摘要：随着科技的发展，人们生活水平和安全意识的提高，大家开始越来越重视汽车的安全性和舒适性，而不是把动力性和经济性看在第一位。汽车照明系统作为汽车非常重要的主动安全设备，是否能给驾驶员带来安全的驾驶体验，更是备受大家的关注。所以本设计的打算是设计一套用于汽车照明的单片机控制系统，为驾驶员提供良好的照明环境，减少驾驶员操纵汽车行驶时的操作，使操作更加的简洁，从而提高汽车在驾驶过程中的的安全性，避免车祸的发生。本设计采用的处理器是STC89C52单片机，这种单片机制造成本低，生产技术成熟，实现功能功能强大，能实现的功能主要包括前照灯自动切换、自动关闭打开或者手动切换，转向灯间歇闪烁，尾灯刹车时点亮等。该系统由光照强度检测模块、超声波测距模块、前照灯模块、转向灯及尾灯模块、单片机控制模块等组成。本设计主要对系统的基本原理、理论分析及硬件设计进行详细的介绍，而且提出了用软件实现自动控制，并对最终的成果进行调试半岛体育网站 登录网址与检查。其中，硬件系统模块包括单片机模块、传感器模块、LED灯光模块、液晶显示模块和按键控制模块。第一章主要介绍了汽车照明系统的简单原理和国内外发展现状，并提出了本设计的大致内容；第二章详细介绍了整个系统的硬件部分，包括硬件的结构和原理、电路控制原理；第三章是本系统的软件设计部分，主要讲了系统的流程图和如何编写程序；第四章讲系统调试，包括软件编写、系统仿真和硬件调试；第五章是本设计的结论，大致讲了现在汽车上大灯的LED的应用。该汽车照明系统较智能化，减少了驾驶员的操作步骤，提高汽车夜间或雨雾天行车的安全性。

　　汽车照明系统是汽车的三大安全部件之一，是最主要的主动式安全装置。[1]最主要的作用是在昏暗的路况下照亮前方道路，使驾驶员能够看清前方道路、来往的汽车、各种标示和障碍物，从而针对不同的路况做出不同的反应，并且还能为本车示宽，提醒其他车辆，是保障汽车安全行驶的主要措施。而且?前照灯是保证汽车安全形式的重要部件，前照灯的照射距离越远，配光特性越好，汽车行驶的安全性能就越高。汽车前照灯如图1-1所示：

　　汽车照明和安全行车息息相关。根据统计数据显示，虽然夜间行车比日间行车少了80%，但造成的交通事故是白天的1.5倍，所以汽车照明系统对汽车行驶安全非常重要[2]汽车照明系统不仅仅有前照灯，还包括汽车尾灯、转向灯、仪表灯、雾灯等照明灯光，这些灯各自有自己重要的作用，共同构成了一辆汽车的照明系统。

　　随着汽车的发展，汽车照明系统也随之更新换代。从二十世纪中期到80年代，汽车前照灯一直使用的是白炽灯，然而随着汽车的飞速发展，汽车灯光也面临着更新换代，代表性的卤素大灯开始被引用到汽车照明上，使汽车的照明距离和亮度一下子提升了一倍。[3]

　　在当今的社会中，汽车照半岛平台 半岛体育在线入口明系统正在发生巨大的变化，不仅LED大灯得到了更加普遍的应用，而且汽车照明系统也正在趋于整体化和智能化,并且技术也越来越成熟，价格也进一步降低。[4]LED在我们的日常生活中应用十分广泛，从一些小的照明，比如手机显示、交通指示灯、门店招牌照明，到大功率照明，比如家庭灯光、汽车照明等，越来越多的照明开始使用LED，市场前景能够预想到将会非常宽广。[5]

