交通信號燈設(shè)計

寧夏理工學院課程設(shè)計報告-5-一．設(shè)計的基本思路及要求1、設(shè)計要求（1）設(shè)計一個交通信號燈控制器，由一條主干道和一條支干道匯合成十字路口，在每個入口處設(shè)置紅、綠、黃三色信號燈，紅燈亮禁止通行，綠燈亮允許通行，黃燈亮則給行駛中的車輛有時間停在禁行線外。

（2）主干道處于常允許通行的狀態(tài)，支干道有車來時才允許通行。主干道亮綠燈時，支干道亮紅燈；支干道亮綠燈時，主干道亮紅燈。

（3）主、支干道均有車時，兩者交替允許通行，主干道每次放行30秒，支干道每次放行20秒，設(shè)立30秒、20秒計時、顯示電路。

（4）在每次由綠燈亮到紅燈亮的轉(zhuǎn)換過程中，要亮5秒黃燈作為過渡，使行駛中的車輛有時間停到禁行線外，設(shè)立5秒計時、顯示電路。2、具體設(shè)計思路.利用80c5單片機控制交通燈系統(tǒng)工作。其中P0口接數(shù)據(jù)輸出口，與外部數(shù)碼管連接，P2口與數(shù)碼管的COM口連接，用于選擇數(shù)據(jù)輸出的地址，這樣就可以實現(xiàn)時間的動態(tài)顯示，并且節(jié)省了端口數(shù)。P1口作為紅黃綠燈的控制口，通過上拉電阻將紅黃綠燈的正極接高電平，負極接在P1口上，我們可以利用控制單片機的P1口的輸出數(shù)據(jù)控制紅黃綠燈的亮滅。調(diào)時可以利用外部中斷INT0申請中斷。當有外部中斷的時候，單片機的PC指向INT0的中斷入口地址，從而轉(zhuǎn)向中斷服務程序。這是我們可以通過判斷外部開關(guān)量的狀態(tài)來對紅黃綠燈的顯示時間進行修改。同時當INT0為低電平時，東西南北方向的都送紅燈亮，實現(xiàn)緊急情況下禁止通行。然后通過判斷INT0的狀態(tài)來決定中斷是否返回，當INT0為低電平時，說明開關(guān)又一次按下，這是退出中斷服務程序，繼續(xù)執(zhí)行主程序。3、交通燈控制系統(tǒng)狀態(tài)表狀態(tài)主干道支干道時間s0綠燈亮，允許通行紅燈亮，禁止通行45秒s1黃燈亮，停車紅燈亮，禁止通行5秒s2紅燈亮，禁止通行綠燈亮，允許通行25秒s3紅燈亮，禁止通行黃燈亮，停車5秒二．控制系統(tǒng)的總體設(shè)計方案和工作原理圖總體設(shè)計方案共有五個部分組成，分別是：單片機89C52、發(fā)光二極管電路、LED數(shù)顯電路及驅(qū)動電路、晶振及復位控制電路、控制與調(diào)時開關(guān)電路。該設(shè)計的設(shè)計方框圖如圖1所示，圖1三、交通燈各部分功能分析及各邏輯器件描述1.時鐘定時控制部件由于80C51單片機內(nèi)部有一個用于構(gòu)成振蕩器的高增益反向放大器，此放大器的輸入和輸出端分別是引腳XTAL1和XTAL2，在XTAL1和XTAL2上外接時鐘源即可構(gòu)成時鐘電路，該電路采用的是內(nèi)部方式，如圖2所示：圖2在XTAL1和XTAL2的兩端接石英晶體振蕩器，與內(nèi)部反向器構(gòu)成穩(wěn)定的自激振蕩器，發(fā)出的時鐘脈沖直接進入片內(nèi)定時定時控制部件。用以提供交通燈時鐘信號。在該電路的設(shè)計過程中，C1、C2的選取對頻率有微調(diào)作用，選取值是20pF。為了減少寄生電容，保證振蕩器穩(wěn)定和可靠的工作，在接線時將晶振和電容的管腳接在單片機最近的地方。2.LED數(shù)字顯示電路圖3如上圖3所示為其管腳配置，該電路選用的LED顯示器是共陽極，采用動態(tài)顯示。3.80C51單片機其管腳如圖4所示圖44.上電加按鈕電平復位電路如下圖5所示：我們采用上電+按鈕復位的方式。當開關(guān)打開時，RST通過電阻接地，當有開關(guān)閉合時由于電容的作用使電源VCC通過電阻施加在單片機復位端RST上，實現(xiàn)單片機復位。VCCVCCRST/VPD圖55.紅黃綠燈顯示電路紅黃綠燈顯示電路如下圖6所示。