單片機課程設計-智能交通燈(完整版)

1、單片機課程設計報告交通燈這個是我親自做過的保證能用！希望對大家有所幫助！但是不要照抄照搬哦！智能交通燈控制系統(tǒng)設計摘要 近年來，隨著我國國民經濟的快速發(fā)展，我國機動車輛發(fā)展迅速，而城鎮(zhèn)道 路建設由于歷史等各種原因相對滯后， 交通擁擠和堵塞現(xiàn)象時常出現(xiàn)。 如何利用 當今計算機和自動控制技術，有效地疏導交通，提高城鎮(zhèn)交通路口的通行能力， 減少交通事故是很值得研究的一個課題。 目前，國內的交通燈一般設在十字路口， 在醒目位置用紅、綠、黃三種顏色的指示燈加上一個倒計時的顯示器來控制行車。關鍵詞：AT89S51，交通規(guī)則，交通燈，車流量控制1設計目的：1、通過交通信號燈控制系統(tǒng)的設計， 掌握 80C51

2、傳輸數據的方法 , 以控制發(fā)光二 極管的亮與滅以及數碼管的顯示；2、用 80C51作為輸出口 , 控制十二個發(fā)光二極管熄滅 , 模擬交通燈管理 .3、通過單片機控制設計，熟練掌握匯編語言的編程方法，將理論聯(lián)系到實踐中 去，提高動腦和動手的能力；4、完成控制系統(tǒng)的硬件設計、軟件設計、仿真調試。2設計內容和功能： 交通信號燈模擬控制系統(tǒng)設計利用單片機的定時器定時， 令十字路口的紅綠燈 交替點亮和熄滅。用 8051 做輸出口，控制十二個發(fā)光二極管燃滅，模擬交通燈 管理。在一個交通十字路口有一條主干道 （東西方向），一條從干道（南北方向）， 主干道的通行時間比從干道通行時間長，四個路口安裝紅，黃，綠，

3、燈各一盞；如圖所示：1、設計一個十字路口的交通燈控制電路，要求東西方向（主干道）車道和 南北方向（從干道）車道兩條交叉道路上的車輛交替運行，時間可設置修改。2、在綠燈轉為紅燈時，要求黃燈閃爍，才能變換運行車道3、黃燈亮時，要求每秒閃亮一次。4、緊急情況發(fā)生，如消防車、救護車等緊急車輛通過時，要求四個路口同 時加亮黃燈閃爍，并且倒計時顯示裝置關閉，四個路口的信號燈全部變成紅燈。5 當東西或南北方向車流量大時，四個路口同時加亮黃燈進行閃爍，并且倒計時顯示裝置關閉，黃燈閃爍 5 秒后，只允許東西或南北方向車輛通行。3各功能模塊說明及系統(tǒng)使用說明；3.1 總體設計電路如圖所示3.2 交通燈電路 為了方

4、便實驗，可以用發(fā)光二極管作為交通燈來使用，單片機的 I/O 接口直接和 交通燈（發(fā)光二極管）連接。在十字路口的四組紅、黃、綠三色交通燈中，東西 方向道路上的兩組同色燈連接在一起， 南北方向道路上的兩組同色的燈也彼此連 接在，受單片機 P1.0P1.5控制。單片機的 I/O 接口與交通燈電路的具體連接方 式為： P1.0P1.2分別接東西方向的紅、黃、綠共 6 個放光二極管， P1.3P1.5分 別接南北方向的紅、黃、綠共 6 個發(fā)光二極管。 12個發(fā)光二極管采用了共陽極 的連接方式，因此 I/O 口輸出低電平時，與之相連的發(fā)光二極管會亮， I/O 口輸 出高電平是，相應的發(fā)光二極管會滅。交通燈

5、電路如圖所示。3.3 倒計時顯示電路該交通燈控制系統(tǒng)在正常情況下，每 60s 循環(huán)一次，為方便提示路上行人及車輛交通燈轉換的 剩余時間，專門為控制系統(tǒng)設計了一個倒計時顯示裝置。該顯示裝置選用七段數碼管來顯示交通 燈轉換的剩余時間， 根據控制要求， 每個路口需要兩個數碼管， 這樣四個路口就要求八個數碼管。 有序 AT89C51 單片機的 I/O 作為輸出時，具有較強吸收電流能力，因此我們可以選用共陽型數碼 管，這樣由單片機的 I/O 就可以直接驅動，從而簡化硬件電路的設計。四個路口倒計時顯示被置 在同一時刻顯示相同的數字，期中 P0 口用來顯示時間的十位， P2 口用來顯示時間的個位；東西 南北

