毕设帮助、开题指导、技术解答(有偿)见文未

目录

摘  要

主控芯片方案

一、硬件方案

二、设计功能

三、实物图

四、原理图

五、程序源码

资料包括：

需要完整的资料可以点击下面的名片加下我，找我要资源压缩包的百度网盘下载地址及提取码。

---

摘  要

本论文主要设计研究单片机的汽车大灯控制系统，其主要特点是以STC12C5A60S2单片机为核心，实现新福克斯前照灯智能控制，该模块可以控制汽车前照灯自动打开和关闭、转向随动和伴我回家等功能。本文对每个模块逐一进行了研究，并对各种方案进行了全面的分析和论证，全面详细地论述了硬件电路的设计流程。对本设计中光线感应模块、舵机工作原理及功能进行了详细的说明。另外还介绍了51单片机软编写的流程：流程图编写的方法，以及开发环境Keil的使用介绍，下载软件的操作方法。最后介绍了电子电路的基本调试步骤和调试中的注意事项，并演示了实物的操作。

关键词：51单片机；光线感应；自动大灯；随动转向

主控芯片方案

主控芯片是一个系统的控制工作中心，它是整个系统最核心的部分。故在选择主控芯片时要综合各方面的条件、资源，有以下两种方案并进行优劣比较。

方案一：AT89C51是美国ATMEL公司生产的低电压、高性能CMOS型8位单片机，器件采用ATMEL公司的非易失性存储、高密度技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，片内置通用8位CPU和FLASH存储单元，功能强大。其片内FLASH工艺的4K程序存储器让用户可以瞬间擦除、改写，一般专为ATMEL AT89xx做的编程器均带有这些功能。这种单片机对开发设备的要求很低，开发时间也大大缩短。写入单片机内的程序还可以进行加密，这又可以很好地保护我们的劳动成果。再者，AT89C51目前的售价比8031还低，市场供应也很充足。AT89C51可构成真正的单片机最小应用系统，缩小系统体积，增加系统的可靠性，降低系统的成本。只要程序长度小于4K，四个I/O口全部提供给用户。可用5V电压供电编程，而且擦写时间仅需l0ms。AT89C51芯片提供三级程序存储器加密，提供了方便灵活而可靠的加密手段，能完全保证程序或系统不被仿制。P0口是三态双向口，通称数据总线口，因为只有该口能直接用于对外部存储器的读/写操作。

方案二：STC12C5A60S2单片机的指令系统和AT89C51系列的完全兼容，但实际操作起来却存在很大不同：

AT89C51不带ISP下载，要用下载器才行，STC12C5A60S2可以用自己的USB转串口下载，下载软件可以到STC厂家网站上下载。

STC单片机执行指令的速度很快，大约是AT的3~30倍。再者，既然执行速度快了，那么那些非定时器控制的精确延时肯定要受影响，用STC时注意得加长延时，大约是AT的10~30倍。

STC单片机对工作环境的要求比较低，电压低于5伏时仍然正常工作，甚至3到4伏之间都还可以工作，这点STC明显优于AT，所以当一个系统用STC单片机好用，但用AT单片机不工作时，直接查最小系统，看单片机的供电是否正常即可[2]。

比较这两种方案，由于在学校期间学过数字电路、STC单片机工作原理、C语言程序设计，综合考虑单片机各部分资源和作为学生能够获得的资源，我选择用STC系列芯片完成，且学校也提供了相应的硬件操作平台，操作方便，故STC单片机为更合理的选择。

一、硬件方案

硬件组成：本系统采用STC12C5A60S2单片机+最小系统+光线检测模块+方向检测电路+舵机驱动模块+LED大灯驱动模块+按键模块+电源模块。

二、设计功能

1、本设计基于STC12C5A60S2单片机，STC89C51/52（与AT89S51/52、AT89C51/52通用）。

2、模式切换功能: 通过按键切换日间模式和夜间模式。

3、自动感应大灯功能: 在日间模式时，用手遮挡光线传感器时,前照灯点亮;当手拿开、光线较强时，前照灯关闭。

4、自动远/近光切换功能: 在夜间模式时,远光检测模块能自动感应对向车辆，会车时自动将远光切换为近光，会车结束后自动切换回远光。手动远/
近光切换功能:在夜间模式时，可通过按键切换大灯远/近光。

5、大灯随动转向功能: 在夜间模式时,大灯照射方向能够随着行车方向的变化而变化。

6、伴我回家功能: 当车辆熄火后(向下拨动锁车开关)，大灯点亮一段时间后再自动关闭,方便人员行走看路。

 