二極管的正極通過上拉電阻接+5v的電源VCC，負極分別接80C51單片機的外部接口P1.0、P1.1、P1.2、P1.3、P1.4、P1.5口，我們可以通過控制單片機P1口的數(shù)據(jù)輸出來控制二極管的亮滅。例如為P1口送值為#0DEH，則南北紅燈亮禁止通行，東西綠燈亮允許通行。南北南北VCCP1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5東西圖6當系統(tǒng)上電時，實驗電路開始工作。七段數(shù)碼管開始30秒倒計時，計時起始信號由主控電路給出，定時結(jié)束信號也輸入到主控芯片，由主控芯片啟、閉三色信號燈或啟動另一計時電路。在這里正確的程序是核心，應該完成一個時序電路的工作。其狀態(tài)表（1）為：狀態(tài)南北干道東西主干道時間1紅燈亮，禁止通行綠燈亮，允許通行30秒2紅燈亮，禁止通行黃燈亮，停車5秒3綠燈亮，允許通行紅燈亮，禁止通行20秒4黃燈亮，停車紅燈亮，禁止通行5秒表1四．元件列表名稱數(shù)量元件說明單片機一個80C51型單片機發(fā)光二極管12個紅色、黃色、綠色各四個LED數(shù)字顯示器四個分段式數(shù)字顯示器(共陽極)石英晶體振蕩器一個12兆振蕩頻率電阻18個510歐16個,5.1K2個電容3個20pF2個,20uF1個開關(guān)2個五、系統(tǒng)程序流程圖（1）主程序流程圖主程序開始剩余時間是否為5秒主程序開始剩余時間是否為5秒程序初始化南北紅燈東西綠燈N南北紅燈東西黃燈剩余時間N南北綠燈東西紅燈剩余時間是否為5秒南北黃燈東西紅燈剩余時間是否為0秒NN七．系統(tǒng)調(diào)試1、硬件調(diào)試：按照已經(jīng)設(shè)計好的電路設(shè)計圖，在萬能印刷電路板上焊接各個元件。電路板制作完成以后，利用萬用表檢查硬件是否焊接正常以及是否出現(xiàn)短路和斷路的情況，并修改焊接中的錯誤，直到硬件電路可以正常工作為止。在第一次進行檢測時發(fā)現(xiàn)顯示管不會顯示數(shù)據(jù)，經(jīng)過進一步檢查才發(fā)現(xiàn)是電源線沒有焊接。如此反復操作，直到硬件可以正常運行。2、軟件調(diào)試：程序編好以后，先自己檢查是否有邏輯錯誤，保證正確后利用偉福仿真軟件對所編寫的程序進行編譯，檢查是否有語法錯誤，出現(xiàn)錯誤時偉福系統(tǒng)會自動提示有錯誤產(chǎn)生，并會指定錯誤的語句，這時我們需要認真檢查程序，修改編譯中出現(xiàn)的錯誤。程序修改無誤后，利用仿真軟件，我們可以監(jiān)視程序PC指針、P0、P1、P2口的變化、以及存儲單元的值的變化來檢查程序是否運行正常，是否能夠?qū)崿F(xiàn)預定的控制功能。八．心得體會通過這次課程設(shè)計，加強了我的動手、思考和解決問題的能力。電路原理，連接和芯片上的選擇,也略懂。并且鞏固了數(shù)字邏輯電路的理論知識，并對芯片有了新的認識，懂得它的功能和與其它芯片替換的方法等.更重要的是如何將邏輯電路靈活運用于實際生活。我做這課程設(shè)計同時也是對課本知識的鞏固和加強，平時看課本時，有時問題老是弄不懂，做完課程設(shè)計，那些問題也就迎刃而解了。而且還可以記住很多東西。比如一些芯片的功能，平時看課本，這次看了，下次就忘了，主要是因為沒有動手實踐過吧！認識來源于實踐，實踐是認識的動力和最終目的，實踐是檢驗真理的唯一標準。故這一個小小的課程設(shè)計，對我的作用是如此之大。參考文獻李明，畢萬新.單片機原理與接口技術(shù).大連：大連理工大學出版社，2009張靖武，周靈彬.單片機系統(tǒng)的Proteus設(shè)計與仿真.北京：電子工業(yè)出版社，2008.【3】周堅.單片機項目教程.北京：北京航空航天大學出版社，2008.【4】胡健.單片機原理與接口技術(shù)實踐教程.北京：機械工業(yè)出版社，2004.【5】胡漢才.單片機原理及系統(tǒng)設(shè)計.北京：清華大學出版社，2002.【6】侯玉寶等.基于Proteus8051系列單片機設(shè)計與仿真.北京：電子工業(yè)出版2006.【7】周潤景.PEOTEUS在MCS-51&ARM7系統(tǒng)中的應用百例[M].北京：電子工業(yè)出版社，2006.【8】朱承高.電工及電子技術(shù)手冊[M].北京：高等教育出版社，1990.【9】姜武中.單片機原理與接口技術(shù).大連：大連理工大學出版社，2002

