課程設(shè)計---汽車轉(zhuǎn)向燈的設(shè)計

1、<p><b>　　課程設(shè)計任務書</b></p><p>　　學生姓名： 專業(yè)班級： </p><p>　　指導教師： 工作單位： 信息工程學院 </p><p>　　題 目: 汽車轉(zhuǎn)向燈的設(shè)計 </p><p>　　初始條件：

2、AT89S51, 680Ω*7, button*6，LED*7，CRYSTAL(8MHZ)等</p><p>　　要求完成的主要任務: </p><p>　　利用單片機AT89C52設(shè)計汽車轉(zhuǎn)向燈；</p><p>　　課程設(shè)計說明書按學校統(tǒng)一規(guī)范來撰寫，具體包括：</p><p>　?、?目錄；⑵ 設(shè)計思路；⑶ 設(shè)計要求和仿真運行結(jié)果對比；

3、 </p><p>　?、冗x擇元器件實物設(shè)計；⑸ 課程設(shè)計的心得體會。</p><p>　　參考書：1、《電子線路設(shè)計·實驗·測試》 第三版，謝自美 主編，華中科技大學出版社2006年</p><p>　　2、《電子技術(shù)課程設(shè)計指導書》，彭介華編著，高等教育出版社，2000年</p><p>　　3、《數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)第五

4、版》， 閻石主編， 高等教育出版社，2006年</p><p>　　4、《電子創(chuàng)新設(shè)計與實踐》，王松武，于鑫，武思軍．國防工業(yè)出版社．2005年</p><p>　　5、《全國大學生電子設(shè)計競賽電路設(shè)計》，黃智偉，北京航空航天大學出版社，2006 </p><p>　　6、《Verilog HDL入門(第3版)》巴斯克 (BHASKER J.)、夏宇聞、甘偉，北

5、京航空航天大學出版社，2008</p><p><b>　　時間安排：</b></p><p>　　第17周（7、8節(jié)）：理論講解</p><p>　　第18周：理論設(shè)計及實驗室安裝調(diào)試；</p><p>　　地點：鑒主15通信工程實驗室（1），鑒主13通信工程專業(yè)實驗室；</p><p>　　第

6、19周：撰寫設(shè)計報告及答辯；地點：鑒主17樓研究室。</p><p>　　指導教師簽名： 2010 年7月1 日</p><p>　　系主任（或責任教師）簽名： 年 月 日</p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展，電

7、子芯片功能越來越強大，但體積變得越來越小，在智能化儀器儀表中，控制核心均為微處理器，在單片機與高性能、高速度、小體積、價格低廉、穩(wěn)定可靠而得到廣泛應用，是設(shè)計智能化儀器儀表的首選微控制器，單片機結(jié)合簡單的接口電路即可構(gòu)成單片機最小系統(tǒng)，它是智能化儀器儀表的基礎(chǔ)，也是測控、監(jiān)控的重要組成部分。利用單片機設(shè)計電路的最小系統(tǒng)。</p><p>　　汽車轉(zhuǎn)向燈是一種附加車載裝置，它能夠在汽車轉(zhuǎn)向時對車輛起到警示作用。本文

8、利用單片機AT89S51設(shè)計了汽車轉(zhuǎn)向燈控制電路，能夠在汽車轉(zhuǎn)向時控制各個尾燈和車頭燈按一定的規(guī)律閃動，以提示后面車輛注意。</p><p>　　關(guān)鍵詞：汽車轉(zhuǎn)向燈，單片機 芯片AT89S51 </p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　With the rapid development of elect

9、ronic technology, more powerful electronic chips, but the volume is becoming smaller and smaller, the intelligent instrument, the control microprocessor core are, in the MCU and high-performance, high-speed, small volume

10、, low cost, reliable and widely used, is to design intelligent instrument of choice for micro-controller, microcontroller combined with a simple interface circuit constitute a microcomputer system, it is intelligent inst

11、ruments are the basis of </p><p>　　Automotive turn signal is an additional vehicle device, it can turn in the car when the vehicle serve as a warning. In this paper, the design of the microcontroller AT89S51

12、 light steering control circuit that can control every time the car turned tail and headlights flashing in accordance with certain rules in order to prompt attention behind the vehicle.</p><p>　　Key words: a

13、utomobile turn signal, MCU AT89S51</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　摘要2</b></p><p>　　Abstract3</p><p><b>　　目錄4</b></p><

14、p>　　汽車轉(zhuǎn)向燈的設(shè)計4</p><p>　　1 原理圖的設(shè)計4</p><p><b>　　1.1方案論證5</b></p><p>　　1.2各個方案原理分析并選擇最終電路9</p><p>　　1.3選擇電路單片機AT89S51芯片介紹11</p><p>　　1.4仿真工

15、具Proteus介紹12</p><p>　　1.5 QuartusⅡ 9.1介紹14</p><p>　　2 單元電路的設(shè)計15</p><p>　　2.1 復位電路的設(shè)計15</p><p>　　2.2 單片機的晶振電路16</p><p>　　2.3 控制電路16</p><p&g

