基于單片機、汽車常用電路的電子元件教學

【摘 要】單片機技術(shù)作為計算機技術(shù)的一個重要分支，由于具有集成度高、處理能力強、可靠性高、結(jié)構(gòu)簡單、成本低等特點，因而被廣泛地應(yīng)用于工業(yè)控制、智能儀器儀表、電子信息產(chǎn)品、家用電器等各個領(lǐng)域。本文結(jié)合電子元件的相關(guān)理論，主要分析了電子元件在單片機和汽車電路中的作用，并結(jié)合實例研究了電子元件識別與檢測課程與其它專業(yè)課程的緊密聯(lián)系，希望為提高電子元件實踐教學質(zhì)量提供參考。

【關(guān)鍵詞】單片機電路 汽車電路 電子元件教學

我國進行單片機、汽車等項目開發(fā)已經(jīng)由簡單到復雜，由小型系統(tǒng)到大型綜合系統(tǒng)。單片機應(yīng)用也越來越廣泛，從開始的工業(yè)控制，到現(xiàn)在的航空航天、消防安全、工業(yè)數(shù)據(jù)采集、石油地質(zhì)勘探、鐵路交通運輸以及樓宇自動化等，甚至目前的許多家電中都有單片機的應(yīng)用。隨著計算機技術(shù)的飛速發(fā)展，單片機已逐漸發(fā)展成為一門關(guān)鍵的技術(shù)學科。同時，任何電子設(shè)備都是由一個個的電子元件組成，電視機能出現(xiàn)圖像、手機能相互通信、收音機能收到電臺節(jié)目等，無不在各種元件的“齊心合力”下完成的。認識各類元件、了解元件的作用、會判斷元件的質(zhì)量等是學習電子技術(shù)的基礎(chǔ)，以下本文將結(jié)合相關(guān)理論，分析單片機、汽車常用電路的電子元件教學方法。

一、《電子元件識別與檢測》學科概述

1.《電子元件識別與檢測》學科的重要性

電子電路通常是由各種電子元器件（電阻、電容、電感、二極管、晶體管和集成電路等）組成的。正確地識別和測量這些元器件是電子技術(shù)工作者必須具備的基本技能。

一方面了解電子元器件的基本結(jié)構(gòu)、理解電子元器件的基本工作原理、掌握電子元器件的特性是分析電路工作原理的關(guān)鍵要素，亦是對電子系統(tǒng)設(shè)計人員的入門要求。不知道電子元器件的基本工作原理，不掌握電子元器件的主要特性，電路分析將寸步難行。同時，掌握電子元器件的主要特性還有助于對電子元器件進行質(zhì)量檢測，更可以幫助記憶，深入理解電了元器件的作用。

另一方面在電路原理圖中，電子元器件是一個抽象概括的圖形文字符號，而在實際電路中則是一個具體的實物，一個電容器符號可以代表幾十、幾百甚至成千上萬種規(guī)格的實際電容器。對一件電子產(chǎn)品而言，如何正確的選擇電子元器件，既實現(xiàn)電路功能，又保證設(shè)計性能，還要均衡地考慮產(chǎn)品的性能與價格問題，就必須要熟練掌握電子元器件的識別和檢測。

2.電子元件在單片機和汽車電路中的作用

單片機是現(xiàn)代電子設(shè)計中使用最廣泛的電子元件。它的價格低廉，功能強大，體積小，性能穩(wěn)定。目前在各類產(chǎn)品中都能看到單片機的身影，如門鈴、報警器、玩具以及各類數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)等。并且，作為一個電子元件，單片機只有和其他器件、設(shè)備有機地組合在一起，并配置適當?shù)墓ぷ鞒绦蚝螅拍軜?gòu)成一個單片機應(yīng)用系統(tǒng)，實現(xiàn)特定的功能。因此可以說，電子元件是單片機的基礎(chǔ)。

此外在汽車發(fā)展過程中，汽車電器與電子設(shè)備也經(jīng)歷了從少到多、從簡到繁、從輔助到主要的發(fā)展過程。隨著對汽車安全性、經(jīng)濟性及舒適性要求的進一步提高，汽車電子元件的使用也越來越多?，F(xiàn)代汽車電器與電子設(shè)備已成了汽車不可或缺的重要組成部分。因此，對于從事汽車使用與維修的技術(shù)人員和維修工人來說，熟悉汽車電器與電子設(shè)備的結(jié)構(gòu)與故障檢修方法是必須的。能順利地閱讀汽車電路圖，了解汽車電系原理、查尋汽車電路故障是現(xiàn)代汽車維修人員應(yīng)具備的一種基本能力。

通過以上分析可以看出，隨著電子技術(shù)領(lǐng)域的迅速發(fā)展，電子元件已成為電子器件的基礎(chǔ)，各行各業(yè)的人員都需要對電子元件和電子電路進行深入研究。

二、實例分析

1.項目概況

某校為實現(xiàn)讓學生對單片機的了解從感性認識上升為理性認識，通過對單片機程序的設(shè)計，掌握開發(fā)系統(tǒng)的操作、編程技巧，進行了智能十字路口交通燈設(shè)計。其基本要求為：設(shè)在十字路口，東西南北四個路口均有紅綠黃3燈和數(shù)碼顯示管2個，在任一個路口，遇紅燈禁止通行，轉(zhuǎn)綠燈允許通行，之后黃燈亮警告行止狀態(tài)將變換。交通狀態(tài)的正常情況為：

狀態(tài)1：南北亮紅燈，從34秒開始倒計時；東西亮綠燈，30秒開始倒計時；

狀態(tài)2：東西倒計時到0，綠燈滅，黃燈亮3秒，并倒計時；南北亮紅燈；

狀態(tài)3：東西紅燈亮，從44秒倒計時；南北綠燈亮，從40秒倒計時；

狀態(tài)4：南北倒計時到0，綠燈滅，黃燈亮3秒，并倒計時；東西紅燈亮。

2.設(shè)計方案

本次選擇用8155并行接口信片來擴展I/0端口。8155芯片內(nèi)具有256個字節(jié)RAM、兩個8位、一個6位的可編程I/0口和一個14位計數(shù)器，符合系統(tǒng)的要求。

如圖1所示，與單片機接口簡單，用8155的PA端口作為四個數(shù)碼管的位選信號，PB口作為四個數(shù)碼管的段選信號。四個數(shù)碼管的顯示用我們前面介紹的動態(tài)顯示的方法實現(xiàn)。8155的工作與否由3-8線譯碼器/多路轉(zhuǎn)換器74LS138來選擇。由于路口交通燈顯示是對稱的，可以用單片機的P1端口（P1.0-P1.5）分別接上垂直兩個道口的12盞信號燈，具體接線為：P1.0-P1.2別接東西方向的紅、綠、黃共6盞信號燈，P1.3-P1.5分別南北方向的紅、綠、黃共6盞信號燈，用單片機的P3端口（P3.0-P3.3）接四個控制開關(guān)，P3端171