交通等控制系統(tǒng)(C語(yǔ)言)

1、單片機(jī)課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)內(nèi)容：基于單片機(jī)的交通控制系統(tǒng)系 別：機(jī)械工程學(xué)院班 級(jí)：學(xué)生姓名：學(xué) 號(hào)：指導(dǎo)老師：成 績(jī)： 2012年5月引言交通在人們的日常生活中占有重要的地位，隨著人們社會(huì)活動(dòng)的日益頻繁，這點(diǎn)更是體現(xiàn)的淋漓盡致。人、車、路三者關(guān)系的協(xié)調(diào)，已成為交通管理部門(mén)需要解決的重要問(wèn)題之一。交通信號(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。近年來(lái)隨著科技的飛速發(fā)展，單片機(jī)的應(yīng)用正在不斷深入，同時(shí)帶動(dòng)傳統(tǒng)控制檢測(cè)技術(shù)日益更新。在實(shí)時(shí)檢測(cè)和自動(dòng)控制的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，單片機(jī)往往作為核心器件來(lái)使用，以實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)功能。本設(shè)計(jì)就是采用AT89S52單片機(jī)為中心

2、器件來(lái)設(shè)計(jì)交通燈控制器，實(shí)現(xiàn)了智能控制功能。2 設(shè)計(jì)任務(wù)及總體方案2.1 設(shè)計(jì)任務(wù)及要求 利用單片機(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，并且用4只LED數(shù)碼管顯示十字路口兩個(gè)方向的剩余時(shí)間。具體設(shè)計(jì)要求如下。十字交叉路口的交通燈控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖1.1所示。 往南和往北的信號(hào)一致，即紅燈（綠燈或黃燈）同時(shí)亮或同時(shí)熄滅。用兩個(gè)數(shù)碼管來(lái)顯示被點(diǎn)亮的指示燈還將點(diǎn)亮多久。往東和往西方向的信號(hào)一致，其工作方式與南北方向一樣，也采用兩個(gè)數(shù)碼管來(lái)倒計(jì)時(shí)。當(dāng)南北方向?yàn)榫G燈和黃燈時(shí)，東西向的紅燈點(diǎn)亮禁止通行；而東西方向?yàn)榫G燈和黃燈時(shí)，南北向的紅燈點(diǎn)亮禁止通行。假設(shè)南北方向?yàn)橹鞲傻?，通行時(shí)間

3、為40秒，東西方向是次干道，通行時(shí)間為40秒，黃燈點(diǎn)亮的時(shí)間均為5秒，則其工作方式如下表所示循環(huán)點(diǎn)亮信號(hào)燈。交通信號(hào)燈工作模式南北向綠燈亮40秒黃燈亮5秒紅燈亮45秒東西向紅燈亮45秒綠燈亮40秒黃燈亮5秒2.2 總體方案介紹：本系統(tǒng)電路由單片機(jī)AT89S52、復(fù)位電路、時(shí)鐘電路、數(shù)碼管顯示電路以及發(fā)光二級(jí)管顯示電路構(gòu)成，邏輯框圖如下圖所示。復(fù)位電路時(shí)鐘電路單片機(jī)AT89S52發(fā)光二極管現(xiàn)實(shí)電路數(shù)碼管顯示電路各相應(yīng)組成部分提供定時(shí)信號(hào)，使得相應(yīng)的發(fā)光二極管和數(shù)碼管顯示。3 硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)3.1 AT89S52簡(jiǎn)介AT89S52單片機(jī)是一種低功耗、高性能CMOS 8位微控制器。它具有以下主要標(biāo)準(zhǔn)