16、t;　　2.4 供電電源利用USB17</p><p>　　2.5 輸出電路17</p><p>　　2.6 總體硬件電路圖18</p><p>　　3電路的仿真及功能驗證18</p><p>　　3.1電路仿真總電路圖18</p><p>　　3.2 Proteus仿真結(jié)果18</p>&l

17、t;p>　　3.3 QuartusII 9.1仿真結(jié)果20</p><p>　　4系統(tǒng)的組裝與調(diào)試23</p><p><b>　　4.1實物圖23</b></p><p>　　4.2元件清單24</p><p>　　5總結(jié)、收獲、建議25</p><p><b>　　6

18、參考文獻26</b></p><p><b>　　附錄27</b></p><p><b>　　汽車轉(zhuǎn)向燈的設(shè)計</b></p><p><b>　　1 原理圖的設(shè)計</b></p><p>　　汽車轉(zhuǎn)向燈分析：汽車上的信號燈有: 轉(zhuǎn)向燈 ( 左頭燈 、右頭燈

19、、左尾燈 、右尾燈, 儀表盤上的二個指示燈)。當汽車轉(zhuǎn)彎、剎車、?？繒r, 轉(zhuǎn)向燈發(fā)出不同的信號。汽車轉(zhuǎn)彎或?？繒r , 相應的信號燈要發(fā)出閃爍的燈光信號, 目前國內(nèi)廣泛使用電熱式閃光器產(chǎn)生閃光信號。</p><p>　　汽車上有一轉(zhuǎn)彎控制桿, 此控制桿有三個位置, 當處于中間位置時, 汽車不轉(zhuǎn)彎; 向上時, 汽車左轉(zhuǎn); 向下時, 汽車右轉(zhuǎn)。汽車轉(zhuǎn)彎時, 要求左右前燈、左右后燈和儀表盤上的左右轉(zhuǎn)指示燈發(fā)出相應的閃爍信

20、號。汽車剎車時, 兩個后燈一直點亮, 發(fā)出不閃爍的信號。若剎車時正在轉(zhuǎn)彎, 則相應的轉(zhuǎn)彎閃爍信號繼續(xù)閃爍, 其他燈不受影響。</p><p><b>　　1.1方案論證</b></p><p>　　方案一：汽車轉(zhuǎn)向燈電路主要由左、右轉(zhuǎn)開關(guān)，時鐘產(chǎn)生電路，左、右轉(zhuǎn)控制電路，驅(qū)動電路，左、右轉(zhuǎn)指示燈等部分構(gòu)成，原理框圖如下圖1。驅(qū)動電路用組合邏輯器件構(gòu)成。利用計數(shù)器的四種

21、循環(huán)狀態(tài)作為驅(qū)動電路的輸入，驅(qū)動電路依據(jù)輸入而輸出000、100、110、111四個狀態(tài)（低電平有效）。此時會用到JK觸發(fā)器、與非門等邏輯器件。原理圖如下圖2.</p><p>　　圖1 方案一汽車轉(zhuǎn)向燈控制電路原理框圖</p><p>　　圖2方案一汽車轉(zhuǎn)向燈控制電路原理圖</p><p>　　方案二：用AT89C52 單片機設(shè)計了一套汽車信號燈控制系統(tǒng)。用到了復

22、位電路的設(shè)計，LED發(fā)光二極管的應用、6個按鍵開關(guān)、鍵盤掃描來控制LED。用LED產(chǎn)生閃光信號, 同時能自動檢測信號燈故障。設(shè)計系統(tǒng)的原理框圖如下圖3所示。</p><p>　　圖3方案二汽車轉(zhuǎn)向燈控制電路原理框圖</p><p>　　根據(jù)汽車行駛中汽車轉(zhuǎn)向燈使用方法及行駛方向，開啟相應的轉(zhuǎn)向燈。按照汽車轉(zhuǎn)向燈使用方法，向左就開左轉(zhuǎn)向燈，向右則開右轉(zhuǎn)向燈，大體歸結(jié)起來總共有10種組合的方式

23、，列出如表1。</p><p>　　表1 10種組合模式</p><p>　　單片機系統(tǒng)，當然最好的仿真工具是PROTEUS結(jié)合KEIL共同仿真。設(shè)計此系統(tǒng)利用PROTUES仿真。原理圖如圖4所示。</p><p>　　圖4 利用AT89S51設(shè)計的汽車轉(zhuǎn)向燈的原理圖</p><p><b>　　方案三</b><

24、/p><p>　　分析汽車運行狀態(tài)汽車轉(zhuǎn)向燈使用方法得到下面的狀態(tài)表2。汽車轉(zhuǎn)向燈控制電路原理框圖如圖5。</p><p>　　表2 汽車運行狀態(tài)關(guān)系表</p><p>　　汽車左右轉(zhuǎn)彎時，3個指示燈點亮，所以用三進制計數(shù)器控制譯碼器電路順序輸出低電平，從而控制汽車轉(zhuǎn)向燈按要求點亮。由此得出在每種運行狀態(tài)下，各指示燈與各給定條件（K1,K0,CP,Q1,Q0）的關(guān)系，邏