三、实物图

单片机模块设计

单片微型计算机是随着微型计算机的发展而产生和发展的。自从1975 年美国德克萨斯仪器公司的第一台单片微型计算机（ 简称单片机）TMS-1000 问世以来，迄今为止，单片机技术已成为计算机技术的一个独特分支，单片机的应用领域也越来越广泛，特别是在工业控制中经常遇到对某些物理量进行定时采样与控制的问题，在仪器仪表智能化中也扮演着极其重要的角色。

如果将8位单片机的推出作为起点，那么单片机的发展历史大致可以分为以下几个阶段：

第一阶段（1976—1978）：单片机的探索阶段。以Intel公司的MCS-48为代表。MCS-48的推出是在工控领域的探索，参与这一探索的公司还有Motorola、Zilog等。都取得了满意的效果。这就是SCM的诞生年代，“单片机”一词即由此而来。

第二阶段（1978—1982）：单片机的完善阶段。Intel公司在MCS-48基础上推出了完善的、典型的单片机系列MCS-51。它在以下几个方面奠定了典型的通用总线型单片机体系结构。

（1）完善的外部总线。MCS-51设置了经典的8位单片机的总线结构，包括8位数据总线、16位地址总线、控制总线及具有多机通信功能的串行通信接口。

（2）CPU外围功能单元的集中管理模式。

（3）体现工控特性的地址空间及位操作方式。

（4）指令系统趋于丰富和完善，并且增加了许多突出控制功能的指令。

第三阶段（1982—1990）：8位单片机的巩固发展及16位单片机的推出阶段，也是单片机向微控制器发展的阶段。Intel公司推出的MCS-96系列单片机，将一些用于测控系统的模数转换器、程序运行监视器、脉宽调制器等纳入片中，体现了单片机的微控制器特征。

第四阶段（1990—）：微控制器的全面发展阶段。随着单片机在各个领域全面、深入地发展和应用，出现了高速、大寻址范围、强运算能力的8位/16位/32位通用型单片机，以及小型廉价的专用型单片机。

单片机是在集成电路芯片上集成了各种元件的微型计算机，这些元件包括中央处理器CPU、数据存储器RAM、程序存储器ROM、定时/计数器、中断系统、时钟部件的集成和I/O接口电路。由于单片机具有体积小、价格低、可靠性高、开发应用方便等特点，因此在现代电子技术和工业领域应用较为广泛，在智能仪表中单片机是应用最多、最活跃的领域之一。在控制领域中,现如今人们更注意计算机的底成本、小体积、运行的可靠性和控制的灵活性。在各类仪器、仪表中引入单片机，使仪器仪表智能化，提高测试的自动化程度和精度，提高计算机的运算速度，简化仪器仪表的硬件结构，提高其性能价格比。

单片机引脚介绍

单片机主要特点：

（1）有优异的性能价格比。

（2）集成度高、体积小、有很高的可靠性。单片机把各功能部件集成在一块芯片上，内部采用总线结构，减少了各芯片之间的连线，大大提高了单片机的可靠性和抗干扰能力。另外，其体积小，对于强磁场环境易于采取屏蔽措施，适合在恶劣环境下工作。

（3）控制功能强。为了满足工业控制的要求，一般单片机的指令系统中均有极丰富的转移指令、I/O口的逻辑操作以及位处理功能。单片机的逻辑控制功能及运行速度均高于同一档次的微机。

（4）低功耗、低电压，便于生产便携式产品。

（5）外部总线增加了I2C（Inter-Integrated Circuit）及SPI(Serial Peripheral Interface)等串行总线方式，进一步缩小了体积，简化了结构。

（6）单片机的系统扩展和系统配置较典型、规范，容易构成各种规模的应用系统。

优异的性能价格比。

1）集成度高、体积小、有很高的可靠性。

单片机把各功能部件集成在一块芯片上，内部采用总线结构，减少了各芯片之间的连线，大大提高了单片机的可靠性与抗干扰能力。另外，其体积小，对于强磁场环境易于采取屏蔽措施，适合于在恶劣环境下工作。

此外，程序多采取固化形式也可以提高可靠性。

2）控制功能强。

为了满足工业控制要求，一般单片机的指令系统中均有极丰富的转移指令、I/O口的逻辑操作以及位处理功能。单片机的逻辑控制功能及运行速度均高于同一档次的微机。

单片机的系统扩展、系统配置较典型、规范，容易构成各种规模的应用系统。

   VCC：STC89C52电源正端输入，接+5V。

GND：电源地端。

XTAL1:  单芯片系统时钟的反相放大器输入端。

XTAL2： 系统时钟的反相放大器输出端，一般在设计上只要在 XTAL1 和 XTAL2 上接上一只石英振荡晶体系统就可以动作了，此外可以在两引脚与地之间加入一 20PF 的小电容，可以使系统更稳定，避免噪声干扰而死机。

