單片機(jī)課程設(shè)計(jì)交通燈設(shè)計(jì)

1、課程設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書(shū)學(xué) 院： 電氣工程學(xué)院 題 目： 基于單片機(jī)的 交通燈控制 起 止 時(shí) 間2016年8月20日至2016年9月9日 學(xué) 生 姓 名： abc 專 業(yè) 班 級(jí)： 本13電力05班 指 導(dǎo) 教 師： ABC 系 主 任： ABC 院 長(zhǎng)： ABC 2016 年8月20日論文 (設(shè)計(jì)) 內(nèi)容及要求：一、課程設(shè)計(jì)（論文）原始依據(jù)本課題采用單片機(jī)設(shè)計(jì)一個(gè)交通控制燈系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)交通燈控制系統(tǒng)的基本功能，通過(guò)按鍵調(diào)整主次干道的通行時(shí)間。通過(guò)這個(gè)具體控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，掌握微機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般方法和處理問(wèn)題的思路，特別是一些常用的技術(shù)手段，在實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)中，積累設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，開(kāi)拓思維空間，全面提

2、高個(gè)人的綜合能力。二、課程設(shè)計(jì)（論文）主要內(nèi)容1) 繪制交通燈控制系統(tǒng)的系統(tǒng)框圖，確定設(shè)計(jì)方案。2) 了解電路所需芯片的功能、參數(shù)和工作原理。3) 采用protel完成交通燈控制系統(tǒng)的原理圖繪制。4) 采用C語(yǔ)言完成軟件設(shè)計(jì)。5) 采用軟件完成編譯、仿真、下載.6) 完成交通燈控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)方案.7) 調(diào)試并實(shí)現(xiàn)交通燈控制系統(tǒng)的功能.三、課程設(shè)計(jì)（論文）基本要求1) 用二極管顯示紅、綠、黃燈；2) 用數(shù)碼管顯示十字路口兩個(gè)方向的剩余時(shí)間；3) 用單片機(jī)的定時(shí)器產(chǎn)生秒信號(hào)，控制十字路口的紅綠黃燈交替點(diǎn)亮和熄滅；4) 封面5) 用按鍵設(shè)置兩個(gè)方向的通行時(shí)間（綠燈點(diǎn)亮?xí)r間）和暫緩黃燈通行時(shí)間（黃

3、燈點(diǎn)亮的時(shí)間）。四、課程設(shè)計(jì)（論文）進(jìn)度安排第1周：材料準(zhǔn)備與借閱，了解設(shè)計(jì)思路。第2周：設(shè)計(jì)要求說(shuō)明及課題內(nèi)容輔導(dǎo)，完成圖紙初稿。第3周：進(jìn)行設(shè)計(jì)，完成說(shuō)明書(shū)初稿。第4周：檢查，了解設(shè)計(jì)完成情況。第5周：參與答辯與綜合成績(jī)?cè)u(píng)定。五、主要參考文獻(xiàn)1何立民.單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)M.北京:北京航空航天大學(xué)出版社,1990:34-35.2徐惠民，安德寧.單片微型計(jì)算機(jī)原理接口及應(yīng)用M.北京:北京郵電大學(xué)出版社,2000:126-129.3付曉光.單片機(jī)原理與應(yīng)用技術(shù)M.北京:清華大學(xué)出版社,2004:138-141.4李維祥.MCS-51單片機(jī)原理與應(yīng)用M.天津:天津大學(xué)出版社,2002:55-56.

