汽車轉(zhuǎn)變信號燈仿真畢業(yè)論文

1、<p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘 要III</b></p><p>　　AbstractIV</p><p><b>　　第一章 緒論1</b></p><p><b>　　1.1 引言1</b>

2、;</p><p>　　1.2 課題背景2</p><p>　　1.2.1 單片機發(fā)展歷史2</p><p>　　1.2.2 單片機的發(fā)展趨勢3</p><p>　　1.2.3單片機的選用4</p><p>　　1.3 選題的目的及意義5</p><p>　　1.4 本論文的主

3、要工作6</p><p>　　第二章 汽車轉(zhuǎn)變信號燈硬件設(shè)計8</p><p>　　2.1 嵌入式芯片的選擇8</p><p>　　2.2 系統(tǒng)的原理圖10</p><p>　　第三章 汽車轉(zhuǎn)變信號燈軟件設(shè)計12</p><p>　　3.1 Proteus 概述12</p>

4、<p>　　3.2 系統(tǒng)的軟件設(shè)計13</p><p>　　3.3 生成代碼調(diào)試17</p><p>　　第四章 汽車轉(zhuǎn)變信號燈仿真實現(xiàn)19</p><p>　　4.1 系統(tǒng)仿真過程19</p><p>　　4.2 汽車轉(zhuǎn)變信號燈的仿真結(jié)果21</p><p>　　第五章 結(jié)論與展望

5、29</p><p><b>　　參考文獻30</b></p><p><b>　　致 謝32</b></p><p>　　基于Proteus的MCS-51仿真</p><p>　　－汽車轉(zhuǎn)變信號燈仿真</p><p><b>　　摘 要</b>&l

6、t;/p><p>　　在我國工業(yè)化進程中，以單片機應(yīng)用為主的嵌入式系統(tǒng)對國民經(jīng)濟的發(fā)展起到重要的推動作用。單片機由于控制功能強、可靠性高和體積小、價格低等特點。在智能儀器儀表、工業(yè)測控、家用電器等領(lǐng)域有非常廣泛的應(yīng)用。</p><p>　　本設(shè)計利用嵌入式系統(tǒng)和仿真技術(shù)，完成了一個汽車轉(zhuǎn)變信號燈系統(tǒng)仿真工作。硬件設(shè)計部分主要由AT89C51芯片、LED顯示以及其他輔件等組成。軟件設(shè)計是依據(jù)現(xiàn)代

7、汽車系統(tǒng)的特點，通過Proteus 和KEIL聯(lián)調(diào)，使得系統(tǒng)除具有基本的緊急，剎車，右轉(zhuǎn)彎，左轉(zhuǎn)彎，?？抗δ芡?，還具有左轉(zhuǎn)彎時剎車，右轉(zhuǎn)彎時剎車，左轉(zhuǎn)彎時剎車閉合緊急，右轉(zhuǎn)彎時剎車閉合緊急，剎車時緊急等功能。</p><p>　　關(guān)鍵詞：單片機；AT89C51；仿真</p><p>　　Simulation of the MCS-51 based on Proteus</p>

8、<p>　?。璖imulation of Signal changes in vehicle</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　In the process of the industrialization, the embedded system, most of which are single chip com

9、puters, boost the economic development of our country. Mcu due to control function, high reliability and low cost, small volume. In the intelligent instrument and industrial control, household appliances and other fields

10、 have a very wide range of applications. This design using the embedded system and simulation technology, completes a car for system simulation signal transformation. The hardware </p><p>　　Keywords: Si

11、ngle-chip；AT89C51 ；simulation</p><p><b>　　第一章 緒論</b></p><p><b>　　1.1 引言</b></p><p>　　仿真是應(yīng)用電子計算機對系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、功能和行為以及參與系統(tǒng)控制的人的思維過程和行為進行動態(tài)性比較逼真的模仿。它是一種描述性技術(shù)，是一種定量分析

12、方法。通過建立某一過程和某一系統(tǒng)的模式，來描述該過程或該系統(tǒng)，然后用一系列有目的、有條件的計算機仿真實驗來刻畫系統(tǒng)的特征，從而得出數(shù)量指標，為決策者提供有關(guān)這一過程或系統(tǒng)得定量分析結(jié)果，作為決策的理論依據(jù)。如今發(fā)展我國仿真技術(shù)，勇攀世界科技高峰，業(yè)已成為仿真界的行動口號。整個科技界都要按照自主創(chuàng)新、重點跨越、支撐發(fā)展、引領(lǐng)未來的要求，以求真務(wù)實的科學態(tài)度和只爭朝夕的奮斗精神，為建設(shè)創(chuàng)新型國家作出不懈努力。</p><

13、p>　　計算機的產(chǎn)生加快了人類改造世界的步伐，但是它畢竟體積大。單片機在這種情況下誕生了，它為我們改變了什么？縱觀我們現(xiàn)在生活的各個領(lǐng)域，從導彈的導航裝置，到飛機上各種儀表的控制，從計算機的網(wǎng)絡(luò)通訊與數(shù)據(jù)傳輸，到工業(yè)自動化過程的實時控制和數(shù)據(jù)　處理，以及我們生活中廣泛使用的各種智能IC卡、電子寵物等，這些都離不開單片機。以前沒有單片機時，這些東西也能做，但是只能使用復(fù)雜的模擬電路，然而這樣做出來的產(chǎn)品不僅體積大，而且成本高，并且由

14、于長期使用，元器件不斷老化，控制的精度自然也會達不到標準。在單片機產(chǎn)生后，我們就將控制這些東西變?yōu)橹悄芑?，我們只需要在單片機外圍接一點簡單的接口電路，核心部分只是由人為的寫入程序來完成[3]。這樣產(chǎn)品的體積變小了，成本也降低了，長期使用也不會擔心精度達不到了。所以，它的魔力不僅是在現(xiàn)在，在將來將會有更多的人來接受它、使用它。MCS-51系列單片機面世近30年來，技術(shù)不斷成熟和完善，同時滿足成熟和先進兩個條件[14]，市場擁有量快速增長

15、，而且在將來相當長一段時間都將受市場歡迎，從而成為各個學校單片機教學的首選和主流機型。原因有五:一是改良的功能，更多的外圍器件，具有競</p><p><b>　　1.2 課題背景</b></p><p>　　1.2.1 單片機發(fā)展歷史</p><p>　　單片機出現(xiàn)的歷史并不長，它的產(chǎn)生與發(fā)展和微處理器的產(chǎn)生與發(fā)展大體上同步。因此單片機的發(fā)

16、展可以分為4個階段。</p><p>　　第一階段（1976-1978）：單片機的控索階段。以Intel公司的MCS-48為代表。MCS-48的推出是在工控領(lǐng)域的控索，參與這一控索的公司還有Motorola 、Zilog等，都取得了滿意的效果。這就是SCM的誕生年代，“單機片”一詞即由此而來。 </p><p>　　第二階段（1978-1982）：單片機的完善階段。Intel公司在MCS

17、-48 基礎(chǔ)上推出了完善的、典型的單片機系列MCS-51。它在以下4個方面奠定了典型的通用總線型單片機體系結(jié)構(gòu)。完善的外部總線。MCS-51設(shè)置了經(jīng)典的8位單片機的總線結(jié)構(gòu)，包括8位數(shù)據(jù)總線、16位地址總線、控制總線及具有很多機通信功能的串行通信接口。 CPU外圍功能單元的集中管理模式。 體現(xiàn)工控特性的位地址空間及位操作方式。 指令系統(tǒng)趨于豐富和完善，并且增加了許多突出控制功能的指令。 </p><p>　　第三

