電子創(chuàng)新設計論文

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題目：交通信號燈

班級：

姓名：

學號：

指導教師：

2012年四月

摘要

隨著我國科技的進展，科技的進展帶動操縱檢測技術日益更新。在實時檢測和自動操縱的單片機應用系統(tǒng)中，單片機往往作為一具核心部件來使

用，僅單片機方面知識是別夠的，還應依照具體硬件結構軟硬件結合，加以

完善。

十字路口車輛穿梭，行人熙攘，車行車道，人行人道，有條別紊。這么

靠啥來實現(xiàn)這井然秩序呢？靠的算是交通信號燈的自動指揮系統(tǒng)。交通信

號燈操縱方式非常多。本系統(tǒng)采納MSC-51系列單片機ATSC51和可編程并行I/O

接口芯片8255A為中心器件來設計交通燈操縱器，實現(xiàn)了能依照實際車流量

經過8051芯片的P1口設置紅、綠燈燃亮時刻的功能；紅綠燈循環(huán)點亮，倒

計時剩5秒時黃燈閃耀警示（交通燈信號經過PA口輸出，顯示時刻直截了當通

過8255的PC口輸出至雙位數(shù)碼管）；車輛闖紅燈報警；綠燈時刻可檢測車

流量并可經過雙位數(shù)碼管顯示。本系統(tǒng)有用性強、操作簡單、擴展功能強。

Abstract

Alongwiththedevelopmentofscienceandtechnology,thedevelopmentofscienceandtechnologydrivecontroltesttechnologyisupdated.Inrealtimedetectionandautomaticcontrolofthemicrocomputerapplicationsystem,thesinglechipmicrocomputeroftenasacorecomponenttouse,onlysinglechipmicrocomputeraspectsknowledgeisnotenough,

shouldaccordingtothespecifichardwarestructurewithhardwareandsoftware,tobeperfect.

Crossroadstransports,bustlingpedestrian,autolane,ahumanitarian,inanorderlyway.Sowhattodothisbyanorder?Thetrafficlightsonistheautomaticcommandsystem.Therearemanywaystocontrolthetrafficlights.ThesystemUSEStheMSC-51seriesmicrocontrollerATSC51andprogrammableparallelI/Ointerfacechip8255Aasthecenterdevicetodesigningtrafficlightcontroller,canrealizetheaccordingtoactualtrafficflowthroughthe8051chipsetred,greenP1mouthbrightenthefunctionofthetime;Trafficlightcycletolight,countdownwith5secondsyellowlightflashingwarning(trafficlightsignalsthroughthePAmouth,displaythetimeoutputdirectlythrough8255PCmouthoutputtodoubleadigitaltube);Aredlightvehiclesalarm;Greentimecanbedetectedbyatrafficanddoubledigitalpipedisplay.Thissystemispractical,simpleoperationandstrongfunctionexpansion.

名目

一、引言(5)

二、設計要求(6)

三、交通燈設計方案論證(8)

四交通燈軟件設計(9)

五總結體味(17)

附件1：印制電路板截圖(17)

附件2：原理圖(18)

附件3：元器件清單(19)

附件4:實物照片(20)

引言

此次交通燈設計以單片機AT89S52作為都市交通燈的操縱核心，電路分為交通燈正常指示模塊，倒計時顯示模塊，緊急事情處理模塊，特種車檢測模塊，語音提示模塊，路段遇忙調整模塊以及電子交警模塊。交通燈正常指示模塊用以指示交道口行駛車輛按照四種通行方式行駛；倒計時顯示模塊用以指示車輛及行人需等待的時刻；緊急事情處理模塊用以交警手動操縱交通燈來處理緊急事情；特種車檢測模塊用以檢測警車，搶救車等特種車，以便采取適當措施讓行；語音提示模塊用以提醒過路行人的安全；路段遇忙調整模塊用以在交通遇忙事情下，經過調整南北和東西向的交通燈的點亮時刻，使交通更加流暢；電子交警模塊用以檢測為規(guī)者，并以發(fā)光二極管作為顯示設備（實際事情可采納攝相頭舉行拍攝追蹤）。各模塊的信號由單片機綜合分析處理，并依照反饋信息驅動交通燈和倒計時正確指揮交通。

系統(tǒng)在硬件上實現(xiàn)了交通燈的正常指示和倒計時模塊，軟件采納多種中斷處理和P0口的分時復用功能，同時在此過程中使用了多種傳感器來實現(xiàn)

交通燈的多種功能。能夠準確的利用交通燈和LED數(shù)碼管指揮交通，完成了特種車和闖紅燈違規(guī)車輛的檢測。附加的語音功能又進一步完善了本系統(tǒng)。

二設計要求

設計一具交通信號燈模擬裝置，電腦時鐘采納單片機內部的定時器，采納2段數(shù)碼管做顯示，信號燈采納彩群LED模擬。本制作利用51單片機中的簡易型產品AT89S52作為主操縱器件，利用單片機內部定時器和計數(shù)器等功能，用兩位數(shù)碼管顯示兩個方向的信號燈變化的倒計時，用按鍵來實現(xiàn)時刻的設置和一些特別事情下得操縱。

1）、當單片機開始工作，東西方向為綠燈，南北方向紅燈。當綠燈變化為紅燈時，該方向的黃燈并且閃耀5次北方向變化時刻為30s，當時刻少于6s時，變?yōu)辄S燈閃耀，每秒閃耀一次；