4、5李廣弟,朱月秀,王秀山.單片機(jī)基礎(chǔ)M.北京:北京航空航天大學(xué)出版社,2001:44-47.6沙占友,葛家怡,馬洪濤.集成化智能傳感器原理與應(yīng)用J.北京:電子工業(yè)出版社,2004:74-81.7張偉.單片機(jī)原理及應(yīng)用M.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2002:174-180.8李玉峰,倪虹霞.MCS-51系列單片機(jī)原理與接口技術(shù)M.北京:人民郵電出版社,2004:128-129.9李勛,劉源.單片機(jī)實(shí)用教程M.北京:北京航空航天大學(xué)出版社,2006:11-12.10陳光東.單片微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù).武漢:華中理工大學(xué)出版社,1999:64-71.11李朝青.單片機(jī)原理與接口技術(shù)M.北京:北京航空航

5、天大學(xué)出版社,2005.5.12樓然苗等.51系列單片機(jī)設(shè)計(jì)實(shí)例M.北京.北京航空航天出版社,2003.3.13何立民.單片機(jī)高級(jí)教程M.北京.北京航空航天大學(xué)出版社,2001.14趙曉安.MCS-51單片機(jī)原理及應(yīng)用M.天津.天津大學(xué)出版社.2001.3.15肖洪兵.跟我學(xué)用單片機(jī)M.北京.北京航空航天大學(xué)出版社,2002.8.16夏繼強(qiáng).單片機(jī)實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐教程M.北京.北京航空航天大學(xué)出版社,2001.17于鳳明.單片機(jī)原理及接口技術(shù)M.北京.中國(guó)輕工業(yè)出版社,1998.18閻石.數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)M.北京.高等教育出版社,2005. 指導(dǎo)老師： （ ） 年 月 日摘要當(dāng)今，紅綠燈安裝在各個(gè)道

6、口上，已經(jīng)成為疏導(dǎo)交通車(chē)輛最常見(jiàn)和最有效的手段。但這一技術(shù)在19世紀(jì)就已出現(xiàn)了。1858年，在英國(guó)倫敦主要街頭安裝了以燃煤氣為光源的紅，藍(lán)兩色的機(jī)械扳手式信號(hào)燈，用以指揮馬車(chē)通行。這是世界上最早的交通信號(hào)燈。1868年，英國(guó)機(jī)械工程師納伊特在倫敦威斯敏斯特區(qū)的議會(huì)大廈前的廣場(chǎng)上，安裝了世界上最早的煤氣紅綠燈。它由紅綠兩以旋轉(zhuǎn)式方形玻璃提燈組成，紅色表示“停止”，綠色表示“注意”。1869年1月2日，煤氣燈爆炸，使警察受傷，遂被取消。電氣啟動(dòng)的紅綠燈出現(xiàn)在美國(guó)，這種紅綠燈由紅綠黃三色圓形的投光器組成，1914年始安裝于紐約市5號(hào)大街的一座高塔上。紅燈亮表示“停止”，綠燈亮表示“通行”。1918年

7、，又出現(xiàn)了帶控制的紅綠燈和紅外線紅綠燈。帶控制的紅綠燈，一種是把壓力探測(cè)器安在地下，車(chē)輛一接近紅燈便變?yōu)榫G燈；另一種是用擴(kuò)音器來(lái)啟動(dòng)紅綠燈，司機(jī)遇紅燈時(shí)按一下嗽叭，就使紅燈變?yōu)榫G燈。紅外線紅綠燈當(dāng)行人踏上對(duì)壓力敏感的路面時(shí)，它就能察覺(jué)到有人要過(guò)馬路。紅外光束能把信號(hào)燈的紅燈延長(zhǎng)一段時(shí)間，推遲汽車(chē)放行，以免發(fā)生交通事故。信號(hào)燈的出現(xiàn)，使交通得以有效管制，對(duì)于疏導(dǎo)交通流量、提高道路通行能力，減少交通事故有明顯效果。1968年，聯(lián)合國(guó)道路交通和道路標(biāo)志信號(hào)協(xié)定對(duì)各種信號(hào)燈的含義作了規(guī)定。綠燈是通行信號(hào)，面對(duì)綠燈的車(chē)輛可以直行，左轉(zhuǎn)彎和右轉(zhuǎn)彎，除非另一種標(biāo)志禁止某一種轉(zhuǎn)向。左右轉(zhuǎn)彎車(chē)輛都必須讓合法地正