RESET：STC89C52的重置引脚，高电平动作，当要对晶片重置时，只要对此引脚电平提升至高电平并保持两个机器周期以上的时间，AT89S51便能完成系统重置的各项动作，使得内部特殊功能寄存器之内容均被设成已知状态，并且至地址0000H处开始读入程序代码而执行程序。

EA/Vpp："EA"为英文"External Access"的缩写，表示存取外部程序代码之意，低电平动作，也就是说当此引脚接低电平后，系统会取用外部的程序代码（存于外部EPROM中）来执行程序。因此在8031及8032中，EA引脚必须接低电平，因为其内部无程序存储器空间。如果是使用 8751 内部程序空间时，此引脚要接成高电平。此外，在将程序代码烧录至8751内部EPROM时，可以利用此引脚来输入21V的烧录高压（Vpp）。

ALE/PROG：ALE是英文"Address Latch Enable"的缩写，表示地址锁存器启用信号。STC89C52可以利用这支引脚来触发外部的8位锁存器（如74LS373），将端口0的地址总线（A0～A7）锁进锁存器中，因为STC89C52是以多工的方式送出地址及数据。平时在程序执行时ALE引脚的输出频率约是系统工作频率的1/6，因此可以用来驱动其他周边晶片的时基输入。此外在烧录8751程序代码时，此引脚会被当成程序规划的特殊功能来使用。

PSEN：此为"Program Store Enable"的缩写，其意为程序储存启用，当8051被设成为读取外部程序代码工作模式时（EA=0），会送出此信号以便取得程序代码，通常这支脚是接到EPROM的OE脚。STC89C52可以利用PSEN及RD引脚分别启用存在外部的RAM与EPROM，使得数据存储器与程序存储器可以合并在一起而共用64K的定址范围。

PORT0（P0.0～P0.7）：端口0是一个8位宽的开路汲极（Open Drain）双向输出入端口，共有8个位，P0.0表示位0，P0.1表示位1，依此类推。其他三个I/O端口（P1、P2、P3）则不具有此电路组态，而是内部有一提升电路，P0在当做I/O用时可以推动8个LS的TTL负载。

PORT2（P2.0～P2.7）：端口2是具有内部提升电路的双向I/O端口，每一个引脚可以推动4个LS的TTL负载，若将端口2的输出设为高电平时，此端口便能当成输入端口来使用。P2除了当做一般I/O端口使用外，若是在STC89C52扩充外接程序存储器或数据存储器时，也提供地址总线的高字节A8～A15，这个时候P2便不能当做I/O来使用了。

PORT1（P1.0～P1.7）：端口1也是具有内部提升电路的双向I/O端口，其输出缓冲器可以推动4个LS TTL负载，同样地若将端口1的输出设为高电平，便是由此端口来输入数据。如果是使用8052或是8032的话，P1.0又当做定时器2的外部脉冲输入脚，而P1.1可以有T2EX功能，可以做外部中断输入的触发脚位。

PORT3（P3.0～P3.7）：端口3也具有内部提升电路的双向I/O端口，其输出缓冲器可以推动4个TTL负载，同时还多工具有其他的额外特殊功能，包括串行通信、外部中断控制、计时计数控制及外部数据存储器内容的读取或写入控制等功能。

四、原理图

在本设计做的过程中，硬件和软件方面都遇到了许多问题，但是相比于软件，在硬件方面还是比较快解决的方面，因为硬件是比较容易检查出来错误的，软件比较晦涩难懂，还是有一定难度。
在硬件调试问题上，首先焊接好了元器件实物板后，先用万用表测量这个工业板子的电源方面，电源方面是最重要的问题，应该是特别需要检查的地方，以防止电源的短路和正负极的错误。然后在仔细检查电路的连接是否有问题，或者有没有虚焊或者没有焊接到的地方，然后核对一下元器件的安装是否有问题，安装上去是否符合规定，由于已经是大学四年都是做过了很多实训过来了，对于这些还是游刃有余的，但是在上机调试后还是发现了很多的问题。

五、程序源码

Keil C51是美国Keil Software公司出品的51系列兼容单片机C语言软件开发系统，与汇编相比，C语言在功能上、结构性、可读性、可维护性上有明显的优势，因而易学易用。Keil提供了包括C编译器、宏汇编、链接器、库管理和一个功能强大的仿真调试器等在内的完整开发方案，通过一个集成开发环境（μVision）将这些部分组合在一起。运行Keil软件需要WIN98、NT、WIN2000、WINXP等操作系统。如果你使用C语言编程，那么Keil几乎就是你的不二之选，即使不使用C语言而仅用汇编语言编程，其方便易用的集成环境、强大的软件仿真调试工具也会令你事半功倍。

 

资料包括：

需要完整的资料可以点击下面的名片加下我，找我要资源压缩包的百度网盘下载地址及提取码。