25、輯功能表如下表3所示。</p><p>　　表3汽車轉(zhuǎn)向燈控制邏輯功能表</p><p><b>　　開關(guān)控制</b></p><p>　　圖5 汽車轉(zhuǎn)向燈控制電路原理框圖</p><p>　　汽車轉(zhuǎn)向燈總體邏輯電路圖如下圖6。</p><p>　　圖6汽車轉(zhuǎn)向燈總體邏輯電路圖</p>

26、<p>　　1.2各個方案原理分析并選擇最終電路</p><p><b>　　分析方案一的原理：</b></p><p>　　左轉(zhuǎn)右轉(zhuǎn)控制電路由時序邏輯器件74LS161和74LS10組成。74LS161是4位二進制加法計數(shù)器，具有同步置數(shù)和異步清零等功能。其引腳排列如圖5所示。圖中LD＇為同步置數(shù)端，RD＇為異步清零端，D0、D1、D2、D3為數(shù)據(jù)輸入

27、端，Q0、Q1、Q2、Q3 為數(shù)據(jù)輸出端，EP、ET為工作狀態(tài)控制端，C為進位輸出端。74LS161的功能表如表2所示。</p><p>　　表2 74LS161的功能表</p><p>　　圖5 74LS161的引腳排列圖</p><p>　　當 RD＇為低電平時所有觸發(fā)器將同時被置零，而且置零操作不受其他輸入端狀態(tài)的影響；RD＇高電平時則執(zhí)行其他功能。<

28、;/p><p>　　當RD＇高電平、LD＇低電平，且CLK上升沿計數(shù)脈沖到達時，數(shù)據(jù)直接從數(shù)據(jù)輸入端D0、D1、D2、D3置入計數(shù)器。</p><p>　　當RD＇高電平、LD＇高電平1而EP 、ET 中至少有一個為高電平時，保持原來的狀態(tài)不變，同時C的狀態(tài)也保持。</p><p>　　當RD＇高電平、LD＇高電平而EP 高電平、ET 高電平時，CLK上升沿計數(shù)脈沖到達

29、時,計數(shù)器執(zhí)行計數(shù)功能。</p><p>　　在本次設(shè)計中只用到4個輸出狀態(tài)即Q0、Q1、Q2、Q3 輸出為0100、0101、0110、0111，這四個狀態(tài)為一個循環(huán)，利用一個三輸入與非門進行置數(shù)就可以實現(xiàn)這個功能。</p><p><b>　　分析方案二的原理：</b></p><p>　　AT89S51單片機為運算和控制的核心 , AT8

30、9S51有P0、P1、P2、P3四個8位的并行雙向I/O口，P3口用于控制信號輸入，P1口用于控制LED信號燈的顯示。原理簡單，還可以檢驗自己的編程能力。</p><p><b>　　分析方案三的原理：</b></p><p>　　左轉(zhuǎn)右轉(zhuǎn)控制電路由時序邏輯器件74LS138和JK觸發(fā)器組成，構(gòu)成汽車的左右轉(zhuǎn)向，大體功能同方案一。</p><p&g

31、t;　　綜上所述方案，比較各個方案的優(yōu)缺點，又由于自己剛開始學習單片機，所以最終選擇方案二，利用單片機實現(xiàn)汽車轉(zhuǎn)向燈的功能。</p><p>　　1.3選擇電路單片機AT89S51芯片介紹</p><p>　　AT89S51單片機簡介：</p><p>　　AT89S51是一個低功耗，高性能CMOS 8位單片機，片內(nèi)含4kBytes ISP(In-system pr

32、ogrammable)的可反復擦寫1000次的Flash只讀程序存儲器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲技術(shù)制造，兼容標準MCS-51指令系統(tǒng)及80C51引腳結(jié)構(gòu)，芯片內(nèi)集成了通用8位中央處理器和ISP Flash存儲單元，功能強大的微型計算機的AT89S51可為許多嵌入式控制應用系統(tǒng)提供高性價比的解決方案。</p><p>　　AT89S51具有如下特點：40個引腳，4k Bytes Flash片內(nèi)

33、程序存儲器，128 bytes的隨機存取數(shù)據(jù)存儲器（RAM），32個外部雙向輸入/輸出（I/O）口，5個中斷優(yōu)先級2層中斷嵌套中斷，2個16位可編程定時計數(shù)器,2個全雙工串行通信口，看門狗（WDT）電路，片內(nèi)時鐘振蕩器。</p><p>　　此外，AT89S51設(shè)計和配置了振蕩頻率可為0Hz并可通過軟件設(shè)置省電模式?？臻e模式下，CPU暫停工作，而RAM定時計數(shù)器，串行口，外中斷系統(tǒng)可繼續(xù)工作，掉電模式凍結(jié)振蕩器而