8、在路口內(nèi)行駛的車(chē)輛和過(guò)人行橫道的行人優(yōu)先通行。紅燈是禁行信號(hào)，面對(duì)紅燈的車(chē)輛必須在交叉路口的停車(chē)線后停車(chē)。黃燈是警告信號(hào)，面對(duì)黃燈的車(chē)輛不能越過(guò)停車(chē)線，但車(chē)輛已十分接近停車(chē)線而不能安全停車(chē)時(shí)可以進(jìn)入交叉路口。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，交通運(yùn)輸中出現(xiàn)了一些傳統(tǒng)方法難以解決的問(wèn)題。道路擁擠現(xiàn)象日趨嚴(yán)重，造成的經(jīng)濟(jì)損失越來(lái)越大，并一直保持大比例的增長(zhǎng)?，F(xiàn)在交通系統(tǒng)已不能滿足經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需求。由于生活水平的提高，人們對(duì)交通運(yùn)輸?shù)娜约胺?wù)水平提出了更高的要求。在交通中管理引入單片機(jī)交通燈控制代替交管人員在交叉路口服務(wù)，有助于提高交通運(yùn)輸?shù)陌踩?、提高交通管理的服?wù)質(zhì)量。并在一定程度上盡可能的降低由道路擁擠造成的經(jīng)

9、濟(jì)損失，同時(shí)也減小了工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。 中國(guó)車(chē)輛數(shù)量不斷增加，交通控制在未來(lái)的交通管理中起著越來(lái)越重要的作用。智能交通燈的管理比重修一條馬路無(wú)論在經(jīng)濟(jì)、交通運(yùn)行速率上都有很好的效益、更加節(jié)約資源。使交管人員有更多的精力投入到管理整個(gè)城市交通控制，帶來(lái)更大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益,為創(chuàng)造美好的城市交通形象發(fā)揮更多的作用。 關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī)闖紅燈檢測(cè)車(chē)流量abstractToday, the traffic lights installed in each crossing, vehicle to ease the traffic has become the most common and most e

10、ffective means. But the technology has already appeared in nineteenth Century.In 1858, the main street in London to install a gas-fired light red, blue and white mechanical wrench style lights, for directing traffic carriage. This is the worlds first traffic signal lights. In 1868, British Mechanica

11、l Engineer Nait in the London District of Westminster square in front of the parliament building, installed the worlds first gas lights. It consists of red and green with two rotary Square Glass Lantern, red means stop, Green said that. In January 2, 1869, the gas explosion, so that the police were

12、injured, was canceled.Electric start traffic lights appear in the United States, the red and green traffic lights from yellow circular optical components, a tower installation began in 1914 in New York City, the 5 Avenue. Red light means stop, the green light indicates passage.In 1918, there was a c

13、ontrol of traffic lights and infrared lights. With the control of traffic lights, a pressure detector is an underground, a vehicle near the red light turns green; the other is using a megaphone to start the red lights, the driver in the red press the horn, makes the light changes from red to green.

14、Infrared traffic lights when pedestrians on the road to the pressure sensitive, it can be aware that someone is going to cross the road. Infrared beam can put the red light of the red light for a period of time, delay the release of the car, so as to avoid traffic accidents.The emergence of the sign

15、al light, so that traffic can be effectively controlled, to ease traffic flow, improve the capacity of road traffic, reduce traffic accidents have obvious effect. In 1968, the United Nations road traffic and road signs signal agreement on the meaning of a variety of signal lights are provided. Green

16、 light is the traffic signal, in the face of the green light of the vehicle can be straight, left and right turn, unless another sign prohibits a certain kind of. Left and right turn vehicles must be allowed to legally cross the road in the intersection of vehicles and pedestrians crossing the road

17、pedestrian priority. Red light is a no line signal, in the face of the red light of the vehicle must be at the intersection of the parking lot after the car park. Yellow light is a warning signal, in the face of yellow lights of the vehicle can not cross the parking line, but the vehicle is very clo