18、階段（1982-1990）：8位單片機的鞏固發(fā)展及16位單片機的推出階段，也是單片機向微控制器發(fā)展的階段。Intel公司推出的MCS-96系列單片機，將一些用于測控系統(tǒng)的模數(shù)轉(zhuǎn)換器、程序運行監(jiān)視器、脈寬調(diào)制器等納入片中，體現(xiàn)了單片機的微控制器特征。隨著MCS-51系列的廣應(yīng)用，許多電氣廠商競相使用80C51為內(nèi)核，將許多測控系統(tǒng)中使用的電路技術(shù)、接口技術(shù)、多通道A/D轉(zhuǎn)換部件、可靠性技術(shù)等應(yīng)用到單片機中，增強了外圍電路路功能，強化了智能

19、控制的特征。 </p><p>　　第四階段（1990—至今）：微控制器的全面發(fā)展階段。隨著單片機在各個領(lǐng)域全面深入地發(fā)展和應(yīng)用，出現(xiàn)了高速、大尋址范圍、強運算能力的8位/16位/32位通用型單片機，以及小型廉價的專用型單片機。</p><p>　　目前單片機的品種眾多，其中性能優(yōu)良的8位單片機在今后若干年內(nèi)仍是工業(yè)檢測、控制領(lǐng)域的主角。</p><p>　　1.2

20、.2 單片機的發(fā)展趨勢</p><p>　　單片機的發(fā)展趨勢是：向高性能化、大容量、微型化、外圍內(nèi)裝化等方面發(fā)展[1]。</p><p><b>　　1.CPU的改進</b></p><p>　　用雙CPU結(jié)構(gòu)，以提高處理速度和處理能力。如Rockwell公司的單片機R6500/21和R65C29采用了雙CPU的結(jié)構(gòu)，其中每個CPU都是增強型

21、的R6502。</p><p>　　增加數(shù)據(jù)總線寬度，以提高數(shù)據(jù)處理速度和處理能，例如，NEC公司的系列單片機將ALU做成以個16位運算部件，內(nèi)部采用16位數(shù)據(jù)總線。因此，它的處理能里明顯優(yōu)于一般的單片機。</p><p>　　采用流水線結(jié)構(gòu)。指令以列隊形式出現(xiàn)在CPU中，從而具有很快的運算速度。如公司的單片機SM－812。有的單片機甚至采用多流水線結(jié)構(gòu)[4]，因而具有及高的運算速度，這類

22、單片機的運算速度要比標準的單片機高出10倍以上，尤其適合于作實時數(shù)字信號處理用。</p><p>　　串行總線結(jié)構(gòu)。菲利普公司開發(fā)了一種新型總線—I2C總線，該總線采用3條數(shù)據(jù)線代替現(xiàn)行的8位數(shù)據(jù)總線，從而大大減少了單片機的引線，降低了單片機的成本，特別適合于電子儀器的微型化。</p><p><b>　　2.存儲器的發(fā)展</b></p><p&g

23、t;　　增大存儲容量。新型單片機片內(nèi)ROM一般可達4KB～8KB，有的甚至可達128KB。</p><p>　　片內(nèi)RAM可達256KB。片內(nèi)存儲器存儲容量的增大有利于外圍擴展電路的簡化，從而提高產(chǎn)品的穩(wěn)定性，降低產(chǎn)品的成本。</p><p>　　片內(nèi)EPROM開始化。片內(nèi)EPROM由于需要高壓編程寫入、紫外線擦抹刪除，存在諸多不便。采用電改寫的E2PROM后不需要用紫外線擦抹，只需要重新

24、寫入。特別是能在＋5V下讀寫的E2PROM，既有靜態(tài)RAM讀寫操作簡單的有點，又有在掉電時數(shù)據(jù)不會丟失這一ROM的特點。片內(nèi)E2PROM的使用不僅會對單片機的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響，而且會大大簡化應(yīng)用系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)，從而提高產(chǎn)品的穩(wěn)定性，降低產(chǎn)品的成本。同時，由于E2PROM中數(shù)據(jù)寫入后能永久保存，因此有的單片機將它作為片內(nèi)RAM使用，甚至有的單片機將E2PROM作為片內(nèi)通用寄存器使用。</p><p>　　程序保密化。一

25、般EPROM中的程序很容易被復(fù)制，為了防止復(fù)制，某些公司開始采用KEPROM編程寫入，對片內(nèi)EPROM或E2PROM采用加鎖方式。加鎖后，無法讀出其中的程序，防止應(yīng)用程序被抄襲。</p><p>　　3.片內(nèi)I/0的改進</p><p>　　一般單片機都有較多的并行口，以滿足外圍設(shè)備、芯片擴展的需要，并配有串行口，以滿足多機通信功能的需要。 </p><p>　　提

26、高并行口的驅(qū)動能力。這樣可以減少外圍驅(qū)動芯片。有的單片機能直接輸出大電流和高壓電，以便能直接驅(qū)動LED和VFD等。</p><p>　　加I/O的邏輯控制能力。中高檔單片機的處理系統(tǒng)能夠?qū)/O口線進行位尋址及位操作，加強I/O口線控制的靈活性。</p><p>　　殊的串行接口功能，位單片機構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)提供更便利的條件。</p><p><b>　　4.

27、外圍電路內(nèi)裝化</b></p><p>　　隨著集成電路集成度的不斷提高，有可能把眾多的外圍功能電路集成到單片機芯片內(nèi)。除了一般必須具備的ROM、RAM、定時器/計數(shù)器、中斷系統(tǒng)外，為適應(yīng)檢測、控制功能更高的要求，片內(nèi)集成的部件還可有A/D轉(zhuǎn)換器，D/A轉(zhuǎn)換器，DMA控制器，中斷控制器、鎖相環(huán)、頻率合成器。字符發(fā)生器、聲音發(fā)生器、CRT控制器、譯碼驅(qū)動器等。由于集成工藝在不斷改進和提高，能集成于片內(nèi)的

28、外圍電路也可以是大規(guī)模的。把所需的外圍電路集成到單片機內(nèi)，即系統(tǒng)的單片機化是目前單片機的發(fā)展的重要趨勢。</p><p><b>　　5.低功耗化</b></p><p>　　8為單片機中有半數(shù)以上產(chǎn)品以CHMOS化[2]，CHMOS單片機具有功耗小的特點。為了充分發(fā)揮低功耗的特點，這類單片機普遍設(shè)置空閑和掉電兩種工作方式。如采用CHMOS工藝的MCS－51系列單片機

29、80C31/87C51在正常運行時（5V，12MHZ），工作電流為16MA；同樣條件下，在空閑方式工作時，工作電流為3.7MA；而在掉電方式工作時，工作電流僅為50MA。</p><p>　　1.2.3單片機的選用</p><p>　　單片機的種類很多，在實際應(yīng)用中要根據(jù)具體情況來選擇單片機的類型，雖然這沒有一個固定的規(guī)范，但一般應(yīng)該遵守以下幾個原則。</p><p&g

30、t;　　1.單片機的種類繁多，性能各異，應(yīng)根據(jù)應(yīng)用系統(tǒng)的具體要求進行比較、選擇。</p><p>　　首先要選擇合適的存儲器。單片機內(nèi)部有兩種存儲器：程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器。兩者嚴格分開，對于不同廠家和型號的單片機，這兩種存儲器的容量也不一樣?？梢赃x擇片內(nèi)無程序存儲器的單片機，通過片外擴展組成單片機擴展系統(tǒng)。這種系統(tǒng)使用靈活、改寫程序方便，是目前我國使用較多的一種方式。設(shè)計擴展系統(tǒng)時，要分別估計程序的長短和隨機數(shù)

31、據(jù)的多少，從而確定片外需擴展的數(shù)據(jù)存儲器容量的大小。</p><p>　　選擇單片機還應(yīng)注意擴展外部的方便程度、接口能力、指令系統(tǒng)、尋址方式、功耗及成本問題。</p><p>　　2.必須具備配套的開發(fā)系統(tǒng)</p><p>　　單片機的應(yīng)用系統(tǒng)一般比較小巧、緊湊，不像其他一般微型計算機有較多的外設(shè)，多數(shù)單片機不具備軟件調(diào)試功能，即不具備自開發(fā)能力。因此，在自行設(shè)計組