附錄：程序設(shè)計（1）源程序代碼SECOND1EQU30HSECOND2EQU31HDBUFEQU40HTEMPEQU44HLED_G1BITP1.0LED_Y1BITP1.1LED_R1BITP1.2LED_G2BITP1.5LED_Y2BITP1.6LED_R2BITP1.7ORG0000HLJMPSTARTORG0003HLJMPINTOORG0013HLJMPINT1ORG0100HSTART:MOVTMOD,#01HMOVTH0,#3CHMOVTLO,#0B0HCLRTFOSETBTROSETBEX0SETBPX0SETBEALOOP:MOVR2,#20MOVR3,#20MOVSECOND1,#30MOVSECOND2,#20LCALLDISPLAYLCALLSTATE1WAIT1:JNBTF0,WAIT1CLRTF0MOVTH0,#3CHMOVTL0,#0B0HDJNZR2,WAIT1MOVR2,#20DECSECIND1DECSECOND2LCALLDISPLAYDJNZR3,WAIT1MOVR2,#5MOVR3,#3MOVR4,#4MOVSECOND1,#5MOVSECOND2,#5LCALLDISPLAYWAIT2:LCALLSTATE2JNBTF0,WAIT2CLRTF0MOVTH0,#3CHMOVTL0,#0B0HDJNZR4,WAIT2CPLLED_G1MOVR4,#4DJNZR2,WAIT2MOVR2,#5DECSECOND1DECSECOND2LCALLDISPLAYDJNZR3,WAIT2MOVR2,#20MOVR3,#2MOVSECOND1,#2MOVSECOND2,#2LCALLDISPLAYWAIT3:LCALLSTATE3JNBTF0,#3CHCLRTF0MOVTH0,#3CHMOVTL0,#0B0HDJNZR2,WAIT3MOVR2,#20DECSECOND1DECSECOND2LCALLDISPLAYDJNZR3,WAIT3MOVR2,#20MOVR3,#20MOVSECOND1,#25MOVSECOND2,#25LCALLDISPLAYWAIT4:LCALLSTATE4JNBTF0,WAIT4CLRTF0MOVTH0,#3CHMOVTL0,#0B0HDJNZR2,WAIT4MOVR2,#20DECSECOND1DECSECOND2LCALLDISPLAYDJNZR3,WAIT4MOVR2,#5MOVR3,#4MOVR3,#3MOVSECOND1,#25MOVSECOND2,#25LCALLDISPLAYWAIT5:LCALLSTATE5JNBTF0,WAIT5CLRTF0MOVTH0,#3CHMOVTL0,#0B0HDJNZR4,WAIT5CPLLED_G2MOVR4,#4DJNZR2,WAIT5MOVR2,#5DECSECOND1DECSECOND2LCALLDISPLAYDJNZR3,WAIT5MOVR2,#20MOVR3,#20MOVSECOND1,#25MOVSECOND2,#25LCALLDISPLAYWAIT6:LCALLSTATE6JNBTF0,WAIT6CLRTF0MOVTH0,#3CHMOVTL0,#0B0HDJNZR2,WAIT6MOVR2,#20DECSECOND1DECSECOND2LCALLDISPLAYDJNZR3,WAIT6LJMPLOOPSTATE1:SETBLED_G1CLRLED_Y1CLRLED_R1CLRLED_G2CLRLED_Y2SETBLED_R2RETSTATE2:CLRLED_Y1CLRLED_R1CLRLED_G2CLRLED_Y2SETBLED_R2RETSTATE3:CLRLED_G1CLRLED_R1CLRLED_G2CLRLED_Y2SETBLED_R2SETBLED_Y1RETSTATE4:CLRLED_G1CLRLED_Y1SETBLED