汽车速度检测系统.doc

汽车速度检测系统绪论目前中国汽车工业发展迅速，汽车行业技术自主率越来越高，及汽车销售持续旺盛，呈现出产销两旺的态势。汽车对于老百姓不在陌生，并逐渐走入寻常百姓家。本次设计就紧跟了这个现在非常热的形势，设计的题目是汽车速度检测系统，它主要是里程表的设计，本次设计将围绕它来进行；另有附加功能信号灯的设计，它将在力所能及的范围内实现其能够实现的功能。那么就首先说明一下里程表的原理。汽车里程表的原理就是根据汽车车轮的周长不变，再计算出每公里路车轮要转多少圈，因此只要能够自动把车轮的转数积累下来，然后除以每一里路对应的转数就可以得到行驶的里程了。这样简单的原理古人就已经发现，并且开始使用了。东汉时出现的“记里鼓车”就是这样的装置，它是利用上述原理，再加上巧妙的机构使得车轮每转一定圈数就自动敲一下鼓，此时只要有专人把它记下了，就可以得到所走里程。此装置体现出了我国古代劳动人民的聪明才智。汽车上的里程表经过不断的技术革新和发明创造，经历了机械式和软轴式的传统里程表，现在基于非接触式转速传感器的电子式转速里程表得以迅速发展和广泛使用。本次设计的里程表部分既是此类产品，其不仅可以显示这次走了多少公里，也能记忆自从出厂以来一共走了多少公里，而且还具有可以显示实时速度并在里程与速度之间按Km/h和m/s的不同进行切换，超速声光报警等功能 其次介绍一下信号灯的功能。自1898年车灯诞生以来，就不是单为照明，它更重要的作用是作为一种信息的载体。目前通常的汽车除了两个车大灯以外还有六个信号灯，用于现在的交通规范中表示左转弯、右转弯、刹车、合紧急开关、停靠等操作，以便其他车辆和行人获得足够的信息避免危险的发生。本次设计的汽车速度检测系统主要考虑到现在人们的日常生活中汽车逐渐受到人们的欢迎，成为购买和出行的首选，所以说这个产品具有开发价值。现代科技的迅速发展与人们的日常生活消费观念的提高和改变，更由于2008北京奥运会带给全国各方面的洗礼，使我相信本产品一旦进入市场定会受的人们的青睐。所以这种产品具有开发和改进的潜力。随着我们人们的要求越来越高，我们设计的汽车速度检测系统必须具有智能方面开发的潜力。作为即将毕业的电子专业大学生，为了适应社会要求，必须注重系统设计能力的培养。而毕业设计便是具体的体现。它的主要目的就是使我们掌握电子系统设计的方法以及一定的实践技能，醉过方知酒浓，爱过方知情深，只要我们肯实践，就能开拓思路，提高处理实际问题的能力，并从中获得无穷的乐趣。第一章 总体方案的设计1.1 总体思路本次设计的汽车速度检测系统，它主要是里程表的设计，本次设计将围绕它来进行；另有附加功能信号灯的设计，它将在力所能及的范围内实现其能够实现的功能。基于此所产生的设计总体思路是里程表和信号灯分开单独设计，既两个无关的程序模块。下面分别介绍一下里程表和信号灯的设计思路。1.2 汽车里程表的设计思路设计一个汽车里程表。该系统有测量模块、显示模块、供电模块、报警模块和单片机小系统构成。功能选择后启动测量，单片机实时采集、处理后显示。本方案的确定以性能可靠，价格便宜，使用及安装方便为主要依据。设计中利用磁效应原理测量汽车行驶的里程和速度，沿着车圈的圆周均匀布置了8个磁片，在汽车的前叉上固定了霍尔集成开关元件，当磁片随车轮的转动通过霍尔元件时，由霍尔元件检出并发出脉冲给单片机，单片机AT89C2051根据记录的脉冲数和车型号计算里程、脉冲时间间隔计算出速度、加速度，当行驶速度大于最小值（0.1Km/h）时记录本次行驶时间，然后再LED显示器输出。显示的内容与方式由键盘进行选择。当速度超过30m/s时自动报警。本设计可由电池供电并配有发电机系统与电池充电系统。本里程表还有自动启动关机功能，以进一步降低功耗。