32、裝單片機時，必須有相應(yīng)的開發(fā)工具。這種開發(fā)工具叫單片機開發(fā)系統(tǒng)。</p><p>　　盡管單片機有許多優(yōu)點，但如果沒有開發(fā)系統(tǒng)，就無法開展單片機的應(yīng)用開發(fā)工作。有的單片機性能很好，但如果找不到合適、方便的開發(fā)系統(tǒng)，就不宜采用[13]。</p><p>　　3.選擇市場上的主流產(chǎn)品。</p><p>　　目前，Intel公司的MCS-51系列單片機或者兼容機在8位單片

33、機市場上占50%以上，配套的開發(fā)系統(tǒng)完備、可靠。由于其有的較高的性能價格比，自1980年推出以來，直到現(xiàn)在，其在市場上仍然很堅挺，已是我國在工業(yè)檢測、控制領(lǐng)域的優(yōu)選機型，深受廣大計算機應(yīng)用開發(fā)工作者的喜愛。</p><p>　　1.3 選題的目的及意義</p><p>　　眾所周知，高科技帶給我們生活的不斷改善，更為我們提升需求層次，盡快達到馬斯洛人類需求理論的第四層次，體驗尊貴的價值提

34、供了保障。如何把高科技盡快轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品，是世界各國技術(shù)人才追求的目標。</p><p>　　當前，單片機被廣泛的應(yīng)用于人們生活的各個領(lǐng)域[6]，社會需要大量掌握單片機的人才[15]，而單片機性能不斷提高、價格不斷下降、技術(shù)也已成熟，用戶可以很容易自行搭建開發(fā)環(huán)境，任何有志者都可以通過自身努力掌握單片機開發(fā)技術(shù)。PC來臨，計算機廣泛的嵌入到應(yīng)用中去，嵌入式將成為未來計算機的主要存在方式[18]。應(yīng)用的牽引和應(yīng)用環(huán)境的

35、變遷又推動了嵌入式技術(shù)的發(fā)展。微電子技術(shù)的迅猛發(fā)展使其在汽車上被廣泛的應(yīng)用，給汽車工業(yè)的進一步帶來了新的生機。電子技術(shù)在汽車上的應(yīng)用將使汽車很容易滿足日益嚴格的各項法規(guī)、人們對駕駛舒適性和方便性的要求。特別是在2000年以后，汽車電子化被認為已進入以個新的階段—智能化和網(wǎng)絡(luò)化時代。汽車電子技術(shù)產(chǎn)品將大量采用人工智能化技術(shù)。并利用網(wǎng)絡(luò)進行信息的傳遞和交換。</p><p>　　近年來，隨著電子計算機、無線通信、人工

36、智能控制等技術(shù)的不斷發(fā)展，各種智能自動化設(shè)備已經(jīng)進入了生產(chǎn)和生活的各個領(lǐng)域之中。在汽車制造工業(yè)中，為了提高汽車的安全性能，各種新技術(shù)不斷地被應(yīng)用于實際之中，如防抱死剎車技術(shù)（ABS），防側(cè)滑技術(shù)(ASR)，只能多方位安全氣囊技術(shù)等都已成功地安裝在各種檔次的汽車之上。與之相比，交通安全保障的發(fā)展卻略顯緩慢，因此，人們更需要認真的對待通過觀后鏡來觀察汽車的信號燈，可以了解汽車與汽車之間的距離，才能減少事故的發(fā)生。本論文設(shè)計了汽車轉(zhuǎn)換信號燈仿

37、真。</p><p>　　目前，國際上每年利用單片機設(shè)計的嵌入式系統(tǒng)帶來的工業(yè)年產(chǎn)值己超過10000億美元。在美國，單是內(nèi)含嵌入式微處理器的全數(shù)字電視產(chǎn)品每年就產(chǎn)生1500億美元的市場。</p><p>　　在我國，單片機容量也己達3億片[3]，且每年以大約16%的速度增長，但相對于世界市場，我國的占有率還不到1%，說明單片機應(yīng)用在我國才剛剛起步，有著廣闊的前景.但是作為實用性強，動手能力

38、要求高的應(yīng)用學科，單片機的實驗教學滯后于實際的控制應(yīng)用，人才培養(yǎng)與實際需要脫節(jié)，迫切需要開發(fā)出貼近實際、內(nèi)容豐富、功能強大的單片機實驗教學系統(tǒng)。</p><p>　　隨著社會的發(fā)展，人們的消費水平不斷的提高，私人車輛不斷的增加。車輛的增加反映出了國家的整體進步，但是也給人民帶來了其他的一些負面的影響。我國是13億多人口的大國，到2006年，全國的機動車保有量超過了8000萬，而全國公路通車總里程只有14.8萬公里

39、。今后幾年機動車輛數(shù)字還在急劇增加，道路超負荷承載。因此我們需要開發(fā)新型的汽車燈轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，這樣能減少交通事故。我們用仿真來解決這個現(xiàn)實的問題。仿真是應(yīng)用電子計算機對系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、功能和行為以及參與系統(tǒng)控制的人的思維過程和行為進行動態(tài)性比較逼真的模仿。它是一種描述性技術(shù)，是一種定量分析方法。通過建立某一過程和某一系統(tǒng)的模式，來描述該過程或該系統(tǒng)，然后用一系列有目的、有條件的計算機仿真實驗來刻畫系統(tǒng)的特征，從而得出數(shù)量指標，為決策者提供有關(guān)這

40、一過程或系統(tǒng)得定量分析結(jié)果，作為決策的理論依據(jù)。如今，發(fā)展我國仿真技術(shù)，勇攀世界科技高峰，業(yè)已成為仿真界的行動口號。整個科技界都要按照自主創(chuàng)新、重點跨越、支撐發(fā)展、引領(lǐng)未來的要求，以求真務(wù)實的科學態(tài)度和只爭朝夕的奮斗精神，為建設(shè)創(chuàng)新型國家作出不懈努力。因此，我們進一步要將自身打造成為一個有利于自主創(chuàng)新的園地，</p><p>　　1.4 本論文的主要工作</p><p>　　研究目標：

41、通過仿真，深入研究汽車轉(zhuǎn)換信號燈的仿真，能更有利于交通狀況。</p><p>　　本論文是以現(xiàn)代家庭生活對生活的日益提升要求為背景，買車的人越來越多。主要探討了汽車燈轉(zhuǎn)變信號燈的軟硬件設(shè)計，汽車燈轉(zhuǎn)換的有序能使得減少很多不必要的交通事故，希望予以實現(xiàn)，設(shè)計主要完成了以下工作:</p><p>　　第一章主要介紹了單片機的歷史及未來的發(fā)展，簡介了課題背景，以及本選題的目的及意義。其次談?wù)摿吮?/p>

42、論文的主要工作。</p><p>　　第二章完成了嵌入式汽車燈的硬件設(shè)計，主要有嵌入式芯片的選擇，各器件的選擇以及各個器件的功能，及其硬件電路圖的設(shè)計。</p><p>　　第三章完成了嵌入式汽車燈的軟件設(shè)計，主要介紹了Proteus簡介，以及系統(tǒng)的整體設(shè)計，系統(tǒng)中存在的子模塊以及各個子模塊是怎樣運作的。</p><p>　　第四章完成了汽車轉(zhuǎn)變信號燈仿真，開發(fā)平臺

