交通燈控制器實(shí)驗(yàn)報(bào)告概要

1、.學(xué)院?jiǎn)纹瑱C(jī)原理及應(yīng)用課程設(shè)計(jì)報(bào)告題 目： 交通燈控制器 班 級(jí)： 學(xué)生姓名： 學(xué) 號(hào)： 指導(dǎo)老師： 日 期： 年 月 日 摘 要當(dāng)前，大量的信號(hào)燈電路正向著數(shù)字化、小功率、多樣化、方便人、車、路三者關(guān)系的協(xié)調(diào)，多值化方向發(fā)展隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，城市交通問題越來越引起人們的關(guān)注。設(shè)計(jì)交通燈來完成這個(gè)需求就顯的越加迫切了.為了確保十字路口的行人和車輛順利、暢通地通過,往往采用電子控制的交通信號(hào)來進(jìn)行指揮。以下就是運(yùn)用數(shù)字電子設(shè)計(jì)出的交通燈：本設(shè)計(jì)是十字路口交通燈控制，所以依據(jù)實(shí)際交通燈的變化情況和規(guī)律，給出如下需求：一個(gè)十字路口為東西南北走向。初始狀態(tài)25s為南北紅燈，初始狀態(tài)20s東西綠燈。然

2、后轉(zhuǎn)狀態(tài)1，南北紅燈，東西綠燈閃爍3s，黃燈2s。再轉(zhuǎn)狀態(tài)2，南北紅燈滅，綠燈亮，東西綠燈滅，紅燈亮。再轉(zhuǎn)狀態(tài)3，東西紅燈，南北綠燈閃爍3s，黃燈2s。再轉(zhuǎn)初始狀態(tài)。關(guān)鍵詞：信號(hào)燈電路 交通控制系統(tǒng) EDA技術(shù) 目 錄BACK PLACE一. 緒論4引言1.1 設(shè)計(jì)任務(wù)4 1.1.1設(shè)計(jì)題目 1.1.2設(shè)計(jì)內(nèi)容1.2 系統(tǒng)需求4 1.2.1基本要求 1.2.2發(fā)揮部分1.3小組成員及個(gè)人完成情況4 1.3.1小組成員 1.3.2個(gè)人完成情況二.方案比較、方案設(shè)計(jì)與方案論證5 2.1電源提供方案 2.2顯示界面方案三.單元模塊設(shè)計(jì) 6 3.1單片機(jī)及其外接電路 3.2 交通燈時(shí)間顯示模塊3.3按

3、鍵控制模塊3.4聲音報(bào)警系統(tǒng)四.系統(tǒng)調(diào)制與分析 10五.總結(jié)與心得14參考文獻(xiàn)14附錄一 系統(tǒng)原理圖 15附錄二 元件清單 16附錄三 系統(tǒng)源程序 17一. 緒論引言城市修建城市高速道路，在高速道路建設(shè)完成的初期，它們也曾有效地改善了交通狀況。然而，隨著交通量的快速增長(zhǎng)和缺乏對(duì)高速道路的系統(tǒng)研究和控制，高速道路沒有充分發(fā)揮出預(yù)期的作用。而城市高速道路在構(gòu)造上的特點(diǎn)，也決定了城市高速道路的交通狀況必然受高速道路與普通道路耦合處交通狀況的制約。人、車、路三者關(guān)系的協(xié)調(diào)，已成為交通管理部門需要解決的重要問題之一。城市交通控制系統(tǒng)是用于城市交通數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)、交通信號(hào)燈控制與交通疏導(dǎo)的計(jì)算機(jī)綜合管理系統(tǒng)，它