1.3 汽车信号灯的设计思路根据要求设计一个汽车信号灯系统。该系统主要由有单片机小系统和故障检测系统及数字电路构成。启动后可以显示左转弯、右转弯、刹车、合紧急开关、停靠等操作。本方案的确定以性能可靠，实用性强为主要依据。设计中利用单片机对车灯的电亮、熄灭进行控制。汽车上的信号灯有: 信号灯(左前灯、右前灯、左后灯、右后灯, 仪表盘上的二个指示灯) 及夜间示宽灯等。当汽车转弯、刹车、停靠时, 信号灯发出不同的信号; 夜间, 则点亮示宽灯。汽车转弯或停靠时, 相应的信号灯要发出闪烁的灯光信号, 目前国内广泛使用电热式闪光器产生闪光信号。闪烁频率在50110 次/ min , 但是一般控制在6095 次/ min 之间。闪光器是通过调节镍铬丝的拉力和触点的间隙来满足频率要求的, 灯泡功率的大小也会影响闪烁频率。因此在更换闪光器或灯泡时调整比较困难。同时, 系统没有故障检测, 驾驶员无法知道车外的信号灯及示宽灯是否点亮, 从而影响行车安全。到目前为止, 我们还没有发现能检测灯丝断这种故障的有效方法。针对上述问题, 我们用AT89C2051 单片机设计了一套汽车信号灯控制系统。用软件产生闪光信号, 同时能自动检测信号灯故障。1.4总体方案根据功能要求，首先要进行的是总体方案的设计与论证，构思一个符合实际要求的系统，系统组成框图如图1-1。 图1-1系统组成框图 第二章 汽车里程表的设计2.1 设计要求（1）能够实时显示汽车行驶过程中的速度和里程（2）超速行驶（30m/s）能自动发出声光报警（3）能进行Km/h和m/s的切换（4）能进行速度和里程的切换2.2 里程表硬件设计2.2.1 数据测量采集方案设计（1） 数据测量方案设计方案： 利用霍尔元件对里程进行数据测量。将霍尔元件安装在车前叉的一侧，在车圈侧面等间隔贴多个磁片。当磁片经过霍尔元件时，霍尔元件输出端的电压发生变化产生脉冲，单片机根据脉冲数来计算里程。霍尔元件不受天气及环境的影响。由霍尔元件加整形电路构成的霍尔开关系统，具有输出响应快，数字脉冲性能好，安装方便，性能可靠，不受环境等因素影响，价格便宜的优点。（2） 数据采集方案：用单片机对周期信号进行快速采样，可获得很多个离散值，在利用单片机的运算功能，进行运算。此方案精度高，并可计算响应信息。单片机系统是整个控制系统的核心，它完成整个系统的信息处理及协调控制功能。由于系统对控制速度、功能都无特别之处，因此可以选用目前广泛使用的MCS-51系列单片机8031。8031可以提供系统控制所需的中断、定时及存放中间结果的RAM电路，但片内没有程序存储器，因此单片机系统中除了应包括复位电路和晶振电路以外，还应扩充程序存储器。2.2.2 功能选择方案功能选择直接采用功能选择开关，其是一种小型微动开关，其依靠手动轻微的压力使开关的触头接通或断开。它体积小、重量轻、可直接插装在电路板上、安装方便等优点，常用于电子电路小信号的接通与断开。2.2.3 报警方案报警可以选用光报警，但是光报警的可见度有限，因此本设计设置了声报警系统。当速度达到规定的限度时，三极管Q1就会驱动扬声器发出报警。本系统设置报警系统，是为了避免驾驶人因车速过快而造成的安全问题。2.2.4 系统硬件电路模块 系统硬件电路如图2-1 图2-1系统硬件电路图速度和里程由开关型霍尔传感器数据采集，已知汽车轮子的周长（本系统采用的是1.8m，设为L）轮子每转动一圈，传感器采样一个下降沿信号并送到单片机的外中断0产生一次中断，圈数加1，两个相邻下降沿信号的时间由单片机定时器1计时（设为T）那么计算当前速度（设为V）和行驶里程（设为S）的公式为：V=1.8 m/T, S=1.8MX行驶的圈数。