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摘要单片机在电子科学技术中发展前景良好，“腕式方向灯”是一种通过控制闪光灯随环境变化而变化来提高车辆行驶安全性的一个简单的单片机控制系统，文章介绍了单片机和角度传感器的基本原理与设计思路，通过做实物，仿真编写程序，完成了设计要求。
关键词单片机；角度传感器；仿真
中图分类号：TP2 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）11-0011-01
随着气候环境的日益变化，人们越来越多的关注生活的环境，自行车的出现又逐渐变成了出行的流行选择，出行安全不容忽视。汽车和摩托车可以通过配备转向灯来提高安全性，那么骑自行车出行的人们该怎么办呢？为此市面上出现了“无线自行车转向灯”。“无线自行车转向灯”的确可以有效的保护夜间行车的安全，但是要在每一部自行车上都安装这样的设备不仅花费较大，而且非常麻烦。当今社会各类产品都是向成本低、简单轻巧、易携带、安装简单的方向发展。“腕式转向灯”它可以像手表一样直接戴在手腕上，当你需要转向的时候只要将手臂扬起向后面的车辆示意，转向灯就能够自动探测手臂位置的变化并开始闪烁从而提醒后面的车辆。“腕式转向灯”不仅携带方便，而且制作成本低，又不用像安装汽车转向灯那样耗费时间，这样的产品不仅非常方便，而且能够大大增强骑车的安全性。
单片微型计算机简称单片机，是典型的嵌入式微控制器（Microcontroller Unit），常用英文字母的缩写MCU表示单片机，单片机又称单片微控制器，它不是完成某一个逻辑功能的芯片，而是把一个计算机系统集成到一个芯片上。单片机由运算器，控制器，存储器，输入输出设备构成，相当于一个微型的计算机（最小系统），和计算机相比，单片机缺少了外围设备等。概括的讲：一块芯片就成了一台计算机。它的体积小、质量轻、价格便宜、为学习、应用和开发提供了便利条件。同时，学习使用单片机是了解计算机原理与结构的最佳选择。它最早是被用在工业控制领域。
由于单片机在工业控制领域的广泛应用，单片机由仅有CPU的专用处理器芯片发展而来。最早的设计理念是通过将大量外围设备和CPU集成在一个芯片中，使计算机系统更小，更容易集成进复杂的而对体积要求严格的控制设备当中。
1腕式方向灯的设计
1）单片机的选择[2][3]：实验选择AT89C51系列单片机的精简版本AT89C2051。AT89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器的低电压，高性能CMOS8位微处理器，俗称单片机。AT89C2051是一种带2K字节闪烁可编程可擦除只读存储器的单片机。单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除100次。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器，AT89C2051是它的一种精简版本。AT89C单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。如图1所示。
图1AT89C51单片机
2）传感器选择[1]：传感器（英文名称：transducer/sensor）是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将检测感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求，它是实现自动检测和自动控制的首要环节。传感器由敏感元件和转换元件组成，敏感元件：指传感器中能直接感受或响应被测量的部分；转换元件：指传感器中能将敏感元件感受或响应的被测量转换成适于传输或测量的电信号部分。本实验中选则的传感器为ADXL335角度传感器，它是一款小尺寸、薄型、低功耗、完整的三轴加速度计，提供经过信号调理的电压输出，能以最小±3 g的满量程范围测量加速度。它可以测量倾斜检测应用中的静态重力加速度，以及运动、冲击或振动导致的动态加速度，如图2所示。
图2ADXL335角度传感器引脚图
3）滚珠开关位置摆放[4]。根据工作原理，怎样才能保证只有在腕式方向灯成90°时，三个开关才能同时闭合是保证方向灯正常工作的前提。经多次实验，我们把方案确定为：①将S1，S2，S3均垂直于β面放置。②S2开关向上旋转15°，S1，S3开关向下旋转15°。③S1，S3分别向L*方向旋转，使S1，S3分别与β成45°此时在P方向下平面β绕L*逆时针旋转时S1角度增大S2角度减小，P方向下平面β绕L*顺时针旋转时S1角度减小S2角度增大，这两张情况下，都保证了S1，S3中有一个是断开的，满足设计要求。
2实验结果
实验结果显示，该腕式转向灯能在自行车的行进过程里起到提醒其他车辆避让的作用，但是也存在精度不够，亮度不大的问题，这都是今后产品走出实验室，进入市场需要进一步改进的不足。
参考文献
[1]王化祥，张淑英.传感器原理及应用[M].天津：天津大学出版社，1997.
[2]彭树生.PIC单片机原理及应用[M].北京：机械工业出版社，2002.
[3]窦振中.PIC系列单片机原理和程序设计[M].北京：北京航空航天大学出版社，2000.