6、四個方向共四個路口， 令 DS1和 DS2是一組，DS3 和 DS4是一組，DS5和 DS6 是一組，DS7 和 DS8 是一組。考慮到 AT89C51 單片機所能提供 I/O 接口的數量以及該控制系統(tǒng)所需要的 I/O 的個數并結合我們的實際能力，數碼管在本系統(tǒng)采用的是靜態(tài)顯示。所謂靜態(tài)顯示，就是當顯示 器顯示某一字符時，相應的數碼管恒定地導通或截止。采用靜態(tài)顯示時。占用 CPU 的資源較少， 單片機只要把要顯示的字符代碼發(fā)送到接口電路即可，直到要顯示新的數據時，再發(fā)送新的字形 碼。倒計時顯示電路如圖所示。3.4 緊急通行電路該系統(tǒng)的 K1、K2、K3 三個按鍵分別于單片機的 P3.0、P3.

7、1、P3.6 相接，它 們可以在特殊的交通情況下使用。例如，當有緊急情況發(fā)生時，如消防車、救護 車等緊急車輛通過時， 按下 K1 鍵，四個路口同時加亮黃色信號燈并進行閃爍 （閃 爍時間為 5 秒）。并且倒計時顯示裝置關閉，黃燈 5s閃爍完成后，四個路口的信 號燈全部變成紅燈，從而保證緊急車輛的及時通過，待緊急車輛通過后，松開 K1 鍵，緊急情況消除，交通燈控制系統(tǒng)恢復正常工作；按下 K2 鍵，四個路口 同時加亮黃色信號燈并進行閃爍 （閃爍時間為 5 秒），并且倒計時顯示裝置關閉， 黃色等 5s 閃爍完成后，只允許東西方向車輛準行、南北方向車輛禁行，松開 K2 鍵，交通燈控制系統(tǒng)又開始正常工作；

8、按下 K3 鍵，四個路口同時加亮黃色信號 燈并進行閃爍（閃爍時間為 5 秒），并且倒計時顯示裝置關閉，黃色等 5s閃爍完 成后，只允許南北方向車輛準行、東西方向車輛禁行，松開 K3 鍵，交通燈控制 系統(tǒng)又開始正常工作。按鍵電路如圖所示。5 監(jiān)控電路51 系列單片機通常工作在一些特定環(huán)境中， 不可避免會受到外界干擾， 這些 干擾輕則導致系統(tǒng)內部數據出錯，重則將嚴重影響程序的運行。為了保護數據、 抑制干擾，在單片機系統(tǒng)的開發(fā)過程中需要進行可靠性設計。監(jiān)控功能主要是指控制電源電壓、處理掉電情況、產生正確復位信號等。在 本次課設中我們選用的是 MAX630，4 但是由于元器件沒有買到，所以這個部分沒有

9、在硬件電路中實現(xiàn)，所以在此也詳細介紹了。電路圖如下圖所示4. 系統(tǒng)程序設計4.1 主程序流程圖Y4.3 顯示子程序流程圖4.4 按鍵子程序流程圖開始有鍵按下？返回K3 鍵按下K2 鍵按下K2 鍵按下K3 鍵按下K1 鍵按下？K1 鍵按下？黃燈進行 5s關閉倒計關 閉 倒 計 黃燈進行 5s黃燈進行 5s關閉倒計東西變綠燈南北變紅燈南北變綠燈東西變紅燈東西南北均 變紅燈鍵盤掃描5. 調試與檢測：5.1.硬件檢測：第一步：目測，檢查外部的各種元件或則電路是否有斷點；第二步：用 萬用 表測試。先用萬用 表復核目測中有 疑問的連 接點， 再檢測各種電源線與地線之間是否有短路現(xiàn)象；第三步：加電檢測。給板

10、加電， 檢測所有的插座或是器件的電源端是否符合要 求的值；第四步：是 聯(lián)機檢查。因 為只有用 單片機開發(fā)系統(tǒng) 才能完成 對用戶 系統(tǒng)的調試。5.2. 軟件調試：軟件調試是通過對用戶程序的匯編、 連接、執(zhí)行來發(fā)現(xiàn)程序中存在的語法錯 誤與邏輯錯誤并加以排除糾正的過程。 程序后， 編輯，查看程序是否有邏輯的錯 誤。6. 實驗心得6.1 徐春棟的心得：這次課程設計， 我們小組做的智能交通等控制系統(tǒng)。 如往常每一次實訓， 我 獲得了很大的收獲。首先，我要說說我學到的團隊精神， 這次課設需要多人協(xié)作完成， 我有幸找 到兩位認真負責且樂于交流討論的隊友。我負責了這次課設的硬件部分，也就是根據原理圖和程序布局