S1是单片机的复位方式，系统采用按键电平复位方式；S2是电源开关，并由D1指示；S3为速度和里程切换开关；S4为限速切换开关，可以根据自身需要选择不同的最大超速速度；S5为里程单位切换开关。P1.4输出低电平时，控制D2亮，表示此时显示的里程值为 km/h,否则为m/s;P1.5输出低电平时，控制灯D3亮，提示速度太慢；P1.6输出低电平时，控制D4亮，表示此时的显示值是里程（否则为速度）；P1.7控制超速报警电路，其为高电平表示行驶速度正常，为低电平时，三极管9012导通，驱动蜂明器报警。2.3 外围硬件电路2.3.1 电源电路在试验设计过程中为了简便，我们可以直接用4个1.5V的电池组经7805稳压，给霍尔传感器和单片机系统供电。由于充电电流可达400500mA，且充电时间较长，所以三极管应尽量选用功率高的如C8050。5K的电位器用于调节充电电流，避免电流过大烧坏元件。2.3.2 静态显示本设计采用LED数码管显示器。LED数码管亮度高、醒目，电路复杂，但市场价格较低。因此本设计使用通用的LED数码管显示器。4位串行静态显示电路。当单片机的UKRT口不能进行串口通信时，可设置其工作于同步移位寄存器方式0，以输出显示信息，实现 n位LED数码管的静态显示，这样做只占用了很少的I/O口线。系统中，4个共阳极的LED数码管和4片74LS164构成4位数字显示电路，74LS164将串行输入的显示信息转换成并行输出，驱动数码管显示。74LS164在低电平输出时允许通过的电流为8 mA，故不必添加驱动电路即可获得理想亮度。与动态扫描方式相比较，该方式无须CPU作不停的扫描，频繁地为显示服务，节省了CPU时间，软件设计比较简单。在单片机应用系统中，LED数码管显示器的显示方法有两种：静态显示法和动态显示法。2.3.2.1 静态显示法 所谓静态显示，就是一个LED的“hgfedcba”都单独地和一个具有锁存功能的I/O接口相连，每一个显示器的共阴极连接在一起接地或接+5V。CPU只要将欲显示的字形代码送到I/O接口上，就可以显示出所需的数字或符号。因此静态显示的优点是程序简单，显示亮度大，单片机CPU的开销小，节约CPU的工作时间；但其占用的I/O口线多，每一个LED都要占用一个I/O口，有4个LED就必须占用4个I/O口，硬件成本高，所以常用于显示器数目较少的系统。2.3.2.2动态扫描显示法 在多位LED显示时，为了简化电路，降低成本，一般采用动态显示方式。把所有LED显示器的8个笔画段ah的各段同名端互相连接起来，并把它接到输出口上，这样I/O上输出的字形码会同时到达每个LED “hgdedcba”，因此在每个瞬间，这4个LED只能显示相同的字符。为了防止各显示器显示同样的数字，每个数码管的COM端还要受到另一个信号的控制，可以接到另外一个I/O输出口上，某一时刻只让其中的一个COM出现低电平或高电平。因此，一组LED数码管显示器的控制需要两组信号：段码控制显示的字形；位码选择第几个显示器工作。在这两组信号的作用下，可以使各个显示器显示各自的字符，当然这些字符不是同时显示的，但由于人眼存在视觉暂留，加上发光二极管的余辉效应，只要扫描的速度足够快，每位显示的间隔时间足够短，就可以给人同时显示的感觉。图2-2 八位LED动态显示电路如图2-2所示为单片机系统构成的8位LED动态显示电路，该电路以AT89C2051单片机为例。电路使用器件少，仅用到了2片中规模集成电路74LS164和74LS138，占用CPU的IO线少。74LS164为串并转换移位寄存器，数据端A，B（第1，2脚）接单片机RXD引脚，时钟端CLK接单片机TXD，并行8位数据输出端分别接8个数码管的A，B，C，D，E，F，G，H；74LS138为3线8线译码器，译码器输入端A，B，C分别接AT89C2051的P10，P11，P12，译码器输出端Y0Y7接8个数码管从低位到高位的共阴极端。 