基于單片機的汽車尾燈控制器設計

隨著現(xiàn)代社會的不斷進步，人們愈來愈離不開汽車。然而，隨著汽車數(shù)量的急劇增加，道路安全就愈發(fā)引起人們的關注。現(xiàn)在認識到，僅僅依靠汽車本身的結(jié)構(gòu)因素保證行車安全，已經(jīng)是不現(xiàn)實的事情，因而必須強化對車輛上涉及安全的主要部位，進行定期的檢查，并按一定的技術標準對它們的技術狀況加以考核，通過具有一定精度的各種檢驗臺測試取得的數(shù)據(jù)，科學而又定量地判斷車輛安全裝置的技術狀況，給出恰當?shù)脑u價。而汽車車燈故障率在汽車行駛過程中是比較高的，車燈故障時，不能正確反應汽車駕駛員的行車意識而給安全行車埋下事故隱患。

而隨著電子系統(tǒng)能夠在汽車產(chǎn)品中的廣泛應用，大大保證了控制系統(tǒng)的自動化，而且汽車造型日趨流線型，汽車尾燈對于汽車整體造型的完美體現(xiàn)有著很大作用，汽車尾燈控制系統(tǒng)在汽車成品中所占的比重也逐漸加大。

尾燈又是汽車品牌的最好體現(xiàn)，不同的尾燈的形狀、在車上的安裝位置、不同信號功能的相對位置等都是使汽車獨樹一幟的有效手段。同時，對汽車整體而言，尾燈安裝后，與車身必須能渾然一體，并且在點亮與未點亮時都具有整體的協(xié)調(diào)性。國內(nèi)汽車尾燈控制技術方面的產(chǎn)品主要是動態(tài)式圖文顯示的汽車尾燈口。

本文所研究和開發(fā)的課題是汽車尾燈控制器的電路設計，其基于Intel公司生產(chǎn)的AT89S52芯片設計了汽車尾燈控制系統(tǒng)。在該系統(tǒng)中，通過8個LED顯示汽車尾燈的基本工作狀況，汽車尾燈控制系統(tǒng)的研發(fā)不僅使汽車的先進性有了較大提高，更重要的是降低了交通事故發(fā)生的可能性。

硬件設計及工作原理

該系統(tǒng)硬件主要包括以下三大模塊：邏輯開關控制器、AT89S52單片機系統(tǒng)、LED燈陣等組成，從而形成了信號識別電路、控制器以及發(fā)光電路三個模塊。其中單片機系統(tǒng)（微控制器）作為中央處理單元，根據(jù)邏輯開關控制器檢測到駕駛員所執(zhí)行開關控制信號，獲得的相應信號進行傳輸使單片機系統(tǒng)收到指令，進而使LED燈陣發(fā)出相應的指示。系統(tǒng)總體設計方案如圖1所示。

圖1系統(tǒng)總體設計

其中：

1）邏輯開關控制器由五個開關組成，分別是左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)、檢查、夜間行駛、復位等。

2）單片機系統(tǒng)是40個引腳的AT89S52芯片，其中所用到的引腳有19個。

3）燈陣自左向右分別為L4L3L2L1R1R2R3R4，其中燈陣R1R2R3代表右側(cè)3個指示燈，L1L2L3代表左側(cè)的3個指示燈，R4L4代表夜間行駛時長亮燈。

本次設計的汽車尾燈控系統(tǒng)中的控制功能包括左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)、剎車檢查、夜間行駛等，主要為了模擬實際汽車尾燈控制電路，進而達到可靠性高、實用性好和普遍性強等特點，所研究方案的硬件電路簡單，可以廣泛應用在各種機動車輛上。系統(tǒng)電路圖如圖2所示。

