單片機(jī)課程設(shè)計(jì)-智能交通燈(完整版)

1、單片機(jī)課程設(shè)計(jì)報(bào)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(shè)計(jì)摘要 近年來，隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國機(jī)動車輛發(fā)展迅速，而城鎮(zhèn)道 路建設(shè)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(dāng)今計(jì)算機(jī)和自動控制技術(shù)，有效地疏導(dǎo)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(nèi)的交通燈一般設(shè)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(jì)時的顯示器來控制行車。關(guān)鍵詞：AT89S51，交通規(guī)則，交通燈，車流量控制1設(shè)計(jì)目的：1、通過交通信號燈控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)， 掌握 80C51

2、傳輸數(shù)據(jù)的方法 , 以控制發(fā)光二 極管的亮與滅以及數(shù)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(jī)控制設(shè)計(jì)，熟練掌握匯編語言的編程方法，將理論聯(lián)系到實(shí)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(shè)計(jì)、軟件設(shè)計(jì)、仿真調(diào)試。2設(shè)計(jì)內(nèi)容和功能： 交通信號燈模擬控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)利用單片機(jī)的定時器定時， 令十字路口的紅綠燈 交替點(diǎn)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(shè)計(jì)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(yùn)行，時間可設(shè)置修改。2、在綠燈轉(zhuǎn)為紅燈時，要求黃燈閃爍，才能變換運(yùn)行車道3、黃燈亮?xí)r，要求每秒閃亮一次。4、緊急情況發(fā)生，如消防車、救護(hù)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(jì)時顯示裝置關(guān)閉，四個路口的信號燈全部變成紅燈。5 當(dāng)東西或南北方向車流量大時，四個路口同時加亮黃燈進(jìn)行閃爍，并且倒計(jì)時顯示裝置關(guān)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(shè)計(jì)電路如圖所示3.2 交通燈電路 為了方

4、便實(shí)驗(yàn)，可以用發(fā)光二極管作為交通燈來使用，單片機(jī)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(jī) P1.0P1.5控制。單片機(jī)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?xùn)|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(yīng)的發(fā)光二極管會滅。交通燈