3）、另外設置一緊急按鍵，SB4為緊急按鍵，當緊急按鍵按下時，為特別事情，此刻為所用信號閃耀，報警器長鳴，40S后自動退出，若再次按下緊急按鍵，回復正常；

4）、采納兩位數(shù)碼管顯示倒計時時刻，浮現(xiàn)黃燈或者緊急事情時，數(shù)碼管閃耀；

5）、SB1鍵為設置鍵，按一次SB1鍵，蜂鳴器“嘟”的一聲后，數(shù)碼管開始閃耀，進入東西方向時刻設置，此刻按SB2（增加）鍵、SB3（減少）鍵可上下調節(jié)時鐘；10秒之內若再按下SB1鍵，蜂鳴器“嘟”的兩聲后，數(shù)碼管開始閃耀，進入南北方向時刻設置，10秒之內若再按下SB1鍵，蜂鳴器“嘟”的三聲后退出設置，每次設置后，10秒之內別按SB1鍵，系統(tǒng)判定為設置結束，回復正常顯示；

6）、并且按下SB2和SB3按鍵時，LED循環(huán)閃耀，形成彩群跑馬燈，按下SB1可改變循環(huán)方向，而且跑馬燈閃耀的間隔時刻逐漸增加，從0.2S增加到1S。

1、要求完成的任務

（1）完整的電子產品樣機；

（2）電子工程圖（原理圖*.SCH、印制板圖*.PCB、程序流程圖）；

（3）電子產品的設計講明書。

三方案論證

東西（EW）、南北（SN）兩干道交于一具十字路口，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，黃燈閃耀表示離紅燈亮還有5S時刻（警告狀態(tài)）。本設計給兩干道分配了20S和30S的時刻挑選，能夠依照干道上行人車輛流量來分配長短別同的時刻。

方案介紹

把設計任務細化為四個狀態(tài)，其對應狀態(tài)如圖：

整個交通燈操縱由四個狀態(tài)組成，能夠用程序設計實現(xiàn)，也可用時序邏輯實現(xiàn).以下方案算是分不用了這兩種辦法。

設計思想：

講明：

1、按鍵1和2按下是定時20秒，彈起定時30秒；button1操縱右邊兩位數(shù)碼管顯示，button2操縱左邊兩位數(shù)碼管顯示；

2、按鍵3是當交叉路口發(fā)生交通事故時，緊急暫停通行；

3、按鍵邊上的紅點點一下按鍵就向來處于按下狀態(tài)；我設計的按鍵操縱是開光轉換按鍵，因此需要更改狀態(tài)需要按鍵向來按下去，只是要等一具方向的工作結束才干生效；

比如：開始右邊兩位顯示30秒，接下去左邊假如按鍵沒按下，左邊顯示也是30秒，假如需要接下去左邊顯示20秒，就在右邊30秒工作的時候將操縱左邊的按鍵按下；

想重新回到30秒就彈起按鍵就行了

四程序設計與調試

1測試

程序錄入好之后，將芯片安插到線路板中，通電后，所有的發(fā)光管閃耀，按下復位按鍵，程序重新運行，表示你的硬件無誤；否則，表示你的硬件焊接有誤，對比原理圖，自個兒檢查，直至無誤為止。

2程序的編寫和調試

交通信號燈，也是按照一定的時序點亮、熄滅信號燈，所以也能夠看成是一種彩燈操縱器，下表中列出了交通信號燈的時序，把它編制成一具表格，按照時序查表，輸出，就能夠實現(xiàn)交通信號燈的設計。

2.1當單片機開始工作，東西方向為綠燈，南北方向紅燈。當任意方向綠燈變化為紅燈時，該方向的黃燈并且閃耀6次。

LED的工作原理：如原理圖所示，但我們操縱的單片機的P1口為高電平常，相當于將LED的負極接+5V，LED兩端的電壓差為0V，這時候LED別能導通，因此它也別能發(fā)光；反之，當我們操縱單片機的P1口為低電平的時候，LED的兩端就有了正向電壓差，這時候LED導通，因此他發(fā)光。電阻的作用限流，保證該支路的電流不可能對LED和單片機造成傷害。

依照LED的工作原理和本項目的要求，我們將LED的變化制成表格如下：

我們差不多將本項目的步驟一的LED的變化制作成表格了，下面我們就按照表格中的步驟編先繪制程序的流程圖：

程序流程圖

我們按照程序流程圖能夠輕松的開始寫下我們的程序了：

;****************主程序************************

ORG0000H

AJMPMAIN;跳轉的主程序

MAIN:MOVP1,#0FFH;初始化P1口，使其為高電平

START:MOVP1,#0E7H;把東西綠燈亮，南北紅燈亮的代碼賦值到P1口LCALLDELAY;調用延時，以方便視覺觀察

MOVR0,#06H;設置黃燈閃耀次數(shù)

ST1:MOVP1,#0F7H;把東西黃燈滅，南北紅燈亮的代碼賦值到P1口LCALLDELAY

MOVP1,#0B7H;把東西黃燈亮，南北紅燈亮的代碼賦值到P1口

LCALLDELAY

DJNZR0,ST1;推斷黃燈閃耀次數(shù)到了嗎

MOVP1,#7EH

LCALLDELAY

MOVR0,#06H

ST2:MOVP1,#7FH

LCALLDELAY

MOVP1,#7DH

LCALLDELAY

DJNZR0,ST2

AJMPSTART;重新開始

;****************延時子程序*******************

DELAY:MOVR3,#200

DEL1: