基于單片機(jī)的交通燈設(shè)計

1、鄭州航空工業(yè)管理學(xué)院單片機(jī)課程設(shè)計說明書2014 級專業(yè)班級題 目學(xué)號姓名指導(dǎo)教師二O六年十二月十五日交通燈 的基本原理單片機(jī)微型計算機(jī)是微型計算機(jī)的一個重要分支，也是頗具生命力的 機(jī)種。 單片機(jī)微型計算機(jī)簡稱單片機(jī)， 特別適用于控制領(lǐng)域， 故又稱為微控制 器。單片機(jī)由單塊集成電路芯片構(gòu)成， 內(nèi)部包含有計算機(jī)的基本功能部件： 中 央處理器、 存儲器和 I/O 接口電路等。 因此，單片機(jī)只需要和適當(dāng)?shù)能浖巴?部設(shè)備相結(jié)合，便可成為一個單片機(jī)控制系統(tǒng)。近年來隨著科技的飛速發(fā)展， 單片機(jī)的應(yīng)用正在不斷地走向深入。 在實時檢測和自動控制的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng) 中，單片機(jī)往往是作為一個核心部件來使用， 僅單

2、片機(jī)方面知識是不夠的， 還 應(yīng)根據(jù)具體硬件結(jié)構(gòu)，以及針對具體應(yīng)用對象特點的軟件結(jié)合，加以完善。交通燈是城市交通的重要指揮系統(tǒng)，與人們的日常生活密切相關(guān)。隨 著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，城市中的車輛逐漸增多，交通擁堵和堵塞現(xiàn)象日趨嚴(yán)重， 引起交通事故頻發(fā)等一系列問題， 因此設(shè)計一個靈活、 穩(wěn)定、 便捷的多功能交 通燈控制系統(tǒng)具有必要性和現(xiàn)實性。 本次設(shè)計的意義在于通過對具體的控制 系統(tǒng)的設(shè)計， 掌握微機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計的一般方法和處理問題的思路， 特別是一 些常用的技術(shù)手段。 在實踐設(shè)計過程中， 積累設(shè)計經(jīng)驗， 開拓思維空間， 全面 提高個人的綜合能力。本系統(tǒng)由單片機(jī)硬/軟件系統(tǒng)，8位8段數(shù)碼管和LED燈顯示

3、系統(tǒng)。和電 路控制電路等組成，較好的模擬了交通路面的控制。倒計時電路主要是由雙位共陰數(shù)碼管和 74HC573N驅(qū)動模塊組成，控制 信號通過單片機(jī)的端口 P1 口進(jìn)行信號的傳輸。倒計時電路負(fù)責(zé)的是顯示紅綠 燈持續(xù)顯示的時間。 當(dāng)綠燈或者紅燈持續(xù)顯示時， 數(shù)碼管顯示該狀態(tài)的持續(xù)時 間，在黃燈閃爍顯示時，起到倒計時秒數(shù)的作用。紅綠燈功能電路主要是由各色的發(fā)光二極管和 74HC573N!動模塊組成， 控制信號跟數(shù)碼管一樣都是通過 P1 口進(jìn)行傳輸。紅綠燈電路負(fù)責(zé)的是各個車 行道和人行道通行狀態(tài)的顯示。系統(tǒng)經(jīng)初始化可以開始自動運(yùn)行，數(shù)碼管有倒計時顯示功能，即1、具有直行、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)、停止四個指示燈；2、

4、指示燈有倒計時顯示功能，直行 +右轉(zhuǎn) 20 秒，左轉(zhuǎn) +右轉(zhuǎn) 10 秒，停 止 +右轉(zhuǎn) 30 秒，按此規(guī)律不斷循環(huán)；3、直行和左轉(zhuǎn)燈滅掉前 3 秒能夠閃爍提示（每秒兩次） ；4、能夠調(diào)整直行、左轉(zhuǎn)、停止指示燈的時間。二、交通燈的硬件設(shè)計本設(shè)計單片機(jī)主要是用于控制交通燈的演示系統(tǒng)， 故只需要單片機(jī)最小 系統(tǒng)即可完成。 此電路由單片機(jī)、 時鐘電路、 電源、復(fù)位電路 4 個組成部分組 成。下圖分別為單片機(jī)原理圖、交通燈系統(tǒng)電路圖。圖 1 單片機(jī)系統(tǒng)原理圖圖2 交通燈系統(tǒng)原理圖2.1 復(fù)位電路 復(fù)位方式有多種，本設(shè)計采用按鍵復(fù)位。接線圖如圖3 復(fù)位電路，在復(fù)位期間（即RST為高電平期間），P0 口為高