43、的簡介，詳細研究了汽車燈轉(zhuǎn)變的準確性能。</p><p>　　本文主要利用Proteus進行仿真，Proteus可以仿真模擬電路及數(shù)字電路，也可以仿真模擬數(shù)字混合電路。Proteus可提供30多種元件庫，超過8000種模擬、數(shù)字元器件?？梢园凑赵O(shè)計的要求選擇不同生產(chǎn)廠家的元器件。此外，對于元器件庫中沒有的元件，設(shè)計者也可以通過軟件自己創(chuàng)建。</p><p>　　本文也為實現(xiàn)交通道路的管理，

44、力求交通管理先進性、科學化作出了貢獻。分析應(yīng)用了汽車轉(zhuǎn)換信號燈，以及該系統(tǒng)軟、硬件設(shè)計方法，實驗證明該系統(tǒng)實現(xiàn)簡單、經(jīng)濟，能夠有效地疏導交通，提高交通的有理性。對汽車轉(zhuǎn)變信號燈進行了簡單介紹，并應(yīng)用于各種汽車，對簡單的汽車轉(zhuǎn)變信號燈進行了仿真，為以后的研究提供了可供參考的依據(jù)。能夠完成汽車信號燈的轉(zhuǎn)換。在設(shè)計的同時對單片機的理論基礎(chǔ)和外圍擴展知識進行了比較全面準備。在硬件與軟件設(shè)計時，沒有良好的基礎(chǔ)知識和實踐經(jīng)驗會受到很大限制，每項功能

45、實現(xiàn)時需要那種硬件，程序該如何編寫，算法如何實現(xiàn)等，沒有一定的基礎(chǔ)就不可能很好的實現(xiàn)。</p><p>　　汽車轉(zhuǎn)換信號燈仿真是目前研究的方向，也已經(jīng)取得不少成果，但汽車轉(zhuǎn)換信號燈仿真仍然在一些地方廣泛應(yīng)用，那是車流量不大，而且交通道路相對好的地方，汽車轉(zhuǎn)換信號燈仿真還是起到了一定的作用。但隨著社會的高速發(fā)展，城市化日益完善，車的數(shù)量必然增多，給交通的壓力也增大，這時候，有序的汽車隊伍將會起到疏導交通，改善城市交

46、通環(huán)境，推動城市化日益完善！實驗測試結(jié)果證明用本系統(tǒng)PIC 單片機能完成汽車轉(zhuǎn)換信號燈仿真過程,有效地疏導交通,提高了交通路口的通行能力。但功能還不夠完善，比如軟件編寫實現(xiàn)功能還不能很好控制硬件，本系統(tǒng)將增加更多功能，比如手控時間的調(diào)節(jié)，攝像機交通監(jiān)控的控制，盲人通過時交通燈的控制等，使系統(tǒng)更加完善。 </p><p>　　第二章 汽車轉(zhuǎn)變信號燈硬件設(shè)計</p><p>　　2.1

47、 嵌入式芯片的選擇</p><p>　　硬件的功能已由總體設(shè)計所規(guī)定。硬件設(shè)計的任務(wù)就是根據(jù)總體設(shè)計的要求，在我們在所選的機型上，確定了要選擇的元器件，設(shè)計出系統(tǒng)的電路原理圖，印制電路板設(shè)計加工、樣機的組裝調(diào)試等。針對本系統(tǒng)的設(shè)計主要是從兩方面實現(xiàn)：硬件設(shè)計和軟件設(shè)計。硬件是系統(tǒng)的基礎(chǔ)。 </p><p>　　硬件系統(tǒng)的核心是單片機，它在整個系統(tǒng)的功能和性能中起決定性作用。同時，單

48、片機的不同封裝形式也會影響到系統(tǒng)的物理尺寸。因此，在單片機的選型上應(yīng)主要考慮全面。我們這一章節(jié)先討論硬件方面[13]。</p><p>　　系統(tǒng)外圍設(shè)備的硬件部分包括：AT89C51、ULN2003A、 LCD等。外圍設(shè)備的硬件部分是保證系統(tǒng)實現(xiàn)指定任務(wù)的最底層的部件。對汽車轉(zhuǎn)換信號燈的設(shè)計，首先應(yīng)對此設(shè)計的核心控制芯片的基本結(jié)構(gòu)和特征以及主要引腳有比較詳細的了解。主機選用ATMEL公司的51系列單片機AT89C

49、51來實現(xiàn)，利用單片機軟件編程靈活、自由度大的特點，力求用軟件完善各種控制算法和邏輯控制。本系統(tǒng)選用的AT89C51芯片時鐘可達12MHz，運算速度快，控制功能完善。其內(nèi)部具有128字節(jié)RAM，而且內(nèi)部含有4KB的flash ROM 不需要外擴展存儲器，可使系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)更為簡單、實用?，F(xiàn)在比較通用的51系列單片機發(fā)展已經(jīng)有比較長的時間，應(yīng)用比較廣泛，各種技術(shù)都比較成熟，但此系列單片機是8位機，處理速度不是很快，資源不夠充足，而且其最小系

50、統(tǒng)的外圍電路都要自己設(shè)計和制作，使用起來不是很方便。因此可考慮使用32位的嵌入式系統(tǒng)芯片。</p><p>　　AT89C51也是一種帶4K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲器的低電壓，高性能CMOS8位微處理器，俗稱單片機。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標準的MCS-51指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能8位CPU和閃爍存儲器組合在單個芯片中，ATMEL的AT89C51是一種高效的微控制

51、器。是一種功耗低，高性能的8位單片機，片內(nèi)帶有一個4KB的FLASH可編程、可擦除只讀存儲器，它采用了CMOS工藝和ATMEL公司的高密度非易失性存儲器技術(shù)，而且其輸出引腳和指令系統(tǒng)都與MCS-51兼容。另外，AT89C51是用靜態(tài)邏輯來設(shè)計的，其工作頻率可下降到零，并提供兩種可用軟件來選擇的省電方式：空閑方式和掉電方式。MCS-51單片機的復(fù)位是靠外部電路實現(xiàn)的。MCS--51單片機內(nèi)部的振蕩電路是一個到增益反相放大器，引線 XTAL

52、1和XTAL2分別為 反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時鐘工作電路的輸入和來自反向振蕩器的輸出，該反向放大器可以配置為片內(nèi)振蕩器。單片機內(nèi)部雖然有震蕩電路，但要形成時鐘，外部還需要附加電路。石晶振蕩和陶瓷振蕩均可采用.有余輸入至內(nèi)部時鐘信號要通過一個二分頻觸發(fā)器</p><p>　　XTAL1　19 ，XTAL2　18 ：XTAL1是片內(nèi)振蕩器的反相放大器輸入端，XTAL2則是輸出端，使用外部振蕩器時，外部振蕩信號應(yīng)直

53、接加到XTAL1，而XTAL2懸空。內(nèi)部方式時，時鐘發(fā)生器對振蕩脈沖二分頻，如晶振為12MHz，時鐘頻率就為6MHz。晶振的頻率可以在1MHz-24MHz內(nèi)選擇。電容取30PF左右?！　?fù)位RST9：在振蕩器運行時，有兩個機器周期（24個振蕩周期）以上的高電平出現(xiàn)在此引腿時，將使單片機復(fù)位，只要這個腳保持高電平，51芯片便循環(huán)復(fù)位。復(fù)位后P0－P3口均置1引腳表現(xiàn)為高電平，程序計數(shù)器和特殊功能寄存器SFR全部清零。當復(fù)位腳由高電平變?yōu)?/p>

54、低電平時，芯片為ROM的00H處開始運行程序。</p><p>　　復(fù)位操其它的控制或復(fù)用引腳：ALE/PROG 30 訪問外部存儲器時，ALE（地址鎖存允許）的輸出用于鎖存地址的低位字節(jié)。PSEN 29 該引是外部程序存儲器的選通信號輸出端。當AT89C51由外部程序存儲器取指令或常數(shù)時，每個機器周期輸出2個脈沖即兩次有效。但訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，將不會有脈沖輸出。EA/Vpp 31 外部訪問允許端。要使AT8