若所用的单片机没有串行口，如AT89C1051，则74LS164的数据输入端A，B可连接到P13，CLK端可连接到P14，这样设计不会影响系统的功能，仅仅在编写程序时略有差别。若系统只需至多4位数码管显示，则74LS138可用74LS139（2线4线译码器）代替。 电路中，要显示的数字所对应的字形码通过串行口送到74LS164，74LS138在同一时刻只有1位输出端为低电平，其他7位输出全为高电平，为低电平的对应的数码管选中，因此作为数码管显示时的位选信号。系统在工作时，通过74LS164每次输出一个字形码，同时控制74LS138的译码器输入端A，B，C的电平状态，即从P10，P11，P12送出相应的电平，译码后使得要显示的对应位数码管共阴极端依次为低电平，即依次选中要显示的位，完成整个显示电路的动态扫描，依此扫描8次，完成8位数据的显示。2.4 元件的选择2.4.1 霍尔传感器的选择霍尔传感器是利用霍尔效应把磁输入信号转换成电信号的器件。本系统采用UGN3020霍尔接近开关，它是一种非接触型无触点开关，系统通过它探测外部的磁场的强弱变化，进而控制开关输出。磁场由外部的磁钢产生。 霍尔传感器原理图如图（2）所示 UGN3020霍尔接近开关的原理：当探头与磁钢距离由远而近为8mm左右时，霍尔元件输出端输出一个无抖动的低电平（约为0.2V），当两者距离足够远时，霍尔元件输出端输出一个无抖动的高电平（约为3.7V），所以输出信号可直接接到单片机的外中断0的引脚。霍尔元件结构简单，形小体轻，无接触点，频带宽，动态特性好，寿命长，因而得到了广泛的应用。2.4.2 三极管的选择对于大功率三极管而言，如非高频发射电路，都不必考虑三极管的特征频率fT。对于三极管的集电极-发射极反向击穿电压BVCEO这个极限参数的考虑与小功率三极管是一样的。对于集电极最大允许电流ICM的选择主要也是根据三极管所带的负载情况而计算的。三极管的集电极最大允许耗散功率PCM是大功率三极管重点考虑的问题，需要注意的是大功率三极管必须有良好的散热器。大功率三极管的选择还应留有充分的余量。另外在选择大功率三极管时还要考虑它的安装条件，以决定选择塑封管还是金属封装的管子。 2.4.3 电容的选择电容器作为基本元件在电子线路中起着重要作用，在传统的应用中，电容器主要用作旁路耦合、电源滤波、隔直以及小信号中的振荡、延时等。以上电路对电容器参数的主要要求有：电容量；额定电压；正切损耗；漏电流等，对其它参数没有过多的要求。2.4.4 二极管的选择几乎在所有的电子电路中，都要用到半导体二极管，它在许多的电路中起着重要的作用，它是诞生最早的半导体器件之一，其应用也非常广泛。本设计应用了二极管的正向导通特性。也即是整流。利用二极管单向导电性，可以把方向交替变化的交流电变换成单一方向的脉动直流电。2.4.5 主芯片的选择 89C2051单片机是Atmel公司生产的C51系列单片几中的一种，是一种低功耗、高性能的8位CMOS微型控制器芯片。它和89C51指令系统兼容，引脚功能和最小系统构成也一样，但与89C51单片机相比，具有以下优点：（1） 片内带有2KB的fiashROM（2） 两级程序存储器加密（3） 能输入20mA的灌入电流并可直接驱动LED（4） 片内带有精密模拟比较器（5） 20引脚封装，体积更小（6） 没有P0和P2口，不允许接片外存储器可见，2051可以为很多的嵌入式控制应用提供高度灵活且价格适宜的方案。本系统仅用到单片机的10个I/O口，所以选用2051单片机作主系统。 