11、、焊接電路。 他們兩人負責采購元件、 設計原理圖、 寫程序調試程序等等。 當初分工后我們都 是各自為政，但是我發(fā)現(xiàn)焊接時， 由于有的線很密， 有的地方自己一人無法完成 焊接，他們幫助我一起完成了那部分的焊接， 后來我們就不局限于各自分工， 而 是著眼全局， 互相幫助，不僅將各自分工部分效率的完成了， 還在構建交通燈控 制系統(tǒng)的全過程中了解了其他的環(huán)節(jié)， 提高了學習效率。 我學到了， 明確分工固 然重要，團隊合作才更能體現(xiàn)一個團隊的優(yōu)勢，提高工作效率！其次，就是對于大學相關課程特別是單片機的深入理解和鞏固。 經過這次課 設，我脫離了依靠現(xiàn)成電路焊接元器件的層次， 學會更具要求設計電路。 我們做

12、的交通燈不是拖動方面的， 而是和數電關系密切， 通過圖書館和網絡， 我們將數 電相關知識系統(tǒng)回顧了一遍，如數碼管顯示原理等。通過交通的設計我們了看到科技服務人類的冰山一角， 大大激起我們對于知 識應用的興趣，我們小組分析了另外許多類似交通燈的控制系統(tǒng)。另外，這次課設涉及廣泛， 我還熟練了用 keil 編譯程序， 掌握了用 proteus 仿真電路原理圖，用 STC 竄口下載程序等許多平時書本學習不會太過關注的步 驟，可謂真正鍛煉了動手能力，真正做出東西來。這次選交通燈為題目來做課設一是經驗不足， 二是信心不足。通過這次課設， 我既積累了經驗， 也獲取了信心， 今后會找尋機會再做一些與拖動相關的

13、電子設 計，因為我們自動化專業(yè)和電機是息息相關的額， 很大程度研究的是電機的拖動 問題。6.2 張杰的心得：通過這兩周的單片機課程設計， 我們運用所學的知識， 利用單片機控制原理 設計了一個交通燈控制系統(tǒng)， 我們對單片機有了更深的體會。 我們了解和掌握了 一些簡單的編程思想和對 I/O 口的使用。這次課設通過單片機的 I/O 口來控制交 通燈。實現(xiàn)一些具體的功能和對特殊情況的處理。通過這次的實踐， 我們對單片機的 I/O 口的使用的條件有更深的理解， 對單 片機的各個管腳功能的理解也加深了， 以及在常用編程設計思路技巧， 特別是匯 編語言的掌握方面都能向前邁了一大步。 這次的課程設計讓我們把單

14、片機的理論 知識用在實踐中， 實現(xiàn)了理論和實踐相結合， 從中更懂得理論是實踐的基礎， 實 踐有著能檢驗理論的正確性， 讓我們受益非淺， 對我們以后參加工作或者繼續(xù)學 習將會產生巨大的幫助和影響。在課設過程中遇到的硬件和軟件問題都通過詢問老師、 同學和去圖書館、 上 網得到了解決。課設中如果能加入 MAX6304則可以實現(xiàn)更更多的功能， 我們的課設可以向這 個方向改進，在課設結束后我們會找相關資料完善我們的交通燈， 爭取做到最好。6.3 董夏冰的心得：這次單片機課程設計我們小組選做了交通燈， 因為我們覺得交通燈在現(xiàn)實生 活中非常常見并且對交通燈的工作原理非常好奇，于是我們便選擇了這個題目。 我們

15、小組認真分析課題要求， 研究我們的方案， 包括功能的實現(xiàn)原理， 硬件的安 排、布線、器件的型號功能和參數、程序的編寫、調試等等。然后我們分頭去圖 書館和網上去查找相關資料， 經過比較充分的時間準備之后我們終于設計出了我 們自己的課設方案， 然后我們將其焊接起來， 經過調試之后我們的交通燈便做好 了。這其中我們也遇到了非常多的困難，比如在設計好方案后，發(fā)現(xiàn)有一個元 件很難購買，于是我們修改了原來的方案， 減少了一個中斷。 在進行焊接時線路 非常多并且密集， 我們焊接時非常的小心， 認真的辨識每一個管腳， 仔細的對照 原理圖，即便是這樣還是出現(xiàn)了錯誤， 用萬用表檢測發(fā)現(xiàn)多個管腳出現(xiàn)了焊接短 路，我

