基于單片機(jī)控制的交通燈控制器設(shè)計(jì)畢業(yè)論文.doc

基于單片機(jī)控制的交通燈控制器1設(shè)計(jì)目的與要求設(shè)計(jì)出一個(gè)用于控制燈的控制器。準(zhǔn)確地理解有關(guān)要求，獨(dú)立完成系統(tǒng)設(shè)計(jì)，要求所設(shè)計(jì)的電路具有以下功能：（1）顯示：東西和南北方向各一組（紅、黃、綠）指示燈，按一般交通規(guī)則進(jìn)行循環(huán)順序開通和斷開。（2）東西和南北方向分別具備”可急車強(qiáng)通控制”。2設(shè)計(jì)內(nèi)容（1）畫出電路原理圖，正確使用邏輯關(guān)系；（2）確定元器件及元件參數(shù)；（3）進(jìn)行電路模擬仿真；（4）SCH文件生成與打印輸出；3編寫設(shè)計(jì)報(bào)告寫出設(shè)計(jì)的全過程，附上有關(guān)資料和圖紙，有心得體會(huì)。4答辯在規(guī)定時(shí)間內(nèi)，完成敘述并回答問題。論文結(jié)構(gòu)清晰，層次分明，理論嚴(yán)謹(jǐn)任務(wù)書要求單頁打印。1.5倍行間距，標(biāo)準(zhǔn)字間距。目錄1引言12總體設(shè)計(jì)方案12.1設(shè)計(jì)思路22.2總體設(shè)計(jì)框圖23設(shè)計(jì)組成及原理分析33.1時(shí)鐘、復(fù)位電路設(shè)計(jì)33.2數(shù)字顯示電路設(shè)計(jì)43.2.174LS245介紹43.2.2LED數(shù)碼顯示設(shè)計(jì)43.3信號(hào)燈控制電路53.4可急車強(qiáng)通控制電路54總結(jié)與體會(huì)6參考文獻(xiàn)6附錄17附錄291基于單片機(jī)控制的交通燈控制器應(yīng)教054班吳超超摘要：本設(shè)計(jì)采用MSC-51系列單片機(jī)為中心器件來設(shè)計(jì)交通燈控制器，根據(jù)8051單片機(jī)的特點(diǎn)及交通燈在實(shí)際控制中的特點(diǎn)，本文提出一種用單片機(jī)自動(dòng)控制交通燈及時(shí)間顯示的方法。同時(shí)給出了軟硬件設(shè)計(jì)方法,設(shè)計(jì)過程包括硬件電路設(shè)計(jì)和程序設(shè)計(jì)兩大步驟，對(duì)在單片機(jī)應(yīng)用中可能遇到的重要技術(shù)問題都有涉足。本文對(duì)十字路口狀態(tài)預(yù)設(shè)為兩種，一種是正常狀態(tài)，另一種是故障或緊急狀態(tài)，并分別用黃、紅、綠色燈的不同組合來表示。本文介紹了控制基本原理以及控制的表現(xiàn)，同時(shí)也介紹了城市交通信息系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目標(biāo),論述了系統(tǒng)中交通現(xiàn)狀、交通管理、交通規(guī)劃及背景信息查詢模塊的建造及應(yīng)用。介紹了用于城市交叉路口的三色程控交通信號(hào)時(shí)間顯示器的研制方案，對(duì)其電源供電、發(fā)光二極管構(gòu)成的負(fù)載結(jié)構(gòu)、燈色時(shí)間檢測(cè)都給出了精巧合理的優(yōu)化結(jié)構(gòu)，大幅度地提高了產(chǎn)品可靠性并降低了制造成本。關(guān)鍵詞：89S51單片機(jī)；交通燈；自動(dòng)控制；時(shí)間顯示；延時(shí)；外部中斷1引言十字路口車輛穿梭，行人熙攘，車行車道，人行人道，有條不紊。對(duì)于復(fù)雜的城市交通系統(tǒng)，為了確保安全，保證正常的交通秩序，十字路口的信號(hào)控制必需按照一定的規(guī)律變化，以便于車輛行人能順利地通過十字路口。單片機(jī)具有物美價(jià)廉、功能強(qiáng)、使用方便靈活、可靠性高等特點(diǎn)，擬采用MCS-51系列的單片機(jī)來實(shí)現(xiàn)十字路口交通信號(hào)燈的控制。正常情況下，十字路口的紅綠燈應(yīng)交替變換，考慮緊急情況下，如有救護(hù)車或警車到來時(shí)，應(yīng)優(yōu)先讓其通過。