AT89C2051单片机简介：AT89C2051是ATMEL公司生产的2K字节闪速可编程可擦除只读存储器（PEROM）的8位单片机。AT89C2051是一个有20个引脚的芯片，引脚配置如图2-5所示。它具有如下主要特性：与MCS-51兼容；内部带2KB可编程闪速存储器；寿命为1000次擦/写循环；数据保留时间为10年；工作电压范围为2.7V6V；全静态工作频率为0 Hz24 MHz;两极程序存储器锁定；128*8位内部RAM；15条可编程I/O线；2个16位定时/计数器；5个两极中断源；可编程全双工串行UART通道；直接对LED驱动输出；片内精确的模拟比较器；片内振荡器和时钟电路；低功耗的休眠和掉电模式； 图2-4AT89C2051引脚可见，2051可以为很多的嵌入式控制应用提供高度灵活且价格适宜的方案，特别适合小系统。本系统仅用到单片机的10个I/O口，所以选用2051单片机作主系统。2.4.6 三端稳压器的选择2.4.6.1 三端固定式集成稳压器 这类稳压器有输入、输出和公共端3个端子，输出电压固定不变（一般分为若干等级），CW7800系列的输出电压为5，6，9，12，15，18，24V共7个档次，这个系列产品的最大输出电流可达1.5A。这类产品具有使用方便、性能稳定、价格低廉等优点，得到了广泛应用，已基本上取代了由分立元件组成的稳压电路。三端固定式集成稳压器还有输出为负电压的CW7900、CW79M00和CW79L00系列。2.4.6.2 三端可调式集成稳压器 它有3个接线端：输入端、输出端和调节端。在调节端外接两个电阻可对输出电压作连续的调节。在要求稳压精度较高，并且输出电压需在一定范围内做任意调节的场合，可选用这种集成稳压器。它也有正、负输出电压以及输出电流大小之分，选用时应注意各系列集成稳压器的电参数特性。2.4.6.3 跟踪式集成稳压器（正负电压集成稳压器） 有很多电路需要正负电源（如运算放大电路），正负电源通常可以用1个正压稳压器和1个负压稳压器来组成，而用跟踪式集成稳压器更为理想。跟踪稳压器能保证正负输出电压始终是平衡的，它的中点始终为地电位，并有自动跟踪能力。2. 5 系统软件的设计 主程序流程图如2-5所示，开机后系统自检，正常时LED显示“”，同时等待汽车行驶。轮子开始转圈后，系统进行记录和计算，并根据速度/里程开关的选择显示数值。 图2-5 主程序流程图2.5.1 外中断T0和T1定时溢出中断服务子程序设计外中断0服务子程序用于对输入脉冲的个数即轮子转圈的次数的计算。每计数一次，系统保存圈数值的同时保存定时器的计时值，并根据功能开关键实时显示相应的值。T1定时溢出中断服务子程序用于实时统计计一次数的经历时间。T1定时的基准时间设为20 ms，假设计一次数中T1中断的次数为C，1.8m/(20c)ms即当前汽车行驶的速度。用内部定时加外中断的方法实现了对输入脉冲信号的数据采集，这是本系统最关键的程序部分。2.5.2 速度/里程显示控制子程序设计最大允许速度由限速开关S4控制。超速使单片机的P1.7输出低电平报警。速度显示值的单位有km/h和m/s，有功能键S5切换。为了较准确地显示，程序设置了不同里程范围时所显示的小数点后数字的位数；里程为 09m，显示3位小数；里程为1099m，显示2位小数；里程为100999m，显示1位小数。第三章 汽车信号灯的设计3.1信号灯的介绍说起来汽车信号灯还有一段历史：据说第一个汽车前大灯是家用手提灯。据说第一个汽车前大灯是家用手提灯。1887年,一个驾驶员在黑暗的旷野上迷路了,是一个农民用手提灯把他引回家。1898年，哥伦比亚号电动汽车把电用于前灯和尾灯，这样车灯就诞生了。同年，美国电气公司将电灯抛物面反射镜推广到大灯和尾灯。