16、們對這幾個管腳進行了重焊才解決問題。通過這次課程設計我學到了很多知識，比如團隊合作的能力，我們小組的 三個成員在好幾個問題上產生過意見的分歧， 經過我們之間的相互溝通協(xié)調最終 都達成了統(tǒng)一的意見并且齊心合力的完成了實驗。 我想我以后再遇到團隊合作時我一定會表現(xiàn)得更好。 還有就是自己以前只知道理論知識， 對其如何在實踐中應 用并不了解， 這次課程設計很好的將理論和實踐結合起來讓我收獲很多。 我也發(fā) 現(xiàn)了自己的很多不足，比如在編程時發(fā)現(xiàn)自己的知識是那么的薄弱，靠翻課本、 查資料才行， 對單片機各個接口的功能和結構的理解并不是非常深入。 經過這次 實驗我的編程技巧和對單片機的理解都有所增加。這次單片

17、機課程設計對我以后的學習和工作都會有很大的幫助。7. 參考文獻1 柴鈺 .單片機原理及應用 M. 西安電子科技大學出版社 .2 李海濱 ,片春媛 ,許瑞雪 .單片機技術課程設計與項目實例 M. 電子出版社3 百度文庫 4 單片機愛好者 8程序ORG 0000H;定時器 T1 中斷入口;主程序入口;定時器 T1 工作在方式 1 ;給定時器 T1 賦初值;開中斷系統(tǒng)總開關;開定時器 T1 中斷開關;啟動定時器 T1LJMP MAINORG 001BHLJMP IINT1ORG 0100H;* 主程序 *;MAIN:MOV SP,#60HMOV TMOD,#10HMOV TH1,#9EHMOV TL

18、1,#58HSETB EASETB ET1SETB TR1HERE:MOV 88H,#15HMOV 33H,#3DHMOV P1,#0F3HMOV R7,#37HMM:LCALL DISPMOV A,P3CJNE A,#0FFH,READKEYDJNZ R7,MMMOV P1,#0E1HMOV 20H,#02HNN:MOV A,P3CJNE A,#0FFH,READKEYSETB P1.1SETB P1.4LCALL DISPCLR P1.1CLR P1.4LCALL DISPDJNZ 20H,NNSETB P1.1SETB P1.4LCALL DISPMOV P1,#0DEHMOV R7,#

19、37HPP:LCALL DISPMOV A,P3CJNE A,#0FFH,READKEYDJNZ R7,PPMOV P1,#0CCHMOV 20H,#02HQQ:MOV A,P3CJNE A,#0FFH,READKEYSETB P1.1SETB P1.4LCALL DISPCLR P1.1CLR P1.4LCALL DISPDJNZ 20H,QQSETB P1.1;設置中斷循環(huán)次數;設置倒計時顯示數值 ;使交通燈東西綠，南北紅;鍵盤掃描;交通燈東西綠，南北紅同時加亮黃燈;黃燈進行 5 秒閃爍;調顯示子程序;交通燈南北綠，東西紅;交通燈南北綠，東西紅同時加亮黃燈;掃描 P3 口SETB P1.4

20、LCALL DISPLCALL QWQW:SJMP HERERET;*1 秒延時子程序 *;DELAY:MOV R1,#0AHDELAY0:MOV R2,#0C8HDELAY1:MOV R3,#0F8HNOPDELAY2:DJNZ R3,DELAY2DJNZ R2,DELAY1DJNZ R1,DELAY0RET;鍵盤掃描子程序 ;READKEY:MOV A, #0FFHMOV P3, AMOV A, P3JNB ACC.0,K1JNB ACC.1,K2JNB ACC.3,K3RETK1:MOV P0, #0FFHMOV P2, #0FFHLCALL XXLCALL YYSJMP READKEY

21、K2:MOV P0, #0FFHMOV P2, #0FFHLCALL XXLCALL YY1SJMP READKEYK3:MOV P0, #0FFHMOV P2, #0FFHLCALL XX;判斷 K1 鍵是否按下;判斷 K2 鍵是否按下;判斷 K3 鍵是否按下;關斷倒計時顯示裝置;關斷倒計時顯示裝置;關斷倒計時顯示裝置LCALL YY2SJMP READKEYXX:MOV 20H,#03HLCALL BBRET;*黃燈進行 5秒閃爍 *BB:SETB P1.1SETB P1.4LCALL DELAYCLR P1.1CLR P1.4LCALL DELAYDJNZ 20H,BBRETYY:MOV P1, #0F6HMOV A, #0FFHMOV P3, AMOV A,P3JNB ACC.0,YYLCALL QWYY1:MOV P1, #0F3HMOV A, #0FFHMOV P3, AMOV A, P3JNB ACC.1,YY1LCALL QWYY2:MOV P1, #0DEHMOV A, #0FFHMOV P3, AMOV A, P3JNB ACC.3,YY2LCALL QWRET;* 中斷處理程序 *;四個路后均變成紅燈;判斷 K1 鍵是否仍然按下;東西方向亮綠燈，南北方