4、是現(xiàn)代城市交通監(jiān)控指揮系統(tǒng)最重要的組成部分。伴隨著社會(huì)的發(fā)展以及人類生活水平的提高,汽車的數(shù)量在D的DEA技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大與深入，EDA技術(shù)在電子信息，通信，自動(dòng)，控制及計(jì)算機(jī)應(yīng)用等領(lǐng)域的重要性日益突出。隨著技術(shù)市場(chǎng)與人才市場(chǎng)對(duì)DEA的不斷的增加,交通的問題日益突出，單單依靠人力來指揮交通已經(jīng)不可行了,所以，設(shè)計(jì)交通燈來完成這個(gè)需求就顯的越加迫切了。為了確保十字路口的行人和車輛順利、暢通地通過,往往采用電子控制的交通信號(hào)來進(jìn)行指揮。以下就是運(yùn)用數(shù)字電子設(shè)計(jì)出的交通燈：其中紅燈亮,表示該條路禁止通行；黃燈亮表示停車；綠燈亮表示允許通行。1.1設(shè)計(jì)任務(wù)1.1.1設(shè)計(jì)題目：交通燈控制器1.

5、1.2 設(shè)計(jì)內(nèi)容：本設(shè)計(jì)是十字路口交通燈控制，所以依據(jù)實(shí)際交通燈的變化情況和規(guī)律，給出如下需求：一個(gè)十字路口為東西南北走向。初始狀態(tài)25s為南北紅燈，初始狀態(tài)20s東西綠燈。然后轉(zhuǎn)狀態(tài)1，南北紅燈，東西綠燈閃爍3s，黃燈2s。再轉(zhuǎn)狀態(tài)2，南北紅燈滅，綠燈亮，東西綠燈滅，紅燈亮。再轉(zhuǎn)狀態(tài)3，東西紅燈，南北綠燈閃爍3s，黃燈2s。再轉(zhuǎn)初始狀態(tài)。1.2系統(tǒng)需求1.2.1基本要求：利用STC-89C52單片機(jī)作為系統(tǒng)核心控制部分，用外圍12個(gè)發(fā)光二極管（紅、綠、藍(lán)各4組）模擬交通燈的顯示部分，自己設(shè)計(jì)電路和程序完成交通燈控制設(shè)計(jì)。1.2.2發(fā)揮部分： 1用三極管9015對(duì)8個(gè)數(shù)碼管進(jìn)行控制。 2用fo

6、r循環(huán)完成交通燈轉(zhuǎn)換間的延時(shí)，延時(shí)誤差小于2010-6s. 3. 利用數(shù)碼管進(jìn)行東西、南北方向的倒計(jì)時(shí)顯示1.3小組成員及個(gè)人完成情況1.3.1小組成員1.3.2個(gè)人完成部分部分程序調(diào)試，部分實(shí)物焊接，制作設(shè)計(jì)報(bào)告書二.方案比較、方案設(shè)計(jì)與方案論證 2.1電源提供方案 為使模塊穩(wěn)定工作，須有可靠電源。我們考慮了兩種電源方案： 方案一：采點(diǎn)用獨(dú)立的穩(wěn)壓電源，此方案的優(yōu)點(diǎn)是穩(wěn)定可靠，且有各種成熟電路可供選用；缺點(diǎn)是會(huì)使系統(tǒng)復(fù)雜，且可能影響電路點(diǎn)平。 方案二：采用單片機(jī)控制模塊提供電源。該方案的優(yōu)點(diǎn)是系統(tǒng)簡(jiǎn)單扼要節(jié)約成本；缺點(diǎn)輸出功率不高。 綜上所述我們選擇第一種方案。 2.2顯示界面方案方案一：完

7、全采用數(shù)碼管顯示。這種方案顯示符號(hào)和數(shù)碼字符，系統(tǒng)簡(jiǎn)單成本低；缺點(diǎn)，功能單一。 方案二：完全采用點(diǎn)陣式LED顯示。這種方案實(shí)現(xiàn)復(fù)雜，且需要完成大量的軟件工作；但功能強(qiáng)大，可方便顯示各種英文字符、漢字、圖形等。綜上所述我們選擇第一種方案。三.單元模塊設(shè)計(jì) 3.1單片機(jī)及其外接電路 單片微型計(jì)算機(jī)是隨著微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展而產(chǎn)生和發(fā)展的。自從1975 年美國(guó)德克薩斯儀器公司的第一臺(tái)單片微型計(jì)算機(jī)（ 簡(jiǎn)稱單片機(jī)）TMS-1000 問世以來，迄今為止，單片機(jī)技術(shù)已成為計(jì)算機(jī)技術(shù)的一個(gè)獨(dú)特分支，單片機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域也越來越廣泛，特別是在工業(yè)控制中經(jīng)常遇到對(duì)某些物理量進(jìn)行定時(shí)采樣與控制的問題，在儀器儀表智能化中也