18、se to the parking line and can not safely stop when you can enter the intersection.With the development of economy, there are some problems which are difficult to be solved by the traditional methods. Road congestion is becoming more and more serious, resulting in the increasing economic losses, and

19、 has maintained a large proportion of growth. Nowadays transportation system can not meet the needs of economic development. Due to the improvement of living standards, people areThe whole and service level put forward higher requirements. The management of the introduction of single chip control tr

20、affic lights instead of traffic services at the intersection in the traffic, help to improve traffic safety, improve traffic management service quality. And to a certain extent, as much as possible to reduce the economic losses caused by road congestion, but also reduces the labor intensity of the s

21、taff.With the increasing number of vehicles in China, traffic control plays an increasingly important role in the traffic management in the future. Intelligent traffic lights management than the rehabilitation of a road no matter in economy, traffic operation rate has a very good efficiency, more co

22、nservation of resources. The traffic management personnel have paid more attention to the management of the whole city traffic control, bring greater economic and social benefits, play a greater role to create a better image of city traffic.Key words: single chip running red light detection traffic

23、flow 目錄一、設(shè)計(jì)目的 9二、設(shè)計(jì)任務(wù)和要求 9三、設(shè)計(jì)原理分析 9四、硬件資源及其分配 10五硬件圖 13六、程序框圖 14七、程序 15:八、調(diào)試運(yùn)行 20九、仿真截圖 20十、參考文獻(xiàn) 22十一、設(shè)計(jì)心得體會(huì) 23一、設(shè)計(jì)目的1、通過(guò)單片機(jī)課程設(shè)計(jì)，熟練掌握匯編語(yǔ)言的編程方法，將理論聯(lián)系到實(shí)踐中去，提高我們的動(dòng)腦和動(dòng)手的能力。2、通過(guò)交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，掌握定時(shí)/計(jì)數(shù)器及中斷的使用方法，和簡(jiǎn)單程序的編寫(xiě)，最終提高我們的邏輯抽象能力。二、設(shè)計(jì)任務(wù)和要求任務(wù)：設(shè)計(jì)一個(gè)能夠控制十二盞交通信號(hào)燈的模擬系統(tǒng)要求：利用單片機(jī)的定時(shí)器定時(shí)，令十字路口的紅綠燈交替點(diǎn)亮和熄滅，并用LED燈顯示倒

24、計(jì)時(shí)間。1、東西綠燈亮，南北紅燈亮 2、黃燈亮 3、東西紅燈亮，南北綠燈亮 三、設(shè)計(jì)原理分析人行道人行道人行道 人行道 1、首先了解實(shí)際交通燈的變化情況和規(guī)律。假設(shè)一個(gè)十字路口如上圖所以，為東南西北走向。初始狀態(tài)0：為東西綠燈亮，南北紅燈亮；然后轉(zhuǎn)狀態(tài)1：東西綠燈亮黃燈亮，南北紅燈亮黃燈亮；過(guò)后轉(zhuǎn)狀態(tài)2：東西紅燈亮，南北綠燈亮；再轉(zhuǎn)狀態(tài)3：東西紅燈亮黃燈亮，南北綠燈亮黃燈亮。一段時(shí)間后，又循環(huán)至狀態(tài)0。中間可通過(guò)中斷按鈕產(chǎn)生中斷，跳入中斷程序執(zhí)行中斷。列出交通信號(hào)燈的狀態(tài)表如下：（其中，1代表燈亮，0代表燈滅）狀態(tài)北西南東綠黃紅綠黃紅綠黃紅綠黃紅000110000110010111100111