4、功能： 8KB可重復(fù)編成的Flash存儲(chǔ)器， 32 位I/O 口線，看門(mén)狗定時(shí)器，2 個(gè)數(shù)據(jù)指針，三個(gè)16 位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，8個(gè)中斷向量源，全雙工串行口。它采用單一+5V電源。其I/O口分別為P0、P1、P2和P3，其中P0口作通用I/O接口時(shí)必須接上上拉電阻；P1口是準(zhǔn)雙向口，只能作通用I/O接口使用；P2口可作通用I/O接口和高8位地址線；P3口不僅可作準(zhǔn)雙向I/O接口使用，而且每一根線都具有第二功能。本設(shè)計(jì)中，只用了P0、P1和P2口，它們都作通用I/O口使用。3.2 時(shí)鐘電路如圖所示，本設(shè)計(jì)采用內(nèi)部時(shí)鐘產(chǎn)生方式，在XTAL1和XTAL2兩端跨接12Mhz的石英晶振和兩個(gè)30pF的振蕩

5、電容，構(gòu)成始終電路。3.3 復(fù)位電路本設(shè)計(jì)用RC元件構(gòu)成外部復(fù)位電路，因?yàn)镽C時(shí)間常數(shù)應(yīng)大于兩個(gè)機(jī)器周期，所以電容選取10uf，電阻選取1k和200歐姆。復(fù)位方式有兩種：上電復(fù)位和按鈕復(fù)位。本設(shè)計(jì)采用按鈕復(fù)位方式，電路圖如右圖所示。3.4 LED數(shù)碼管顯示模塊本設(shè)計(jì)中LED數(shù)碼管顯示模塊電路如下圖所示，其中D0、D1數(shù)碼管顯示南北向時(shí)間，D2、D3數(shù)碼管顯示東西向時(shí)間。本設(shè)計(jì)所用LED數(shù)碼管顯示器是共陰極8段式數(shù)碼管，其內(nèi)部8段發(fā)光二極管的陰極端連接在一起，陽(yáng)極端分開(kāi)控制，使用時(shí)公共端接地，因此，點(diǎn)亮發(fā)光二極管，只需給對(duì)應(yīng)的陽(yáng)極端送高電平。給數(shù)碼管的各個(gè)引腳輸入不同的8位二進(jìn)制編碼，可顯示不同

6、的數(shù)字或字符，這種二進(jìn)制編碼稱為字段碼。本設(shè)計(jì)所用共陰極數(shù)碼管的字段碼如下圖所示。顯示字符的共陰極字段碼顯示字符共陰極字段碼03FH106H25BH34FH466H56DH67DH707H87FH96FHLED數(shù)碼管在顯示時(shí)，通常有靜態(tài)顯示方式和動(dòng)態(tài)顯示方式兩種。靜態(tài)顯示結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，要顯示某個(gè)數(shù)字，直接在I/O線上發(fā)送相對(duì)應(yīng)的字段碼，但是一個(gè)數(shù)碼管就需要8根I/O線，而本系統(tǒng)中數(shù)碼管數(shù)量較多，需要占用的I/O線很多；動(dòng)態(tài)顯示所用的I/O接口信號(hào)線少，線路簡(jiǎn)單，因此本系統(tǒng)選用動(dòng)態(tài)顯示方式。四個(gè)數(shù)碼管的段選線并接在一起通過(guò)P0口控制，它們的公共端不直接接地，每個(gè)數(shù)碼管的公共端分別與一根I/

7、O口項(xiàng)鏈，通過(guò)P2口控制。動(dòng)態(tài)顯示的工作原理是4個(gè)數(shù)碼管輪流顯示相應(yīng)的數(shù)字，一次循環(huán)完畢后，下一次循環(huán)又這樣輪流顯示，由于人的視覺(jué)暫留效應(yīng)，循環(huán)的周期太快，只有幾十微秒，所以看起來(lái)所有的數(shù)碼管是一起顯示的。并在P0口接7407芯片，起到緩沖的作用，使得系統(tǒng)更加穩(wěn)定。3.5 紅綠燈顯示模塊本系統(tǒng)紅綠燈顯示電路如圖所示。其中R1、Y1、G1分別表示南北紅、黃、綠燈，R2、Y2、G2 分別表示東西紅、黃、綠燈。本系統(tǒng)采用共陰極結(jié)構(gòu)發(fā)光二極管，6段發(fā)光二極管的陰極端連接在一起，陽(yáng)極端分開(kāi)控制，使用時(shí)公共端接地，要使哪根發(fā)光二極管點(diǎn)亮，則對(duì)應(yīng)得陽(yáng)極端接高電平。由P1口控制，輸入對(duì)應(yīng)字段碼，顯示對(duì)應(yīng)的發(fā)光