8、扮演著極其重要的角色8k字節(jié)Flash，512字節(jié)RAM， 32 位I/O 口線，定時(shí)器，內(nèi)置4KB EEPROM，MAX810復(fù)位電路，3個(gè)16 位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，4個(gè)外部中斷，一個(gè)7向量4級(jí)中斷結(jié)構(gòu)（兼容傳統(tǒng)51的5向量2級(jí)中斷結(jié)構(gòu)），全雙工串行口。另外 STC89C52 可降至0Hz 靜態(tài)邏輯操作，支持2種軟件可選擇節(jié)電模式。空閑模式下，CPU 停止工作，允許RAM、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。掉電保護(hù)方式下，RAM內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機(jī)一切工作停止，直到下一個(gè)中斷或硬件復(fù)位為止。最高運(yùn)作頻率35MHz，6T/12T可選。它主要由兩部分構(gòu)成，一個(gè)是主機(jī)控制器，另一個(gè)是單

9、片機(jī)工作最小系統(tǒng)。 圖3.1 STC89C52 管腳圖68圖3.2stc89c52及其外接電路結(jié)構(gòu)圖 3.2 交通燈時(shí)間顯示模塊由4個(gè)兩位一體的數(shù)碼管（實(shí)驗(yàn)室沒有，由四位一體代替），和12個(gè)紅綠黃燈組成十字路口紅綠燈的功能顯示圖3.3顯示模塊3.3按鍵控制模塊遇到緊急情況，首先P32口接的開關(guān)閉合，4個(gè)交通燈全部變成紅燈并報(bào)警（報(bào)警器系統(tǒng)），等處理時(shí)閉合P33口的開關(guān)，報(bào)警器關(guān)閉。再閉合P36口的開關(guān)東西方向的紅燈變成綠燈，閉合P36口開關(guān)南北方向的紅燈變成綠燈。注：P33口優(yōu)先級(jí)高于P32口。圖3.4 按鍵控制模塊3.4聲音報(bào)警模塊聲音報(bào)警模塊主要用于緊急情況的報(bào)警模式，由3.3的P32口決

10、定開啟.主要部件由報(bào)警器及其外接電路圖3.5 聲音報(bào)警模塊四.系統(tǒng)調(diào)制與分析系統(tǒng)硬件組成部分如圖4.1所示圖4.1 系統(tǒng)實(shí)物圖按一下電源開關(guān)按鈕，系統(tǒng)上電后，系統(tǒng)開始正常工作，初始狀態(tài)下交通燈狀態(tài)如圖4.2 4.3所示圖4.2交通燈正常工作圖4.2交通燈正常工作（黃燈時(shí)）緊急情況下，按P23接口的開關(guān)，紅燈閃爍，報(bào)警器響，圖4.4所示：圖4.4交通燈緊急情況再按P24端口的開關(guān),報(bào)警器停止響，同圖4.4再按P2.8端口的開關(guān)，南北方向的紅燈變綠燈，如圖4.5所示：圖4.5 交通燈緊急情況后，南北方向燈變綠燈再按P2.9端口的開關(guān)，東西方向的紅燈變綠燈，如圖4.6所示：圖4.6交通燈緊急情況后，

11、東西方向燈變綠燈夜間模式時(shí)黃燈閃爍，如圖4.7所示圖4.7 夜間模式 黃燈閃爍五總結(jié)與心得通過一個(gè)星期的辛勤努力，在指導(dǎo)老師的指導(dǎo)和同學(xué)們的幫助下，我終于將此次的作品交通燈控制器制作完成了。讓我感受到了功夫不負(fù)有心人這句至理名言的真正涵義，這次設(shè)計(jì)制作不僅鞏固了所學(xué)的專業(yè)知識(shí)，而且還增強(qiáng)了自己的動(dòng)手能力，在制作的過程中學(xué)到了很多有用的東西。 本次設(shè)計(jì)，我用自己所學(xué)的專業(yè)知識(shí)結(jié)合同學(xué)意見完成了實(shí)物的制作，實(shí)物也有了比較滿意的功能。在這次設(shè)計(jì)中我用到了很多模塊，包括各種傳感器模塊、顯示模塊、CPU模塊、按鍵控制模塊、聲音報(bào)警模塊等等。通過對(duì)這些模塊的深入了解，我突然有個(gè)感悟：什么東西都不難理解，只

