基于單片機(jī)的汽車尾燈控制器設(shè)計(jì)

隨著現(xiàn)代社會(huì)的不斷進(jìn)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(guān)注。現(xiàn)在認(rèn)識(shí)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(shí)的事情，因而必須強(qiáng)化對(duì)車輛上涉及安全的主要部位，進(jìn)行定期的檢查，并按一定的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)它們的技術(shù)狀況加以考核，通過具有一定精度的各種檢驗(yàn)臺(tái)測(cè)試取得的數(shù)據(jù)，科學(xué)而又定量地判斷車輛安全裝置的技術(shù)狀況，給出恰當(dāng)?shù)脑u(píng)價(jià)。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(shí)，不能正確反應(yīng)汽車駕駛員的行車意識(shí)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(yīng)用，大大保證了控制系統(tǒng)的自動(dòng)化，而且汽車造型日趨流線型，汽車尾燈對(duì)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(hào)功能的相對(duì)位置等都是使汽車獨(dú)樹一幟的有效手段。同時(shí)，對(duì)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(diǎn)亮與未點(diǎn)亮?xí)r都具有整體的協(xié)調(diào)性。國內(nèi)汽車尾燈控制技術(shù)方面的產(chǎn)品主要是動(dòng)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(shè)計(jì)，其基于Intel公司生產(chǎn)的AT89S52芯片設(shè)計(jì)了汽車尾燈控制系統(tǒng)。在該系統(tǒng)中，通過8個(gè)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(jìn)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(shè)計(jì)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(guān)控制器、AT89S52單片機(jī)系統(tǒng)、LED燈陣等組成，從而形成了信號(hào)識(shí)別電路、控制器以及發(fā)光電路三個(gè)模塊。其中單片機(jī)系統(tǒng)（微控制器）作為中央處理單元，根據(jù)邏輯開關(guān)控制器檢測(cè)到駕駛員所執(zhí)行開關(guān)控制信號(hào)，獲得的相應(yīng)信號(hào)進(jìn)行傳輸使單片機(jī)系統(tǒng)收到指令，進(jìn)而使LED燈陣發(fā)出相應(yīng)的指示。系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案如圖1所示。

圖1系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

其中：

1）邏輯開關(guān)控制器由五個(gè)開關(guān)組成，分別是左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)、檢查、夜間行駛、復(fù)位等。

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

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

本次設(shè)計(jì)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(shí)際汽車尾燈控制電路，進(jìn)而達(dá)到可靠性高、實(shí)用性好和普遍性強(qiáng)等特點(diǎn)，所研究方案的硬件電路簡單，可以廣泛應(yīng)用在各種機(jī)動(dòng)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(guān)觸發(fā)后，單片機(jī)收到信號(hào)并進(jìn)行處理，此時(shí)L1L2L3按左循環(huán)依次點(diǎn)亮；同樣當(dāng)右轉(zhuǎn)開關(guān)觸發(fā)時(shí)，R1R2R3按右循環(huán)依次點(diǎn)亮；當(dāng)檢查開關(guān)觸發(fā)時(shí)，L3L2L1R1R2R3同時(shí)閃爍；當(dāng)復(fù)位開關(guān)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(dāng)夜間行駛開關(guān)閉合后，R4L4長亮，同時(shí)其余四種態(tài)也可以進(jìn)行。（注：D1D2D3D7分別為L1L2L3L4，D4D5D6D8分別為R1R2R3Rt4）。

軟件設(shè)計(jì)

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

從圖2可知，單片機(jī)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(guān)，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(shí)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(shè)置以及鍵盤去抖動(dòng)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(duì)應(yīng)位置1標(biāo)志，確定應(yīng)執(zhí)行的閃爍功能。當(dāng)20H.0為1時(shí)，發(fā)光管按左循環(huán)點(diǎn)亮；當(dāng)20H.1為I時(shí)，發(fā)光管按右循環(huán)點(diǎn)亮；當(dāng)20H.2為1時(shí)，發(fā)光管同時(shí)閃爍；當(dāng)20H.3為1時(shí)，P1口發(fā)光管停止工作，并掃描P3.O~P3.2口。上電初始化時(shí)，對(duì)20H.3位置設(shè)1，電路此時(shí)不工作，系統(tǒng)將進(jìn)入掃描按鍵狀態(tài)。

3延時(shí)子程序

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

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(shí)的P1口中P1.O~P1.2口輸出值變化為100→延時(shí)→110→延時(shí)→111→延時(shí)→00O延時(shí)→結(jié)束轉(zhuǎn)主程序。

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

③執(zhí)行功能程序2（FUN2）時(shí)的P1口中P1.O~P1.2口和P1.5~P1.7口輸出值變化為111111→延時(shí)→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(shí)現(xiàn)上述控制功能，按鍵程序和閃爍部分程序設(shè)計(jì)如下：

結(jié)束語

本文設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)方法通過實(shí)驗(yàn)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(shí)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(yīng)用于常用機(jī)動(dòng)車。