汽車找明燈模擬控制主講教師：李曉艷《汽車單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)》汽車智能技術(shù)專業(yè)教學(xué)資源庫(kù)1、了解汽車的照明系統(tǒng)；2、掌握Keil軟件的使用；3、掌握發(fā)光二極管工作原理。知識(shí)目標(biāo)1、會(huì)使用Keil軟件進(jìn)行程序調(diào)試；2、會(huì)使用LED發(fā)光二極管；3、能利用單片機(jī)對(duì)發(fā)光二極管進(jìn)行控制；4、能用單片機(jī)設(shè)計(jì)汽車照明燈模擬控制電路和程序。能力目標(biāo)學(xué)習(xí)目標(biāo)任務(wù)初步訓(xùn)練用單片機(jī)控制LED燈模擬汽車的照明燈。強(qiáng)化訓(xùn)練用8個(gè)開關(guān)控制8個(gè)汽車照明燈模擬控制。學(xué)習(xí)任務(wù)任務(wù)相關(guān)知識(shí)

1、汽車照明設(shè)備介紹汽車上裝有各種照明設(shè)備，且分為外部照明和內(nèi)部照明。前照燈、霧燈、示寬燈、牌照燈等是常用的外部照明裝置；頂燈、儀表燈、車門燈、閱讀燈等是最常用的內(nèi)部照明裝置。前照燈與其它燈相比具有特殊結(jié)構(gòu)和功能。此外軍車上還裝有特殊用途的防空燈。任務(wù)相關(guān)知識(shí)（1）前照燈前照燈又叫前大燈，是汽車上的主要照明設(shè)備。前照燈分為二燈制和四燈制。二燈制前照燈每端一只對(duì)稱地安裝在汽車前兩端，每只前照燈提供遠(yuǎn)光和近光；四燈制前照燈每端兩只成對(duì)地對(duì)稱安裝在汽車前兩端，每對(duì)前照燈中，一只提供遠(yuǎn)光，另一只提供近光或近、遠(yuǎn)光。前照燈按安裝方式分內(nèi)裝式（ND）和外裝式（WD）；按其燈光組型式分半封閉式和封閉式（F）；按其形狀分圓形、矩形和特殊形狀。半封閉式前照燈的配光鏡靠卷曲反射鏡邊緣上的牙齒而緊固在反射鏡上，兩者之間墊有橡膠密封圈，燈泡從反射鏡后端裝入。當(dāng)需要更換損壞的配光鏡時(shí)，應(yīng)撬開反射鏡外緣的牙齒，安上新的配光鏡后，再將牙齒彎回壓緊。封閉式前照燈俗稱真空燈。其反射鏡和配光鏡玻璃制成一體，形成燈泡，里面充以惰性氣體。燈絲直接焊在反射鏡底座上，反射鏡的反射面經(jīng)真空鍍鋁。這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是可以完全避免反射鏡被污染以及遭受大氣的影響。其缺點(diǎn)是當(dāng)燈絲燒壞后，需要更換整個(gè)總成。任務(wù)相關(guān)知識(shí)（2）霧燈霧燈是在有霧、下雪、暴雨或塵埃彌漫時(shí)為有效照明道路和提供信號(hào)而設(shè)置的燈具，結(jié)構(gòu)與前照燈相似，采用單絲燈泡，每車一只或兩只，安裝位置比前照燈稍低，一般離地面約50cm左右，射出的光線傾斜度大，光色為黃色（黃色光波較長(zhǎng)，透霧性能好）或白色。霧燈有前后之分，后霧燈開關(guān)一般受前霧燈開關(guān)控制。任務(wù)相關(guān)知識(shí)（3）防空燈防空燈是燈光管制時(shí)使用的燈具，在軍用汽車上有特殊要求。有的車輛將霧燈與防空燈合為一體，配光鏡前有遮光罩，開啟此罩作為霧燈使用，落下此罩作為防空燈使用（如北京BJ2020型汽車的霧燈和防空燈）。在東風(fēng)EQ2102N/G型軍用汽車上，前防空燈為外裝式，安裝在汽車前保險(xiǎn)杠上的右邊，或者保險(xiǎn)杠右邊的方孔中。前防空燈發(fā)光面不是燈光配光鏡整個(gè)表面，而是用罩蓋將配光鏡全部罩住只露出一個(gè)水平長(zhǎng)方孔（發(fā)白光）。在其下方對(duì)稱露出兩個(gè)直角梯形孔并且嵌入濾色片（發(fā)綠光）。還用鴨舌帽沿遮住射向天上的光。后防空燈也是外裝式，將防空制動(dòng)燈和防空后位燈組合在一起，安裝在汽車右部尾燈支架上。后防空燈殼體內(nèi)裝有兩個(gè)信號(hào)燈，中間用不透明的隔板隔開，每一格內(nèi)裝有燈座和燈泡，用緊固件將配光鏡固定在燈的殼體上，用罩蓋將配光鏡罩住，上半圓部分露出一個(gè)梯形透光孔，組成防空制動(dòng)燈。下半圓部分露出水平一排四個(gè)梯形透光孔，組成防空后位燈，防空制動(dòng)燈和防空后位燈均發(fā)紅光。任務(wù)相關(guān)知識(shí)（4）牌照燈和倒車燈牌照燈是用來照亮汽車后牌照的燈具，發(fā)光為白色。牌照燈由控制停車燈和前照燈電路的開關(guān)控制。當(dāng)其中的一個(gè)電路接通，牌照燈即亮，通常采用電流為700mA，發(fā)光強(qiáng)度為4cd的燈泡。（5）倒車燈倒車燈是汽車倒車時(shí)，為觀察后方障礙物和指示倒車信號(hào)而設(shè)置的燈具，安裝于變速器上的倒檔開關(guān)控制。一般設(shè)兩只倒車燈，但也有設(shè)單個(gè)倒車燈的，如南京依維柯NJ2045型汽車的倒車燈（位于右后）。任務(wù)相關(guān)知識(shí)（6）內(nèi)部照明燈汽車內(nèi)部照明燈包括儀表燈、頂燈、指示燈、警報(bào)燈、閱讀燈和工作燈等。1）儀表燈裝在復(fù)合儀表板的玻璃罩內(nèi)，用來照明儀表。儀表燈開關(guān)裝在車燈開關(guān)內(nèi)，即打開大燈或前小燈，儀表燈即處于工作狀態(tài)。2）頂燈裝在駕駛室頂部，作為內(nèi)部照明。3）指示燈和警報(bào)燈用以指示汽車某些系統(tǒng)或部件的工作狀況，包括轉(zhuǎn)向指示燈、遠(yuǎn)光指示燈以及充電指示燈、機(jī)油壓力警報(bào)燈等，均裝在儀表板上。4）閱讀燈在閱讀書報(bào)時(shí)照明用。5）光纖照明在只需要微弱光線且不便安裝燈泡的地方如儀表表面、煙灰盒、門鎖孔等處。往往采用光纖照明。光纖照明是一種遠(yuǎn)距離傳輸光線的裝置，它以普通車用燈泡為光源，讓光線通過光導(dǎo)纖維傳到末端，發(fā)出微光，照亮一定范圍。光纜可以任意彎曲或扭轉(zhuǎn)，而不影響光線的傳輸，并且增加光導(dǎo)纖維的數(shù)量就可以增加光纜輸出端的亮度，故在無法安裝燈泡的地方巳得到廣泛應(yīng)用。任務(wù)相關(guān)知識(shí)（7）其他輔助用燈如工具箱燈、發(fā)動(dòng)機(jī)罩下工作燈。為了掛車照明，在汽車后端備有掛車燈的插座。此外，還有倒車燈，供夜間倒車時(shí)照明車后路面用。任務(wù)相關(guān)知識(shí)發(fā)光二極管簡(jiǎn)稱為L(zhǎng)ED。是一種把電能轉(zhuǎn)換成光能的半導(dǎo)體器件。它由PN結(jié)組成，在正向偏置的條件下導(dǎo)通，會(huì)發(fā)射出一定波長(zhǎng)的光。發(fā)光二極管所含物質(zhì)不同，發(fā)射的光的波長(zhǎng)不同，從而發(fā)出不同的顏色。發(fā)光二極管一般由含鎵(Ga)、砷(As)、磷(P)、氮(N)等的化合物制成。