5、組態(tài)，P1 P3 口輸出高電平； 外部程序存儲器讀選通信號 PSEN無效。地址鎖存信號 ALE也為高電平。在設(shè) 定的定時時間內(nèi)必須在 RST引腳產(chǎn)生一個由高到低的電平變化，以清內(nèi)部定 時器.圖3 復(fù)位電路圖2.2 晶振電路 選取原則：傳統(tǒng)做法，但能夠?qū)崿F(xiàn)所需，即最簡單也最是實用。電容選取30pF，晶振為 12MHz圖4 晶振電路圖供電電路由主電源和備用電源組成。主電源主要是由變壓器、6A整流橋、4 個二極管， 2 個 104pf 電容，二個電解電容以及 7805 三端穩(wěn)壓管組成。這 個部分為系統(tǒng)提供主要的供電，輸出電壓為5V直流。備用電源主要是由 4位原件名稱數(shù)量焊接位置電源部分USB座1US

6、BUSB線1雙排針（2）1CONN1跳帽2104 電容 0.1uF7C2,5,6,7,8,9,11LED燈1D1電阻2K1R2最小系統(tǒng)部分40針座1U1STC89C521晶振12MHz1Y1電容20pF2C3,C4復(fù)位鍵1SW RST:電阻10K1R1蜂鳴器1LS1 +三極管90159Q1Q9電阻3301R3鍵盤顯示、通信部分16針座1U2MAX2321單排針（5）1UART按鍵16KEY1KEY16單排針（3）1SWITCH1跳帽14 位 LED2DIGILED1,2電阻4.7K8R14R21電阻3308R6R13的5號電池盒組成。這個部分在主電源斷電時能夠幾乎瞬時的為系統(tǒng)提供電 源，輸出電

7、壓也是5V直流。該電源直接接到單片機(jī)的電源端。圖5主電源和備用電源切換功能電路2.4原件清單三、交通燈的軟件設(shè)計3.1交通燈程序#in elude <reg51.h>#i ncludevi ntri ns.h>#defi ne uchar un sig ned char#defi ne uint un sig ned intun sig nedcharcodeTab= 0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90,0xbf,0xf f,0xce;sbit up=P3A1;sbit dow n=P3A2;sbit set=P

8、3A3;sbit S8 = P2A0;sbit S7 = P2A1;sbit S6 = P2A2;sbit S5 = P2A3;sbit S4 = P2A4;sbit S3 = P2A5;sbit S2 = P2A6;sbit S1 = P2A7;ucharfen dua n仁 20,fe ndua n2=10,fe ndua n3= 3;uchar times=0;uchar sec on d=0;uchar bsecond=0;uchar sss=0;uchardisData8=7,12,1,10,11,11,6,7;void keydisplay();void display();voi

9、d Delay()un sig ned char i; for(i=0;i<255;i+);void ISR_Timer0(void) in terrupt 1 _TH0=0x3c;TL0=0xb0;times+;bsecond+; times=0;void display(uchar *po int)P0= Tab*(po in t);S1 = 0;/示Delay();51 = 1;/示P0= Tab*(poi nt+1);52 = 0;/示Delay();52 = 1;/示P0= Tab*(poi nt+2);53 = 0;/示Delay();53 = 1;/示P0= Tab*(po

10、i nt+3);54 = 0;/示Delay();54 = 1;/示P0= Tab*(poi nt+4);55 = 0;/示Delay();55 = 1;/示P0= Tab*(poi nt+5);56 = 0;/示Delay();開S1顯關(guān)S1顯開S2顯關(guān)S2顯開S3顯關(guān)S3顯開S4顯關(guān)S4顯開S1顯關(guān)S1顯開S2顯if (times = 10)56 = 1;/關(guān) S2 顯示P0= Tab*(poi nt+6);57 = 0;/開 S3顯示Delay();57 = 1;/關(guān) S3 顯示P0= Tab*(poi nt+7);58 = 0;/開 S4顯示Delay();S8 = 1;/關(guān) S4 顯

