汽车远近光灯智能控制系统的设计与实现

PAGEPAGE11汽车电子设计竞赛汽车远近光灯智能控制系统的设计与实现设计人员：指导老师：完成时间：

摘要:本汽车远近光灯智能控制系统分为远光灯和近光灯光强检测部分、汽车环境光强检测并自动调光部分、时钟检测智能开启灯光部分、液晶显示远近光灯亮灭情况部分、主动按键自由控制部分。整个系统主要以模拟电路为主，配合数字电路控制，全系统通过AT89S52单片机进行全局控制，利用光敏电阻进行可靠的可见光光强检测。通过论证，本系统能够很好地实现汽车的灯光亮度调节和远近光灯的转换。关键字:远光灯，近光灯，AT89S52,光强检测，调节光亮度TheAutoDistanceHeadlightAutomaticMonitoringElectricalSystemAbstract:Theautodistanceheadlightautomaticmonitoringelectricalsystemcanbedividedintolong-and-shortdistancelightforcemonitoringpart,autoenvironmentlightforceautomaticmonitoringpart,clockmonitoringautomaticpower-onpart,liquidcrystaldisplayinglongandshortdistancelighton-and-offpart,activeautomaticpressingcontrollingpart.Thewholesystemisfocusedonanalogouscircuitandaccompaniedwithdigitalcircuitmonitoring.Thesystemcontrolsthewholeconditionthrough51MCUanddetectsthevisiblelightforcebrightnessbyphotoresistorreliably.Basedondemonstrations,thesystemcanperformautolightforceadjustmentandlongandshortdistancelighttransferring.Keywords:longdistancelightshortdistancelightAT89S52,lightforcedetectionadjustinglightforcebrightness（一）系统方案：系统方案的选择与论证基本方案论证本设计硬件电路分为系统控制部分、远光灯和近光灯光强检测部分、汽车环境光强检测并自动调光部分、时钟检测智能开启灯光部分、液晶显示远近光灯亮灭情况部分、自动按键自由控制部分六大部分。方案系统采用AT89S52进行全局控制,汽车环境光强检测并自动调光部分采用光敏电阻与BTS629A所组成的外围电路来检测灯光与自动调光，无需单片机控制；远光灯和近光灯光强检测部分采用了光敏电阻与比较器根据“0”、“1”电平来判别远光灯和近光灯；时钟检测智能开启灯光部分采用了DS1307实时时钟芯片，使单片机能够实时根据规定白天和黑夜的两个时间段分别控制，实时操作；自动按键自由控制部分，具备人性化操作，无论在那个时间、那种情况，司机都可以自由的操作车灯；液晶显示部分则采用LCD1602来提醒司机当前车灯的情况。（二）功能指标1.功能：系统通过AT89S52单片机进行全局控制，利用光敏电阻进行可靠的可见光光强检测，很好地实现了汽车的灯光亮度调节和远近光灯的转换，也可以通过键盘实现车灯的自动控制和手动控制的切换，同时灯也可以根据时间来开启和关闭，液晶显示当前灯的开启情况。（三）实现原理（1）系统硬件主要组成部分系统控制模块：本模块采用了AT89S52便宜的51内核单片机，晶振为11.0592MHz，其中外围电路包括复位电路。远近光灯检测模块：本模块采用了光敏电阻和比较器为基础的光强测量电路，比较器采用了uA741集成运放。通过调整电位器来实现光强强度检测，比较器输出为高电平，则为远光灯，否则就是近光灯。自动调光模块：该模块采用了BTS629A与光敏电阻构成的环境光强检测与自动调光电路，当汽车所在环境中的光线变强，光敏电阻立刻检测到光线的变化，并且转换为电压的变化，输出到调光芯片BTS629A的2号管脚，实现同步调光。时钟模块：该模块用于检测白天和黑夜，使单片机可以在不同情况下控制车灯的亮灭。液晶显示模块：该模块用于提醒提示司机当前的车灯亮灭情况。主动按键自由控制模块：该模块由3个简单的按键构成，其中一号按键是开启远光灯，二号按键是开启近光灯，三号按键是自由模块，由远近光灯检测模块来判断是开启远光灯还是近光灯。方便司机随时操作车灯。（四）硬件框图远近光灯检测模块远近光灯检测模块CPUAT89S52系统控制自动调光模块按键模块液晶显示远近光灯时钟模块图1硬件组成方案（五）软件流程开始（开始（Initial()函数）读时钟（Read_RTC()）时间在夜晚吗？（时钟规定时间）检测p3.2高电平还是低电平？读时钟（Read_RTC()）显示时钟（Display()）检测（p1.2||p1.3||p1.4||时间在晚上吗？）是否动作？远光灯近光灯自动调节模式P1.2||p1.3||p1.4||=0时间还在晚上吗？（六）系统测试方案系统分为远光灯和近光灯光强检测部分、汽车环境光强检测并自动调光部分、时钟检测智能开启灯光部分、液晶显示远近光灯亮灭情况部分、主动按键自由控制部分。首先是进行单个模块的测试，然后再将所有的模块结合软件一起测试。由于本系统的时钟模块和液晶模块，平常接触较多，相对比较熟悉，所以就只测试了远光灯和近光灯光强检测部分和汽车环境光强检测并自动调光部分。测试设备：示波器，万用表、稳压直流电源、手电筒、电脑和编程器测试数据：测试分析：由调试的数据可以知道，车灯根据外界环境的变化，当在晚上的时间里，单片机会根据车的状态自动开灯，在外界光强暗时，车灯功率大，当外界功光强强时，车灯功率小，此时达到一个节能的效果。