基于單片機的智能交通紅綠燈控制系統(tǒng)設計

1、精選優(yōu)質文檔-傾情為你奉上課題名稱指導教師（職稱） 執(zhí)行時間20122013 學年第 2 學期 第 9 周學生姓名學號承擔任務Protel制作格式調制內容設計內容收集設計目的設計要求設計基于單片機的智能交通紅綠燈控制系統(tǒng)，要求能通過按鍵或遙控器設置系統(tǒng)參數(shù)，系統(tǒng)運行時，“倒計時等信息”能通過數(shù)碼管或點陣發(fā)光管顯示，設計時應考慮交通紅綠燈控制的易操作性及智能性。以單片機的最小系統(tǒng)為基礎設計硬件，用匯編語言、或C語言設計軟件。通過本設計可以培養(yǎng)學生分析問題和解決問題的能力，掌握Mcs51單片機的硬件與軟件設計方法，從而將學到的理論知識應用于實踐中，為將來走向社會奠定良好的基礎。主干道（A）、支干道

2、（B）兩干道交于一個十字路口，各干道有一組紅、黃、綠三個指示燈，指揮車輛和行人安全通行。紅燈亮禁止通行，綠燈亮允許通行，黃燈亮時車輛及行人小心通過。主干道每次放行45S，支干道每次放行25S，黃燈每次亮5S智能紅綠燈控制器的設計引 言 紅綠燈安裝在各個道口上，已經成為疏導交通車輛最常見和最有效的手段。信號燈的出現(xiàn)，使交通得以有效管制，對于疏導交通流量、提高道路通行能力，減少交通事故有明顯效果。在交通中管理引入單片機交通燈控制代替交管人員在交叉路口服務，有助于提高交通運輸?shù)陌踩?、提高交通管理的服務質量。并在一定程度上盡可能的降低由道路擁擠造成的經濟損失，同時也減小了工作人員的勞動強度。在交通紅

3、綠燈設計控制上,通過采用智能系統(tǒng)應用模式,尤其是基于單機片的智能控制系統(tǒng),對于有效管制、疏導交通流量等方面具有明顯的效果。本文旨在探索設計基于單機片的智能交通控制系統(tǒng),通過按鍵或者遙控的設置等方式,進行技術參數(shù)的全面應用。 。目錄第一章 選題背景今天，紅綠燈安裝在各個道口上，已經成為疏導交通車輛最常見和最有效的手段。信號燈的出現(xiàn)，使交通得以有效管制，對于疏導交通流量、提高道路通行能力，減少交通事故有明顯效果。在交通中管理引入單片機交通燈控制代替交管人員在交叉路口服務，有助于提高交通運輸?shù)陌踩?、提高交通管理的服務質量。并在一定程度上盡可能的降低由道路擁擠造成的經濟損失，同時也減小了工作人員的勞

4、動強度。關鍵詞：AT89C51; 7448，LED第二章 方案論證2.1 方案介紹方案1設計思想：采用分模塊設計的思想，程序設計實現(xiàn)的基本思想是一個計數(shù)器 ， 選擇一個單片機，其內部為一個計數(shù)，是十六進制計數(shù)器，模塊化后，通過設置或程序清除來實現(xiàn)狀態(tài)的轉換， 由于每一個模塊的計數(shù)多不是相同， 這里的各模塊是以預置數(shù)和計數(shù)器計數(shù)共同來實現(xiàn)的，所以要考慮增加一個置數(shù)模塊，其主要功能細分為，對不同的狀態(tài)輸入要產生相應狀態(tài)的下一個狀態(tài)的預置數(shù)， 如圖中A道和B道,分別為次干道的置數(shù)選擇和主干道的置數(shù)選擇。方案2 設計思想： 由兩個傳感器監(jiān)視主干道方向即A道與支干道方向即B道的車輛來往情況，設開關K=1

5、為有車通過，K=0為沒有車通過。則有以下四種情況：Ka=1時：Kb=0，表示A有車B沒有車，則僅通行B道； Kb=1,表示A有車B有車，則優(yōu)先通行A道；Ka=0時：Kb=0表示A沒有車B也沒有車，同樣優(yōu)先通行A道； Kb=1表示A沒有車B有車，則僅通行B道。2.2 方案比較：方案1：用了模塊設計，而方案2采用邏輯設計，相比之下1有較強的可讀性和較強的可修改性，而2則在設計上顯得較簡單，設計純樸，便于測試，它的優(yōu)勢則在于提供了一條較為便捷的解決方案。2首先將許多邏輯關系簡化到極點，而后將其一起集成用較少的芯片去完成所需功能。我們最終的設計應該盡量使用模塊化設計。對工程設計人員來說，將來的產品無論

6、從修改還是升級考慮對有好處，但另外我們又需將設計簡單化，因此我覺得在設計初期盡可能的簡單化設計，而一旦設計的各項測試通過了，在有可能的條件下將設計模塊化，所以本設計以第一方案為主進行。 我們最終的設計應該盡量使用模塊化設計。對工程設計人員來說，將來的產品無論從修改還是升級考慮對有好處，但另外我們又需將設計簡單化，因此我覺得在設計初期盡可能的簡單化設計，而一旦設計的各項測試通過了，在有可能的條件下將設計模塊化，所以本設計以第一方案為主進行。第三章 系統(tǒng)硬件設計3.1 總體電路框圖3.2 系統(tǒng)構成電路板一塊，AT89S51單片機一片，7448芯片2片，七段數(shù)碼管八個。發(fā)光二極管20個（8個綠的，8

7、個紅的，4個黃的用于交通控制），100歐姆電阻20個，2個按鍵，2個開關，51K歐姆電阻2個，5V穩(wěn)定電源1個，3個電容2個單刀單擲開關等。系統(tǒng)工作流程：（1）程序初始，通過兩個傳感器來判斷南北與東西方向車輛通行情況。 (2) 情況判定后由AT89S51單片機p1口及部分p2口輸出二進制信號控制紅綠黃燈亮的情況。 (3) 確定那些燈亮后，由對應的七段數(shù)碼管來進行到計時顯示。由p0口輸出來控制七段數(shù)碼管的顯示，而p2口的高四位則用來控制數(shù)碼管顯示時的個位和十位（4）系統(tǒng)是否需要緊急工作狀態(tài)，而此任務由外部中斷來實現(xiàn)。（5）LED采用5V的直流電來驅動，低電平。3.3顯示電路的介紹3.3.1 89

8、C51芯片選用的AT89S51與同系列的AT89C51在功能上有明顯的提高，最突出是的可以實現(xiàn)在線的編程。用于實現(xiàn)系統(tǒng)的總的控制。其主要功能列舉如下：1) 為一般控制應用的 8 位單片機2) 晶片內部具有時鐘振蕩器（傳統(tǒng)最高工作頻率可至 33MHz） 3) 內部程式存儲器（ROM）為 4KB4) 內部數(shù)據存儲器（RAM）為 128B5) 外部程序存儲器可擴充至 64KB6) 外部數(shù)據存儲器可擴充至 64KB 7) 32條雙向輸入輸出線，且每條均可以單獨做 I/O 的控制8) 6 個中斷向量源9) 2 組獨立的 16 位定時器10) 1 個全雙工串行通信端口11) 8751 及 8752 單芯片

9、具有數(shù)據保密的功能12) 單芯片提供位邏輯運算指令 圖3-1 AT89C51芯片3.3.2 7448芯片介紹7448七段顯示譯碼器輸出高電平有效，用以驅動共陰極顯示器。該集成顯示譯碼器設有多個輔助控制端，以增強器件的功能,可將單片機輸出的四位二進制數(shù)轉換成10進制數(shù)與七段數(shù)碼管顯示對應，用于顯示09的數(shù)字。 圖3-2 7448芯片其中LT 為測試輸入。3.3.3 紅綠LED信號顯示燈及七段數(shù)碼顯示管LED 燈的顯示原理:通過同名管腳上所加電平的高低來控制發(fā)光二極管是否點亮。如下圖： 圖3-3紅綠LED信號顯示燈而七段數(shù)碼管的顯示不同的字形如 SP，g,f,e,d,c,b,a 管角上加上OFE所

10、以SP上為伏，不亮其余為TTL高電平，全亮則顯示為。采用共陰極連接:、表3-4 七段數(shù)碼管的顯示顯示數(shù)值a b c d e f g dop 驅動代碼（16進制）01 1 1 1 1 1 1 1 0FCH1 0 0 0 0 0 1 1 060H2 1 1 0 1 1 0 1 00DAH3 1 1 1 1 0 0 1 00F2H4 0 1 1 0 0 1 1 066H5 1 0 1 1 0 1 1 00B6H6 1 0 1 1 1 1 1 00BEH7 1 1 1 0 0 0 0 00E0H8 1 1 1 1 1 1 1 00FEH9 1 1 1 1 0 1 1 00F6H3.3.4 交通燈控制線

11、路圖 圖3-5 原理圖第四章 交通燈軟件設計4.1 程序設計流程圖程序設計框圖 圖4-1 程序設計框圖4.2延時的設定延時方法可以有兩種一種是利用AT89S51內部定時器的溢出中斷來確定1秒的時間，另一種是采用軟件延時的方法.實現(xiàn)1ms秒的方法:我們采用在主程序中設定一個初值為0的軟件計數(shù)器和使T1定時1毫秒相應程序代碼：D1MS: MOV R7,#250 ;1MS延時程序DJNZ R7,$RET4.3子程序的實現(xiàn)A道通車情況：START1: MOV TEMP, #25MOV P1, #0F3HLOOP1: ACALL DELAYDEC TEMPMOV A,TEMPMOV P0, TEMPJN

12、B P1.6,START3JNB P1.7,START11CJNE A,#0, NEXT1LJMP START2NEXT1: LJMP LOOP1START11: MOV TEMP, #65MOV P1, #0F3HLOOP11: ACALL DELAYDEC TEMPMOV A,TEMPMOV P0, TEMPJNB P1.6,START33JNB P1.7,START1CJNE A,#0, NEXT11LJMP START11NEXT11: LJMP LOOP11START2: MOV P1, #0F5HMOV TEMN,#05LOOP2: ACALL DELAY1DEC TEMNMOV

