智能化汽车照明系统设计__毕业设计.doc

分类号密级公开UDC注1毕业设计论文智能化汽车照明系统设计*指导教师姓名*申请学位级别专业名称论文提交日期论文答辩日期学位授予单位和日期答辩委员会主席评阅人年月日注1：注明国际十进分类法UDC的类号。毕业设计论文智能化汽车照明系统I摘要传统的汽车照明系统主要由前照灯系统，信号照明系统，车内照明系统三大部分组成。随着科技的进步，传统照明系统也经历了长足的发展，但是实际的使用中，传统的前照灯系统依然存在着诸多问题，在面对复杂的道路条件和行车状况时，交通安全仍然存在巨大的隐患。因此，如何使传统汽车照明智能化，驾车更安全，更舒适就成为一个十分紧迫而又有重大现实意义的课题。本文通过对现有汽车智能照明方案的分析，提出了一种能够实现照明和弯道随动转向主要功能的汽车自适应照明方案。与各大汽车厂商的方案相比，本系统集成了更多的智能照明设计，功能更为全面。而且本方案是基于AT89S51单片机开发的低成本、低功耗系统，性价比更为出色。首先介绍了汽车自适应照明系统ALS(AdaptiveLightingSystem)的产生、发展和应用状况，分析了ALS的组成、功能和工作原理，在详细分析了系统功能需求的基础上设计了基于AT89S51单片机的汽车自适应照明系统。在文章的硬件部分，详细设计了主控制器及外围电路、电源模块、执行器模块电路。在软件部分，设计了系统软件的整体流程，算法程序等软件模块，实现了一个完整的整车照明系统。通过最后的系统调试，保证了车辆在各种状态下总能为驾驶员提供最佳照明，并能够及时发现整车车灯的各种故障，表明了本设计方案的可行性和正确性。关键词:汽车照明；单片机；中断；控制毕业设计论文智能化汽车照明系统IIAbstractTraditionalautomotivelighringsystemismainlycomposedofthreeparts：FrontlightingSystem，signallighting，IncarlightingWiththedevelopmentofscienceandtechnology，TraditionalamomotivelightingsystemhasdevelopedalotHowever，therearestillmanyproblemsintraditionalautomotivelightingsysteminactualuseTraffic-safetyisstillabigproblemwhentheroadsurroundinganddrivingconditionarecomplexTherefore，howtomakethetraditionalautomotivelightingintelligent,drivingsaferandmorecomfortableisbecomingaveryurgentissuewithpracticalsignificanceThroughtheanalysisoftheexistingsmartlightingprogram，thissubjectbringsforwardavehicleadaptivelightingprogramwhichCanrealizefourmainfunctions：badweatherlighting，movewiththeturn，adjustwiththeauto-bodytiltandfaultdiagnosisComparedwiththeprogramsofthemajorcarmanufacturers，thesystemintegratesmoreintelligentlightingdesignsandthefunctionismorecomprehensiveTheprogramisalow-costandlow-powersystemwhichisbasedonthesinglechipAT89S51，anditsmorecosteffectiveThispaperintroducedthebeginning，developingandapplicationstatusofthevehicleadaptivelightingsystem(ALS)，thenanalyzedtheconstitution,functionandworktheoryAfterthesystemrequirementsareanalyzedindetail，thevehicleadaptivelightingsystembasedonthesingle-chipAT89S51WasdesignedThesystemincludesthemodulesofdatacollectionprocess，faultdiagnosisandthesensorsInthesectionabouthardware，therearethedetaildesignsofALSmastercontrollerandperipheralcircuits，powermodule，implementationmodulecircuitInthesectionaboutsoftware，theoverallsystemsoftwareprocessesandthesoftwarealgorithmmoduleWasdesigned，bothrealizesacompleteautobodylightingsystemAftertheALStestresult，thissystemCanmakesuretoprovidedriversthebestlightinginmanykindsofconditionsAndthesystemCandiscoverallkindsoffaultsofthevehiclelightsAttheendofthearticle，thereissummarizewhichhaventsolvedyet，IthinktheycouldbefutureKeywords:smartlighting；scm；interruptL；control毕业设计论文智能化汽车照明系统目录1绪论.11.1课题背景与意义.11.2课题内容.21.3课题主要技术指标.31.4设计的方案.32软件介绍.42.1PROTEUS介绍.42.1.1PROTEUS功能和特点.42.1.2PROTEUS功能模块.52.2keilC介绍.72.1.1Keil工程的建立.72.1.2工程的详细设置.102.1.4Keil的调试命令、在线汇编与断点设置.132.1.5Keil程序调试窗口.172.1.6Keil的辅助工具和部份高级技巧.233硬件系统设计.303.1AT89C51模块.303.1.1AT89C51简介.303.1.2单片机电路设计.343.2电源模块部分设计.363.3亮灯控制模块.373.4按键模块设计.393.5电压比较器.393.5.1基本过零比较器.393.5.2任意电平比较器.413.5.3感光模拟电路.413系统软件设计.433.1系统软件流程设计.433.2延时子程序.433.3消抖子程序.433.4中断子程序.454系统联调.484.1PROTEUS与KEILC联调.484.2系统硬件与软件联调.50总结.51参考文献.52致谢.53附录一系统总原理图.54附录二系统总程序.55毕业设计论文智能化汽车照明系统-1-1绪论1.1课题背景与意义随着社会的发展和人们生活水平的不断提高，人们对汽车的要求已不仅仅局限于性能，成本，而是越来越多的要求现代汽车更加安全，更加环保，更加人性化。汽车生产商们也正在用更安全、更环保、设计更精美以及更省油料等优点来吸引用户。而同时，新车款型也必须符合最新的规定，这就导致了新技术不断得到应用。作为汽车的三大安全件之一，汽车照明系统是最主要的主动式安全装置，对传统汽车照明系统的改进和创新也日益成为全世界汽车厂商研究的热点问题。因此，如何使汽车照明智能化，驾车更安全，更舒适就成为一个十分紧迫而又有重大现实意义的课题。传统的汽车照明系统主要由前照灯系统，信号照明系统，车内照明系统三大部分组成。随着科技的进步，传统照明系统也经历了长足的发展，相应的交通法规也越来越健全，前照灯系统就经历了从最初的煤油灯到白炽灯，卤素灯到现在的气体放电灯的发展过程，信号照明系统从最初的手提煤油灯发展到现在普遍应用的LED信号灯，车内照明系统更是种类越来越多，越来越人性化。但是实际的使用中，传统的前照灯系统存在着诸多问题。例如，现有近光灯在近距离上的照明效果很不好，特别是在交通状况比较复杂的市区，经常会有很多司机在晚上将近光灯、远光灯和前雾灯统统打开；车辆在转弯的时候也存在照明的暗区，严重影响了司机对弯道上障碍的判断；车辆在雨天行驶的时候，地面积水反射前灯的光线，产生反射眩光等等。据统计，夜间事故中约有50发生在没有照明设施的黑暗道路上，道路照明越差，事故发生的可能性就越大。夜间事故占事故总数的331(虽然夜间出车率只占白天的15)。死亡人数则为50左右，对比致死率，白天事故为124，而夜间为33、7。夜间事故多发和高的致死率，其原因就是驾驶员的视力与白天相比约降低12。此外雨和雾也会使视力下降，前窗玻璃脏得和水滴不仅使视力降低，还会使距离感失真，必须引起驾驶员的注意。欧洲汽车照明研究机构曾经就此作过专项调查，结果显示，欧洲司机们最希望改善的是阴雨天气积水路面的照明，排在第二位的是乡村公路的照明，接下来依次是弯道照明、高速公路照明和市区照明1】。上述这些问题的存在，就使得研制一种具有多种照明功能的照明系统成为必要，并且这些功能的切换，出于安全上的考虑，必须是自动实现的，由此，自适应照明系统(ALS)也就应运而生了。