LED被稱為第四代照明光源或綠色光源，具有節(jié)能、環(huán)保、壽命長(zhǎng)、體積小等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于各種指示、顯示、裝飾、背光源、普通照明和城市夜景等領(lǐng)域。根據(jù)使用功能的不同，可以將其劃分為信息顯示、信號(hào)燈、車用燈具、液晶屏背光源、通用照明五大類。2、LED發(fā)光二極管介紹任務(wù)相關(guān)知識(shí)發(fā)光二極管可以直接把電能轉(zhuǎn)化為光能。LED的心臟是一個(gè)半導(dǎo)體的晶片，晶片的一端附著在一個(gè)支架上，是負(fù)極，另一端連接電源的正極，整個(gè)晶片被環(huán)氧樹脂封裝起來。半導(dǎo)體晶片由兩部分組成，一部分是P型半導(dǎo)體，在它里面空穴占主導(dǎo)地位，另一端是N型半導(dǎo)體，在這邊主要是電子。這兩種半導(dǎo)體連接起來的時(shí)候，它們之間就形成一個(gè)“P-N結(jié)”。當(dāng)電流通過導(dǎo)線作用于這個(gè)晶片的時(shí)候，電子就會(huì)被推向P區(qū)，在P區(qū)里電子跟空穴復(fù)合，然后就會(huì)以光子的形式發(fā)出能量，這就是LED發(fā)光的原理。而光的波長(zhǎng)決定光的顏色，是由形成P-N結(jié)材料決定的。

LED燈具有單向?qū)щ娦?，其正極又稱為陽(yáng)極，負(fù)極又稱為陰極，電流只能從陽(yáng)極流向陰極，通過5mA左右電流即可發(fā)光，電流越大，其亮度越強(qiáng)，若電流過大，會(huì)燒毀二極管，一般電流控制在3mA~10mA之間。LED燈串聯(lián)一個(gè)限流電阻，限制電路中電流大小。當(dāng)LED燈發(fā)光時(shí)，測(cè)量它兩端的電壓約為1.7V，這個(gè)電壓稱為L(zhǎng)ED燈的“導(dǎo)通壓降”。任務(wù)相關(guān)知識(shí)KeilμVision4集成開發(fā)環(huán)境是Keilsoftware軟件公司產(chǎn)品，是眾多單片機(jī)應(yīng)用開發(fā)的優(yōu)秀軟件之一，它集項(xiàng)目管理，編譯工具，代碼編寫工具，代碼調(diào)試以及完全仿真于一體，界面友好，易學(xué)易用。這一功能強(qiáng)大的軟件提供了簡(jiǎn)單易用的開發(fā)平臺(tái)，讓開發(fā)者在開發(fā)過程中能集中精力于項(xiàng)目本身，加快開發(fā)速度。下面以建立一個(gè)簡(jiǎn)單的工程為例，介紹KeilμVision4的使用方法。在使用keil軟件之前，必須正確安裝keil軟件。安裝完成后，在桌面會(huì)生成快捷方式，如圖1-2-2-2所示，具體的安裝方法，這里不做詳細(xì)介紹，下面來學(xué)習(xí)Keil軟件的使用方法。3、Keilμvision4集成開發(fā)環(huán)境介紹任務(wù)相關(guān)知識(shí)1．建立新工程文件1）啟動(dòng)KeilμVision4，界面如圖1-2-2-3所示。幾秒鐘后自動(dòng)進(jìn)入編輯界面，如圖1-2-2-4所示。任務(wù)相關(guān)知識(shí)2）單擊“Project”菜單，在彈出的下拉菜單中選中“NewμVisionProject…”選項(xiàng)，如圖1-2-2-5所示。任務(wù)相關(guān)知識(shí)3）然后選擇要保存的路徑，輸入工程文件的名字，比如保存到“實(shí)訓(xùn)”目錄里，工程文件的名字為“shixun”，如圖1-2-2-6所示，然后單擊保存。