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单片机汽车转弯信号灯模拟设计论文
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3秒自动关闭窗口2011年第01期（总第172期）NO.01.2011
（CumulativetyNO.172）
基于51型单片机汽车信号灯控制系统的设计
崔宪普，崔　治
（湖南城市学院物理与电信工程系，湖南 益阳 413000）
摘要：文章论述了基于51型单片机汽车信号灯控制系统的一种设计思路。系统利用AT89C51单片机来实现的汽车信号灯控制，具有手动和自动两种模式，该系统具有通用性好，可靠性高，线路简单，成本低廉，使用方便的优点，通过软件升级很容易实现功能扩展。
关键词：汽车信号灯；控制系统；单片机；AT89C51；硬件电路
中图分类号：TP212
　　　　　 文献标识码：A　　　　　文章编号：（5-03
汽车信号灯控制系统，作为汽车的必备设备之一，广
泛应用于现代各类型汽车中。传统的汽车信号灯控制系统有很多特色，但寿命短，采用纯电路设计模式，线路复杂，容易产生故障，可靠性低。针对汽车信号灯控制系统存在的问题，本文设计了一个以单片机为核心的控制系统。该系统采用AT89C51为处理核心，具有手动和自动两种模式可供驾驶员选择，设计相对人性化。系统具有通用性好、可靠性高、线路简单、成本低廉、使用方便的优点，通过软件升级很容易实现功能扩展。
1　系统的总体设计
以AT89C51单片机系统为控制核心，以开关控制电路，LED显示电路，光检测输入电路，调光控制输出电路，自动转向灯控制电路以及自动刹车灯控制电路为外围的硬件。手动模式时，对于转向、刹车、停靠等操作，直接通过AT89C51控制LED显示电路的相应显示；自动模式时，单片机通过程控方式检测到来自光检测输入电路的有效信号启动调光控制输出电路，并利用MMAl260D加速度传感器和ADXRS300角速度传感器，控制LED显示电路的相应显示。
2　硬件电路设计
2.1　硬件电路的组成
硬件系统包括单片机系统、复位电路、时钟电路、开关控制电路、LED显示电路、光检测输入电路、调光控制输出电路、自动转向灯控制电路以及自动刹车灯控制电路等几部分组成，如图1所示：
2.2　主要功能模块电路设计
2.2.1　开关手动控制电路　如图2所示，前照灯开关控制电路由开关S2，电阻和施密特触发器构成，置于汽车远光灯开关上；转向灯等信号灯的开关控制电路则由8个单独的开关组成，分别控制P3.0~P3.7，通过程控使P1.0~P1.7为低电平，从而完成对LED信号灯的控制。
2.2.2　信号灯显示电路　如图3所示，对于开关控制电路的不同操作，AT89C51根据程序处理，使得P1.0~P1.6七个接口中的某些为低电平，完成转向，紧急停靠，停车，开车门以及警示灯的正常显示。另外，通过程控延时使信号灯作长亮或闪烁两种模式的反应。
2.2.3　光检测输入电路　光检测输入电路即一个普通的光电传感装置，如图4所示，光敏二极管用于捕捉来自于对面车辆的灯光或对面车辆反光镜的反射光，并将其转换成电信号，经放大电路放大和带施密特触发的反向器调整后作为状态信号由P0.1送给单片机。
系统整体结构图
开关手动控制电路
光检测输入电路
2.2.4　调光控制输出电路如图5所示，当单片机检测到P0.1为有效高电平时，通过P0.2口输出高电平控制信号经75452驱动继电器
闭合，从而控制远光灯关闭，近光灯打开。经一段延迟时间后重新使P0.2恢复为低电平，继电器断开，恢复远光灯照明。
调光控制输出电路
2.2.5　自动刹车灯控制和显示电路如图6和图7所示：
3　软件设计
刹车灯自动控制电路
2.2.6　自动转向灯电路如图8所示，ADXRS300与微处理器电连接并将角速度检测信号发送到所述微处理器，微处理器根据角速度检测信号，判断汽车的方位变化量是否大于一定的设定值，并用于驱动所述汽车转向灯的打开和关闭。
2.2.7　整体电路
3.1　基本设计思想
P3.0~P3.7做为输入口，P1.0~P1.6、P2.0~P2.7为输出口。当相应开关合上的的时候，开关状态将发生变化，从而产生输入信号；在单片机读入开关状态后，通过软件来判断属于那一类信号，并实现汽车信号灯的控制，然后输出到P1.0~P1.7口，比如当K4左转弯开关拨动的时候，单片机就驱动汽车左转向灯、左尾灯闪烁，当合上开关K5的时候，驱动汽车右转向灯、右尾灯闪烁。同样的道理，当再拔动其他开关的时，也随即产生与之相对应的信号驱动汽车信号灯闪烁或长亮。
