTEL公司的8044，它的内部实际上是由8051和SIU通信处理鸡组成，由SIU来管理SDLC的通信。
这样既加快了通信处理的速度，同时，还减轻了8051的处理负担。
②片内存储器的发展
ⅰ>
早期单片机的片内存储器，一般RAM为64—128字节，ROM为1K-2K字节，寻址范围为4K字节。
新型单片机片内RAM为256字节，ROM多达16K字节。
如INTEL公司的8052，片内ROM为8K字节。
通用仪器公司的70120片内ROM容量为12K字节。
片内ROM容量最大的是日立公司的MC6301Y为16K字节。
新型单片机的寻址范围可扩大到64K字节，甚至128K字节（其中随机存储器RAM容量为64K字节，只读存储器ROM容量64K字节）。
这类单片机有INTEL公司的MCS-51系列和ZILOG公司的Z8601，Z8603，Z8611，Z8681等。
ⅱ>
片内EPROM开始E2PROM化
早期单片机内ROM有的采用可擦式的只读存储器EPROM，然而EPROM必须要高压编程，紫外线擦除，给使用带来不便。
近年来，推出的电擦除可编程只读存储器E2PROM。
可在正常工作电压下进行改写，并能在断电的情况下，保持信息不丢失。
因此，有些厂家开始用EEPROM替代原来的片内EPROM。
如TI公司和SEEQ公司的72710（1K字节E2PROM），72720（2K字节E2PROM），MOTOROLA公司的
68HC11A2（2K字节E2PROM），68HC805C4（2K字节E2PROM），TEXAS仪器公司的
77C82（8K字节E2PROM）。
由于写入E2PROM的数据能永久保存，因此，有些厂家已开始将E2PROM用作片内RAM，甚至用作片内通用存储器。
这样就可省去备用电池了。
ⅲ>
片内程序的保密措施
为了使片内EPROM（或EP2ROM）内容不被复制，因此，一些厂家对片内
EPROM（或E2PROM）采用加锁技术，如INTEL公司8×
252,加锁后的EPROM（或
E2PROM）的程序只能供片内CPU读取，不能从片外读取。
否则必须先开锁，开锁时，CPU先自动擦除EPROM（或E2PROM）中的信息，达到了程序保密的目的。
③加强片内输入输出接口的功能
最初的单片机，片内只有并行输入/输出接口，定时器/计数器，他们的功能也较差，在实际应用中往往还要通过特殊的接口扩展功能，增加应用系统结构的复杂性。
近几年来，新型单片机内的接口，无论从类型和数量上都很大的发展。
这不仅大大提高了单片机的功能，并使系统的总体结构也大大简化了，例如，有些单片机的平行I/O口，能直接输出大电流和高电压，可直接用以驱动荧光显示管
（VFD），液晶显示管（LCD）和七段数码显示管（LED）等。
这样就减少了应用系统中的驱动器。
再如有些单片机，片内含有A/D转换器则在实时控制系统中可省掉外部A/D转换器。
目前，在单片机中已出现的各类新颖接口有数十种：
如A/D转换器。
LED驱动器，VFD驱动器，正弦波发生器，声音发生器，字符发生器，波特率发生器，锁相环，频率合成器，脉宽调制器等，虽然一个单片机内只含有若干接口，但其功能却比初期的单片机强得多。
如INTEL公司的UPI-452，它含有两个DMA控制器和128字节的FIFO缓冲器。
因此，用它可作高速主机（80286/80386）的通用外设接口。
例如以UPI-452中的128字节的FIFO作为高速主机与慢速传送数据的缓冲器，然后通过UPI-452中的DMA控制器进行快速数据传送。
④单片机在工艺上的提高
单片机的制造工艺直接影响其性能。
早期的单片机采用PMOS工艺。
目前8位单片机中有二分之一产品已CMOS化，16位单片机也已开始推出CMOS产品。
如68HC200，80C196等。
为了进一步降低功耗，日立公司的HD63705和RCA公司的CDP6805E2还设有等待和停止两种工作方式。
等待方式时，震荡器工作，CPU停止，存储器和寄存器的内容不变。
停止方式时，震荡器和CPU都停止工作，存储器和寄存器内容也不变。
等待方式时，由于CPU停止工作，使单片机的总功耗大为下降。
停止方式时，则单片机的功耗最小，例如RCA公司的CDP8605E2，在
5V工作电压下，正常功耗为35MW，等待方式和停止方式时的功耗分别仅为5MW
和5µ
W。
此外，采用CMOS工艺的单片机，其工作电源范围较宽。
如用NMOS工业的单片机，工作电源一般为4.5-5.5V。
采用COMS工艺的单片机，如RCA公司的
CDP1804AC为4-6.5V。
功耗大小与电源电压成正比，所以降低电源电压即可降低功耗，但是降低电压会降低指令执行速度，也即降低单片机的运算速度。
故一般希望在一定速度的前提下，尽量降低工作电压以减小功耗。
随着新型单片机片内接口电路的增多，外引脚也增多。
为减少外引脚线，目前主要采用两种方法，其一是采用新颖的通信总线以减少外引线。
另外是改进外封装。
如采用扁平引脚封装，方形引脚封装和叠背式封装，它们的引脚都比双列直插式封装要多得多。
⑤片内ROM中固化应用软件和系统软件
将一些应用软件和系统软件固化于片内ROM中，以便简化用户编制用户程序，为用户开发和应用提供方便。
如RUPI-44系列单片机，把通信控制软件固化在片内，使用户的通信程序大大简化。
又如INTEL公司在有的MCS-51单片机内固化PL/M51语言，在8052BH中固化了BASIC解释程序，用户不仅可以用汇编语言编程，还可以BASIC语言编程等。
而且还允许BASIC语言和汇编语言相互调用。
需要快速控制时，可以用汇编语言，如采样，A/D转换等。
在做复杂的数据运算时，则又可以用汇编语言来调用BASIC中现成的运算子程序。
可见它既能满足速
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