34、保存RAM的數(shù)據(jù)，停止芯片其它功能直至外中斷激活或硬件復位。同時該芯片還具有PDIP、TQFP和PLCC等三種封裝形式，以適應不同產(chǎn)品的需求。</p><p><b>　　主要功能特性： </b></p><p>　　? 兼容MCS-51指令系統(tǒng) ? 4k可反復擦寫(>1000次）ISP Flash ROM </p><p>　　? 32

35、個雙向I/O口 ? 4.5-5.5V工作電壓 </p><p>　　? 2個16位可編程定時/計數(shù)器 ? 時鐘頻率0-33MHz </p><p>　　? 全雙工UART串行中斷口線 ? 128x8bit內(nèi)部RAM </p><p>　　? 2個外部中斷源 ? 低功耗空閑和省電模式 </p><p>　　? 中斷喚醒省電模式 ? 3級加密位

36、</p><p>　　? 看門狗（WDT）電路 ? 軟件設(shè)置空閑和省電功能 </p><p>　　? 靈活的ISP字節(jié)和分頁編程 ? 雙數(shù)據(jù)寄存器指針</p><p>　　? 全雙工UART串行中斷口線 ? 128x8bit內(nèi)部RAM </p><p>　　? 2個外部中斷源 ? 低功耗空閑和省電模式 </p><p>

37、;　　? 中斷喚醒省電模式 ? 3級加密位 </p><p>　　? 看門狗（WDT）電路 ? 軟件設(shè)置空閑和省電功能 </p><p>　　? 靈活的ISP字節(jié)和分頁編程 ? 雙數(shù)據(jù)寄存器指針</p><p>　　1.4仿真工具Proteus介紹</p><p>　　Protues軟件是英國Labcenter electronics公司出版

38、的EDA工具軟件（該軟件中國總代理為廣州風標電子技術(shù)有限公司）。它不僅具有其它EDA工具軟件的仿真功能，還能仿真單片機及外圍器件。它是目前最好的仿真單片機及外圍器件的工具。雖然目前國內(nèi)推廣剛起步，但已受到單片機愛好者、從事單片機教學的教師、致力于單片機開發(fā)應用的科技工作者的青睞。Proteus是世界上著名的EDA工具(仿真軟件)，從原理圖布圖、代碼調(diào)試到單片機與外圍電路協(xié)同仿真，一鍵切換到PCB設(shè)計，真正實現(xiàn)了從概念到產(chǎn)品的完整設(shè)計。是

39、目前世界上唯一將電路仿真軟件、PCB設(shè)計軟件和虛擬模型仿真軟件三合一的設(shè)計平臺，其處理器模型支持8051、HC11、PIC10/12/16/18/24/30/DsPIC33、AVR、ARM、8086和MSP430等，2010年即將增加Cortex和DSP系列處理器，并持續(xù)增加其他系列處理器模型。在編譯方面，它也支持IAR、Keil和MPLAB等多種編譯器。圖6為PROTUES的啟動界面。</p><p>　　圖6

40、 PROTUES的啟動界面</p><p><b>　　具有4大功能模塊</b></p><p>　　智能原理圖設(shè)計（ISIS）</p><p>　　完善的電路仿真功能（Prospice）</p><p>　　獨特的單片機協(xié)同仿真功能（VSM）</p><p>　　實用的PCB設(shè)計平臺<

41、/p><p>　　在PROTUES繪制好原理圖后，調(diào)入已編譯好的目標代碼文件：*.HEX，可以在PROTUES的原理圖中看到模擬的實物運行狀態(tài)和過程。</p><p>　　PROTUES 是單片機課堂教學的先進助手。</p><p>　　PROTUES不僅可將許多單片機實例功能形象化，也可將許多單片機實例運行過程形象化。前者可在相當程度上得到實物演示實驗的效果，后者則是

42、實物演示實驗難以達到的效果。</p><p>　　它的元器件、連接線路等卻和傳統(tǒng)的單片機實驗硬件高度對應。這在相當程度上替代了傳統(tǒng)的單片機實驗教學的功能，例：元器件選擇、電路連接、電路檢測、電路修改、軟件調(diào)試、運行結(jié)果等。</p><p>　　課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計是學生走向就業(yè)的重要實踐環(huán)節(jié)。由于PROTUES提供了實驗室無法相比的大量的元器件庫，提供了修改電路設(shè)計的靈活性、提供了實驗室在數(shù)

43、量、質(zhì)量上難以相比的虛擬儀器、儀表，因而也提供了培養(yǎng)學生實踐精神、創(chuàng)造精神的平臺</p><p>　　Protues提供了豐富的資源</p><p>　?。?）Protues可提供的仿真元器件資源：仿真數(shù)字和模擬、交流和直流等數(shù)千種元器件，有30多個元件庫。</p><p>　?。?）Protues可提供的仿真儀表資源 ：示波器、邏輯分析儀、虛擬終端、SPI調(diào)試器、