　　在未来几年中，我国汽车市场将发生很大的变化，首先是欧美和日本汽车厂商在中国的销售日益趋向本地的价值观；然后是欧美、日本汽车厂商和中国汽车厂商正发生变化，销售更趋向于灵活开放；还有随着我国的人们对汽车的鉴别和审视角度越来越高，迫使国外汽车厂商不得不将新研发出来的技术用于汽车上。[6]根据网上数据显示，国外许多车企的主力车型和国内的一些大品牌车企都已经配备了自动照明系统，这一举措大大提高了汽车在夜间或恶劣天气行车的安全。[7]随着社会的发展，技术的更新，民营企业可以加大发展，推出新技术，而且国家还有政策扶持，只要把握好机会和方向，赶超国外汽车厂商只是时间的问题。但就目前而言，激光与OLED都还不能取代LED在车灯照明在未来5年迅速增长的发展趋势。[8]

　　本设计采用STC89C52单片机设计了一款自动切换远近光的汽车前照灯系统。主要包括了这个系统的硬件选择、电路设计、程序设计和调试。硬件部分主要包括：一块覆铜板、一个STC89C52单片机、一个ADC0832芯片、一个LCD1602液晶显示器、一个光敏电阻、超声波模块、发光二极管若干、开关若干、电阻若干等等。

　　电路设计主要包括：最小系统电路设计、液晶显示电路设计、光照强度检测电路设计、超声波测距模块电路设计、LED灯光电路设计和按键开关电路设计等。

　　这种单片机系统能够实现第一个功能是手动开关远近光和切换，并且还能自动开启关闭大灯和根据传感器测得的数据不同自动切换灯光；第二个功能是手动开启转向灯，并且转向灯会间隔1秒间歇闪烁；第三个功能是手动开启刹车灯。这种汽车灯光系统更加智能化和方便，能减少驾驶员在驾驶过程中的操作，使驾驶更轻松，也提高了驾驶时的安全性。

　　根据本次设计的要求，设计出一款基于51单片机的汽车照明系统设计。所以本次设计硬件部分，主电路板上，中央处理器采用了STC89C52单片机，另外使用两对LED灯代表远近光灯，靠内的两个LED灯是近光灯，靠外的两个LED灯是远光灯，感光部分采用了光敏电阻，因为光敏电阻输出的是电压模拟信号，单片机不能直接处理模拟信号，所以经过ADC0832进行转化成数字信号，还有显示部分采用了LCD1602液晶，用于显示超声波测距和光敏电阻测得的数据显示，以及手动更改数据的显示，还增加按键部分电路，一共有六个用于控制灯光信号的按键，可以选择手自动切换远近光灯，并且还有用来显示手动或者自动的指示灯，最后还是用了超声模块进行检测距离。在另外一块电路板上，集成了转向灯模块和尾灯模块，能够实现的功能是左右转向灯间歇闪烁，尾灯按下开关能够常亮。整体硬件框图如下：

　　手动模式：在手动状态下，用户可以主动按灯光按键去控制打开或者关闭远光灯和近光灯，还有远光和近光切换。

　　自动模式：首先用按键设置光照强度阈值和超声波测距阈值，当超出这个数值，前照灯会自动开启、关闭和切换。设置好这些数值后，然后光敏电阻会自动检测环境中的光照强度，当前光照强度小于我们所设置的光强数值时，说明现在的光线较弱，模拟的是夜晚或者黑暗的环境，系统会根据两组数据对比，自动开启灯光。然后，开启远光还是近光灯就由超声测距传感器得到的数据来决定，如果测量得到的数值小于阈值，说明前方有人或其他物体，这时系统会开启近光灯；如果测得的数据大于我们设定的固定值时，说明车辆前方没有障碍物，此时开启远光灯。

　　单片机又称微控制器，在工业控制中占据了很重要的地位。单片机具有体积小、价格低廉、功能完善、面向实施测控系统等优点，所以本设计采用大陆本土公司STC公司生产的STC89C52单片机作为系统的控制器。

　　STC89C52是STC公司生产的一种功耗低、高性能的8位微控制器，并扩展了许多功能，能够满足绝大部分人群的设计需求，并且技术也趋于成熟，使单片机的使用也越加广泛与简单。单片机的全部引脚图如下图2-2所示：

　　本设计总共包括电源电路、复位电路、时钟电路、LCD液晶显示电路、按键电路、超声波模块、转向电路模块、尾灯电路、光照强度检测模块、模式指示灯、LED灯光模块等组成。系统整体如图2-3所示：