25、10210000110000131100111100112、對(duì)于交通信號(hào)燈來(lái)說(shuō)，應(yīng)該有東西南北共四組燈，但由于同一道上的兩組的信號(hào)燈的顯示情況是相同的，所以只要用兩組就行了，因此，采用單片機(jī)內(nèi)部的I/O口上的P1口中的6個(gè)引腳即可來(lái)控制6個(gè)信號(hào)燈。3、通過(guò)編寫(xiě)程序，實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)光二極管的控制，來(lái)模擬交通信號(hào)燈的管理。每延時(shí)一段時(shí)間，燈的顯示情況都會(huì)按交通燈的顯示規(guī)律進(jìn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)換。4、通過(guò)延時(shí)時(shí)間送顯，可以在原有的交通信號(hào)燈系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，增添其倒計(jì)時(shí)間的顯示功能，實(shí)現(xiàn)其功能的擴(kuò)展。5通過(guò)脈沖中斷編寫(xiě)中斷程序，可實(shí)現(xiàn)中斷。四、硬件資源及其分配主要用到的硬件：P1口、P3口、LED數(shù)碼管、LED發(fā)光二級(jí)

26、管、定時(shí)器T0硬件分配：1、P1口：做為輸出口，與發(fā)光二極管相連接，其狀態(tài)及對(duì)應(yīng)的十六進(jìn)制值如下： 方向狀態(tài)無(wú)南 北東 西十六進(jìn)制值說(shuō) 明P1.7 P1.6P1.5 P1.4 P1.3P1.2 P1.1 P1.000010000122H東西綠南北紅10011001133H東西綠黃全亮2000011000CH東西紅南北綠3000111101EH東西紅黃全亮2、P3口中的P3.0(RXD)和P3.1(TXD)作特殊用途,數(shù)據(jù)(倒計(jì)時(shí)時(shí)間)從RXD端輸入,TXD端輸出。3、LED發(fā)光二極管用來(lái)顯示燈亮情況。4、定時(shí)/計(jì)數(shù)器T0用來(lái)產(chǎn)生1秒的定時(shí)5Led顯示器十位與p0相連接，個(gè)位與p2連接用來(lái)顯示時(shí)

27、間，下面是LED顯示接口及原理。1 LED是發(fā)光二極管的英文縮寫(xiě)，LED顯示器是由發(fā)光二極管構(gòu)成的，它在單片機(jī)中的應(yīng)用非常普遍。通常所說(shuō)的LED顯示器由7個(gè)發(fā)光二極管組成，其排列形狀如圖所示。此外，顯示器中還有一個(gè)圓點(diǎn)型發(fā)光二極管以dp表示，用于小數(shù)點(diǎn)表示。通過(guò)七個(gè)發(fā)光二極管亮暗的不同組合，可以顯示多種數(shù)字、字母以及其它符號(hào)。LED顯示中的發(fā)光二極管共有兩種連接方法:2 共陽(yáng)極接法：把發(fā)光二極管的陽(yáng)極連在一起構(gòu)成公共陽(yáng)極。使用時(shí)公共陽(yáng)極接+5V。這樣陰極端輸入低電平的段發(fā)光二極管就導(dǎo)通點(diǎn)亮，而輸入高電平的則不亮。3共陰極接法：把發(fā)光二極管的陰極連在一起構(gòu)成公共陰極。使用時(shí)公共陰極接地。這樣陽(yáng)極

28、端輸入高電平的段發(fā)光二極管就導(dǎo)通點(diǎn)亮，而輸入低電平的則不亮。4 控制數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)級(jí)的控制電路有靜態(tài)式和動(dòng)態(tài)式兩類(lèi)：5 靜態(tài)驅(qū)動(dòng)：它是指每個(gè)數(shù)碼管都要用一個(gè)譯碼器譯碼驅(qū)動(dòng)。6動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)：它是所的數(shù)碼管使用一個(gè)專門(mén)的譯碼驅(qū)動(dòng)器，使各位數(shù)碼管逐個(gè)輪流顯示，它的掃描速度極快，因此顯示效果與靜態(tài)驅(qū)動(dòng)相同。7采用動(dòng)態(tài)數(shù)碼管顯示，可以大幅度地降低硬件成本和電源的功耗，因?yàn)槟骋粫r(shí)刻只有一個(gè)數(shù)碼管工作，就是所謂的分時(shí)顯示，顯示所需要的硬件電路可分時(shí)復(fù)用。 共陰極 共陽(yáng)極 符號(hào)與引腳 如表1為共陽(yáng)極與共陰極的代碼表表1 十六進(jìn)制數(shù)字形代碼表字型共陽(yáng)極代碼共陰極代碼字型共陽(yáng)極代碼共陰極代碼0C0H3FH990H6FH1