44、I2C調(diào)試器、信號發(fā)生器、模式發(fā)生器、交直流電壓表、交直流電流表。理論上同一種儀器可以在一個電路中隨意的調(diào)用。</p><p>　?。?）除了現(xiàn)實存在的儀器外，Protues還提供了一個圖形顯示功能，可以將線路上變化的信號，以圖形的方式實時地顯示出來，其作用與示波器相似，但功能更多。這些虛擬儀器儀表具有理想的參數(shù)指標，例如極高的輸入阻抗、極低的輸出阻抗。這些都盡可能減少了儀器對測量結(jié)果的影響。</p>

45、<p>　?。?）Protues可提供的調(diào)試手段 Protues提供了比較豐富的測試信號用于電路的測試。這些測試信號包括模擬信號和數(shù)字信號。</p><p>　　1.5 QuartusⅡ 9.1介紹</p><p>　　Altera公司宣布推出QuartusII軟件9.1——在CPLD、FPGA和HardCopy ASIC設(shè)計方面，業(yè)界性能和效能最好的軟件。與以前的軟件版本相

46、比，Quartus II軟件9.1新特性和增強功能將編譯時間縮短了20％，編譯時間比競爭高密度40-nm和65-nm設(shè)計仍然快2到3倍。軟件新特性是快速重新編譯，對于較小的設(shè)計改動，這一特性大大縮短了編譯時間，而且還支持Altera最新發(fā)布的CycloneIV FPGA。QuartusII9.1的啟動界面如下圖7所示。</p><p>　　圖7 QuartusII9.1的啟動界面</p><

47、p>　　Quartus II設(shè)計軟件9.1支持三種最小的Cyclone IV GX器件，Quartus II設(shè)計軟件9.1 SP1將支持其他的Cyclone IV器件。如果需要了解今天進行的Cyclone IV系列新聞發(fā)布，請訪問www.altera.com.cn/corporate/news_room/releases/2009/products/nr-cyclone-iv.html。這一版本的Quartus II軟件還支持St

48、ratix IV E EP4SE820 FPGA——業(yè)界密度最高的820K邏輯單元(LE) FPGA。為Altera最新FPGA系列提供支持使客戶能夠馬上迅速開始最新的Cyclone和Stratix FPGA設(shè)計。</p><p><b>　　2 單元電路的設(shè)計</b></p><p>　　設(shè)計的電路實現(xiàn)下如下表3真值表的功能</p><p>

49、　　表3汽車信號燈控制功能真值表</p><p>　　2.1 復位電路的設(shè)計</p><p>　　AT89S51有復位信號引腳RESET，用于從外引入復位信號。單片機基本復位電路共有上電復位、按鍵電平復位、按鍵脈沖復位3種，本設(shè)計采用按鍵電平復位。復位電路用于產(chǎn)生復位信號，通過RESET引腳送入單片機，進行復位操作。電阻采用1K，電容采用22uF。如圖8所示。</p><

50、;p>　　圖8單片機的復位電路</p><p>　　2.2 單片機的晶振電路</p><p>　　AT89S51單片機芯片中的高增益反向放大器，其輸入端為引腳XTAL1,輸出端為引腳XTAL2。通過這兩個引腳在芯片外并接石英晶體振蕩器和兩只電容器。石英晶體為一感性元件，與電容構(gòu)成振蕩回路，為片內(nèi)放大器提供正反饋和振蕩所需的相移條件，從而構(gòu)成一個穩(wěn)定的自激振蕩器。晶振頻率是指晶體的振蕩

51、頻率，也就是振蕩電路的脈沖頻率，也稱振蕩頻率。晶振頻率是單片機的一項重要性能指標。因為單片機的時鐘信號是通過振蕩信號分頻得到的，</p><p>　　所以競爭頻率直接影響時 鐘信號的頻率。晶振頻率高，系統(tǒng)的時鐘頻率就高，單片機運行速度也就快。然而晶振頻率高對存儲器等的速度和印刷電路板的工藝要求也高。晶振頻率不但影響速度，而且對單片機的工作電流也有一定影響，所以在選擇晶振頻率是，要兼顧速度、功耗和線路工藝。本設(shè)計

52、選用頻率為8MHz的晶振，電容選用2pF，具體設(shè)計如圖9所示。</p><p>　　圖9 單片機的晶振電路</p><p><b>　　2.3 控制電路</b></p><p>　　控制電路是采用按鈕開關(guān)電路進行控制信號輸入。既然是外部控制電路,就要考慮其設(shè)計是為機械的還是電子的,如果是電子開關(guān)可以防止機械抖動,而現(xiàn)在設(shè)計的是按鈕開關(guān)電路。所以

53、設(shè)計中關(guān)鍵考慮的就是按鍵去抖動問題，一般有硬件去抖和軟件去抖兩種方式。過去硬件去抖電路通常采用分立元件和觸發(fā)器實現(xiàn)，目前市場上有硬件去抖專用接口芯片，例如：MAX6816~6818，均為單電源供電，電壓為2.7～5.5V，分別為單輸入、雙輸入和八輸入。這里考慮到硬件的簡化和成本，沒有采用硬件去抖，而采用軟件去抖。具體設(shè)計如圖10所示。</p><p>　　圖11系統(tǒng)的控制電路</p><p&g

