51單片機綜合實驗交通燈設(shè)計報告

1、51單片機綜合實驗交通燈設(shè)計報告班 級： 學(xué) 生 姓 名：學(xué) 號：指 導(dǎo) 教 師： 一 實驗題目交通燈控制系統(tǒng)設(shè)計二 實驗?zāi)康?、 學(xué)會用8051單片機開發(fā)簡單的計算機控制系統(tǒng)；2、 學(xué)會用匯編語言和C語言開發(fā)系統(tǒng)軟件；3、 學(xué)會8051單片機開發(fā)環(huán)境wave或Keil uVision3軟件的使用；4、 學(xué)會Proteus軟件的使用方法，會用Proteus單片機系統(tǒng)進行仿真；5、 學(xué)會Protel軟件的使用方法，會用Protel繪制電氣原理圖和印制板圖；6、 熟悉七位數(shù)碼管顯示的使用方法；7、 了解交通燈控制系統(tǒng)的基本組成。三 實驗要求交通燈處在十字路口上。它有紅黃綠三種顏色的燈組成。紅燈亮?xí)r

2、道路上的車輛停止運行；黃燈是一種過渡用的信號燈，當(dāng)它亮?xí)r，表示道路上的紅綠色信號燈即將進行轉(zhuǎn)換。下面拿東西南北四個方向來說明。當(dāng)東西方向允許行車（或者左轉(zhuǎn)）的時候，南北方向就禁止行車，即此時東西方向的綠燈亮紅燈滅，而南北方向的綠燈滅紅燈亮。反之當(dāng)南北方向允許行車（或者左轉(zhuǎn)）的時候，東西方向就禁止行車，即此時南北方向的綠燈亮紅燈滅，而東西方向的綠燈滅紅燈亮。交通燈配置示意圖如圖1所示。同時當(dāng)有特殊的情況發(fā)生時，能手動控制各個方向的信號燈。設(shè)計任務(wù)就是將這一電路用單片機來實現(xiàn)具體的控制。數(shù)碼管北西南綠直行數(shù)碼管北黃燈緩紅燈停綠左轉(zhuǎn)東圖1 十字路口交通燈配置示意圖四 設(shè)計內(nèi)容與原理為了在后面的分析中

3、便于說明，將南北方向允許直行命名為狀態(tài)1，南北方向允許左轉(zhuǎn)命名為狀態(tài)2，南北方向行車到東西方向行車的轉(zhuǎn)換階段命名為狀態(tài)3，將東西方向允許直行命名為狀態(tài)4，東西方向允許左轉(zhuǎn)命名為狀態(tài)5，東西方向行車到南北方向方向行車的轉(zhuǎn)換階段命名為狀態(tài)6。假定直行綠燈點亮的時間為25s，左轉(zhuǎn)綠燈點亮的時間為20s，黃燈點亮的時間為5s，則對方紅燈的點亮?xí)r間為50秒。黃燈每隔500ms亮一次，之后滅500ms（亮滅一次叫作閃爍一次），一共閃爍5次，持續(xù)5s。各個狀態(tài)之間的變換情況如下：狀態(tài)1 狀態(tài)2 狀態(tài)3 狀態(tài)4 狀態(tài)5 狀態(tài)6 狀態(tài)1具體顯示周期如下：25s20s5s50s狀態(tài)1狀態(tài)2狀態(tài)3狀態(tài)4狀態(tài)5狀態(tài)6

4、南北路口直行綠燈亮左轉(zhuǎn)綠燈亮黃燈亮緩行紅燈亮禁行東西路口紅燈亮禁行直行綠燈亮左轉(zhuǎn)綠燈亮黃燈亮緩行50s25s20s5s 圖2交通信號燈點亮?xí)r間圖設(shè)計電路中每個路口的控制信號燈應(yīng)有四個，即綠燈兩個、黃燈、紅燈各一個，同時需要七段數(shù)碼管一個。因此，本電路的設(shè)計中應(yīng)用到綠燈八個，黃燈四個，紅燈四個，七段數(shù)碼管兩個（東西方向相同，南北方向相同，為節(jié)省空間可省略一對）。五 電路設(shè)計分析根據(jù)前面的設(shè)計內(nèi)容與原理分析，電路設(shè)計中應(yīng)有控制模塊（單片機電路）、顯示模塊（十六個信號燈和兩個七段數(shù)碼管）本電路的設(shè)計，將發(fā)光二極管作為16個信號燈的材料。電源將采用5V的直流電源。東西兩個方向的綠燈是同時亮的，為了簡化

5、電路可以讓這兩個燈接同一個引腳。同理，東西方向的黃燈、紅燈也可以分別接同一個引腳。南北方向同上。這樣我們可以用一個8位口控制16盞信號燈。各信號燈均是共陰極接法，LED負極均接地，正極通過保護電阻接單片機P1口。這樣單片機引腳的輸出一個高電平時，相應(yīng)的信號燈就被點亮。七段數(shù)碼管經(jīng)過8位排阻RESPACK-8連接。單片機中應(yīng)包括復(fù)位電路和晶振電路。本設(shè)計中，采用上電復(fù)位形式，由于本系統(tǒng)應(yīng)用的機器周期為lms，所以晶振選擇為12MHz，根據(jù)調(diào)試電容選擇30pF圖3：復(fù)位電路圖4：晶振電路六 硬件原理圖七 程序流程本程序的程序流程圖如圖所示設(shè)置閃爍次數(shù)延時500ms南北左轉(zhuǎn)綠燈亮東西紅燈亮延時25s