　　复位电路：本系统的复位电路原理是给单片机的RST脚一个持续大概2ms（两个机械周期）的高电平，这时电路就会进入复位状态，重新运行。复位电路有按键复位和自动复位两种，我们采用的是按键复位，按键复位的好处就是，当程序运行到某一个部分，突然卡住了，就可以按下按键，程序就复位一次。电路是一个按键开关和一个电容并联，一段接到VCC上，另一端接单片机的RST脚，然后串联一个电阻接地。时钟频率用12MHz时电容C取10uF,电阻R取10kΩ。按键手动复位电路如图2-4所示：

　　STC89C52单片机的时钟信号通常有两种方式产生：一是内部时钟，二是外部时钟。时钟电路由一个12MHz的晶振和两个瓷片电容组成，有单片机控制的数字电路正常工作是少不了时钟电路的，因为单片机需要时钟电路自动发出系统时间，给单片机一个时钟信号，以至于让整个单片机系统能正常计数与工作。

　　在本设计半岛平台 半岛体育在线入口中，只要在单片机的XTAL1（18）和XTAL2（19）引脚外接晶振，就构成了自激振荡器并在单片机内部产生时钟脉冲信号，然后为了稳定晶振能够正常工作，还需要外接两个电容再接地。图中电容C1和C2的电容值选择为30pF在5~30pF之间，这里我们选用的电容值为30pF，晶振选择12MHz的。时钟电路如图2-5所示：

　　下载接口：STC89C52系列单片机具有在系统可编程特性，所以本设计用的使STC-ISP下载接口，这样我们就可以，省去购买通用编程器，直接上电烧录程序，而无须将单片机从已经焊接好的线路板上拔下来，再用通用编程器将程序代码烧录进单片机内部。在程序还未完全编写完成，只能实现部分功能的时候，可以直接进行烧录，看程序是否能在线路板上运行，能够及时发现程序的漏洞，减少程序编写过程中产生的失误。本设计采用的就是STC-ISP下载器具体电路如下图2-6所示：

　　电源电路：电源电路主要是为了给整个单片机系统提供一个5V的直流稳压电源。DC为电源的DC插座，可以直接接USB电源线，一端插在DC插座上，另外一端可以插在5V电源上，如电脑USB插口、充电宝、手机5V充电器等等。在电路图中，1脚相当于系统的VCC端，2、3脚相当于接地，所以这里我们只需要将其中一个脚接地就行，另一个脚可以空着。当开关按下后，为系统输入5V的直流电源，再次按下开关，断开电源，系统无电源输入。整体的电路图如图2-7所示：

　　显示部分则主要用于实时显示检测到的光照强度与距离。液晶显示模块具有体积小、功耗低、显示内容丰富、超薄轻巧等优点，在袖珍式仪表和低功耗应用系统中得到广泛的应用。目前字符型液晶显示模块已经是单片机应用设计中最常用的信息显示器件。[9]本设计中采用的是LCD1602液晶显示器作为信息输出的器件。

　　由于在本设计中，我们只需要把光照强度和测得的距离显示出来就行，不需要实现太多的功能，所以选择LCD1602液晶显示器作为系统数据的显示。

　　LCD1602液晶显示器有带背光和不带背光两种，由于本设计中带不带背光对显示内容的影响可忽略不计，而且带背光的显示器比不带背光的要厚，所以我们这里选择不带背光的。两者尺寸差别如下图2-8所示：

　　液晶显示器是连接到单片机的P0口的，由于单片机的P0口作为I/O口的话需要外接一个上拉电阻，所以这里显示器的D0~D7口要接到一个排阻上才能再接单片机电路如图2-9所示：

　　ADC0832是NS公司生产的具有Microwire/Plus串行接口的8位A/D转换器，通过三线接口与单片机连接，功耗低，性能价格比较高，芯片引脚少，适宜在袖珍式智能仪器中使用。[10]本设计中ADC0832的主要作用是将光敏电阻测得的模拟信号转换成单片机能够处理的数字信号，再传送给单片机。是芯片的引脚图如

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