54、t;　　2.4 供電電源利用USB</p><p>　　電源采用USB供電。USB是英文Universal Serial BUS的縮寫，中文含義是“通用串行總線”。它不是一種新的總線標準，而是應用在PC領(lǐng)域的接口技術(shù)。USB是在1994年底由英特爾、康柏、IBM、Microsoft等多家公司聯(lián)合提出的。USB具有傳輸速度快（USB1.1是12Mbps，USB2.0是480Mbps, USB2.0是5 Gbps），

55、使用方便，支持熱插拔，連接靈活，獨立供電等優(yōu)點，可以連接鼠標、鍵盤、打印機、掃描儀、攝像頭、閃存盤、MP3機、手機、數(shù)碼相機、移動硬盤、外置光軟驅(qū)、USB網(wǎng)卡、ADSL Modem、Cable Modem等，幾乎所有的外部設(shè)備。</p><p><b>　　2.5 輸出電路</b></p><p>　　輸出電路采用LED顯示，LED（Light Emitting Di

56、ode），發(fā)光二極管，是一種固態(tài)的半導體器件，它可以直接把電轉(zhuǎn)化為光。LED的心臟是一個半導體的晶片，晶片的一端附在一個支架上，一端是負極，另一端連接電源的正極，使整個晶片被環(huán)氧樹脂封裝起來。半導體晶片由兩部分組成，一部分是P型半導體，在它里面空穴占主導地位，另一端是N型半導體，在這邊主要是電子。但這兩種半導體連接起來的時候，它們之間就形成一個“P-N結(jié)”。當電流通過導線作用于這個晶片的時候，電子就會被推向P區(qū)，在P區(qū)里電子跟空穴復合，

57、然后就會以光子的形式發(fā)出能量，這就是LED發(fā)光的原理。而光的波長也就是光的顏色，是由形成P-N結(jié)的材料決定的。具體設(shè)計如圖12所示。</p><p><b>　　圖12輸出電路</b></p><p>　　對于輸出電路的發(fā)光二極管，就我想可以用七段共陽極數(shù)碼管來顯示，但是為了最終結(jié)果能夠方便的讓讀者看懂，在這里用發(fā)光二極管來代替。</p><p&g

58、t;　　2.6 總體硬件電路圖</p><p>　　總體電路圖見圖4，其中供電部分用設(shè)計的電源部分接入，可以利用USB電纜線接入電腦供電。</p><p>　　3電路的仿真及功能驗證</p><p>　　3.1電路仿真總電路圖</p><p>　　電路仿真總電路圖見4。</p><p>　　3.2 Proteus仿真結(jié)

59、果</p><p>　　對開關(guān)控制部分仿真，看電路是否符合表3的邏輯真值表。由于仿真要截圖，故仿真時用開關(guān)。</p><p>　?。?）當剎車開關(guān)接通時左尾燈和右尾燈以一定頻率閃爍，如下圖13所示。</p><p>　　圖13剎車時車燈閃爍情況</p><p>　?。?）當緊急（報警）開關(guān)閉合時車上所用的燈都閃爍，如圖14所示。</p&

60、gt;<p>　　圖14 汽車緊急時車燈閃爍情況</p><p>　?。?）當汽車?？块_關(guān)閉合，車上燈閃爍情況如圖15所示。</p><p>　　圖15 汽車?？繒r車燈閃爍情況</p><p>　?。?）當汽車左轉(zhuǎn)向開關(guān)閉合汽車車燈閃爍情況如圖16所示。</p><p>　　圖16 汽車左轉(zhuǎn)時車燈閃爍情況</p>

61、<p>　?。?）當汽車右轉(zhuǎn)向開關(guān)閉合汽車車燈閃爍情況如圖17所示。</p><p>　　圖17 汽車左轉(zhuǎn)時車燈閃爍情況</p><p>　　3.3 QuartusII 9.1仿真結(jié)果</p><p>　　仿真部分代碼見附錄。</p><p>　　（1）當剎車開關(guān)接通時左尾燈和右尾燈以一定頻率閃爍，如下圖18所示。</p>

62、;<p>　　圖18 剎車時汽車轉(zhuǎn)向燈電平波形</p><p>　?。?）當緊急（報警）開關(guān)閉合時車上所用的燈都閃爍，如圖19所示。</p><p>　　圖19汽車報警時各轉(zhuǎn)向燈電平波形</p><p>　?。?）當汽車?？块_關(guān)閉合，車上燈閃爍情況如圖20所示。</p><p>　　圖20 汽車?？繒r車燈電平波形</p&g