55、9C51只訪問外部程序存儲器（地址為0000H-FFFFH）,這時該引腳必須保持低電平。</p><p>　　輸入輸出引腳：P1口驅(qū)動器，P1端口[P1.0－P1.7] P1是一個帶有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/0端口。輸出時可驅(qū)動4個TTL。端口置1時，內(nèi)部上拉電阻將端口拉到高電平，作輸入用。上拉電阻簡單來說就是把電平拉高。</p><p>　　P3端口[P3.0－P3.7] P3是一個帶

56、有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/0端口。輸出時可驅(qū)動4個TTL。端口置1時，內(nèi)部上拉電阻將端口拉到高電平，作輸入用。P1－3端口在做輸入使用時，因內(nèi)部有上接電阻，被外部拉低的引腳會輸出一定的電流。表2.1為P3引腳圖。</p><p>　　表 2.1 P3引腳圖</p><p>　　本設(shè)計只用到了P3.0-P3.4,P3.0作為RXD端口的接收端，P3.0-P3.4口引腳通過5個開關(guān)接地，通過

57、判斷引腳電平的高低，用來讀取開關(guān)狀態(tài)。P3.1作為傳送端,P3.2作為外部中斷0的輸入引腳，P3.3作為外部中斷1的輸出入引腳，P3.4作為定時器0的輸入引腳。這個五個P3口分別接五個開關(guān)，用來讀取P3口數(shù)據(jù)。對于P1口，我們此次設(shè)計只用到了P1.0-P1.6，用做于輸出。p1-p3口內(nèi)部自帶上拉電阻可以直接接負載。</p><p>　　2.2 系統(tǒng)的原理圖</p><p><b&

58、gt;　　圖2.1系統(tǒng)原理圖</b></p><p>　　整個系統(tǒng)設(shè)計對于我們來說，我們首先讓5位指撥開關(guān)剎車,緊急,?？?左轉(zhuǎn),右轉(zhuǎn)與P3.0,P3.1,P3.2,P3.3,P3.4,P3.5相連作為單片機的輸入信息。圖2.1為系統(tǒng)原理圖。</p><p>　　P1.0,P1.1,P1.2,P1.3,P1.4,P1.5,P1.6口分別接的7B,6B,5B,4B,3B,2B,1

59、B。UNL2003A的7C,6C,5C,4C,3C,2C,1C口分別接了7個發(fā)光二極管。由7個發(fā)光二極管來實現(xiàn)信號燈亮的狀態(tài)。</p><p>　　在單片機應(yīng)用系統(tǒng)的操作面板上，常常需要一些指示燈。有些指示燈（如電源開關(guān)狀態(tài)指示燈等）不需要通過單片機控制，有些指示燈（如系統(tǒng)狀態(tài)正?；蝈e誤指示燈等）則必須由單片機進行控制。我們本次使用的是發(fā)光二極管簡稱為LED，在電路及儀器中作為指示燈，當電子和空穴復(fù)合時釋放出的能

60、量多少不同，釋放出的能量越多，則發(fā)出的光的波長越短。常用的是發(fā)紅光、綠光或黃光的二極管。我們此次用的發(fā)黃光的二極管。</p><p>　　圖2.2為ULN2003A原圖，它是功率驅(qū)動芯片?？梢则?qū)動電流型的器件，比如驅(qū)動繼電器、驅(qū)動步進電機、直流電機等 。單片機要驅(qū)動大功率的器件，必須通過ULN2003A器件進行放大驅(qū)動。電阻串聯(lián)的二極管的作用是為了分壓，防止因上下二極管分壓不同導致邏輯錯誤。根據(jù)開關(guān)狀態(tài)

61、，跳轉(zhuǎn)到相應(yīng)的程序段，也就是按下不同的開關(guān)，觀察發(fā)光二極管的反映。</p><p>　　圖2.1 ULN20003A原圖</p><p>　　用AT89C51單片機應(yīng)用設(shè)計，顯示采用發(fā)光二極管，P1口做輸出口，P3.0，P3.1，P3.2，P3.3，P3.4，P3.5接5個開關(guān)以實現(xiàn)燈亮與滅的轉(zhuǎn)換。</p><p>　　單片機對開關(guān)狀態(tài)的檢測相對于單片機來說，是從單

62、片機的P3.0端口輸入信號，而輸入的信號只有高電平和低電平兩種，當撥開開關(guān)撥上去，即輸入高電平，相當開關(guān)斷開，當撥動開關(guān)撥下去，即輸入低電平，相當開關(guān)閉合。開關(guān)閉合，對應(yīng)的燈亮，開關(guān)斷開，對應(yīng)的燈滅對于開關(guān)狀態(tài)檢測，相對單片機來說，是輸入關(guān)系，我們可輪流檢測每個開關(guān)狀態(tài)，根據(jù)每個開關(guān)的狀態(tài)讓相應(yīng)的發(fā)光二極管指示。</p><p>　　第三章 汽車轉(zhuǎn)變信號燈軟件設(shè)計</p><p>　　

63、3.1 Proteus 概述</p><p>　　Proteus軟件是來自英國Labcenter electronics公司的EDA工具軟件[5]，Proteus軟件有十多年的歷史，在全球廣泛使用，除了其具有和其它EDA工具一樣的原理布圖、PCB自動或人工布線及電路仿真的功能外，其革命性的功能是，他的電路仿真是互動的[17]，針對微處理器的應(yīng)用，還可以直接在基于原理圖的虛擬原型上編程，并實現(xiàn)軟件源碼級的實時調(diào)試

64、，如有顯示及輸出，還能看到運行后輸入輸出的效果，配合系統(tǒng)配置的虛擬儀器如示波器、邏輯分析儀等，您不需要別的，Proteus為您建立了完備的電子設(shè)計開發(fā)環(huán)境！尤其重要的是Proteus Lite可以完全免費，也可以花微不足道的費用注冊達到更好的效果;功能最強的Proteus專業(yè)版也非常便宜，人人用得起，對高校還有更多優(yōu)惠。 </p><p>　　Proteus組合了高級原理布圖、混合模式SPICE仿真,PCB設(shè)計以

65、及自動布線來實現(xiàn)一個完整的電子設(shè)計系統(tǒng)[12]。此系統(tǒng)受益于15年來的持續(xù)開發(fā),被《電子世界》在其對PCB設(shè)計系統(tǒng)的比較文章中評為最好產(chǎn)品—“The Route to PCB CAD”。Proteus 產(chǎn)品系列也包含了我們革命性的VSM技術(shù),用戶可以對基于微控制器的設(shè)計連同所有的周圍電子器件一起仿真。用戶甚至可以實時采用諸如LED/LCD、鍵盤、RS232終端等動態(tài)外設(shè)模型來對設(shè)計進行交互仿真。其功能模塊:—個易用而又功能強大的ISIS

66、原理布圖工具；PROSPICE混合模型SPICE仿真; ARES PCB設(shè)計. Proteus 是目前最好的模擬單片機外圍器件的工具，它可以仿真51 系列、AVR，PIC 等常用的MCU 及其外圍電路(如LCD，RAM，ROM，鍵盤，馬達，LED，AD/DA，部分SPI 器件，部分IIC 器件...)。文章基于ProteusPRO6.7SP3和KEIL uVision3 軟件。當然，軟件仿真精度有限，而且不可能所有的器件都找得到相應(yīng)的仿

67、真模型，用開發(fā)板和仿真器當然是最好選擇，可是對于單</p><p>　　Proteus軟件是一種低投資的電子設(shè)計自動化軟件，提供可仿真數(shù)字和模擬、交流和直流等數(shù)千種元器件和多達30多個元件庫[8]。Proteus軟件提供多種現(xiàn)實存在的虛擬儀器儀表。此外，Proteus還提供圖形顯示功能，可以將線路上變化的信號，以圖形的方式實時地顯示出來。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，盡可