毕业设计论文智能化汽车照明系统21.2课题内容本设计是关于汽车智能化汽车照明系统的设计开发，要求学生在毕业设计期间，完成汽车智能化汽车照明系统的理论设计，同时要求开发的汽车智能化汽车照明系统有一定的实用性，能满足汽车弯道转向工况的性能需求。1.了解汽车智能化汽车照明系统的性能要求和设计步骤；2.掌握汽车智能化汽车照明系统设计的方法和流程；3.熟悉一种制图软件的操作；4.能够熟练地查阅有关参考文献及资料；5.熟悉毕业论文的格式和撰写软件的操作。毕业设计论文智能化汽车照明系统-3-1.3课题主要技术指标1.设计方案要切实可行，设计的汽车智能化汽车照明系统要布置合理，安全可靠，具有实用性；2.要有相关的设计图纸、电路图纸和相应的单片机仿真系统；3.要有合乎格式规定的书面和电子版的毕业设计论文；4.有一定的资料参考和查阅量，能翻译与课题有关的外文资料1.4设计的方案根据汽车功能需求：1、阴雨天气的照明，当自然光突然变暗喇，系统能够自动打开车灯补充照明；2、随动转弯，车辆进入弯道时，前照灯产生随动的旋转光型，给予前方弯道足够的照明。3.启动、停车照明；4.雾霾天气及紧急照明等。图1.1系统实现的功能框图上图是本设计要实现的功能，共有5个模块组成：按键开关模块，CPU主控模块、中断模块、灯模块。毕业设计论文智能化汽车照明系统42软件介绍2.1PROTEUS介绍Proteus软件是英国Labcenterelectronics公司出版的EDA工具软件。它不仅具有其它EDA工具软件的仿真功能，还能仿真单片机及外围器件。它是目前最好的仿真单片机及外围器件的工具。虽然目前国内推广刚起步，但已受到单片机爱好者、从事单片机教学的教师、致力于单片机开发应用的科技工作者的青睐。Proteus是世界上著名的EDA工具(仿真软件)，从原理图布图、代码调试到单片机与外围电路协同仿真，一键切换到PCB设计，真正实现了从概念到产品的完整设计。是目前世界上唯一将电路仿真软件、PCB设计软件和虚拟模型仿真软件三合一的设计平台，其处理器模型支持8051、HC11、PIC10/12/16/18/24/30/DsPIC33、AVR、ARM、8086和MSP430等。Proteus软件具有其它EDA工具软件（例：multisim）的功能。2.1.1PROTEUS功能和特点1.功能（1）原理布图；（2）PCB自动或人工布线；（3）SPICE电路仿真。2.革命性的特点（1）互动的电路仿真用户甚至可以实时采用诸如RAM，ROM，键盘，马达，LED，LCD，AD/DA，部分SPI器件，部分IIC器件。（2）仿真处理器及其外围电路可以仿真51系列、AVR、PIC、ARM、等常用主流单片机。还可以直接在基于原理图的虚拟原型上编程，再配合显示及输出，能看到运行后输入输出的效果。配合系统配置的虚拟逻辑分析仪、示波器等，Proteus建立了完备的电子设计开发环境。毕业设计论文智能化汽车照明系统-5-2.1.2PROTEUS功能模块（1）智能原理图设计（ISIS）丰富的器件库：超过27000种元器件，可方便地创建新元件；智能的器件搜索：通过模糊搜索可以快速定位所需要的器件；智能化的连线功能：自动连线功能使连接导线简单快捷，大大缩短绘图时间；支持总线结构：使用总线器件和总线布线使电路设计简明清晰；可输出高质量图纸：通过个性化设置，可以生成印刷质量的BMP图纸，可以方便地供WORD、POWERPOINT等多种文档使用。（2）完善的电路仿真功能（Prospice）ProSPICE混合仿真：基于工业标准SPICE3F5，实现数字/模拟电路的混合仿真；超过27000个仿真器件：可以通过内部原型或使用厂家的SPICE文件自行设计仿真器件，Labcenter也在不断地发布新的仿真器件，还可导入第三方发布的仿真器件；多样的激励源：包括直流、正弦、脉冲、分段线性脉冲、音频（使用wav文件）、指数信号、单频FM、数字时钟和码流，还支持文件形式的信号输入；丰富的虚拟仪器：13种虚拟仪器，面板操作逼真，如示波器、逻辑分析仪、信号发生器、直流电压/电流表、交流电压/电流表、数字图案发生器、频率计/计数器、逻辑探头、虚拟终端、SPI调试器、I2C调试器等；生动的仿真显示：用色点显示引脚的数字电平，导线以不同颜色表示其对地电压大小，结合动态器件（如电机、显示器件、按钮）的使用可以使仿真更加直观、生动；高级图形仿真功能（ASF）：基于图标的分析可以精确分析电路的多项指标，包括工作点、瞬态特性、频率特性、传输特性、噪声、失真、傅立叶频谱分析等，还可以进行一致性分析；（3）独特的单片机协同仿真功能（VSM）支持主流的CPU类型：如ARM7、8051/52、AVR、PIC10/12、PIC16、PIC18、PIC24、dsPIC33、HC11、BasicStamp、8086、MSP430等，CPU类型随着版本升级还在继续增加，如即将支持CORTEX、DSP处理器；