基于单片机的汽车中网扫描灯设计

基于单片机的汽车中网扫描灯设计张晓光 福建水利电力职业技术学院 福建省永安市 366000摘要：生活水平的不断提高使汽车逐步走进了千家万户。追求时尚个性的心理使车主们花尽心思装扮自己的爱车。汽车 LED 中网扫描灯既彰显个性，又可以起到警示作用，甚至还有一个好听的名字叫游侠灯。本设计介绍一款汽车中网扫描灯的设计制作方法。它主要采用了常见的 STC89C52RC 单片机作为主控制器。采用光电耦合器进行信号转换。用市场上采购的食人鱼 LED 灯条改装成八组 LED 扫描灯。能够产生拖尾和呼吸等效果，还可以进行底盘灯和无线遥控等功能的扩展。关键字：汽车 LED 扫描灯 光电耦合器 单片机 STC89C52RC中图分类号：TP368.2 文献标识码：A引言LED 产业的迅猛发展给照明和装饰都带来了不小的冲击，特别是 LED 与汽车的结合更是当前的热门话题。汽车中的阅读灯、示宽灯、刹车灯，甚至照明大灯都渐渐的出现了LED 的身影。当然作为装饰用的仪表灯，扫描灯和底盘灯也不甘落后，本文介绍了一种LED 扫描灯的设计和制作。一、 系统构成本系统由高亮 LED 灯条、汽车中网扫描灯控制器构成。控制器中又包含逻辑控制（单片机最小系统）部分、电源供电部分、电源驱动部分和电路延时部分。具体框图如图 1 所示：单片机最小系统延时电路电源驱动LED 扫描灯电源供电扩展部分汽车底盘灯遥控模式选择5V12V图 1 系统结构图二、 线路设计图 2 是本设计的逻辑控制部分，采用经典的 8051 单片机最小系统，型号为STC89C52RC，STC 系列的单片机最方便的是只留出 P3.0 及 P3.1 的引脚插针，就可以通过任何一实验板的串口 RS232 电路将程序下载到单片机中，方便以后作品的修改和升级，也为调试提供了便利。需要注意的是单片机的 31 脚一定要接高电平，不然单片机不会读片内的存储器，造成单片机不能工作。这里选用 40 脚的单片机虽然有点体积过大，但引脚用插针引出方便日后功能的扩展。图 2 单片机最小系统图 3 是本设计的电源供电部分，因为涉及到给高亮 LED 灯条和单片机分别供电，电源需要 12V 和 5V 两种电压输出。汽车蓄电池电压在 12.5V 左右。LED灯条部分可以直接由 12V 供电。单片机部分需要 7805 转成 5V 电压供电。为了增强汽车电路的安全性，在电源电路里加入了保险管。其中 J2 是汽车电源输入，正极可连在汽车示宽灯的正极上，负极接汽车结构中金属部分即可。J1 可用于引出控制开关，或直接用跳线帽短接。图 3 电源供电模块图 4 是本设计的重点，类似于图 4 的结构一共有三组，主要器件是光电耦合器，型号可以采用 EL817，利用它们既做到了电气隔离，又实现了用单片机的信号控制 12V 的灯条。其中选用两组，输入端接 P2.7P2.0 作为扫描灯的信号控制端。用来控制 LED 灯条中的八组灯 LED1LED8 。值得注意的是光耦的输入端非常脆弱，接入时要接限流电阻。光耦的另一端就可以接 LED 灯条中的一组，与 12V 电源构成一个回路，相当于由前面内部发光二极管控制的开关电路。图中 C2C5 这一类电容起到延时电路的作用，当光耦接通时，该组 LED 亮，电容接在 12V 电源充电，当光耦断开时，电容又与该组 LED 灯构成放电回路，维持这组灯不是马上熄灭。扫描灯的拖尾效果就是由这部分电路实现的。第三组的四个光耦用作扩展功能。图 4 光耦驱动模块图 5 是本设计信号引出端口，其中 J5 引出的信号用来控制八组汽车扫描灯，J4 引出的四组 LED 信号用于扩展底盘灯或呼吸灯。J9 接单片机 P3 口用于扩展无线遥控或通信等模块。图 5 信号输出接口图 6 是参考的 PCB 布板图，采用单面敷铜板增大了布线难度，而且要大量飞线，若采用双层板布局问题就简化得多了。图 3 中 RX 可选用 75 欧大功率电阻。因设计采用四脚光耦，而光耦是可能发生故障的元件，所以在封装上采用 16 脚的 IC 插座。这样每个插座可以安装四个光耦。图 6 参考布板图三、 元件选取与汽车电源相连的线材建议选用粗细合适的硅胶线，可耐高温和大电流。保险管可选择 1A 或 2A 即可。光耦选择 EL817，在光耦输入端一定要接限流电阻，在做实验时要注意不要因电流过大烧坏光耦。作为延时储能的电容器要选择品质好的 330UF 或 470UF 的大电容。四、 安装调试本设计调试简单，只需将流水灯或花样灯的程序写入单片机即可。数据从 P2 口输出，即连接扫描灯控制光耦的端口。需要注意的是程序中延时的设定要根据实际闪灯的效果修改。只要选择的时间合适，就会产生像火焰的拖尾效果。测试中选用 12.5 伏的电压，最高电流仅达 150 毫安。五、 注意事项汽车是移动的，发动机仓的温度也较高。所以本设计的安装环境是高温且震动剧烈的环境。在安装时要注意防震和散热。电源取自汽车示宽灯，这样仪表盘一点亮扫描灯就可以工作了。结语：本文用简洁的思路实现了 LED 和单片机的简单应用。为爱车提供了个性化的妆扮。也为生活增添了色彩。参考文献李群芳 肖看;单片机原理、接口及应用嵌入式系统技术基础;清华大学出版社;2005.3汪德彪;MCS51 单片机原理及接口技术 ;电子工业出版社;2003.8何希才;常用传感器应用电路的设计与实践 ;科学出版社;2007Design of Automotive LED scanning light Based on Single Chip MicrocomputerZhangXiaoguang （Fujian College Of Water Conservancy And Electric Power yongan City, Fujian Province 366000）Abstract: Rising living standards, the automobile gradually into the households. Owners who rack their brains to dress in the car. Automotive LED scanning light can be expressed in personality, and can serve as a warning. This design introduces a network scanning light vehicle design method. It mainly uses a common STC89C52RC microcontroller as the main controller. Photoelectric coupler for signal conversion. Purchased with LED lights on the market assembled into eight groups of LED bar scanning lights. Can produce respiratory effects such as delay and imitation can also be chassis lights and wireless remote control and other functions of the expansion. Keywords: Automotive