第1章选题背景
随着社会的发展,道路上到处都是飞速的汽车。特别是以人为本的和谐社会的观念深入人心。如何保证人安全,一直都是人们关注的重心。为了减少交通事故,从汽车的各种安全设计考虑,这不仅仅是汽车本身的质量问题,还应关注汽车在行驶过程中对路人的引导指示方面。其中汽车的各种灯就是安全警示的一个方面,汽车的转弯灯、头灯、尾灯和警示灯等能够帮助路人识别汽车的动向,尤其是当遇到紧急事件时,打开紧急开关就可以警示路人该车现在不安全了,需要小心避车。转弯灯能提示路人该车要进行左转或是右转了,小心碰撞。传统的汽车闪光器结构简单体积小、闪光频率稳定、监控作用明显,故被广泛使用。但这样的继电器由于自身条件的限制,可靠性低,定时时间不够精确,使用寿命较短,且继电器受温度影响较大,对于温度变化较大的环境往往不能满足要求。所以本文中汽车转向灯设计是用单片机来实现的,单片机控制系统不仅可避免传统的缺点,还具有功能强、使用灵活、可靠性高、成本低、体积小、面向控制、具有智能化功能等优点。
第2章汽车转弯灯
2.1基本的功能和工作方式如表1
表1
2.2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。
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。
第3章转向灯系统的工作原理及设计
3.1 开关状态检测
开关状态检测,对AT89C51来说是输入关系,可轮流检测每个开关状态,以每个开关的状态让相应的发光二极管指示,采用JNB P1.X,REL 指令来完成;也可以一次性检测五路开关状态,让它指示,可以用MOV A,P1 指令一次把P1 端口的状态全部读入,取低5位的状态来指示。
3.2 输出控制
以发光二极管D1—D6 来指示,此设计用SETB P0.X 和CLR P0.X 指令来完成,也可以用指令MOV P0,#111XXXXXB 方法来实现。
3.3 定时器和计数器
根据任务设计要求:会用到定时器。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,在汽车转弯灯的控制中也是必不可少。
3.3.1定时
(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。但它要增加CPU开销,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内部除了有并行和串行I/O接口外,在单片机内部共有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,这两个计数器由
TH0,TL0,TH1,TL1两个8位的RAM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。
3.3.2计数器和定时器功能
(1)计数器功能
记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)。
AT89C51在每个机器周期的S5P2拍节对外部计数脉冲进行采样。前一个机器周期采用为高电平,后一个机器周期采样为低电平,是一个有效的计数脉冲。在下一机器周期的S3P1进行计数。采样计数脉冲是
在2个机器周期进行的。计数脉冲频率不能高于振荡脉冲频率的1/24。
(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,也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。每微妙计数器加1。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。
它是一个二进制的加1计数器。在计数器计满回零时能自动产生溢出中断请求。则已经完成。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。
汽车尾灯输一个脉冲,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。具体结构如图1所示:
图1 定时器/记数器的结构
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