68、能減少儀器對測量結(jié)果的影響，Proteus軟件提供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。提供Schematic Drawing、SPICE仿真與PCB設(shè)計功能，同時可以仿真單片機和周邊設(shè)備，可以仿真51系列、AVR、PIC等常用的MCU，并提供周邊設(shè)備的仿真，例如373、led、示波器等。Proteus提供了大量的元件庫，有RAM、ROM、鍵盤、馬達、LED、LCD、AD/DA、部分SPI器件、部分IIC器件

69、，編譯方面支持Keil和MPLAB等編譯器。一臺計算機、一套電子仿真軟件，在加上一本虛擬實驗教程，就可相當于一個設(shè)備先進的實驗室。以虛代實、以軟代硬，就建立一個完善的虛擬實驗室。在計算機上學習電工基礎(chǔ)，模擬電路、數(shù)字</p><p>　　Proteus特點具有很多優(yōu)點。全部滿足我們提出的單片機軟件仿真系統(tǒng)的標準，并在同類產(chǎn)品中具有明顯的優(yōu)勢[7]。具有模擬電路仿真、數(shù)字電路仿真、單片機及其外圍電路組成的系統(tǒng)的仿真

70、、RS-232動態(tài)仿真、1 C調(diào)試器、SPI調(diào)試器、鍵盤和LCD系統(tǒng)仿真的功能；有各種虛擬儀器，如示波器、邏輯分析儀、信號發(fā)生器等。目前支持的單片機類型有：68000系列、8051系列、AVR系列、PIC12系列、PIC16系列、PIC18系列、Z80系列、HC11系列以及各種外圍芯片。支持大量的存儲器和外圍芯片。總之該軟件是一款集單片機和SPICE分析于一身的仿真軟件，功能極其強大 ，可仿真51、AVR、PIC。</p>

71、<p>　　3.2 系統(tǒng)的軟件設(shè)計 </p><p>　　嵌入式應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計包含硬件系統(tǒng)的設(shè)計和軟件系統(tǒng)設(shè)計兩個部分，并且這兩部分的設(shè)計是互相關(guān)聯(lián)、密不可分的，嵌入式應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計經(jīng)常需要在硬件和軟件的設(shè)計之間進行權(quán)衡與折中。這也是嵌入式應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計與其他的純粹的軟件設(shè)計或硬件設(shè)計最大的區(qū)別。系統(tǒng)硬件的配置和軟件的設(shè)計是密不可分的，而且在某些場合，硬件和軟件具有一定的交互性。為了降低成本、

72、簡化硬件結(jié)構(gòu)，可以由軟件來完成功能盡量用軟件實現(xiàn)。如果為了提高工作速度和精度、減少軟件開發(fā)的工作量、提高系統(tǒng)的可靠性，則可以用硬件來完成，總之，硬件和軟件是相輔相成的，可根據(jù)實際應(yīng)用情況合理選擇。我們對系統(tǒng)進行全面的分析后，畫出軟硬件結(jié)合的程序結(jié)構(gòu)框圖。圖3.1為軟硬程序流程圖。</p><p>　　圖3.1 軟硬程序流程圖</p><p>　　軟件總體設(shè)計是在設(shè)計單片機系統(tǒng)軟件之前，為系

73、統(tǒng)軟件做一個整體規(guī)劃。</p><p>　　計算機只有硬件還不能工作，必須有軟件(即程序)來控制計算機運行將系統(tǒng)的整個工作分解成幾個相對獨立的操作，根據(jù)這些操作的相互聯(lián)系和時間關(guān)系，設(shè)計出一個合理的軟件結(jié)構(gòu)，使CPU并行地有條不紊地完成這些操作。軟件是我們設(shè)計部分中必不可少的，本設(shè)計利用AT89C51來實現(xiàn)本設(shè)計。軟件設(shè)計根據(jù)系統(tǒng)的設(shè)計要求，將軟件劃分成若干個獨立的部分，設(shè)計合理的總體設(shè)計使得軟件部分簡潔，清晰，

74、流程合理。軟件是在硬件的基礎(chǔ)上對其合理的分配和使用，從而完成系統(tǒng)所需要的任務(wù)。微機軟件包括管理調(diào)度微機的系統(tǒng)軟件和執(zhí)行用戶任務(wù)的應(yīng)用軟件。一般實時測控系統(tǒng)應(yīng)用軟件的特點是輸入輸出功能強，實時性強，可靠性高，能在線修改程序或參數(shù)。軟件結(jié)構(gòu)實現(xiàn)結(jié)構(gòu)化功能，實行模塊化子程序化。軟件流程圖能夠更清楚的了解軟件的流程。圖3.2為軟件流程圖。</p><p>　　圖3.2 軟件流程圖</p><p>

75、　　我們本次設(shè)計的是汽車轉(zhuǎn)換信號燈設(shè)計，系統(tǒng)原始框架采用AT89C51單片機作為控制核心系統(tǒng)的。圖3.3為系統(tǒng)框架流程圖。</p><p>　　圖3.3 系統(tǒng)框架流程圖</p><p>　　系統(tǒng)軟件設(shè)計采用模塊化設(shè)計方法。整個系統(tǒng)由初始化模塊、顯示模塊等各種功能模塊組成。輸入后，進入系統(tǒng)初始化模塊，系統(tǒng)軟件開始運行。在執(zhí)行過程中，根據(jù)運行流程分別調(diào)用各個功能模塊完成并將結(jié)果顯示出來。圖3.

76、4為汽車轉(zhuǎn)換信號燈流程圖。</p><p>　　圖3.4 汽車轉(zhuǎn)換信號燈流程圖</p><p>　　本次系統(tǒng)的輸入指的是P3口的低五位，對P3口進行判斷。在正常的模式下，汽車轉(zhuǎn)換信號燈大致可分為4種模式：通行模式，緊急模式，剎車模式，停靠模式。系統(tǒng)設(shè)計的時候共有五種不同的狀態(tài)，分別是剎車，緊急，停靠，左轉(zhuǎn)，右轉(zhuǎn)。不同的開關(guān)對應(yīng)不同的狀態(tài)。由5個開關(guān)分別對應(yīng)出10種狀態(tài),分別是左轉(zhuǎn)彎，右轉(zhuǎn)彎

77、，緊急，剎車，左轉(zhuǎn)彎剎車，右轉(zhuǎn)彎剎車，緊急剎車，左轉(zhuǎn)彎緊急剎車，右轉(zhuǎn)彎緊急剎車和停靠。下圖是每個P3口對應(yīng)的相應(yīng)的操作。本次設(shè)計根據(jù)的是P3口的低五位，根據(jù)讀出的數(shù)據(jù)來觀察發(fā)光二極管的反映。圖3.5為汽車轉(zhuǎn)換信號燈狀態(tài)圖。</p><p>　　圖3.5 汽車轉(zhuǎn)換信號燈狀態(tài)圖</p><p>　　3.3 生成代碼調(diào)試</p><p>　　這個階段主要完成的工作包括

78、：代碼編程，交叉編譯和鏈接、交叉調(diào)試和測試等。根據(jù)硬件的選擇，電路的搭接進行軟件的設(shè)計和變成。嵌入式軟件的編寫和開發(fā)調(diào)試主要流程：編寫一次交叉編譯－交叉鏈接－下載和調(diào)試。程序設(shè)計完成編碼，利用建立的交叉編譯環(huán)境生成OBJ文件，將這些OBJ文件按照目標機的要求鏈接成合適的映象文件。如果使用嵌入式操作系統(tǒng)，還需要編譯、鏈接操作系統(tǒng)的內(nèi)核代碼，做成一個內(nèi)核包，最后通過重新定位機制和下載的過程。最后是系統(tǒng)的調(diào)試和測試。</p>&