11、示void delayAJ(uchar a)uchar i;while(a-)for(i=0;i<125;i+);display(disData);void key()if(set=0)delayAJ(IO);/ 消抖 / 消 抖時間可根據(jù)實際情況設(shè)定if(set=O)SSS+; delayAJ(IO);while(!set) delayAJ(IO);if(sss%4=1)if(up=O) delayAJ(IO); if(up=O) fen dua n1+;if(fen dua n1=1OO)fen dua n1=O; while(!up) delayAJ(IO); if(dow n=O

12、) delayAJ(IO); if(dow n=O)fen dua n1-;if(fen dua n1=-1)fen dua n仁 99; while(!dow n) delayAJ(IO); if(sss%4=2)if(up=O) delayAJ(IO); if(up=O) fen dua n2+;if(fen dua n2=1OO) fen dua n2=O; while(!up) delayAJ(IO);if(dow n=O) delayAJ(IO); if(dow n=O)fen dua n2-;if(fen dua n2=-1)fen dua n2=99; while(!dow n)

13、 delayAJ(IO); if(sss%4=3)if(up=0) delayAJ(10); if(up=0)fen dua n3+; if(fen dua n3=100)fen dua n3=0; while(!up) delayAJ(10);if(dow n=0) delayAJ(10); if(dow n=0)fen dua n3-; if(fen dua n3=-1)fen dua n3=99; while(!dow n) delayAJ(10);void keydisplay()bsec on d=0;if(sss%4=1)disData0=11;disData2=1;disData

14、3=11;disData6=fe ndua n1/10;disData7=fe ndua n1%10;if(sss%4=2)disData0=7;disData2=11;disData3=11;disData6=fe ndua n2/10;disData7=fe ndua n2%10;if(sss%4=3)disData0=11;disData2=11;disData3=10;disData6=fe ndua n3/10; disData7=fe ndua n3%10;void xia nshi()sec on d=bsec on d/2;if(sec on d>fe ndua n1+f

15、e ndua n2+f enduan3+1)bsec on d=0;if(sec on d<=fe ndua n1)disData0=11;disData1=12;disData2=1;disData3=11;disData6=(fe ndua n1-seco nd)/10;disData7=(fe ndua n1-secon d)% 10;if(fe ndua n1-seco nd<=3)&&(bsecon d%2=0)disData0=11;disData1=11;disData2=11;disData3=11;elseif(sec on d>fe ndu

16、a n1)&&( sec on d<=fe ndua n2+fe ndua n1)disData0=7;disData1=12;disData2=11;disData3=11;disData6=(fe ndua n1+fe ndua n2 -seco nd+1)/10;disData7=(fen dua n1+fe ndua n2 -seco nd+1)%10;if(fen dua n1+fe ndua n2-sec ond+1<=3)&&(bseco nd%2=0)disData0=11;disData1=11;disData2=11;disDat

17、a3=11;elseif(sec on d>fe ndua n2+fe ndua n1)&&(s econ d<=fe ndua n2+fe ndua n1+fe ndua n3 )disData0=11;disData1=12;disData2=11;3.2程序流程圖四、課程設(shè)計總結(jié)disData3=10;disData6=(fe ndua n1+fe ndua n2 +fen dua n3-seco nd+1)/10; disData7=(fen dua n1+fe ndua n2+fe n dua n3-sec on d+1)%10;if(fen dua n1

18、+fe ndua n2+fe ndua n 3-seco nd+1<=3)&&(bseco nd%2=0)disData0=11;disData1=11;disData2=11;disData3=11;if(sec on d>fe ndua n1+fe ndua n2+fe ndu an 3+1)bsec on d=0;void mai n()TMOD |=0x01;/T0 16 位定時器 TH0=0x3c;TL0=0xb0;ET0=1;TR0=1;EA=1;while(1)key();if(sss%4=0)xia nshi();elsekeydisplay(); display(disData);本次課程設(shè)計中，重新鞏固了單片機(jī)理論課時，感覺到的內(nèi)容很多,知識點很雜、很繁瑣。通過自己的努力也更進(jìn)一步掌握了單片機(jī)的內(nèi)容構(gòu)造 和工作原理，以及接外部電路的情況。當(dāng)然光有理論知識那只是“紙上談兵”， 還需實際動手去實踐。真正把所學(xué)的用到日常生活中，理論聯(lián)系實際，做出 實物模型。這次單片機(jī)課程設(shè)計，我們設(shè)計的是簡易十字路口交通燈設(shè)