任務(wù)相關(guān)知識(shí)4）在彈出的對(duì)話框中選擇單片機(jī)的型號(hào)，可以根據(jù)使用的單片機(jī)來選擇，例如選擇使用較多的Atmel89s51，如圖1-2-2-7所示，選擇89s51之后，右邊欄是對(duì)這個(gè)單片機(jī)的基本的說明，然后單擊確定。任務(wù)相關(guān)知識(shí)圖1-2-2-7選擇單片機(jī)型號(hào)5）此時(shí)會(huì)出現(xiàn)對(duì)話框詢問是否自動(dòng)加入啟動(dòng)文件，單擊“否”按鈕即可，完成后的界面如圖1-2-2-8所示。任務(wù)相關(guān)知識(shí)2．建立和加入文件1）單擊“File”菜單，在下拉菜單中選擇“New”選項(xiàng)，建立一個(gè)txt文件，如圖1-2-2-9所示。任務(wù)相關(guān)知識(shí)2）新建文件如圖1-2-2-10所示，光標(biāo)在編輯窗口里閃爍，用于輸入源程序。任務(wù)相關(guān)知識(shí)3）保存文件，在輸入源程序之前一般先保存此空白文件。單擊菜單上的“File”，在下拉菜單中選中“SaveAs”選項(xiàng)，界面如圖1-2-2-11所示，在“文件名”欄右側(cè)的編輯框中，鍵入欲使用的文件名，同時(shí)，必須鍵入正確的擴(kuò)展名。注意因?yàn)楸緯榻B的用匯編語(yǔ)言編寫程序，所以擴(kuò)展名必須為(.asm)，若為C語(yǔ)言編寫，擴(kuò)展名則為“.c”。然后，單擊“保存”按鈕。任務(wù)相關(guān)知識(shí)4）單擊屏幕左側(cè)項(xiàng)目管理窗口中“Target1”前面的“＋”號(hào)，然后在“SourceGroup1”上單擊右鍵，彈出下拉菜單，單擊“AddFilestoGroup’SourceGroup1’...”，加入文件，如圖1-2-2-12所示。任務(wù)相關(guān)知識(shí)5）在彈出的對(duì)話框中，選中剛才保存的文件，單擊“Add”，界面如圖1-2-2-13所示。完成之后，即可在屏幕左側(cè)的項(xiàng)目管理窗口中看到所添加的文件名已經(jīng)在“SourceGroup1”下拉菜單中，如圖1-2-2-14所示。任務(wù)相關(guān)知識(shí)3．編輯、編譯和調(diào)試1）在編輯窗口輸入源程序（程序功能：將存儲(chǔ)單元30H中的數(shù)傳送給累加器A）。在輸入程序時(shí)，不同的關(guān)鍵字會(huì)自動(dòng)的以不同的顏色標(biāo)示出來，如圖1-2-2-15所示。ORG0000HSJMPMAINORG0030HMAIN:MOVA,30HSJMP$END任務(wù)相關(guān)知識(shí)2）單擊“Project”菜單，在下拉菜單中選中“OptionforTarget‘Target1’”，如圖1-2-2-16所示。選擇該項(xiàng)目后出現(xiàn)當(dāng)前項(xiàng)目配置選項(xiàng)，將“Output”選項(xiàng)單中的“CreateHEXFi”選中，如圖1-2-2-17所示，使程序編譯后產(chǎn)生HEX代碼，供下載器軟件使用，把程序下載到單片機(jī)中。任務(wù)相關(guān)知識(shí)3）單擊“Project”菜單，在下拉菜單中選中“BuiltTarget”選項(xiàng)，對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行編譯并生成HEX文件，如圖1-2-2-18所示。編譯完成后，在屏幕下方的“OutputWindow”窗口可以看到編譯情況，如圖1-2-2-19所示。若修改之后編譯，則選擇“RebuiltallTargetFiles”進(jìn)行編譯。任務(wù)相關(guān)知識(shí)