实现功能：晚上汽车会车时，根据系统远光灯和近光灯光强检测部分检测对面汽车远近光的开启情况，来自动切换自己车灯的远近光灯，以此减少交通事故。同时汽车还会根据汽车环境光强检测并自动调光部分检测到的环境光强来调节自身车灯的光强，以大到节能的目的。特色：通过远近光灯的切换，可以减少司机由于光照过强，而引起的交通事故，达到了安全的效果。汽车环境光强检测并自动调光部分可以自动调节汽车的灯的亮度，减少了汽车的灯泡的功率消耗，从而实现了节能，环保的理念。（七）附录含源代码和程序清单（一部分）#include<reg51.h>#include<intrins.h>/**********************定义LCD1602控制字******************************/#defineLCD_SYS_MODE0X38//8位数据总线,2行显示,5*7点阵#defineLCD_NO_FLASH0X0c//开显示,光标不显示,光标不闪烁#defineLCD_SH0X14//光标左移#defineLCD_NO_SHIFT0X06//AC加1,光标移动,内容不移动#defineLCD_CLEAR_SCREEN0X01//清屏#defineLCD_GO_HOME0X02//AC=0，光标，画面回HPME//输入方式设置#defineLCD_AC_AUTO_INCREASEMENT0X06//数据读写操作后，AC自动增一#defineLCD_AC_AUTO_DECREASEMENT0x04//减一#defineLCD_MOVE_ENABLE0X05//数据读写操作后，画面平移#defineLCD_MOVE_DISABLE0X04//不动//设置显示，光标及闪烁开关#defineLCD_DISPLAY_ON0X0C//显示开#defineLCD_DISPLAY_OFF0X08//显示关#defineLCD_CURSOR_ON0X0A//光标显示#defineLCD_CURSOR_OFF0X08//光标不显示#defineLCD_CURSOR_BLINK_ON0X09//光标闪烁#defineLCD_CURSOR_BLINK_OFF0XO8//光标不闪烁//光标，画面移动，不影响DDRAM#defineLCD_LEFT_MOVE0X18//LCD显示左移一位#defineLCD_RIGHT_MOVE0X1C//LCD显示右移一位#defineLCD_CURSOR_LEFT_MOVE0X10//光标左移一位#defineLCD_CURSOR_RIGHT_MOVE0X14//右//工作方式设置#defineLCD_DISPLAY_DOUBLE_LINE0x38//两行显示#defineLCD_DISPLAY_SIGLE_LINE0X30//一行显示/***********************LCD1602地址相关******************************/#defineLINE1_HEAD0x80//第一行DDRAM起始地址#defineLINE2_HEAD0xc0//第二行DDRAM起始地址#defineLINE10//第一行#defineLINE21//第二行#defineLINE_LENGTH16//每行的最大字符长度/***********************LCD1602接线引脚定义************************************************可根据实际电路改变*******************************/#defineLCDIOP0//定义P2口与LCD1602的数据口相接sbitLCD_RS=P2^7;sbitLCD_RW=P2^6;sbitLCD_EN=P2^5;sbitP3_2=P3^2;sbitP1_2=P1^2;sbitP1_3=P1^3;sbitP2_2=P2^2;sbitP1_4=P1^4;sbitP2_3=P2^3;/**********************另外相关的定义*********************************/#defineDELAYTIME100//#defineHIGH1#defineLOW0#defineTURE1#defineFALSE0#defineucharunsignedchar#defineuintunsignedint/*************************以下是函数的申明部分*************************/voidLCD_init(void);//LCD1602初始化voidLCD_send_command(ucharcommand);//voidLCD_send_data(uchardat);voidLCD_write_string(ucharx,uchary,char*Data);voidLCD_delay(void);voidLCD_write_char(unsignedx,unsignedchary,unsignedchardat);voidLCD_set_position(unsignedcharx);voidDisplay1(void);/*********************结束***********************************************//***************************DS1307开始*****************************************************************/#defineWait1us_nop_();#defineWait2us{_nop_();_nop_();}#defineWait4us{Wait2us;Wait2us;}#defineWait8us{Wait4us;Wait4us;}#defineWait10us{Wait8us;Wait2us;}#defineWRITEDS13070xD0#defineREADDS13070xD1sbitSDA=P2^1;//DS1307Serial-DataInputpin5sbitSCL=P2^0;//DS1307Serial-ClockInputpin6/************************************************************/voidI2C_start(void);//I2CstartfunctionvoidI2C_stop(void);//I2Cstopfunction//voidI2C_send_ack(void);//I2CsendresponsionfunctionvoidI2C_send_noack(void);unsignedcharI2C_write_byte(unsignedcharIIC_data);//I2CbuswritebytefunctionunsignedcharI2C_read_byte(void);//I2Cbusreadbytefunction/***********************************************************************/voidWrite1307(unsignedcharadd,unsignedchardat);//writeinformationtods1307unsignedcharRead1307(unsignedcharadd);//readinformationfromds1307voidRead_RTC(void);//readRTCvoidSet_RTC(void);//setRTC/***********************************************************************/codeunsignedcharset_rtc_code[7]={55,59,20,4,07,8,8};//秒分时周日月年0到7codeunsignedcharrtc_address[7]={0x00,0x01,0x02,0x03,0x04,0x05,0x06};codeunsignedchar*day[7]={"Mon","Tue","Wen","Thu","Fri","Sat","Sun"};unsignedcharread_rtc_code[7];/***********************************************************************/voidInitial(void);//systeminitizefunctionvoidDisplay(void);//RTCdisplayfunction/***********************************************************************/voidmain(void){inti;Initial();while(1){P1_2=LOW;P1_3=LOW;P1_4=LOW;Read_RTC();if((0<=read_rtc_code[2]&&read_rtc_code[2]<=6||18<=read_rtc_code[2]&&read_rtc_code[2]<=24)&&P2_2==HIGH&&P2_3==LOW){while((0<=read_rtc_code[2]&&read_rtc_code[2]<=6||18<=read_rtc_code[2]&&read_rtc_code[2]<=24)&&P1_2==LOW&&P1_3==LOW&&P1_4==LOW){P1_4=HIGH;Read_RTC();Display();}}elseLCD_send_command(LCD_CLEAR_SCREEN);while(P1_2==LOW&&P1_3==LOW&&P1_4==LOW&&6<read_rtc_code[2]&&read_rtc_code[2]<18){Read_RTC();Display1();P2_2=LOW;P2_3=HIGH;}PT:Read_RTC();while(P1_2==LOW&&P1_3==LOW&&(0<=read_rtc_code[2]&&read_rtc_code[2]<=6||18<=read_rtc_code[2]&&read_rtc_code[2]<=24)){if(P3_2){LCD_write_string(0x00,LINE1,"LIGHT1_ON");LCD_write_string(0x00,LINE2,"LIGHT2_OFF");P2_2=HIGH;P2_3=HIGH;for(i=0;i<10000;i++){;}P2_3=HIGH;P2_2=LOW;for(i=0;i<10000;i++){;}P2_2=HIGH;P2_3=HIGH;for(i=0;i<10000;i++){;}while(P3_2==HIGH&&P1_2==LOW&&P1_3==LOW&&(0<=read_rtc_code[2]&&read_rtc_code[2]<=6||18<=read_rtc_code[2]&&read_rtc_code[2]<=24)) { Read_RTC(); P2_2=HIGH; P2_3=HIGH; }}else{LCD_write_string(0x00,LINE1,"LIGHT1_OFF");LCD_write_string(0x00,LINE2,"LIGHT2_ON");P2_2=LOW;P2_3=LOW;for(i=0;i<10000;i++){;}P2_2=HIGH;P2_3=HIGH;for(i=0;i<10000;i++){;}P2_2=LOW;P2_3=LOW;for(i=0;i<10000;i++){;}while(P3_2==LOW&&P1_2==LOW&&P1_3==LOW&&(0<=read_rtc_code[2]&&read_rtc_code[2]<=6||18<=read_rtc_code[2]&&read_rtc_code[2]<=24)){