圖2系統(tǒng)電路

該系統(tǒng)的工作原理是：左轉(zhuǎn)開關觸發(fā)后，單片機收到信號并進行處理，此時L1L2L3按左循環(huán)依次點亮；同樣當右轉(zhuǎn)開關觸發(fā)時，R1R2R3按右循環(huán)依次點亮；當檢查開關觸發(fā)時，L3L2L1R1R2R3同時閃爍；當復位開關觸發(fā)后，左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)和檢查等狀態(tài)都清零，即L3L2L1R1R2R3均不工作；當夜間行駛開關閉合后，R4L4長亮，同時其余四種態(tài)也可以進行。（注：D1D2D3D7分別為L1L2L3L4，D4D5D6D8分別為R1R2R3Rt4）。

軟件設計

分析上述圖1尾燈控制系統(tǒng)的工作原理后，本設計的軟件主要由主程序、鍵盤掃描子程序、延時子程序等模塊組成，并采用C51語言編寫。

從圖2可知，單片機采用AT89S52，其引腳P1口中P1.O~P1.2口和P1.5~P1.7口以及P2口中P2.0口和P2.1口做LED發(fā)光輸出控制用，P3.0~P3.4口為閃爍方式控制開關，限流電阻220，發(fā)光二極管電流約為10 mA，采用12 MHz晶振。

1主程序

主程序主要完成硬件初始化、子程序調(diào)用以及LED顯示功能，主程序流程圖如圖3所示。

圖3主程序流程

2鍵盤子程序

該部分主要實現(xiàn)參數(shù)的輸入。包括鍵盤的掃描子程序和引腳的參數(shù)設置以及鍵盤去抖動子程序三部分。工作方式為，首先判斷P3.4口按鍵狀態(tài)，然后通過掃描P3.O~P3.3口，判斷是否有按鍵按下，然后在20H內(nèi)存單元的低4位的對應位置1標志，確定應執(zhí)行的閃爍功能。當20H.0為1時，發(fā)光管按左循環(huán)點亮；當20H.1為I時，發(fā)光管按右循環(huán)點亮；當20H.2為1時，發(fā)光管同時閃爍；當20H.3為1時，P1口發(fā)光管停止工作，并掃描P3.O~P3.2口。上電初始化時，對20H.3位置設1，電路此時不工作，系統(tǒng)將進入掃描按鍵狀態(tài)。

3延時子程序

該部分主要實現(xiàn)LED閃爍的時長。延時子程序有10 ms和l s兩個，用作鍵掃描消抖及發(fā)光管閃爍延時。

4閃爍控制程序。

閃爍控制程序用來控制P1口中P1.0~P1.2口和P1.5~P1.7口，以及P2口中P2.0口和P2.1口的發(fā)光管發(fā)光變化方式。其中：

①執(zhí)行功能程序0（FUN0）時的P1口中P1.O~P1.2口輸出值變化為100→延時→110→延時→111→延時→00O延時→結(jié)束轉(zhuǎn)主程序。

②執(zhí)行功能程序I（FUNl）時的P1口中P1.5~P1.7口輸出值變化為001→延時→011→延時→111→延時→000→延時→結(jié)束轉(zhuǎn)主程序。

③執(zhí)行功能程序2（FUN2）時的P1口中P1.O~P1.2口和P1.5~P1.7口輸出值變化為111111→延時→000000→結(jié)束轉(zhuǎn)主程序。

5系統(tǒng)部分程序

本系統(tǒng)中采用C51語言編程來實現(xiàn)上述控制功能，按鍵程序和閃爍部分程序設計如下：

結(jié)束語

本文設計的汽車尾燈控制系統(tǒng)，可以減少交通事故隱患和提高尾燈電路的使用壽命。系統(tǒng)設計方法通過實驗仿真和調(diào)試證明了可行性。將軟件系統(tǒng)與硬件電路結(jié)合調(diào)試，實現(xiàn)了左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)、剎車及夜間行駛四種常用的汽車尾燈狀態(tài)。該尾燈控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，可靠性高，操作方便，成本低，可廣泛應用于常用機動車。