29、F9H06HA88H77H2A4H5BHB83H7CH3B0H4FHCC6H39H499H66HDA1H5EH592H6DHE86H79H682H7DHF8EH71H7F8H07H滅FFH00H880H7FH五硬件圖六、程序框圖1、主程序框圖2. 中斷服務(wù)程序框圖設(shè)置中斷返回地址中斷響應(yīng)返回七、程序#include#define port1 P0#define port2 P2sbit green1=P10;sbit red1=P11;sbit yellow1=P12;sbit green2=P13;sbit red2=P14;sbit yellow2=P15;unsigned char fl

30、ag=0;unsigned char mun=30;unsigned char code tab=0x3F,0x06,0x5B,0x4F,0x66,0x6D,0x7D,0x07, 0x7 F,0x6F;void init_timer0(void)TMOD=0x01;TH0=(65536-50000)/256;TL0=(65536-50000)%256;ET0=1;EA=1;TR0=1;void display(unsigned char x)unsigned char m,n;m=x/10;n=x%10;port1=tabm;port2=tabn;void init(void)P1=0x00;

31、init_timer0();void main()init();while(1) dodisplay(mun);green1=1;red1=0;green2=0;red2=1;while(mun!=3);doif(mun=3)yellow1=1;yellow2=1; display(mun);while(mun!=0);if(mun=0)mun=30;yellow1=0;yellow2=0; dodisplay(mun);green1=0;red1=1;green2=1;red2=0;while(mun!=3);doif(mun=3)yellow1=1;yellow2=1; ;display(

32、mun);while(mun!=0);if(mun=0)mun=30;yellow1=0;yellow2=0;void timer(void) interrupt 1 using 1TH0=(65536-50000)/256;TL0=(65536-50000)%256;flag+;if(flag=20)flag=0;mun-;:八、調(diào)試運(yùn)行1、接硬件圖接線，為了確保東西南北紅黃綠燈能夠?qū)?yīng)顯示，實(shí)驗(yàn)時(shí)，對(duì)P1口的接線做了調(diào)整。即，P1.0接綠燈,P1.1接黃燈,P1.2接紅燈,P1.3接綠燈,P1.4接黃燈,P1.5接L3紅燈2、從0100H單元開(kāi)始連續(xù)運(yùn)行，觀察六個(gè)LED燈是否與交通顯示情況

33、對(duì)應(yīng)，如果有偏差，則單步運(yùn)行或斷點(diǎn)運(yùn)行，進(jìn)行調(diào)試，直至滿足設(shè)計(jì)要求。3、調(diào)試完燈的顯示后，從0100H開(kāi)始連續(xù)運(yùn)行，觀察數(shù)碼管顯示的是否正常，如果不正常，則運(yùn)用單步運(yùn)行或斷點(diǎn)運(yùn)行進(jìn)行分析和調(diào)試，直至滿足要求。4、整體運(yùn)行，觀察燈顯示和時(shí)間顯示是否都符合要求，如果不符合，則再調(diào)試。直至滿足要求。九、仿真截圖十、主要參考文獻(xiàn)1何立民.單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)M.北京:北京航空航天大學(xué)出版社,1990:34-35.2徐惠民，安德寧.單片微型計(jì)算機(jī)原理接口及應(yīng)用M.北京:北京郵電大學(xué)出版社,2000:126-129.3付曉光.單片機(jī)原理與應(yīng)用技術(shù)M.北京:清華大學(xué)出版社,2004:138-141.4李維祥.

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