最初的前大灯不能调光，所以在会车时有些晃眼，为了克服这个缺点，后来采用了附加光度调节器。这种前大灯可以在垂直方向移动，但驾驶员必须下车搬动夹具装置。1906年，世界上首次用蓄电池供电进行电灯照明。1909年，乙炔灯首次成为变光装置。1916年，美国使用了行车灯。1916年，美国一个名叫托马斯的人把一个带电池的灯泡装在手套上，这样夜间行车时，对方驾驶员就能看到他打的手势。1920年，在选用倒挡装置时，使用了倒车灯。1920年，美国通用汽车公司首先装了车内灯。1925年，导航公司推广了双丝灯泡，远光和近光的调节通过装在转向柱上的开关来控制。转向信号灯的使用非常有趣。1926年，通用汽车公司把大灯变光开关从方向盘移到地板。1938年，第一次采用封闭的内灯。1938年，别克公司提供了信号灯作为选用的附件，但当时只在汽车尾部安装。1940年，汽车前面也装有转向信号灯了，而且信号开关具有随时调节的功能。汽车改变了人类交通状况，拥有汽车工业成为每一个强大工业国家的标志。每回首百年，从蒸汽机三轮车到以煤炭瓦斯为燃料的汽车发动机；到三轮车到T型汽车，现代汽车工业的发展推动着现代文明的繁荣。应该说汽车的确载着人类向前发展，向前奔驶，使人类更追求自由，视野更加开阔。18世纪汽车诞生之时，信号灯已问世。最初的信号灯只有单一的功能，即一只灯只有一个种功能；当双丝灯泡被广泛采用之后，才有结合之后位置灯和制动灯合的灯具。直到80年代初，才出现各种功能信号灯的组合在一起的组合尾灯，这种组合尾灯的对应不同的颜色。90年代，多色面罩的组合尾灯；单一功能的信号灯，只有在一些豪华大客车上才能看到。3.2系统的要求信号灯的种类和功能很多，信号灯围绕着法规的要求而发展，其主要作用是显示车辆的存在、示廊灯、后雾灯、回复反射器等。对于色度的要求，中国法规和欧洲法规有相同的要求；前雾灯为红色；信号灯为黄色；倒车灯为白色。在美国，准许信号灯使用红色光。信号灯（故障警告灯）用来向其他车辆和行人表明本车辆将向左或右向的灯具。当本车有故障或道路前方有特殊情况时，同时启动左右信号灯，闪烁报警；此时的信号灯的作用是故障警告。制动灯向车辆的后方及其他道路使用者表明车辆正在制动。前后位置从车辆前后方向观察，显示车辆存在和宽度。示廊灯显示车辆最外边缘和最高顶部，引起对其特别关注。后雾灯在大雾、雨、雪等视野条件恶劣的情况下，从车辆后方观察，使得车辆更容易看见。在通常的情况下，只装备一盏在车辆前方前进方向的左侧（右侧行使的车辆）；也有左右各装备1盏。在雾、雪、雨或尘埃弥漫等能见度较低的情况下，故障灯（双闪左转灯）不适合开启，而应该开启前、后雾灯，当打开后雾灯时建议车速不要超过50Km/h汽车上的信号灯有: 信号灯(左前灯、右前灯、左后灯、右后灯, 仪表盘上的二个指示灯) 及夜间示宽灯等。汽车驾驶时有左转弯、右转弯、刹车、合紧急开关、停靠等操作。在左转弯或右转弯时，通过转弯操作杆应使左转弯开关或右转弯开关合上，从而使左头灯、仪表板左转弯灯、左尾灯或右头灯、仪表板右转弯灯、右尾灯闪烁；合紧急开关时要求前面述及的6个信号灯全都闪烁；汽车刹车时，2个尾灯点亮；如正当转弯时刹车，则应转弯时原应闪烁的信号灯仍应闪烁。以上闪烁，都是频率为1Hz的低频闪烁；在汽车停靠而停靠开关合上时，左头灯、右头灯、左尾灯、右尾灯按频率为30 Hz的高频闪烁。 综上所述，在各种操作动作时，信号灯应输出的信号如表所示。