12、要你肯花心思去學(xué)，肯花時(shí)間去專研，收獲肯定會(huì)有的。本次設(shè)計(jì)遇到的難點(diǎn)是在調(diào)試部分，在焊接完畢后以及燒完程序后，接上電源，發(fā)現(xiàn)數(shù)碼管沒亮，但是在手動(dòng)按鍵的時(shí)候LED燈會(huì)亮，同時(shí)蜂鳴器會(huì)響。其它全部功能正常，唯獨(dú)數(shù)碼管就是不亮，本因?yàn)槭菙?shù)碼管的管腳接觸不良，用力按下能看到一些管段微弱的亮了一下。后來發(fā)現(xiàn)數(shù)碼管是亮著的，用雙手擋住光才能看到數(shù)碼管亮，原來是電壓不夠，數(shù)碼管顯示很暗。然后加了個(gè)9015三極管后，數(shù)碼管就亮了，但又變成了亂碼經(jīng)過深刻的研究分析發(fā)現(xiàn)，接了三極管驅(qū)動(dòng)后，因?yàn)殪o態(tài)工作點(diǎn)的配置問題，共陽數(shù)碼管由高電平驅(qū)動(dòng)變成低電平驅(qū)動(dòng)，又經(jīng)過了好多調(diào)試，終于成功顯示。通過這次的課程設(shè)計(jì)作品的制作

13、讓我對(duì)單片機(jī)的理論有了更加深入的了解，同時(shí)在具體的制作過程中我們發(fā)現(xiàn)現(xiàn)在書本上的知識(shí)與實(shí)際的應(yīng)用存在著不小的差距，書本上的知識(shí)很多都是理想化后的結(jié)論，忽略了很多實(shí)際的因素，或者涉及的不全面，可在實(shí)際的應(yīng)用時(shí)這些是不能被忽略的，我們不得不考慮這方的問題，這讓我們無法根據(jù)書上的理論就輕易得到預(yù)想中的結(jié)果，有時(shí)結(jié)果甚至很差別很大。通過這次實(shí)踐使我更深刻的體會(huì)到了理論聯(lián)系實(shí)際的重要性，我們?cè)诮窈蟮膶W(xué)習(xí)工作中會(huì)更加的注重實(shí)際，避免稱為只會(huì)紙上談兵的趙括。而且在這次的課程設(shè)計(jì)中，我也明白了自己對(duì)軟件方面比較感興趣，也明白了自己以后要往哪方面走。同時(shí)，這次設(shè)計(jì)也發(fā)現(xiàn)了自己的一些不足之處，就如在軟件設(shè)計(jì)方面，

14、自己還需要多查看閱讀一些數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的書籍，多了解一些設(shè)計(jì)的算法和編程思想才行。這次的課程總的來說還是完善的，當(dāng)然有些功能也還是需要完善的，比如交通燈的夜間模式，即在夜間時(shí)讓所有的黃燈亮。參考文獻(xiàn)1 楊居義，單片機(jī)原理及應(yīng)用項(xiàng)目教程，清華大學(xué)出版社，2007年2 胡漢才，單片機(jī)原理與接口技術(shù)， 清華大學(xué)大學(xué)出版社，2004年3 王幸之，單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)抗干擾技術(shù)，北京航空航天大學(xué)出版社，2001年4 王為青、程國(guó)鋼，單片機(jī)Keil C51應(yīng)用開發(fā)技術(shù).，人民郵電出版社，2007年 5 李哲英，電子技術(shù)及其應(yīng)用基礎(chǔ)，高等教育出版社，2003年6 劉菊榮、庫(kù)錫樹主編，電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)教程，電子工業(yè)出版社，2