63、t;<p>　　當汽車左轉(zhuǎn)向開關(guān)閉合汽車車燈閃爍情況如圖21所示。</p><p>　　圖21當汽車左轉(zhuǎn)向開關(guān)閉合汽車車燈電平波形</p><p>　　還有其他的一些仿真波形，根據(jù)波形分析得到的電平變化完全符合表3真值表的情況。說明設(shè)計合理 ，符合電路要求。</p><p><b>　　4系統(tǒng)的組裝與調(diào)試</b></p>

64、;<p>　　系統(tǒng)組裝與調(diào)試分為硬件的組裝調(diào)試和軟件的調(diào)試。在設(shè)計過程中，硬件的組裝調(diào)試沒有遇到很大的困難，基本上是一氣呵成；軟件的調(diào)試則側(cè)重于子模塊的功能驗證和模塊的接口配合。由于自己剛開始學習單片機不久，利用這次課設(shè)的機會運用自己的所學來設(shè)計這個汽車轉(zhuǎn)向燈。</p><p><b>　　4.1實物圖</b></p><p>　　圖16 實物圖正面&

65、lt;/p><p>　　圖17 實物圖背面</p><p><b>　　4.2元件清單</b></p><p><b>　　元件清單見下表4</b></p><p><b>　　表4　　元器件清單</b></p><p><b>　　5總結(jié)、收獲

66、、建議</b></p><p>　　課程設(shè)計是培養(yǎng)我們綜合運用所學知識,發(fā)現(xiàn),提出,分析和解決實際問題,鍛煉實踐能力的重要環(huán)節(jié),是對學生實際工作能力的具體訓練和考察過程。這次課程設(shè)計可以說有很大的收獲，自己在這學期的過程中隨著數(shù)電課自己慢慢學習單片機，自己運用課設(shè)這個機會運用自己所學，利用單片機設(shè)計了這個汽車轉(zhuǎn)向燈系統(tǒng)，開始時利用數(shù)電知識設(shè)計好幾個方案感覺都不能很好的達到汽車轉(zhuǎn)向燈的控制。</p

67、><p>　　這段幾次的課程設(shè)計，我對計算機自動化有了更深入的了解。EDA技術(shù)是在電子CAD技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的計算機軟件系統(tǒng)，是以計算機為工作平臺，融合了應用電子技術(shù)、計算機技術(shù)、信息處理及智能化技術(shù)的最新成果，進行電子產(chǎn)品的自動設(shè)計，EDA技術(shù)在電子設(shè)計中扮演中愈來愈重要的角色，利用EDA工具，電子設(shè)計師可以從概念、算法、協(xié)議等開始設(shè)計電子系統(tǒng)，大量工作可以通過計算機完成，并可以將電子產(chǎn)品從電路設(shè)計、性能分析到設(shè)

68、計出IC版圖或PCB版圖的整個過程的計算機上自動處理完成。</p><p>　　在設(shè)計好電路后，自己利用仿真軟件Protues進行仿真，自己編寫功能程序，下載，開始時程序?qū)懙牟粔蛲耆荒芡耆珜崿F(xiàn)轉(zhuǎn)向燈真值表的功能，在慢慢的探索中，自己解決了這個問題，這鍛煉了自己的編程能力和解決問題的能力，另外自己通過寫Verilog代碼在Quartus Ⅱ中完成了波形的仿真。</p><p>　　從這次

69、課程設(shè)計活動中我最大的收獲是懂得了汽車轉(zhuǎn)向燈的各種工作情況，在以后在車輛多的地方可以根據(jù)車輛的轉(zhuǎn)向燈閃亮知道車的行駛方向。更加深刻地認識到了一定要認真對待每一個問題，很有可能就在一個你不注意的地方導致你失敗。這次課設(shè)不僅是鞏固了先前學的電路模電數(shù)電理論知識，而且也培養(yǎng)了我的動手能力，更令我的創(chuàng)造性思維得到拓展。希望今后類似這樣課程設(shè)計、類似這樣的鍛煉機會能更多些。</p><p>　　在以后的課程設(shè)計中，我想設(shè)計

70、電路時可以進行一次大的組合性設(shè)計實驗，把一個班分成幾個小組，每個小組設(shè)計一個電路，每個小組的成員自己分工分擔一部分電路的設(shè)計，最后都成功后選擇最佳方案就組合成一個完整的設(shè)計電路，培養(yǎng)我們團隊合作的精神。</p><p><b>　　6參考文獻</b></p><p>　　1、《電子線路設(shè)計·實驗·測試》 第三版，謝自美 主編，華中科技大學出版社20

71、06年</p><p>　　2、《電子技術(shù)課程設(shè)計指導書》，彭介華編著，高等教育出版社，2000年</p><p>　　3、《數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)第五版》， 閻石主編， 高等教育出版社，2006年</p><p>　　4、《電子創(chuàng)新設(shè)計與實踐》，王松武，于鑫，武思軍．國防工業(yè)出版社．2005年</p><p>　　5、《全國大學生電子設(shè)計競賽

72、電路設(shè)計》，黃智偉，北京航空航天大學出版社，2006</p><p>　　6、《Verilog HDL入門(第3版)》巴斯克 (BHASKER J.)、夏宇聞、甘偉，北京航空航天大學出版社，2008</p><p><b>　　附錄</b></p><p><b>　　單片機部分程序</b></p><

