基于單片機、汽車常用電路的電子元件教學

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

【關鍵詞】單片機電路 汽車電路 電子元件教學

我國進行單片機、汽車等項目開發已經由簡單到復雜，由小型系統到大型綜合系統。單片機應用也越來越廣泛，從開始的工業控制，到現在的航空航天、消防安全、工業數據采集、石油地質勘探、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用。隨著計算機技術的飛速發展，單片機已逐漸發展成為一門關鍵的技術學科。同時，任何電子設備都是由一個個的電子元件組成，電視機能出現圖像、手機能相互通信、收音機能收到電臺節目等，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、會判斷元件的質量等是學習電子技術的基礎，以下本文將結合相關理論，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構、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鍵要素，亦是對電子系統設計人員的入門要求。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格的實際電容器。對一件電子產品而言，如何正確的選擇電子元器件，既實現電路功能，又保證設計性能，還要均衡地考慮產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

單片機是現代電子設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，性能穩定。目前在各類產品中都能看到單片機的身影，如門鈴、報警器、玩具以及各類數據采集系統等。并且，作為一個電子元件，單片機只有和其他器件、設備有機地組合在一起，并配置適當的工作程序后，才能構成一個單片機應用系統，實現特定的功能。因此可以說，電子元件是單片機的基礎。

此外在汽車發展過程中，汽車電器與電子設備也經歷了從少到多、從簡到繁、從輔助到主要的發展過程。隨著對汽車安全性、經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。現代汽車電器與電子設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人員和維修工人來說，熟悉汽車電器與電子設備的結構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代汽車維修人員應具備的一種基本能力。

通過以上分析可以看出，隨著電子技術領域的迅速發展，電子元件已成為電子器件的基礎，各行各業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計，掌握開發系統的操作、編程技巧，進行了智能十字路口交通燈設計。其基本要求為：設在十字路口，東西南北四個路口均有紅綠黃3燈和數碼顯示管2個，在任一個路口，遇紅燈禁止通行，轉綠燈允許通行，之后黃燈亮警告行止狀態將變換。交通狀態的正常情況為：

狀態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芯片內具有256個字節RAM、兩個8位、一個6位的可編程I/0口和一個14位計數器，符合系統的要求。

如圖1所示，與單片機接口簡單，用8155的PA端口作為四個數碼管的位選信號，PB口作為四個數碼管的段選信號。四個數碼管的顯示用我們前面介紹的動態顯示的方法實現。8155的工作與否由3-8線譯碼器/多路轉換器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，P3端171