15、013年8 謝自美，電子線路設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)測(cè)試，武漢：華中科技大學(xué)出版社，2000年9 李廣弟. 單片機(jī)原理及應(yīng)用M 北京航空航天大學(xué)出版社,2004年10 朱思榮51單片機(jī)實(shí)現(xiàn)公歷與農(nóng)歷、星期的轉(zhuǎn)換Z.當(dāng)當(dāng)電子網(wǎng)11 曹巧媛.單片機(jī)原理及應(yīng)用.北京：電子工業(yè)出版社，2002.附錄一 系統(tǒng)原理圖附錄二 元件清單附錄三 系統(tǒng)源程序#include #define uchar unsigned char#define uint unsigned intuchar h;uint s;uchar code dis=0Xc0,/*0*/0Xf9,/*1*/0Xa4,/*2*/0Xb0,/*3*/0X99,/*

16、4*/0X92,/*5*/0X82,/*6*/0Xf8,/*7*/0X80,/*8*/0X90,/*9*/0Xff,/*NULL*/; /共陽數(shù)碼管顯示void delay(uint c) /*延遲c毫秒*/ uint i,j; for(i=0;ic;i+) for(j=0;j0;h-) /20S倒計(jì)時(shí)for(s=250;s0;s-) /延時(shí)速度P1=0xf0;/*關(guān)閉數(shù)碼管*/ P2=0xff; P1|= 0xf1; /*開啟P1.0*/ P2=dish/10;/*顯示十位*/ delay(1); P1=0xf0;/*關(guān)閉數(shù)碼管*/ P2=0xff; P1 |=0x02;/*開啟P1.1*/

17、 P2=dish%10;/*顯示個(gè)位*/ delay(1); P1=0xf0; P2=0xff; P1 |=0x04;/*開啟P1.2*/ P2=dis(h+5)/10;/*顯示十位*/ delay(1); P1=0xf0; P2=0xff; P1|=0x08;/*開啟P1.3*/ P2=dis(h+5)%10;/*顯示個(gè)位*/ delay(1);for(h=5;h2;h-) /數(shù)碼管顯示 5-4-3S倒計(jì)時(shí)P0=0xf3;/*南北紅燈亮3S，東西綠燈閃爍3S*/ / P0.2 P0.3亮delay(200);P0=0xf7; /P0.3亮delay(100);/P1=0xf0; /P2=0x

18、ff;P1=0xfa;/P0.0 P0.2東北方向選中P2=dish%10;delay(200);P0=0xf3;/*重復(fù)1遍上面語句*/ P0.2 P0.3亮delay(200);P0=0xf7; /P0.3亮delay(100);/P1=0xf0;/P2=0xff;P1=0xfa;P2=dish%10;delay(200);for(h=2;h0;h-) /2-1S倒計(jì)時(shí)P0=0x35;/*南北紅燈亮2S，東西黃燈亮2S*/delay(100);P2=0xff;P1=0xfa;P2=dish%10;delay(900);P0=0x1e;/*東西紅燈亮，南北綠燈亮25s*/for(h=25;h

19、0;h-)for(s=250;s0;s-)P1=0xf0; P2=0xff; P1|=0x04; P2=dish/10; delay(1); P1=0xf0; P2=0xff; P1|=0x08; P2=dish%10; delay(1); P1=0xf0; P2=0xff;P1|=0x01;P2=dis(h+5)/10;delay(1);P1=0xf0;P2=0xff;P1|=0x02;P2=dis(h+5)%10;delay(1);for(h=5;h2;h-)P0=0xde;/*東西紅燈亮3s，南北綠燈閃3s*/ delay(200); P0=0xfe; delay(100); P1=0xf0; P2=0xff; P1=0xfa; P2=dish%10; delay(200);P0=0xde; /*重復(fù)1遍上面語句*/ delay(200); P0=0xfe; delay(100); P1=0xf0; P2=0xff; P1=0xfa; P2=dish%10; delay(200); for(h=2;h0;h-)P0=0x2e;/*東西紅燈亮2s，南北黃燈亮2s*/ delay(