6、延時20s黃燈滅南北直行綠燈亮東西紅燈亮黃燈亮延時500ms設(shè)置閃爍次數(shù)黃燈亮延時500ms東西左轉(zhuǎn)綠燈亮南北紅燈亮延時25s延時20s東西直行綠燈亮南北紅燈亮開始復(fù)位黃燈滅閃爍次數(shù)到？閃爍次數(shù)到？延時500msNNYY八 心得體會 這次系統(tǒng)實驗歷時一個月的時間，在這實驗過程里我們鞏固了從編程、軟件使用到調(diào)試的專業(yè)知識，邏輯思維和動手能力都得到了很大的提高。 要解決的主要問題就是程序的設(shè)計和仿真，雖然初期在設(shè)計和布局、編程時思路比較清晰，但是到了細節(jié)處，也出了不少問題，而且很難被檢查出來，如在定時器使用方面出了一些錯誤。但是最后經(jīng)過不斷努力，還是寫出來正確的代碼。 通過這次系統(tǒng)實驗，對以前學(xué)過

7、的知識進行了鞏固，加深了理解，提高了應(yīng)用的能力，而且提高了我們的發(fā)現(xiàn)、分析、解決問題的能力，同時提高了對專業(yè)的認識及興趣，對于我們工科生來說，對以后就業(yè)很有幫助。附錄 程序代碼：#defineucharunsigned char#defineuintunsigned int#include/*定義控制位*/sbitEW_LED2=P23;/東西數(shù)碼管個位sbitEW_LED1=P22;/東西數(shù)碼管十位sbitSN_LED2=P21;/南北數(shù)碼管個位sbitSN_LED1=P20;/南北數(shù)碼管十位_sbit SN_Yellow=P16;/南北黃燈sbit EW_Yellow=P12;/東西黃燈s

8、bit EW_Red=P13;/東西紅燈sbit SN_Red=P17;/南北紅燈sbit Busy_Btton=P34;bit Flag_SN_Yellow; /南北黃燈標(biāo)志位bit Flag_EW_Yellow;/東西黃燈標(biāo)志位charTime_EW;/東西方向倒計時單元charTime_SN;/南北方向倒計時單元uchar EW=50,SN=25,EWL=20,SNL=20; /程序初始化賦值uchar EW1=50,SN1=25,EWL1=20,SNL1=20;/用于存放修改值的變量1-9段選碼uchar code table10=0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x

9、92,0x82,0xf8,0x80,0x90;uchar code S8=0X28,0X48,0X18,0X48,0X82,0X84,0X81,0X84;/交通信號燈控制代碼/*延時子程序*/voidDelay(uchar a)uchari;i=a;while(i-);/*顯示子函數(shù)*/voidDisplay(void)char h,l;h=Time_EW/10;l=Time_EW%10; P0=tablel;EW_LED2=1;Delay(200);EW_LED2=0; P0=tableh;EW_LED1=1;Delay(200);EW_LED1=0;h=Time_SN/10;l=Time_

10、SN%10;P0=tablel;SN_LED2=1;Delay(200);SN_LED2=0; P0=tableh;SN_LED1=1;Delay(200);SN_LED1=0;/*T0中斷服務(wù)程序*/void timer0(void)interrupt 1 using 1static uchar count;TH0=(65536-50000)/256;TL0=(65536-50000)%256;count+;if(count=10) if(Flag_SN_Yellow=1) /南北黃燈標(biāo)志位 SN_Yellow=SN_Yellow; if(Flag_EW_Yellow=1) /東西黃燈標(biāo)志位

11、 EW_Yellow=EW_Yellow; if(count=20)Time_EW-;Time_SN-;if(Flag_SN_Yellow=1)/南北黃燈標(biāo)志位Time_SN=Time_EW; SN_Yellow=SN_Yellow;if(Flag_EW_Yellow=1)/東西黃燈標(biāo)志位Time_EW=Time_SN; EW_Yellow=EW_Yellow;count=0;voidmain(void) IT0=1;/INT0負跳變觸發(fā) TMOD=0x01;/定時器工作于方式1TH0=(65536-50000)/256;/定時器賦初值TL0=(65536-50000)%256;EA=1; /

12、開中斷總允許ET0=1;/開定時中斷EX0=1;/開外部INTO中斷 TR0=1;/啟動定時 while(1)/*狀態(tài)1*/ Flag_EW_Yellow=0; /EW關(guān)黃燈顯示信號Time_EW=EW;Time_SN=SN;while(Time_SN0) P1=S0; /SN通行，EW紅燈 Display();/*狀態(tài)2*/ Flag_SN_Yellow=0; /SN關(guān)黃燈顯示信號Time_SN=SNL;while(Time_SN0)P1=S2;/SN左拐綠燈亮，EW紅燈 Display(); /*狀態(tài)3*/P1=0x00;while(Time_EW0) Flag_SN_Yellow=1;/SN開黃燈信號位 EW_Red=1; /SN黃燈亮,等待停止信號，EW紅燈 /SN_LED1=EW_LED1; /SN_LED2=EW_LED2; Display(); /*賦值*/EW=EW1; SN=SN1;EWL=EWL1;SNL=SNL1;/*狀態(tài)4*/Flag_SN_Yellow=0; /SN關(guān)黃燈顯示信號Time_EW=SN;Time_SN=EW; while(Time_EW0) P1=S4; /EW通行，SN紅燈 Display();/*狀態(tài)5*/Flag_EW_Yellow=0; /E