4）編譯成功后，單擊“debug”下拉菜單“Start/StopDebugSession”，如圖1-2-2-20所示或者點(diǎn)擊按鈕，進(jìn)入程序調(diào)試界面，如圖1-2-2-21，對(duì)程序進(jìn)行調(diào)試。左側(cè)欄為寄存器窗口，用來觀察各寄存器的值。任務(wù)相關(guān)知識(shí)

5）點(diǎn)擊按鈕右側(cè)的三角按鈕，選擇“Memory1”,如圖1-2-2-22所示，在屏幕右下方會(huì)打開存儲(chǔ)器窗口，如圖1-2-2-23所示。在“Address:”右側(cè)的白色框中輸入“D：30H”,打回車，即可顯示30H單元開始的存儲(chǔ)區(qū)。雙擊紅色框內(nèi)的00H，即30H單元內(nèi)的數(shù)據(jù)，可修改該存儲(chǔ)單元中的數(shù)據(jù)，在此我們將數(shù)據(jù)修改為22H。任務(wù)相關(guān)知識(shí)6）使用調(diào)試工具，如圖1-2-2-24所示的“單步運(yùn)行”按鈕，對(duì)程序進(jìn)行調(diào)試，程序運(yùn)行完，左側(cè)寄存器欄的a的值變成0x22，如圖1-2-2-25所示。初步訓(xùn)練初步訓(xùn)練

用單片機(jī)控制LED燈模擬汽車的照明燈。。任務(wù)分析：假設(shè)用單片機(jī)P0.0口接LED燈，P1.0接開關(guān)。用開關(guān)控制LED燈亮滅來模擬汽車照明燈。LED燈陽(yáng)極通過限流電阻，接電源，陰極接P0.0口。初步訓(xùn)練電路圖初步訓(xùn)練程序流程圖初步訓(xùn)練操作步驟1、將單片機(jī)VCC接+5V，GND接地，EA接+5V。2、將單片機(jī)P1.0口接LED燈，P1.1接開關(guān)，打開電源。3、打開KeiluVision4軟件，根據(jù)流程圖進(jìn)行編程，并調(diào)試通過，生成HEX文件。4、將生成的HEX文件下載到單片機(jī)中。5、給單片機(jī)上電，觀察開關(guān)打開和關(guān)閉時(shí)，LED燈的亮滅情況，并記錄在任務(wù)工單中。6、完成實(shí)訓(xùn)操作，關(guān)閉電源，拆除接線，整理歸位。7、完成任務(wù)工單中相關(guān)題目。初步訓(xùn)練參考程序ORG0000HLJMPMAINORG0030HMAIN:MOVC,P0.0MOVP1.0,CSJMPMAINEND強(qiáng)化訓(xùn)練強(qiáng)化訓(xùn)練用8個(gè)開關(guān)控制8個(gè)汽車照明燈模擬控制。任務(wù)分析：在初步訓(xùn)練的基礎(chǔ)上，P0口接8個(gè)LED燈，P1口接8個(gè)開關(guān)，用8個(gè)開關(guān)控制8個(gè)LED燈，模擬汽車上的8個(gè)照明燈的控制。強(qiáng)化訓(xùn)練電路圖強(qiáng)化訓(xùn)練程序流程圖強(qiáng)化訓(xùn)練操作步驟1、將單片機(jī)VCC接+5V，GND接地，EA接+5V。2、將P0口接8個(gè)LED燈，P1口接8個(gè)開關(guān)，打開電源。3、打開KeiluVision4軟件，根據(jù)流程圖進(jìn)行編程，并調(diào)試通過，生成HEX文件。4、將生成