5、電路如圖所示。3.3 倒計(jì)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(zhuǎn)換的 剩余時間，專門為控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)了一個倒計(jì)時顯示裝置。該顯示裝置選用七段數(shù)碼管來顯示交通 燈轉(zhuǎn)換的剩余時間， 根據(jù)控制要求， 每個路口需要兩個數(shù)碼管， 這樣四個路口就要求八個數(shù)碼管。 有序 AT89C51 單片機(jī)的 I/O 作為輸出時，具有較強(qiáng)吸收電流能力，因此我們可以選用共陽型數(shù)碼 管，這樣由單片機(jī)的 I/O 就可以直接驅(qū)動，從而簡化硬件電路的設(shè)計(jì)。四個路口倒計(jì)時顯示被置 在同一時刻顯示相同的數(shù)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?？紤]到 AT89C51 單片機(jī)所能提供 I/O 接口的數(shù)量以及該控制系統(tǒng)所需要的 I/O 的個數(shù)并結(jié)合我們的實(shí)際能力，數(shù)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(dāng)顯示 器顯示某一字符時，相應(yīng)的數(shù)碼管恒定地導(dǎo)通或截止。采用靜態(tài)顯示時。占用 CPU 的資源較少， 單片機(jī)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(shù)據(jù)時，再發(fā)送新的字形 碼。倒計(jì)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(jī)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(dāng)有緊急情況發(fā)生時，如消防車、救護(hù) 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(jìn)行閃爍 （閃 爍時間為 5 秒）。并且倒計(jì)時顯示裝置關(guān)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(fù)正常工作；按下 K2 鍵，四個路口 同時加亮黃色信號燈并進(jìn)行閃爍 （閃爍時間為 5 秒），并且倒計(jì)時顯示裝置關(guān)閉， 黃色等 5s 閃爍完成后，只允許東西方向車輛準(zhǔn)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(jìn)行閃爍（閃爍時間為 5 秒），并且倒計(jì)時顯示裝置關(guān)閉，黃色等 5s閃爍完 成后，只允許南北方向車輛準(zhǔn)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(jī)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(dǎo)致系統(tǒng)內(nèi)部數(shù)據(jù)出錯，重則將嚴(yán)重影響程序的運(yùn)行。為了保護(hù)數(shù)據(jù)、 抑制干擾，在單片機(jī)系統(tǒng)的開發(fā)過程中需要進(jìn)行可靠性設(shè)計(jì)。監(jiān)控功能主要是指控制電源電壓、處理掉電情況、產(chǎn)生正確復(fù)位信號等。在 本次課設(shè)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(shí)現(xiàn)，所以在此也詳細(xì)介紹了。電路圖如下圖所示4. 系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)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(jìn)行 5s關(guān)閉倒計(jì)關(guān) 閉 倒 計(jì) 黃燈進(jìn)行 5s黃燈進(jìn)行 5s關(guān)閉倒計(jì)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(diào)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(diǎn)；第二步：用 萬用 表測試。先用萬用 表復(fù)核目測中有 疑問的連 接點(diǎn)， 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(jī)檢查。因 為只有用 單片機(jī)開發(fā)系統(tǒng) 才能完成 對用戶 系統(tǒng)的調(diào)試。5.2. 軟件調(diào)試：軟件調(diào)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(shí)驗(yàn)心得6.1 徐春棟的心得：這次課程設(shè)計(jì)， 我們小組做的智能交通等控制系統(tǒng)。 如往常每一次實(shí)訓(xùn)， 我 獲得了很大的收獲。首先，我要說說我學(xué)到的團(tuán)隊(duì)精神， 這次課設(shè)需要多人協(xié)作完成， 我有幸找 到兩位認(rèn)真負(fù)責(zé)且樂于交流討論的隊(duì)友。我負(fù)責(zé)了這次課設(shè)的硬件部分，也就是根據(jù)原理圖和程序布局

11、、焊接電路。 他們兩人負(fù)責(zé)采購元件、 設(shè)計(jì)原理圖、 寫程序調(diào)試程序等等。 當(dāng)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(gòu)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(xué)習(xí)效率。 我學(xué)到了， 明確分工固 然重要，團(tuán)隊(duì)合作才更能體現(xiàn)一個團(tuán)隊(duì)的優(yōu)勢，提高工作效率！其次，就是對于大學(xué)相關(guān)課程特別是單片機(jī)的深入理解和鞏固。 經(jīng)過這次課 設(shè)，我脫離了依靠現(xiàn)成電路焊接元器件的層次， 學(xué)會更具要求設(shè)計(jì)電路。 我們做

12、的交通燈不是拖動方面的， 而是和數(shù)電關(guān)系密切， 通過圖書館和網(wǎng)絡(luò)， 我們將數(shù) 電相關(guān)知識系統(tǒng)回顧了一遍，如數(shù)碼管顯示原理等。通過交通的設(shè)計(jì)我們了看到科技服務(wù)人類的冰山一角， 大大激起我們對于知 識應(yīng)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(shè)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(xué)習(xí)不會太過關(guān)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(shè)一是經(jīng)驗(yàn)不足， 二是信心不足。通過這次課設(shè)， 我既積累了經(jīng)驗(yàn)， 也獲取了信心， 今后會找尋機(jī)會再做一些與拖動相關(guān)的