8、二極管。3.6 系統(tǒng)電路圖系統(tǒng)電路圖見(jiàn)附錄二。4 軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)4.1 軟件設(shè)計(jì)分析為了增加程序的可讀性，理清程序的編寫(xiě)思路，程序采用模塊化結(jié)構(gòu)，本系統(tǒng)按以下幾個(gè)模塊編寫(xiě)程序： 主程序模塊： 初始化程序，RAM清零，子程序的調(diào)用。 延時(shí)子程序模塊：產(chǎn)生1ms延時(shí)信號(hào)，循環(huán)調(diào)用1000次完成1秒鐘延時(shí)，循環(huán)調(diào)用500次完成0.5秒定時(shí)。 顯示子程序模塊：為12位LED動(dòng)態(tài)顯示提供驅(qū)動(dòng)信號(hào)。P0口和P2口為數(shù)碼管提供驅(qū)動(dòng)信號(hào)，P0口送出段選碼，P2口為位選碼。 P1口輸出字段碼控制紅綠燈亮滅：南北綠燈亮，東西紅燈亮?xí)rP1=001100B=0CH，同時(shí)數(shù)碼管從40倒計(jì)時(shí)到00；南北黃燈閃爍，東西紅燈

9、亮，亮0.5S，P1=001010B=0AH，滅0.5S，P1=001000B=08H，同時(shí)數(shù)碼管從05倒計(jì)時(shí)到00；南北紅燈亮，東西綠燈亮?xí)rP1=100001B=21H，同時(shí)數(shù)碼管從40倒計(jì)時(shí)到00；南北紅燈亮，東西黃燈閃爍，亮0.5S，P1=010001B=11H，滅0.5S， P1=000001B=01H。4.2 程序流程圖開(kāi)始南北綠燈亮，東西紅燈亮，數(shù)碼管顯示時(shí)間，40s倒計(jì)時(shí)南北黃燈閃爍，東西紅燈亮，數(shù)碼管顯示時(shí)間，5s倒計(jì)時(shí)南北紅燈亮，東西綠燈亮，數(shù)碼管顯示時(shí)間，40s倒計(jì)時(shí)南北紅燈亮，東西黃燈閃爍，數(shù)碼管顯示時(shí)間，5s倒計(jì)時(shí)程序初始化4.3 系統(tǒng)程序系統(tǒng)程序見(jiàn)附錄5 設(shè)計(jì)總結(jié)為期

10、十周的單片機(jī)課程設(shè)計(jì)已經(jīng)接近尾聲，這次的課程設(shè)計(jì)與以往的課程設(shè)計(jì)安排有些不同，將時(shí)間分散到每周，而不像以往的集中在兩周做，這樣提高了課程設(shè)計(jì)的難度，也考驗(yàn)了我們的能力。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，遇到了許多問(wèn)題，在老師的指導(dǎo)下，以及靠查詢圖書(shū)館資料克服了種種困難，最終順利完成了設(shè)計(jì)?？傮w來(lái)說(shuō)，這次的課程設(shè)計(jì)使我受益匪淺。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，遇到了許多問(wèn)題。在開(kāi)始的時(shí)候，設(shè)計(jì)硬件電路圖，需要用Protel軟件，這個(gè)軟件雖然以前接觸過(guò)，但是用的很是不熟，尤其是在新建庫(kù)文件的時(shí)候，但是在老師的指導(dǎo)下，我基本掌握了Protel的基本制圖技巧。在做完硬件電路的基礎(chǔ)上，我開(kāi)始編制程序，我采用的是模塊化編程方式，然后調(diào)用各子程