73、p>　　#include<reg52.h></p><p>　　sbit k1=P3^0;</p><p>　　sbit k2=P3^1;</p><p>　　sbit k3=P3^2;</p><p>　　sbit k4=P3^3;</p><p>　　sbit k5=P3^4;</p>

74、<p>　　sbit led0=P1^0;</p><p>　　sbit led1=P1^1;</p><p>　　sbit led2=P1^2;</p><p>　　sbit led3=P1^3;</p><p>　　sbit led4=P1^4;</p><p>　　sbit led5=P1^5;&l

75、t;/p><p>　　sbit led6=P1^6;</p><p>　　void delay(unsigned int n)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　unsigned int i,j;</p><p>　　for(i=0;i<n;i++)</p>

76、<p>　　for(j=0;j<100;j++);</p><p><b>　　}</b></p><p>　　void main()</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　while(1)</b></p><

77、;p><b>　　{</b></p><p>　　while((!k1)&&k2&&k3&&k4&&k5)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　delay(10);</p><p>　　while((!k1

78、)&&k2&&k3&&k4&&k5)</p><p><b>　　{led5=0;</b></p><p><b>　　led6=0;</b></p><p>　　delay(50);</p><p><b>　　led5=1

79、;</b></p><p><b>　　led6=1;</b></p><p>　　delay(50);}</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　P1=0xff ;</b></p><p>　　while((!k

80、2)&&k1&&k3&&k4&&k5)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　delay(10);</p><p>　　while((!k2)&&k1&&k3&&k4&&k5)</p>

81、<p><b>　　{</b></p><p><b>　　P1=0x81;</b></p><p>　　delay(50);</p><p><b>　　P1=0x7e;</b></p><p>　　delay(50);</p><p>

82、<b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　while((!k3)&&k1&&k2&&k4&&k5)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　delay(

83、10);</p><p>　　while((!k3)&&k1&&k2&&k4&&k5)</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　led1=0;</b></p><p><b>　　led2=0;&l

84、t;/b></p><p><b>　　led5=0;</b></p><p><b>　　led6=0;</b></p><p>　　delay(50);</p><p><b>　　led1=1;</b></p><p><b>　　

85、led2=1;</b></p><p><b>　　led5=1;</b></p><p><b>　　led6=1;</b></p><p>　　delay(50);</p><p><b>　　}</b></p><p><b&g

86、t;　　}</b></p><p>　　while((!k4)&&k1&&k2&&k3&&k5)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　delay(10);</p><p>　　while((!k4)&&k1

87、&&k2&&k3&&k5)</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　led1=0;</b></p><p><b>　　led3=0;</b></p><p><b>　　led5=0;<

88、;/b></p><p>　　delay(50);</p><p><b>　　led1=1;</b></p><p><b>　　led3=1;</b></p><p><b>　　led5=1;</b></p><p>　　delay(50);

89、</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　while((!k5)&&k1&&k2&&k3&&k4)</p><p><b>　　{</b></p&g

90、t;<p>　　delay(10);</p><p>　　while((!k5)&&k1&&k2&&k3&&k4)</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　led2=0;</b></p><p>

91、;<b>　　led4=0;</b></p><p><b>　　led6=0;</b></p><p>　　delay(50);</p><p><b>　　led2=1;</b></p><p><b>　　led4=1;</b></p>

92、<p><b>　　led6=1;</b></p><p>　　delay(50);</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　while((!k1)&&(!k2)&&(!k3

93、)&&(!k4)&&(!k5))</p><p><b>　　{</b></p><p>　　delay(10);</p><p>　　while((!k1)&&(!k2)&&(!k3)&&(!k4)&&(!k5))</p><p

94、><b>　　{</b></p><p><b>　　led0=0;</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><

95、p><b>　　}</b></p><p>　　Verilog HDL部分程序</p><p>　　module cars_lights(din,dout);</p><p>　　input[9:0] din;</p><p>　　integer i;</p><p>　　output[6:

96、0] dout;</p><p>　　reg[6:0] dout;</p><p>　　always @(din)</p><p><b>　　begin</b></p><p>　　case(din) </p><p>　　5'd0:dout=7'b0011111; // b

97、rake</p><p>　　5'd1:dout=7'b0000000; //alarm</p><p>　　5'd2:dout=7'b0000001; //stop</p><p>　　5'd3:dout=7'b1010101; //turn left</p><p>　　5'

98、;d4:dout=7'b0101011;//turn right</p><p>　　5'd5:dout=7'b0010101;//turn left and brake</p><p>　　5'd6:dout=7'b0001011;//turn right and brake</p><p>　　5'd7:

99、dout=7'b0000001;//alarm and braze</p><p>　　5'd8:dout=7'b0000001;//alarm ,turn left and brake</p><p>　　5'd9: dout=7'b0000001;//alarm ,turn right and brake</p><p&g