13、電子設(shè) 計(jì)，因?yàn)槲覀冏詣踊瘜I(yè)和電機(jī)是息息相關(guān)的額， 很大程度研究的是電機(jī)的拖動 問題。6.2 張杰的心得：通過這兩周的單片機(jī)課程設(shè)計(jì)， 我們運(yùn)用所學(xué)的知識， 利用單片機(jī)控制原理 設(shè)計(jì)了一個交通燈控制系統(tǒng)， 我們對單片機(jī)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(shè)通過單片機(jī)的 I/O 口來控制交 通燈。實(shí)現(xiàn)一些具體的功能和對特殊情況的處理。通過這次的實(shí)踐， 我們對單片機(jī)的 I/O 口的使用的條件有更深的理解， 對單 片機(jī)的各個管腳功能的理解也加深了， 以及在常用編程設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)讓我們把單

14、片機(jī)的理論 知識用在實(shí)踐中， 實(shí)現(xiàn)了理論和實(shí)踐相結(jié)合， 從中更懂得理論是實(shí)踐的基礎(chǔ)， 實(shí) 踐有著能檢驗(yàn)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(xué) 習(xí)將會產(chǎn)生巨大的幫助和影響。在課設(shè)過程中遇到的硬件和軟件問題都通過詢問老師、 同學(xué)和去圖書館、 上 網(wǎng)得到了解決。課設(shè)中如果能加入 MAX6304則可以實(shí)現(xiàn)更更多的功能， 我們的課設(shè)可以向這 個方向改進(jìn)，在課設(shè)結(jié)束后我們會找相關(guān)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(jī)課程設(shè)計(jì)我們小組選做了交通燈， 因?yàn)槲覀冇X得交通燈在現(xiàn)實(shí)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(rèn)真分析課題要求， 研究我們的方案， 包括功能的實(shí)現(xiàn)原理， 硬件的安 排、布線、器件的型號功能和參數(shù)、程序的編寫、調(diào)試等等。然后我們分頭去圖 書館和網(wǎng)上去查找相關(guān)資料， 經(jīng)過比較充分的時間準(zhǔn)備之后我們終于設(shè)計(jì)出了我 們自己的課設(shè)方案， 然后我們將其焊接起來， 經(jīng)過調(diào)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(shè)計(jì)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(jìn)行焊接時線路 非常多并且密集， 我們焊接時非常的小心， 認(rèn)真的辨識每一個管腳， 仔細(xì)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(jìn)行了重焊才解決問題。通過這次課程設(shè)計(jì)我學(xué)到了很多知識，比如團(tuán)隊(duì)合作的能力，我們小組的 三個成員在好幾個問題上產(chǎn)生過意見的分歧， 經(jīng)過我們之間的相互溝通協(xié)調(diào)最終 都達(dá)成了統(tǒng)一的意見并且齊心合力的完成了實(shí)驗(yàn)。 我想我以后再遇到團(tuán)隊(duì)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(shí)踐中應(yīng) 用并不了解， 這次課程設(shè)計(jì)很好的將理論和實(shí)踐結(jié)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(jī)各個接口的功能和結(jié)構(gòu)的理解并不是非常深入。 經(jīng)過這次 實(shí)驗(yàn)我的編程技巧和對單片機(jī)的理解都有所增加。這次單片

17、機(jī)課程設(shè)計(jì)對我以后的學(xué)習(xí)和工作都會有很大的幫助。7. 參考文獻(xiàn)1 柴鈺 .單片機(jī)原理及應(yīng)用 M. 西安電子科技大學(xué)出版社 .2 李海濱 ,片春媛 ,許瑞雪 .單片機(jī)技術(shù)課程設(shè)計(jì)與項(xiàng)目實(shí)例 M. 電子出版社3 百度文庫 4 單片機(jī)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(guān);開定時器 T1 中斷開關(guān);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(shè)置中斷循環(huán)次數(shù);設(shè)置倒計(jì)時顯示數(shù)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(jìn)行 5 秒閃爍;調(diào)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(guān)斷倒計(jì)時顯示裝置;關(guān)斷倒計(jì)時顯示裝置;關(guān)斷倒計(jì)時顯示裝置LCALL YY2SJMP READKEYXX:MOV 20H,#03HLCALL BBRET;*黃燈進(jìn)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