在本文中，用發(fā)光二極管來模擬信號(hào)燈，救護(hù)車的優(yōu)先通過請(qǐng)求信號(hào)由外部中斷技術(shù)來模擬。要求使用AT89S51編程實(shí)現(xiàn)延時(shí)倒計(jì)時(shí)，實(shí)現(xiàn)南北和東西的通車時(shí)間的控制，外部中斷實(shí)現(xiàn)急車強(qiáng)通功能，要求對(duì)通行時(shí)間進(jìn)行倒計(jì)時(shí)，從P1口輸出，P0,P2控制LED上顯示倒計(jì)時(shí)。以此來實(shí)現(xiàn)十字路口交通燈的指示功能。當(dāng)前，交通事業(yè)蓬勃發(fā)展，交通流量年年增長(zhǎng)，大、中、小城市的汽車、摩托車等各種車輛與日俱增，道路交通繁忙，經(jīng)常有嚴(yán)重堵車現(xiàn)象，特別是在交叉口，機(jī)動(dòng)車、非機(jī)動(dòng)車、行人來往非?；靵y，為了在叉口的各條干道實(shí)現(xiàn)合理的科學(xué)分流。本人根據(jù)單片機(jī)具有物美價(jià)廉、功能強(qiáng)、使用方便靈活、可靠性高等特點(diǎn)，提出了一種用MCS-51單片機(jī)自動(dòng)控制交通信號(hào)燈及時(shí)間顯示的方法，同時(shí)給出了軟硬件的實(shí)現(xiàn)方法，為交通指揮自動(dòng)化提供了一種新的廉價(jià)手段，具有一定的推廣意義。2總體設(shè)計(jì)方案2.1交通燈控制的設(shè)計(jì)思路選用MCS-51單片機(jī)來實(shí)現(xiàn)，根據(jù)設(shè)計(jì)要求，交通信號(hào)燈控制器的外部輸出信號(hào)為主、副車道紅、黃、綠燈共12個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)；編程使相應(yīng)位復(fù)/置位來實(shí)現(xiàn)信號(hào)燈的亮/滅控制，使得十字路口的紅、綠燈交替點(diǎn)亮；在燈色交換時(shí)，黃燈提醒。設(shè)計(jì)要求有緊急車輛通過時(shí)，此道強(qiáng)制亮綠燈，等待緊急車輛通過?？梢酝ㄟ^軟件中斷來完成此緊急任務(wù)，定義INT1中斷并為下降沿觸發(fā)，編寫對(duì)應(yīng)中斷向量子程序和中斷服務(wù)程序，完成中斷處理。2設(shè)計(jì)還對(duì)定時(shí)控制有所要求。對(duì)于精確定時(shí)，應(yīng)該用計(jì)數(shù)器加以控制，硬件實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度增加?？紤]到該設(shè)計(jì)對(duì)時(shí)間精度要求不高，所以采用軟件定時(shí)可以大大簡(jiǎn)化電路。先計(jì)算出程序單部執(zhí)行的時(shí)間，設(shè)置循環(huán)參數(shù)，利用if語句按設(shè)計(jì)要求完成定時(shí)控制。2.2設(shè)計(jì)方框圖圖1交通燈電路的方框圖3交通燈控制的設(shè)計(jì)原理分析采用單片機(jī)的I/O口P1口直接和交通燈連接,控制程序放在MCS-51單片機(jī)如AT89C51的ROM中,在十字路口的四組紅、黃、綠交通燈中,受單片機(jī)P1.0P1.7和P3.0、P3.1、P3.3、P3.7控制,由于交通燈為發(fā)光二極管且陽極通過限流電阻和電源正極連接,因此I/O口輸出低電平時(shí),與之相連的相應(yīng)指示燈會(huì)亮,I/O口輸出高電平時(shí),相應(yīng)指示燈會(huì)滅。緊急車請(qǐng)求通過的信號(hào)由人工控制,以中斷方式輸入單片機(jī),無緊急車通過時(shí),中斷引腳INT0通過電阻和電源正極連接為高電平,不產(chǎn)生中斷請(qǐng)求,單片機(jī)執(zhí)行主程序,有緊急車通過時(shí),中斷引腳采用人工方法接地為低電平,產(chǎn)生中斷請(qǐng)求,單片機(jī)執(zhí)行中斷服務(wù)程序,讓緊急車通過,緊急車通過后,中斷引腳變?yōu)楦唠娖?返回主程序。本系統(tǒng)利用12MHZ晶振和兩個(gè)瓷片電容并聯(lián)為AT89C51單片機(jī)提供工作頻率，用6只發(fā)光二極管模擬交通信號(hào)燈，以AT89C51單片