13、A,TEMNCJNE A, #0,NEXT2LJMP START3NEXT2: LJMP LOOP2B道通車情況：START3: MOV TEMP, #25MOV P1,#0DEHLOOP3: ACALL DELAYDEC TEMPMOV A,TEMP MOV P0, TEMPJNB P1.6,START1JNB P1.7,START33 CJNE A, #0,NEXT3LJMP START4NEXT3: LJMP LOOP3START33: MOV TEMP, #65MOV P1,#0DEH LOOP33: ACALL DELAYDEC TEMPMOV A,TEMP MOV P0, TEMP

14、JNB P1.6,START11JNB P1.7,START3 CJNE A, #0,NEXT33LJMP START4NEXT33: LJMP LOOP33START4: MOV P1, #0EEHMOV TEMN,#05 LOOP4: ACALL DELAY1中斷情況即緊急情況：ORG 0000H TEMP EQU 24HTEMN EQU 25HLJMP MAIN ORG 0003HLJMP T0_INTORG 0013HLJMP TI_INTT0_INT: MOV A, P1PUSH ACCMOV P1, #0FFHMOV P1, #0F3HMOV P0, #00HJNB P3.2,$

15、POP ACCMOV P1, ACCRETITI_INT: MOV A, P1PUSH ACC MOV P1, #0FFHMOV P1, #0DEHMOV P0,#00HJNB P3.3,$ POP ACCMOV P1, ARETI第5章 部分模塊實現(xiàn)程序程序代碼分為幾個模塊：中斷模塊，循環(huán)模塊，延時模塊。 原程序實現(xiàn)：ORG 0000H TEMP EQU 24HTEMN EQU 25HLJMP MAIN ORG 0003HLJMP T0_INTORG 0013HLJMP TI_INTT0_INT: MOV A, P1PUSH ACCMOV P1, #0FFHMOV P1, #0F3HMOV

16、P0, #00HJNB P3.2,$ POP ACCMOV P1, ACCRETITI_INT: MOV A, P1PUSH ACC MOV P1, #0FFHMOV P1, #0DEHMOV P0,#00HJNB P3.3,$ POP ACCMOV P1, ARETIMAIN: SETB EASETB EX0SETB EX1CLR F0START1: MOV TEMP, #25MOV P1, #0F3HLOOP1: ACALL DELAYDEC TEMPMOV A,TEMPMOV P0, TEMPJNB P1.6,START3JNB P1.7,START11CJNE A,#0, NEXT1L

17、JMP START2NEXT1: LJMP LOOP1START11: MOV TEMP, #65MOV P1, #0F3HLOOP11: ACALL DELAYDEC TEMPMOV A,TEMPMOV P0, TEMPJNB P1.6,START33JNB P1.7,START1CJNE A,#0, NEXT11LJMP START11NEXT11: LJMP LOOP11START2: MOV P1, #0F5HMOV TEMN,#05LOOP2: ACALL DELAY1DEC TEMNMOV A,TEMNCJNE A, #0,NEXT2LJMP START3NEXT2: LJMP L

18、OOP2START3: MOV TEMP, #25MOV P1,#0DEHLOOP3: ACALL DELAYDEC TEMPMOV A,TEMP MOV P0, TEMPJNB P1.6,START1JNB P1.7,START33 CJNE A, #0,NEXT3LJMP START4NEXT3: LJMP LOOP3START33: MOV TEMP, #65MOV P1,#0DEHLOOP33: ACALL DELAYDEC TEMPMOV A,TEMP MOV P0, TEMPJNB P1.6,START11JNB P1.7,START3 CJNE A, #0,NEXT33LJMP

19、START4NEXT33: LJMP LOOP33START4: MOV P1, #0EEHMOV TEMN,#05 LOOP4: ACALL DELAY1DEC TEMNMOV A, TEMNCJNE A,#0,NEXT4LJMP START1NEXT4: LJMP LOOP4RETIDELAY: MOV A,TEMPMOV B, #10DIV ABMOV R5, AMOV R6, BMOV R0, #10L0: MOV R1, #250L1:MOV A,R5MOV P0, ACLR P2.4ACALL DIMSSETB P2.4MOV A,R6MOV P0,R6CLR P2.5ACALL

20、DIMSSETB P2.5DEC R1DJNZ R1,L1DEC R0DJNZ R0,L0RETIDELAY1: MOV A,TEMNMOV B, #10DIV ABMOV R5, AMOV R6, BMOV R2, #10L2: MOV R3, #250L3:MOV A,R5MOV P0, ACLR P2.4ACALL DIMSSETB P2.4MOV A,R6MOV P0,R6CLR P2.5ACALL DIMSSETB P2.5DEC R3DJNZ R3,L3DEC R2DJNZ R2,L2RETIDELAY11:MOV A,TEMPMOV B, #10DIV ABMOV R5, AMOV R6, BMOV R0, #10Y0: MOV R1, #250Y1:MOV A,R5MOV P2, ACLR P2.6ACALL DIMSSETB P2.6M