基于单片机的汽车转向灯的课程设计.doc

目录目录一、课程设计任务书- 2 -二、单片机的介绍- 4 -AT89C51单片机简介：- 5 -三、题目分析及端口确定- 8 -确立输入及输出端口：- 9 -四、硬件电路图- 10 -五、流程图及源程序- 11 -1、流程图- 11 -2、源程序- 11 -六、参考文献- 15 -七、心得体会- 16 -八、课程设计指导教师评审标准及成绩评定- 17 -一、课程设计任务书1、题目：汽车转弯信号灯控制2、设计目的：1)进一步掌握单片机的结构和工作原理。2)掌握单片机的接口技术及外围芯片的工作原理及控制方法。3)进一步掌握单片机程序编写及程序调试过程，掌握模块化程序设计方法。4)使学生了解单片机应用系统开发的过程，提高学生开发应用能力。 3、设计要求根据所选题目相关设计原理，自行查阅参考文献，设计出题目要求所需单片机接口及外部电路，画出硬件电路图，写出设计基本原理，设计程序流程图，编写程序，最后上机调试并实现。本设计全班同学分小组完成，每小组68名学生，要求所有学生都参与设计过程，每位学生承担一部分任务。设计完成后，每组学生要求提交一份设计报告。报告内容包括：1）设计原理2）程序流程图3）程序清单4）设计总结（体会）4、设计过程1、根据设计要求，查阅相关参考资料。2、根据设计系统选择相关器件，画出电路图。3、设计程序流程图，根据流程图编写程序。4、将完整程序进行软件调试及在线仿真调试，程序通过后烧录到89C51芯片中。5、 设计说明设计要求模拟汽车在驾驶中的左转弯、右转弯、刹车、紧急开关、停靠等操作。在左转弯或右转弯时，通过转弯操作杆使左转弯或右转弯开关合上，从而使左头信号灯、仪表板的左转弯灯、左尾信号灯或右头信号灯、仪表板的右转弯信号灯、右尾信号灯闪烁；闭合紧急开关时以上六个信号灯全部闪烁；汽车刹车时，左右两个尾信号灯点亮；若正当转弯时刹车，则转弯时原闪烁的信号灯应继续闪烁，同时另一个尾信号灯点亮，以上闪烁的信号灯以1Hz频率慢速闪烁；在汽车停靠开关合上时左头信号灯、右头信号灯、左尾信号灯、右尾信号灯以10Hz频率快速闪烁。任何上述未出现的组合，都将出现故障指示灯闪烁，闪烁频率为10Hz。二、单片机的介绍单片机是一种集成在电路芯片，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/计时器等功能（可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路）集成到一块硅片上构成的一个小而完善的计算机系统。单片机具有体积小，集成度高，性能稳定，可靠性高等特点，而且具有较高的性价比。单片机的种类繁多，一般按单片机数据总线的位数进行分类，主要分为4位、8位、16位和32位单片机。根据应用领域、总线类型来分：(1)工控型家电型。工控型的单片机主要是面向测控，要求寻址范围大，运算能力强。家电型的单片机要求体积小、价格低，外围器件少，使用方便。 (2)总线型非总线型。总线型单片机是指单片机设有并行总线，用以扩展并行外围器件。非总线型单片机是指单片机通过串行口与外围器件连接，或直接把外围器件、外设接口集成在片内。 (3)通用型专用型。通用型单片机，它的应用范围宽，如Intel公司的MCS5l系列产品8031、80C51等通过不同的外围扩展就可以用在不同的设备中。专用型单片机是专门为某一产品设计生产的如电子体温计、计费电度表等。单片机广泛应用于仪器仪表、家用电器、医用设备、航空航天、专用设备的智能化管理及过程控制等领域，大致可分如下几个范畴：1. 在智能仪器仪表上的应用；2. 在工业控制中的应用；3. 在家用电器中的应用；4. 在计算机网络和通信领域中的应用；5. 单片机在医用设备领域中的应用；6. 在各种大型电器中的模块化应用；7. 单片机在汽车设备领域中的应用。AT89C51单片机简介：AT89C51是一种带4K字节闪存可编程可擦除只读存储器（FPEROMFlash Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压、高性能CMOS 8位微处理器，俗称单片机。AT89C2051是一种带2K字节闪存可编程可擦除只读存储器的单片机。单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除1000次。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器，AT89C2051是它的一种精简版本。AT89C单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。外形及引脚排列如图1所示:图11、主要特性：与MCS-51 兼容 4K字节可编程闪烁存储器 寿命：1000写/擦循环 数据保留时间：10年 全静态工作：0Hz-24MHz 三级程序存储器锁定 1288位内部RAM 32可编程I/O线 两个16位定时器/计数器 5个中断源 可编程串行通道 低功耗的闲置和掉电模式 片内振荡器和时钟电路2、各引脚说明VCC：供电电压。 GND：接地。 P0口：P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门电流。当P0口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。在FIASH编程时，P0 口作为原码输入口，当FIASH进行校验时，P0输出原码，此时P0外部必须被拉高。 