11、序。由于以前學(xué)習(xí)理論知識(shí)的時(shí)候是學(xué)的用匯編語(yǔ)言編程，而這次課程設(shè)計(jì)要求使用C語(yǔ)言編程，所以在編程的時(shí)候遇到了一些問(wèn)題。在編制定時(shí)程序的時(shí)候，由于我對(duì)定時(shí)器這一塊掌握的不是很透徹，因此選用延時(shí)程序代替定時(shí)程序，又因?yàn)檠訒r(shí)程序不如定時(shí)器來(lái)得準(zhǔn)，會(huì)有些誤差，所以我用Keil軟件內(nèi)部調(diào)試方法，改變所賦初值，使得定時(shí)誤差降到很小很小。諸如此類，小問(wèn)題很多，但是最終都被克服。通過(guò)這次的課程設(shè)計(jì)，我掌握了基本的C語(yǔ)言編程方法，也掌握了Protel基本制圖技巧和Keil軟件的調(diào)試操作，這次課程設(shè)計(jì)，收獲很大！最后，感謝老師十周以來(lái)的指導(dǎo)！6 參考文獻(xiàn)1.謝維成，楊加國(guó).單片機(jī)原理與應(yīng)用及C51程序設(shè)計(jì).北京：

12、清華大學(xué)出版社，20032.李建忠.單片機(jī)原理及應(yīng)用.西安：西安電子科技大學(xué)出版社，20023.譚浩強(qiáng).C語(yǔ)言設(shè)計(jì)（第2版）.北京：清華大學(xué)出版社。19994.嚴(yán)天峰.單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真調(diào)試.北京：北京航空航天大學(xué)出版社，20055.張齊等.單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)基于C語(yǔ)言編程.北京：電子工業(yè)出版社，20046.趙亮，侯國(guó)銳.單片機(jī)C語(yǔ)言編程與實(shí)例.北京：人民郵電出版社，20037 附錄 7.1 附錄一：系統(tǒng)程序#include#include#define uchar unsigned charvoid delay_1ms(uchar t)void scan(void)void scan_

13、led(uchar k)void scan_led40(void)void scan_led5(uchar x)charcode LED_711=0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x00;/共陰極LED數(shù)碼管的字段碼char code scan_con4=0x01,0x02,0x04,0x08;/4個(gè)LED數(shù)碼管的位選碼void delay_1ms(uchar t) /1ms延時(shí)程序uchar i,j;for(i=0;i0;m-)for(n=0;n1000;n+)scan_led(m);void scan_led5(uchar

14、 x)uchar y;for(y=0;y0;i-) /南北黃燈閃爍，東西紅燈亮P1=0x0a; scan_led5(i); P1=0x08;scan_led5(i);P1=0x21; /南北紅燈亮，東西綠燈亮scan_led40(); for(j=5;j0;j-) /南北紅燈亮，東西黃燈閃爍P1=0x11;scan_led5(j);P1=0x01;scan_led5(j);void main()P0=0x00; /初始化P1=0x00;P2=0x00;while(1)scan(); /顯示程序7.2附錄二：系統(tǒng)原理圖7.3 附錄三：元器件清單序號(hào)元件名數(shù)量1AT89S52單片機(jī)1212Mhz晶

15、振1330pf電容2410uf電解電容15按鍵1610k電阻271k電阻68470電阻89發(fā)光二極管6107407芯片1118段共陰極LED數(shù)碼管4mortar, dust must be cleared. The defective parts repaired and dried before the spraying. 3. ingredients: according to spray an area the size of the buckets of paint mixed together, and stir with the mix with use. 4. Brush coa

16、ting method (1) brush the first coating: after first stage step by step, brush Cha is best left in the grid, or Yin corner, tail when brushing, brushing the length. As paints dry quickly, dip brush, window brush Ridge, another large, when brushing coat thickness should be consistent, uniform color.

17、(2) the brush again to brush it again after the first film. Method of judging the film is color returned to normal, touch the non-stick. Application method with the first time, require coating bond, would not show brush marks. (3) the brush again requested a second time. (E) the floor works 1. leveling layer of cement mortar: construction, various pipes and floor drains should be installed and inspected. Screed before the construction of the grassroots and soot, floating on the surface of pulp and debris washed, water wetting in advance, but in laying mortar surface water should be exclude