驾驶操作输出信号仪表板左转弯灯仪表板右转弯灯左头灯右头灯左尾灯右尾灯左转弯（合上左转开关）右转弯（合上右转开关）合紧急开关刹车（合上刹车开关）左转弯时刹车右转弯时刹车刹车，并合紧急开关左转弯时刹车，并合紧急开关右转弯时刹车，并合紧急开关停靠（合上停靠开关）闪烁闪烁闪烁闪烁闪烁闪烁闪烁闪烁闪烁闪烁闪烁闪烁闪烁闪烁闪烁闪烁闪烁闪烁30Hz闪烁闪烁闪烁闪烁闪烁闪烁闪烁30Hz闪烁闪烁闪烁亮闪烁亮亮闪烁亮30Hz闪烁闪烁闪烁亮亮闪烁亮亮闪烁30Hz闪烁3.3硬件安排根据上表所示，可画出实现这一汽车信号灯要求的相应数字逻辑电路，现在改用MCS-51系列单片机，可实现： 相应数字逻辑电路相同的功能；产生所需的低频（1Hz）与高频（30 Hz）闪烁信号；有一定的故障监控性能，以提高系统的可靠性。1Hz与30 Hz闪烁信号的产生可由单片机内部的定时器解决。下图是改用单片机控制后的硬件安排自图可见：各种驾驶操作的信号自P3口送入单片机，而使信号灯点亮的输入信号则自P1口输出。图中的晶体管是输出驱动级。图的下方监控电路。在P1.2P1.7共6路输出中，如轮流使1路的晶体管断开（P1口相应引脚输出低电平），这1路的信号灯将熄灭，而其他五路的晶体管接通（P1口相应引脚送来高电平），相应的信号灯点亮，则在正常情况下，信号灯熄灭的那路将使P1.7呈现低电平：要是P1.7出现高电平，可说明当前这一路有了故障。另外，如使6路的晶体管全部接通（P1口相应引脚送来高电平），在正常情况下，P1.7呈现高电平；要是P1.7出现低电平，也说明信号线路存在故障。有故障时通过软件应使P1.6输出高电平，以点亮故障信号灯报警。除硬件安排外，单片机控制系统要实现1、2、3三项功能还必须通过软件编程的配合。3.4系统硬件设计本系统采用 单片机为运算和控制的核心, 有A、B、C 三个端口共20 个I/ O 引脚, 每个引脚可独立编程为输入/ 输出口。其中: A 口(RA0RA3) 对应内部寄存器f5 , B 口(RB0RB7) 对应内部寄存器f6 , C 口(RC0RC7) 对应内部寄存器f7 。用B 口的RB0RB4作输入, 汽车转弯、刹车、停靠、夜间示宽等动作以开关量的形式输入; 用C 口作输出端口, 输出信号控制功率管, 从而驱动信号灯工作; A 口(RA0 RA3) 以及B 口的RB6 、RB7用于故障检测, RB5用于故障报警。其中的控制系统。用软件产生闪光信号, 同时能自动检测信号灯故障。 片内RAM20H单元各位的电平7 6 5 4 3 2 1 0输出电平1110000110011001010101010000000110000001110000011110000111110001111110011111110占空比（%）12.5 25 37.5 50 62.5 75 87.53.5结束语本系统具有故障自动检测的功能, 能及时发现故障, 避免因信号灯故障而引起的违规罚款甚至车祸的发生。并且闪烁频率稳定, 通过对模拟系统的测试,不受信号灯功率的影响。系统可靠性高。同时, PIC 单片机的一次性编程芯片 (OTP) 价格便宜, 整个控制系统成本较低, 在汽车工业中具有很好的推广价值和广泛的应用前景。第四章 总结与展望此次设计方案的确定主要是以其性能可靠，使用及安装方便，价格便宜等为依据。例如在里程表单元的设计中利用磁效应原理数据采集汽车行驶的里程和速度，沿着车圈的圆周均匀布置了8个磁片，在汽车的前叉上固定了霍尔集成开关元件，当磁片随车轮的转动通过霍尔元件时，由霍尔元件检出并发出脉冲给单片机，单片机根据记录的脉冲数和车型号计算里程、脉冲时间间隔计算出速度、加速度，当行驶速度大于最小值（0.1Km/h）时记录本次行驶时间，然后再由液晶显示器输出。显示的内容与方式由键盘进行选择。当速度超过108公里每小时声光语音报警。另外本设计的信号灯系统中设置的故障检测电路则更多的考虑了实用性方面的价值。本设计的汽车速度检测系统主要考虑现在人们的日常生活还是依靠汽车，所以说这个产品具有开发价值。现代科技的发展与人们的日常生活消费观念的提高和改变，