P0.1、P0.2作为远近灯控制的输入和输出口。K0闭合时，通过P0.0向单片机发送低电平，有效时，触发检测程序开始检测P0.1脚的输入信号。当单片机检测到P0.1为有效高电平时，通过P0.2口输出高电平控制信号经75452驱动继电器闭合，从而控制远光灯关闭，近光灯打开。经一段延迟时问后重新使P0.2恢复为低电平，继电器断开，恢复远光灯照明；P0.3作为刹车灯自动控制电路控制接口，当加速度传感器输出电压信号时，驱动P2.0~P2.6口，使刹车灯呈流水灯形式闪烁；P0.4作为自动转向灯电路控制接口，当传感器检测到方向盘转角度
为正角度，且大于一定角度时，驱动P1.0、P1.2口为低电平，从而控制左转向灯闪烁。当传感器检测到方向盘转角度为负角度，且大于一定角度时，驱动P1.1、P1.3口为低电平，从而控制右转向灯闪烁。3.2　程序设计
主程序初始化后，首先判断P0.0口是否低电平，P0.0口为手动模式与自动模式转换开关接口，当P0.0为低电平时，为自动模式；反之，若为高电平则为手动模式。
P0.1、P0.3、P0.4为自动模式的传感器检测信号输入接口，当P0.0向单片机发送低电平时，触发检测程序开始检测P0.1、P0.3、P0.4脚的输入信号。转向灯控制、刹车灯控制、远近灯自动转换控制的流程图分别如图10、图11、图12所示：
汽车左转弯仿真图
汽车刹车仿真图
汽车前照灯远近灯转换仿真图
自动转向灯控制仿真图
本文设计的汽车信号灯控制系统，利用AT89C51微
处理器作为处理核心，在现有汽车信号灯的基础上，增加了车辆轮廓显示灯，并把汽车刹车灯改为彩色流水灯，使其更加醒目，特别是增加了对刹车灯，转向灯以及远近灯的自动控制模式，设计更为人性化。因利用LED作为信号灯，使得整个系统性能稳定，功耗低，具有很强的实用性。
转向灯自动控制流程图
4.2 刹车灯自动控制流程图
P3.0~P3.7 本身为高低平，当K4~K11闭合时，相应接口变为低电平，从而驱动P1.0~P1.7中相应的接口为低电平，进而控制相应的信号灯打开或者闪烁。具体手动模式信号灯控制流程图如图13所示：
[1] 　李 春成．汽车行驶记录仪使用现状[J]．汽车实用技术，[2] 　左 益东．基于ATmega8L的只能LED紧急刹车灯的设计[J].[3] 　周 永峰．LED照明驱动电路设计与实例精选[J]．汽车世界，[5] 　侯 国锐．单片机C语言编程与实例[M]．北京：人民邮电出[6] 　汪 小燕.基于光强传感器TSL256x的感测系统设计[J].科[7] 　杨 朝辉，靳新宇．汽车行驶记录仪使用现状分析[J]．科技
技博览，2006,（12）．版社，2002．
[4] 　郝 宁生．韶关大学学报[D]．韶关：韶关大学出版社，2000.
2004 ，（7）．
电子产品与设计，2009，（8）．2004，（3）．
[8] 　李 鹏，周海龙．行驶记录仪模型研究及系统实现[J]．国外[9] 　 Wayne Wolf. Computers as Components:Principles of Embed-[10] 　 卢珞先，吴恒．基于Atmega8L的智能LED紧急刹车灯的设[11] 　 Kim，H，et al．Linear tunable phase shifter using a left-Components Letters，2005，（5）.（4）.
ded Computing System Design [J]．Morgran Kaufmann，2001.电子元器件，2008，（29）．
资讯，2009，（23）．
远近灯自动转换流程图
手动模式的信号灯控制流程图
4　仿真和测试
4.1　仿真环境
将电路图画好，电路图电气规则检查无误后，通过KEIL软件和Proteus软件联调来实现仿真，首先将程序输入KEIL软件中编译，生成HEX文件，然后用Proteus画出所设计的硬件部分，通过将KEIL编译生成的HEX文件导入到AT89C51芯片，从而实现硬件电路的测试。4.2　部分仿真结果
计[J]．INTERNATIONAL ELECTRONIC ELEMENTS，2008，
handed transmission line [J]．IEEE Microwave and Wireless
[12] 　 尚维伟．基于GPRS无线通信的车载驾驶人疲劳监测终端
的设计和实现[J]．汽车世界，2002，（6）．——————————
作者简介：崔宪普，男，湖南益阳人，湖南城市学院物理与电信工程系副教授，研究方向：电子技术理论、应用、教学等。
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