[4]全国大学生电子设计竞赛组委会.全国大学生电子设计竞赛获奖作品精选[M].北京理工大学出版社，2006.
关键词单片机；角度传感器；仿真
中图分类号：TP2 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）11-0011-01
随着气候环境的日益变化，人们越来越多的关注生活的环境，自行车的出现又逐渐变成了出行的流行选择，出行安全不容忽视。汽车和摩托车可以通过配备转向灯来提高安全性，那么骑自行车出行的人们该怎么办呢？为此市面上出现了“无线自行车转向灯”。“无线自行车转向灯”的确可以有效的保护夜间行车的安全，但是要在每一部自行车上都安装这样的设备不仅花费较大，而且非常麻烦。当今社会各类产品都是向成本低、简单轻巧、易携带、安装简单的方向发展。“腕式转向灯”它可以像手表一样直接戴在手腕上，当你需要转向的时候只要将手臂扬起向后面的车辆示意，转向灯就能够自动探测手臂位置的变化并开始闪烁从而提醒后面的车辆。“腕式转向灯”不仅携带方便，而且制作成本低，又不用像安装汽车转向灯那样耗费时间，这样的产品不仅非常方便，而且能够大大增强骑车的安全性。
单片微型计算机简称单片机，是典型的嵌入式微控制器（Microcontroller Unit），常用英文字母的缩写MCU表示单片机，单片机又称单片微控制器，它不是完成某一个逻辑功能的芯片，而是把一个计算机系统集成到一个芯片上。单片机由运算器，控制器，存储器，输入输出设备构成，相当于一个微型的计算机（最小系统），和计算机相比，单片机缺少了外围设备等。概括的讲：一块芯片就成了一台计算机。它的体积小、质量轻、价格便宜、为学习、应用和开发提供了便利条件。同时，学习使用单片机是了解计算机原理与结构的最佳选择。它最早是被用在工业控制领域。
由于单片机在工业控制领域的广泛应用，单片机由仅有CPU的专用处理器芯片发展而来。最早的设计理念是通过将大量外围设备和CPU集成在一个芯片中，使计算机系统更小，更容易集成进复杂的而对体积要求严格的控制设备当中。
1腕式方向灯的设计
1）单片机的选择[2][3]：实验选择AT89C51系列单片机的精简版本AT89C2051。AT89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器的低电压，高性能CMOS8位微处理器，俗称单片机。AT89C2051是一种带2K字节闪烁可编程可擦除只读存储器的单片机。单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除100次。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器，AT89C2051是它的一种精简版本。AT89C单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。如图1所示。
图1AT89C51单片机
2）传感器选择[1]：传感器（英文名称：transducer/sensor）是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将检测感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求，它是实现自动检测和自动控制的首要环节。传感器由敏感元件和转换元件组成，敏感元件：指传感器中能直接感受或响应被测量的部分；转换元件：指传感器中能将敏感元件感受或响应的被测量转换成适于传输或测量的电信号部分。本实验中选则的传感器为ADXL335角度传感器，它是一款小尺寸、薄型、低功耗、完整的三轴加速度计，提供经过信号调理的电压输出，能以最小±3 g的满量程范围测量加速度。它可以测量倾斜检测应用中的静态重力加速度，以及运动、冲击或振动导致的动态加速度，如图2所示。
图2ADXL335角度传感器引脚图
3）滚珠开关位置摆放[4]。根据工作原理，怎样才能保证只有在腕式方向灯成90°时，三个开关才能同时闭合是保证方向灯正常工作的前提。经多次实验，我们把方案确定为：①将S1，S2，S3均垂直于β面放置。②S2开关向上旋转15°，S1，S3开关向下旋转15°。③S1，S3分别向L*方向旋转，使S1，S3分别与β成45°此时在P方向下平面β绕L*逆时针旋转时S1角度增大S2角度减小，P方向下平面β绕L*顺时针旋转时S1角度减小S2角度增大，这两张情况下，都保证了S1，S3中有一个是断开的，满足设计要求。
2实验结果
实验结果显示，该腕式转向灯能在自行车的行进过程里起到提醒其他车辆避让的作用，但是也存在精度不够，亮度不大的问题，这都是今后产品走出实验室，进入市场需要进一步改进的不足。
参考文献
[1]王化祥，张淑英.传感器原理及应用[M].天津：天津大学出版社，1997.
[2]彭树生.PIC单片机原理及应用[M].北京：机械工业出版社，2002.
[3]窦振中.PIC系列单片机原理和程序设计[M].北京：北京航空航天大学出版社，2000.
[4]全国大学生电子设计竞赛组委会.全国大学生电子设计竞赛获奖作品精选[M].北京理工大学出版社，2006.