_R1SETBLED_G2CLRLED_Y2CLRLED_R2RETSTATE5:CLRLED_G1CLRLED_R1SETBLED_R1CLRLED_Y2CLRLED_R2RETSTATE6:CLRLED_G1CLRLED_Y1SETBLED_R1CLRLED_G2CLRLED_R2SETBLED_Y2RETDISPLAY:MOVA,SECOND1MOVB,#10DIVABMOVDBUF+3,AMOVA,BMOVDBUF+2,A；MOVA,SECOND2MOVB,#10DIVABMOVDBUF+1,AMOVA,BMOVDBUF,AMOVR0,#DBUFMOVR1,#TEMPMOVR7,#4DP10:MOVDPOTR,#LEDMAPMOVA,@R0MOVCA,@A+DPTRMOV@R1,AINCR0INCR1DJNZR7,DP10MOVR0,#TEMPMOVR1,#4DP12:MOVR7,#8MOVA,@R0DP13:RLCAMOVP3.0,CCLRP3.1SETBP3.1DJNZR7,DP13INCR0DJNZR1,DP12RETLENMAP:DB3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DHDB7DH,07H,7FH,6FHORG0200HINTO0:PUSHPSWPUSHACCSETBLED_R1SETBLED_R2CLRLED_G1CLRLED_Y1CLRLED_G2CLRLED_Y2POPPSWPOPACCRETIEND（2）#include<reg51.h>#defineucharunsignedchar#defineuintunsignedintucharcodedispcode[]={0x88,0xdb,0x94,0x91,0xc3,0xa1,0xa0,0x9b,0x80,0x81};ucharsecond[]={45,5,25,5};ucharcodetable[]={0xf3,0xf5,0xde,0xee};sbitP20=P2^0;sbitP21=P2^1;sbitP22=P2^2;sbitP23=P2^3;unsignedchartcount;unsignedchartime;unsignedcharorder;voiddelay(uintms)//毫秒級延時(AT89C52@11.0592MHz){uintti;while(ms--){for(ti=0;ti<112;ti++){}//112}}voidmain(void){P0=0xff;P1=0xff;P2=0xff;P3=0xff;TMOD=0x01;TH0=(65536-50000)/256;TL0=(65536-50000)%256;TR0=1;ET0=1;EA=1;order=0;tcount=0;time=second[order];P1=table[0];P2.0=1;P2.1=0;P2.2=0;P2.3=0;P0=dispcode[time/10];delay(8);P0=0xff;P2.0=0;P2.1=1;P2.2=0;P2.3=0;P0=dispcode[time%10];delay(8);P0=0xff;P2.0=0;P2.1=0;P2.2=1;P2.3=0;P0=dispcode[(time+5)/10];delay(8);P0=0xff;P2.0=0;P2.1=0;P2.2=0;P2.3=1;P0=dispcode[(time+5)%10];delay(8);P0=0xff;while(1){switch(order){case0:P1=table[0];P2.0=1;P2.1=0;P2.2=0;P2.3=0;P0=dispcode[time/10];delay(8);P0=0xff;P2.0=0;P2.1=1;P2.2=0;P2.3=0; P0=dispcode[time%10];delay(8);P0=0xff;P2.0=0;P2.1=0;P2.2=1;P2.3=0;P0=dispcode[(time+5)/10];delay(8);P0=0xff;P2.0=0;P2.1=0;P2.2=0;P2.3=1;