79、lt;p>　　第四章 汽車轉(zhuǎn)變信號燈仿真實現(xiàn)</p><p>　　4.1 系統(tǒng)仿真過程</p><p>　　本例模擬汽車在駕駛中的左轉(zhuǎn)彎、右轉(zhuǎn)彎、剎車、閉合緊急開關(guān)、?？康炔僮?。在左轉(zhuǎn)彎或右轉(zhuǎn)彎時，通過轉(zhuǎn)彎操作桿使在左轉(zhuǎn)彎或右轉(zhuǎn)彎開關(guān)合上，從而使左頭信號燈、儀表板的左轉(zhuǎn)彎信號燈，左尾信號燈或右頭信號燈、儀表板的右轉(zhuǎn)彎信號燈、右尾信號燈閃爍；閉合緊急開關(guān)時，以上6個信號燈全部閃爍；

80、汽車剎車時，左，右兩個尾燈信號燈點亮；若正當轉(zhuǎn)彎時剎車，則轉(zhuǎn)彎時原閃爍的信號燈繼續(xù)閃爍，同時另一個尾燈信號燈同時點亮，以上閃爍的信號燈以1Hz頻率慢速閃爍。任何在下表中未出現(xiàn)的組合，都將出現(xiàn)故障指示燈閃爍，閃爍頻率為10Hz[9]。</p><p>　　在各種模擬駕駛開關(guān)操作時，我們了解此次設(shè)計的各種模擬開關(guān)的操作時，各個信號燈是怎么樣的反映的，根據(jù)設(shè)計要求我們得出了一個表。表4.1為汽車轉(zhuǎn)換信號燈狀態(tài)表。<

81、;/p><p>　　表4.1 汽車轉(zhuǎn)換信號燈狀態(tài)表</p><p>　　我們需要讓proteus與 keil聯(lián)調(diào)，根據(jù)此次設(shè)計對硬件的要求，我們對需要的元件進行分析，確定以下元件，以下是各個所需要器件列表。安裝采用Proteus，我們在熟悉了Proteus軟件之后，我們開始運用Proteus軟件，在Proteus軟件中畫出我們所需要的元件。，來對整個設(shè)計進行運行。表4.2為系統(tǒng)原件表。<

82、;/p><p>　　表4.2 系統(tǒng)原件表</p><p>　　打開Proteus編譯環(huán)境，按照表4.2添加元件。元件全部添加后，在Proteus ISIS的編輯區(qū)域中接著連接硬件電路。采用分支結(jié)構(gòu)編寫程序，對于不同的開關(guān)狀態(tài)，為其分配相應(yīng)的入口，從而對不同的開關(guān)狀態(tài)作出響應(yīng)。我們選取與keil進行聯(lián)調(diào)。</p><p>　　安裝Keil進行聯(lián)調(diào)。Keil IDE集成開

83、發(fā)環(huán)境是用于開發(fā)基于89C51內(nèi)核單片機的軟件。也是我們此次設(shè)計的主要的工具之一[16]。該開發(fā)平臺內(nèi)嵌多種符合當前工業(yè)標準的開發(fā)工具，可以完成從工程建立和管理、編譯、連接、目標代碼的生成、軟件仿真、硬件仿真等完整的開發(fā)流程。其C編譯工具在產(chǎn)生代碼的準確性和效率方面達到了較高的水平，而且可以附加靈活的控制選項，這些特點在發(fā)開大型項目時非常理想。由于Keil本身是一純軟件的東西，不能直接完成硬件仿真的功能，因此必須掛接類似TKS系列仿真器

84、的硬件才可以進行仿真。 </p><p>　　Keil是用來寫C代碼的.在KEIL里面寫好的C代碼,可以直接與PROTEUS聯(lián)機進行調(diào)試[10],而不必管匯編代碼是怎么樣的。keil在軟件防真時，你只能看到數(shù)據(jù)的變化，而用PROTUES則可以很直觀的看到真實的硬件上的運行情況，所以更方便你調(diào)試。在PROTEUS只需畫好電路圖,不用加載HEX文件,在KEIL里面寫好C代碼后,就可以直接調(diào)試了。</

85、p><p>　　經(jīng)過Keil軟件編譯通過后，可利用Proteus軟件進行仿真[11]，在Proteus編譯環(huán)境中繪制仿真電路圖，或者打開原理圖，將編譯好的文件載入AT89C51，啟動仿真。</p><p>　　在控制系統(tǒng)硬件，軟件分別通過調(diào)試以后，進行了汽車轉(zhuǎn)換信號燈仿真的軟、硬件聯(lián)機調(diào)試和試驗。軟件調(diào)試就是程序模塊編寫完成之后，通過匯編編譯后，在開發(fā)系統(tǒng)上進行調(diào)試。調(diào)試時應(yīng)分別調(diào)試各模塊子程

86、序。調(diào)試通過后，在調(diào)試其他的。最后調(diào)試主程序，并將各個部分進行聯(lián)條。當硬件，軟件調(diào)試完成后，就要進行全系統(tǒng)的軟，硬件調(diào)試了。</p><p>　　硬件調(diào)試時先檢查發(fā)光二極管的點亮的狀況，若亮度不理想，可以調(diào)整電阻大小，一般情況下取200歐姆電阻即可獲得滿意的點亮效果。</p><p>　　4.2汽車轉(zhuǎn)變信號燈的仿真結(jié)果</p><p>　　狀態(tài)一：當P3.0=0，也

87、就是按下剎車開關(guān)，只有左尾燈、右尾燈亮。圖4.1為剎車狀態(tài)圖。</p><p>　　圖4.1 剎車狀態(tài)圖 </p><p>　　狀態(tài)二：當P3.1=0，也就是按下緊急開關(guān)，所有燈一直閃爍。圖4.2為緊急狀態(tài)圖。</p><p>　　圖4.2 緊急狀態(tài)圖</p><p>　　狀態(tài)三：當P3.2=0時，也就是按下?？块_關(guān)。左轉(zhuǎn)彎燈，右轉(zhuǎn)彎燈滅

88、。左頭燈、右頭燈、左尾燈、右尾燈一直閃爍。圖4.3為?？繝顟B(tài)圖。</p><p>　　圖4.3 停靠狀態(tài)圖</p><p>　　狀態(tài)四：P3.3=0時，也就是按下左轉(zhuǎn)開關(guān)。右頭燈、右轉(zhuǎn)彎燈、右尾燈滅。左頭燈、左轉(zhuǎn)彎燈、左尾燈一直閃爍。圖4.4為左轉(zhuǎn)狀態(tài)圖。</p><p>　　圖4.4 左轉(zhuǎn)狀態(tài)圖</p><p>　　狀態(tài)五：P3.4=0

89、時，也就是按下右轉(zhuǎn)開關(guān)。左頭燈、左轉(zhuǎn)彎燈、左尾燈滅。右頭燈、右轉(zhuǎn)彎燈、右尾燈一直閃爍。圖4.5是右轉(zhuǎn)狀態(tài)圖。</p><p>　　圖4.5 右轉(zhuǎn)狀態(tài)圖</p><p>　　狀態(tài)六：P3.0=P3.3=0，同時按下左轉(zhuǎn)彎、剎車開關(guān)。右尾燈常亮，左頭燈，</p><p>　　左轉(zhuǎn)彎燈，左尾燈一直閃爍。圖4.6為左轉(zhuǎn)剎車狀態(tài)圖。同理當P3.0=P3.4=0時，同時按下右

90、轉(zhuǎn)彎、剎車分支。左尾燈常亮。右頭燈、右轉(zhuǎn)彎燈、右尾燈一直閃爍。</p><p>　　圖4.6 左轉(zhuǎn)剎車狀態(tài)圖</p><p>　　狀態(tài)七：當P3.0=P3.1=0時，也就是按下緊急剎車開關(guān)。左頭燈，右頭燈，左轉(zhuǎn)彎燈，右轉(zhuǎn)彎燈一直閃爍。左尾燈，右尾燈常亮。圖4.7為緊急剎車狀態(tài)圖。</p><p>　　圖4.7 緊急剎車狀態(tài)圖</p><p&g

91、t;　　狀態(tài)八：當P3.0=P3.1=P3.3=0時，同時按下左轉(zhuǎn)彎、緊急、剎車開關(guān)。左頭燈、右頭燈、左轉(zhuǎn)彎燈、右轉(zhuǎn)彎燈、左尾燈一直閃爍。右尾燈常亮。圖4.8為緊急剎車左轉(zhuǎn)彎狀態(tài)圖。同理當P3.0=P3.1=P3.4=0時，也就是同時按下右轉(zhuǎn)彎、緊急、剎車開關(guān)。左頭燈、右頭燈、左轉(zhuǎn)彎燈，右轉(zhuǎn)彎燈、右尾燈一直閃爍。左尾燈常亮。</p><p>　　圖4.8 緊急剎車左轉(zhuǎn)彎狀態(tài)圖</p><p&

92、gt;　　第五章 結(jié)論與展望</p><p>　　我國是世界上最大的發(fā)展中國家，社會發(fā)展整體水平不高，以單片機應(yīng)用為主的嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用前景十分廣闊。開發(fā)新一代的單片機實驗教學系統(tǒng)，培養(yǎng)富有創(chuàng)新精神和實際開發(fā)經(jīng)驗的高素質(zhì)單片機開發(fā)人才具有重大的現(xiàn)實意義。目前單片機汽車轉(zhuǎn)換信號燈已經(jīng)進入另一個新的階段。朝著更簡潔，更準確，更方便的方向走。本課題對基于Proteus的汽車轉(zhuǎn)換信號燈仿真進行研究，實現(xiàn)了各類不同系統(tǒng)

93、的仿真，獲得了較好的準確性能，為以后的交通狀況作出了貢獻，完成了一項有意義的工作。本文對汽車轉(zhuǎn)換信號燈進行了一定的研究和探討，但鑒于作者的水平有限，本文所做的工作只能是初步的，但作者也在這一次的信號燈設(shè)計中也獲益不少，對硬件知識也有了更深一步的了解。本人以為，本系統(tǒng)還需要在以下幾個方面進行更深入的研究和探討:</p><p>　　(1)進一步深入研究基于Proteus的單片機的仿真問題。</p>&

94、lt;p>　　(2)研究其它信號燈轉(zhuǎn)換的仿真問題。</p><p>　　(3)由于條件所限，本設(shè)計并未測試多個嵌入式系統(tǒng)與主機同時連時的情況，在此情況下的可靠性還需進一步的驗證。通過前期仿真縮短了開發(fā)周期，降低了開發(fā)成本，達到事半功倍之成效。</p><p>　　由于時間比較緊張，本實驗系統(tǒng)尚存在一些不足之處?？傮w來說，本實驗系統(tǒng)達到了預(yù)期的效果，相信經(jīng)過進一步完善后定能對我們實際操

95、作技能、創(chuàng)造能力、和創(chuàng)新精神的培養(yǎng)起到更加積極的推動作用。最后，筆者認為自己還需在諸多方面繼續(xù)學習和鉆研，同時，通過這業(yè)設(shè)計，使得筆者在分析問題、解決問題的能力得到了很大的提高，將對筆者將來的學習和生活產(chǎn)生重要而深遠的影響。</p><p>　　嵌入式應(yīng)用于汽車后，可使得汽車的有關(guān)系統(tǒng)在各種情況下都處在最佳的工作狀態(tài)，各項受控制指標也能獲得較大的改善，是任何機械控制系統(tǒng)都難以達到的。近年來中國汽車行業(yè)的迅速發(fā)展合

96、汽車的電子價值迅速提高，為我國作出的巨大的貢獻。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1]張松.余波.尹春紅. MCS—51單片機原理及應(yīng)用開發(fā)技術(shù)[M].北京：北京鐵道出版社，2006. </p><p>　　[2] 何立民.MCS—51系列單片機應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計系統(tǒng)配置與接口技術(shù)[M].北京：北京航空航天大學出版

97、社，1999. </p><p>　　[3] 胡學海.單片機原理及應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計[M].北京：北京電子工業(yè)出版社，2005. </p><p>　　[4] 韓志軍.單片機應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計入門向?qū)c設(shè)計實例[M].北京：機械工業(yè)出版社，2005. </p><p>　　[5] 周潤景.張麗娜.基于Proteus的電路及單片機系統(tǒng)設(shè)計與仿真.北京：北京航空航天大學出版社，20

98、06.</p><p>　　[6] 李巖.榮盤祥.嵌入式系統(tǒng)原理及應(yīng)用[M]．北京：清華大學出版社，2005.</p><p>　　[7] 劉偉.盧洪武．Proteus在電子實驗教學中的應(yīng)用研究.山東師范大學，2008.</p><p>　　[8] 侯俊欽.吳小培.楊一軍．Proteus在電子線路實物模型仿真中的應(yīng)用電腦知識與技術(shù)(學術(shù)交流) ，2007.</

99、p><p>　　[9] 周潤景．Proteus在MCS-5&ARM7系統(tǒng)中的應(yīng)用百例[M]．北京：電子工業(yè)出版社，2006.</p><p>　　[10] 馬剛.李向倉．用Proteus與Keil整合構(gòu)建單片機虛擬仿真平臺[J]．現(xiàn)代電子技術(shù)，2006.</p><p>　　[11] 寧成軍.張江霞．基于Proteus和Keil接口的單片機外圍硬件電路仿真．現(xiàn)代

100、電子技術(shù)，2006.</p><p>　　[12] 高啟明．Proteus仿真軟件在構(gòu)建單片機實驗室中的應(yīng)用 ．西安航空技術(shù)高等?？茖W校學報，2008.</p><p>　　[13] 胡漢才．單片機原理及其接口技術(shù)[第2版]．北京：清華大學出版社，2004.</p><p>　　[14] 吳金戌．8051 單片機實踐與應(yīng)用[M]．北京：清華大學出版社，20

101、02.</p><p>　　[15] 付家才．單片機控制工程實踐技術(shù)[M]．北京：化學工業(yè)出版社，2004.</p><p>　　[16] 房惠龍. 羅錦宏．基于Proteus的單片機實驗平臺的創(chuàng)建．常州信息職業(yè)技術(shù)學院學報.2007年 第06期報.</p><p>　　[17] 周靈彬.張靖武．單片機應(yīng)用產(chǎn)品的PROTEUS設(shè)計與仿真.今日電子.2008

102、年 第01期報.</p><p>　　[18] 李朝青．單片機原理及接口技術(shù)[M]．北京：北京航空航天大學出版社.1994.</p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　本課題的研究，從選題、確立研究方案到研究的進程、論文的寫作，整個過程都得到了導師王君老師的悉心指教，不僅在研究工作方面獲益良多，而且在做人、做學問方面也獲益

103、非淺。在此深表謝意。 王老師治學嚴謹、學識淵博、平易近人，工作執(zhí)著，讓我受益終生。</p><p>　　特別感謝在我寫論文期間給予我?guī)椭完P(guān)心的眾多領(lǐng)導、學者及同學。在此，感謝王君老師對我的關(guān)懷和照顧，給予了我很多教學實踐的機會，感謝同學們在學習中、生活上、論文資料收集和論文寫作期間給予我的幫助!感謝王君對我的無微不至的關(guān)心和對我論文寫作的大力支持。我深表感謝，畢生難忘。</p><p>