P1口：P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。P1口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。在FLASH编程和校验时，P1口作为第八位地址接收。 P2口：P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。并因此作为输入时，P2口的管脚被外部拉低，将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2口输出地址的高八位。在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2口输出其特殊功能寄存器的内容。P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。 P3口：P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口，可接收输出4个TTL门电流。当P3口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。作为输入，由于外部下拉为低电平，P3口将输出电流（ILL）这是由于上拉的缘故。 P3口也可作为AT89C51的一些特殊功能口，如下表所示： 口管脚 备选功能 P3.0 RXD（串行输入口） P3.1 TXD（串行输出口） P3.2 /INT0（外部中断0） P3.3 /INT1（外部中断1） P3.4 T0（记时器0外部输入） P3.5 T1（记时器1外部输入） 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） P3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。 RST：复位输入。当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。 ALE/PROG：当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。在FLASH编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。在平时，ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的1/6。因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。然而要注意的是：每当用作外部数据存储器时，将跳过一个ALE脉冲。如想禁止ALE的输出可在SFR8EH地址上置0。此时， ALE只有在执行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，该引脚被略微拉高。如果微处理器在外部执行状态ALE禁止，置位无效。 /PSEN：外部程序存储器的选通信号。在由外部程序存储器取指期间，每个机器周期两次/PSEN有效。但在访问外部数据存储器时，这两次有效的/PSEN信号将不出现。 /EA/VPP：当/EA保持低电平时，则在此期间外部程序存储器（0000H-FFFFH），不管是否有内部程序存储器。注意加密方式1时，/EA将内部锁定为RESET；当/EA端保持高电平时，此间内部程序存储器。在FLASH编程期间，此引脚也用于施加12V编程电源（VPP）。 XTAL1：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。 XTAL2：来自反向振荡器的输出。振荡器特性: XTAL1和XTAL2分别为反向放大器的输入和输出。该反向放大器可以配置为片内振荡器。石晶振荡和陶瓷振荡均可采用。如采用外部时钟源驱动器件，XTAL2应不接。有余输入至内部时钟信号要通过一个二分频触发器，因此对外部时钟信号的脉宽无任何要求，但必须保证脉冲的高低电平要求的宽度。三、题目分析及端口确定题目要求如下：设计要求模拟汽车在驾驶中的左转弯、右转弯、刹车、紧急开关、停靠等操作。在左转弯或右转弯时，通过转弯操作杆使左转弯或右转弯开关合上，从而使左头信号灯、仪表板的左转弯灯、左尾信号灯或右头信号灯、仪表板的右转弯信号灯、右尾信号灯闪烁；闭合紧急开关时以上六个信号灯全部闪烁；汽车刹车时，左右两个尾信号灯点亮；若正当转弯时刹车，则转弯时原闪烁的信号灯应继续闪烁，同时另一个尾信号灯点亮，以上闪烁的信号灯以1Hz频率慢速闪烁；在汽车停靠开关合上时左头信号灯、右头信号灯、左尾信号灯、右尾信号灯以10Hz频率快速闪烁。任何上述未出现的组合，都将出现故障指示灯闪烁，闪烁频率为10Hz。由题目分析，得：左头仪左左尾右头仪右右尾左转（1HZ）（1HZ）（1HZ）右转（1HZ）（1HZ）（1HZ）紧急（1HZ）（1HZ）（1HZ）（1HZ）（1HZ）（1HZ）刹车（亮）（亮）左刹车（1HZ）（1HZ）（1HZ）（亮）右刹车（亮）（1HZ）（1HZ）（1HZ）停靠（10HZ）（10HZ）（10HZ）（10HZ）其余（10HZ）（10HZ）（10HZ）（10HZ）（10HZ）（10HZ） 确立输入及输出端口：输入口：P1口管脚P1.7P1.6P1.5P1.4P1.3P1.2P1.1P1.0控制状态停靠刹车紧急右转左转输出口：P0口管脚P0.7P0.6P0.5P0.4P0.3P0.2P0.1P0.0控制状态右尾灯右仪表右头灯左尾灯左仪表左头灯四、硬件电路图五、流程图及源程序1、流程图2、源程序ORG 0000HAJMP START1ORG 0030HSAME EQU 4EHSTART1:MOV P0,#00HSTART:MOV A,P1ANL A,#01FHCJNE A,#00H,SHIYAJMP START1SHIY:MOV SAME,ALCALL Y10SMOV A,P1ANL A,#1FHCJNE A,#00H,SHIY1AJMP START1SHIY1:CJNE A,SAME,START1CJNE A,#01H,NEXT1AJMP LEFTNEXT1:CJNE A,#02H,NEXT2AJMP RIGHTNEXT2:CJNE A,#04H,NEXT3AJMP EARGENEXT3:CJNE A,#08H,NEXT4AJMP BRAKENEXT4:CJNE A,#09H,NEXT5AJMP LEBRNEXT5:CJNE A,#0AH,NEXT6AJMP RIBRNEXT6:CJNE A,#10H,NEXT7AJMP STOPNEXT7:AJMP ERRORLEFT:MOV P0,#07HLCALL Y1SMOV P0,#00HLCALL Y1SAJMP STARTRIGHT:MOV P0,#38HLCALL Y1SMOV P0,#00HLCALL Y1SAJMP STARTEARGE:MOV P0,#3FHLCALL Y1SMOV P0,#00HLCALL Y1SAJMP STARTBRAKE:MOV P0,#24HAJMP STARTLEBR:MOV P0,#27HLCALL Y1SMOV P0,#20HLCALL Y1SAJMP STARTRIBR:MOV P0,#3CHLCALL Y1SMOV P0,#04HLCALL Y1SAJMP STARTSTOP:MOV P0,#2DHLCALL Y10SMOV P0,#00HLCALL Y10SAJMP STARTERROR:MOV P0,#3FHLCALL Y10SMOV P0,#00HLCALL Y10SAJMP STARTORG 0100HY1S:MOV R3,#5Y11:MOV R4,#200Y12:MOV R5,#125Y13:NOPNOPDJNZ R5,Y13DJNZ R4,Y12DJNZ R3,Y11RETORG 0200HY10S:MOV R3,#100Y101:MOV R2,#248NOPY102:DJNZ R2,Y102DJNZ R3,Y101RETEND六、参考文献1 江力. 单片机原理与应用技术【M】北京：清华大学出版社：2 张洪润. 单片机应用技术【M】北京：清华大学出版社：3 张毅刚. MC-51单片机原理及应用【M】哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社：七、心得体会作为一名电气工程及其自动化专业的学生，做单片机课程设计是十分必要的。在已度过的大学时间里，我们大多数接触的是专业课。我们在课堂上掌握的仅仅是专业课的理论知识，如何去锻炼我们的实践能力？如何把我们所学的专业基础课理论知识运用到实践中去呢？我想做类似的课程设计就为我们提供了良好的实践平台。在做本次课程设计的过程中，我感触最深的当属查阅大量的课程资料了。我们是在做单片机课程设计，一切都要有据可依，有理可寻，不切实际的构想永远只能是构想，永远无法升级为设计。其次，在这次课程设计中，我们运用到了以前所学的专业课知识，如：CAD制图、汇编语言、protel及模拟和数字电路知识等。虽然过去从未独立应用过它们，但在学习的过程中带着问题去学我发现效率很高，这是我做这次课程设计的又一收获。最后，要做好一个课程设计，就必须做到：在设计程序之前，对所用单片机的内部结构有一个系统的了解，知道该单片机内有哪些资源；要有一个清晰的思路和一个完整的的软件流程图；在设计程序时，不能妄想一次就将整个程序设计好，反复修改、不断改进是程序设计的必经之路；要养成注释程序的好习惯，一个程序的完美与否不仅仅是实现功能，而应该让人一看就能明白你的思路，这样也为资料的保存和交流提供了方便；在设计课程过程中遇到问题是很正常德，但我们应该将每次遇到的问题记录下来，并分析清楚，以免下次再碰到同样的问题。另外，这次课程设计让我感到了团队合作的重要性。在团队中，我们互帮互助，对整个课程设计来说，这是至关重要的，缺少每一个人都会对我们的设计产生影响。还有要感谢指导老师在我们遇到困难时，给予我们的建议与鼓励。 从实践中学到的操作知识会让我受益终身。发现、提出、分析、解决问题和实践能力的提高都会受益于我在以后的学习、工作和生活中。八、课程设计指导教师评审标准及成绩评定序号评审项目评审指标评价比例实际得分1工作量、工作态度工作量完成情况，论文（设计）难易程度，有体现本专业基本训练的内容；工作纪律、作风是否严谨。20%2调查论证独立查阅文献、调研情况；开题报告完成情况；综合归纳、收集和正确利用各种信息的能力。15%3实验、设计方案与实验技能实验、设计方案合理、可行；独立操作实验，数据采集、计算、处理的能力；结构设计、工艺、推导正确或程序运行是否可靠。20%4分析与解决问题的能力运用所学知识和技能及获取新知识去发现与解决实际问题的能力；对课题进行理论分析的能力，得出结论情况。20%5设计（计算）说明书质量立论正确，论据充分，结论严谨合理；实验正确，分析、处理问题科学；结构格式符合论文（设计）要求；文理、技术用语正确规范；图表完成情况。20%6创 新工作有创新意识；对前人工作有改进、突破，或有独特见解及应用价值情况。5%评定成绩：100%指导教师签字：杨彦鑫2010年12月23日