單片機(jī)課程設(shè)計(jì)---交通信號燈模擬控制設(shè)計(jì)

1、<p>　　單片機(jī)原理及應(yīng)用課程設(shè)計(jì)論文</p><p>　　交通信號燈模擬控制設(shè)計(jì)</p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　單片機(jī)原理及應(yīng)用課程設(shè)計(jì)論文- 1 -</p><p>　　交通信號燈模擬控制設(shè)計(jì)- 1 -</p><p>　　一、設(shè)計(jì)目的及意義-

2、 1 -</p><p>　　二、設(shè)計(jì)要求- 2 -</p><p>　　三、總體設(shè)計(jì)方案- 3 -</p><p>　　四、硬件和軟件設(shè)計(jì)- 4 -</p><p>　　4.1 硬件分析- 4 -</p><p>　　4.1.1 AT89C51- 4 -</p><p>　　4.1

3、.2 四位七段數(shù)碼管- 5 -</p><p>　　4.2設(shè)計(jì)原理圖- 5 -</p><p>　　4.3信號燈的控制及控制編碼- 6 -</p><p>　　4.4設(shè)計(jì)流程圖- 7 -</p><p>　　四、心得體會- 8 -</p><p>　　五、 附錄- 9 -</p><p

4、>　　參考源程序- 9 -</p><p>　　交通信號燈模擬控制設(shè)計(jì)</p><p><b>　　一、設(shè)計(jì)目的及意義</b></p><p>　　設(shè)計(jì)一個單片機(jī)控制交通信號燈，使其能模擬城市“十字”路口交通信號燈的功能，該交通信號燈控制器由一條主干道（東西方向）和一條支干道（南北方向）匯合成十字路口，即主干道的通行時間與從干道的通行時

5、間相同。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。用紅、綠、黃發(fā)光二極管作信號燈。所謂模擬，就是以紅、黃、綠色三只共兩組（因?yàn)闁|、西方向信號燈的變化情況相同，用一組發(fā)光二級管；南、北方向信號燈的變化情況相同，用一組發(fā)光二級管）發(fā)光二級管（LED)表示交通信號燈。</p><p>　　在一十字路口設(shè)置交通燈，并用單片機(jī)對其進(jìn)行合理的控制。 控制要

6、求東西： 綠燈 黃燈 紅燈 ，南北： 紅燈 綠燈 黃燈。</p><p>　　在正常情況下，兩干道的交通燈按圖1進(jìn)行轉(zhuǎn)換，并以倒計(jì)數(shù)的方式將剩余時間顯示在每個干道對應(yīng)的兩位LED數(shù)碼管上。</p><p>　　利用單片機(jī)設(shè)計(jì)實(shí)際生活中的交通燈，既提高了我們的實(shí)際動手能力，又能深刻的理解單片機(jī)在生活中的實(shí)際應(yīng)用，使我們受益匪淺。</p><p><b>　　

7、二、設(shè)計(jì)要求</b></p><p>　　設(shè)計(jì)完成后按交通狀態(tài)圖實(shí)現(xiàn)以下功能：</p><p>　　1.初始東西紅燈亮，南北綠燈亮，南北方向通車。</p><p>　　2.延時20s，南北路口綠燈熄滅，黃燈閃爍3秒。</p><p>　　3.黃燈閃爍后，南北路口紅燈亮、東西路口綠燈亮，東西方向開始通車。</p>&l

8、t;p>　　延時20s，東西方向綠燈滅，黃燈閃爍3秒，然后切換成南北方向通車，如此重復(fù)。</p><p>　　圖1 交通狀態(tài)圖（黑色表示亮，白色表示滅）</p><p><b>　　三、總體設(shè)計(jì)方案</b></p><p>　　倒計(jì)時顯示可以提醒駕駛員在信號燈燈色發(fā)生改變的時間、在“停止”和“通過”兩者間作出合適的選擇。駕駛員和行人普遍

9、都愿意選擇有倒計(jì)時顯示的信號控制方式，并且認(rèn)為有倒計(jì)時顯示的路口更安全。倒計(jì)時顯示是用來減少駕駛員在信號燈色改變的關(guān)鍵時刻做出復(fù)雜判斷的1種方法，它可以提醒駕駛員燈色發(fā)生改變的時間，幫助駕駛員在“停止”和“通過”兩者間作出合適的選擇。</p><p>　　因此本設(shè)計(jì)采用加入倒計(jì)時顯示，以AT89C51單片機(jī)為控制核心，利用單片機(jī)的定時器產(chǎn)生秒信號，控制十字路口的紅、綠、黃燈交替點(diǎn)亮和熄滅，并且利用4只LED數(shù)碼管

10、實(shí)時顯示通行、等待及禁止的剩余時間。用6只發(fā)光二級管作為紅、綠、黃燈指示。</p><p>　　本設(shè)計(jì)的總體框圖如圖2.</p><p>　　圖2 系統(tǒng)的總體框圖</p><p>　　本設(shè)計(jì)方案用到以下元器件：</p><p>　　AT89C51單片機(jī)及其外圍器件。</p><p>　　四位七段數(shù)碼管一個。</

11、p><p><b>　　6只發(fā)光二級管。</b></p><p><b>　　四、硬件和軟件設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　4.1 硬件分析</b></p><p>　　4.1.1 AT89C51</p><p>　　交通信號燈的控制電路中的核心

12、是AT89C51單片機(jī)，其內(nèi)部帶有4KB的FLASH，無須擴(kuò)展程序存儲器；交通燈的控制沒有大量的運(yùn)算和暫存數(shù)據(jù)，AT89C51芯片內(nèi)的128BRAM已經(jīng)滿足要求，所以不必外擴(kuò)RAM，硬件電路原理圖如圖3所示。AT89C51是一種帶4K字節(jié)閃存可編程可擦除只讀存儲器（FPEROM—Flash Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓、高性能CMOS 8位微處理器，俗稱單片機(jī)。</

13、p><p>　　AT89C51主要特性：</p><p>　?。?） 與MCS-51 兼容 </p><p>　?。?） 4KB字節(jié)可編程閃爍存儲器 </p><p>　?。?） 壽命：1000寫/擦循環(huán) </p><p>　?。?） 數(shù)據(jù)保留時間：10年</p><p>　?。?） 全靜態(tài)工作：0

14、Hz-24MHz</p><p>　?。?） 三級程序存儲器鎖定</p><p>　?。?） 128×8位內(nèi)部RAM</p><p>　?。?） 32位可編程I/O線</p><p>　?。?） 兩個16位定時器/計(jì)數(shù)器</p><p>　?。?0） 5個中斷源</p><p>　　（

15、11） 可編程串行通道</p><p>　?。?2） 低功耗的閑置和掉電模式</p><p>　?。?3） 片內(nèi)振蕩器和時鐘電路</p><p>　　圖3 AT89C51單片機(jī)引腳圖</p><p>　　4.1.2 四位七段數(shù)碼管</p><p>　　四個數(shù)碼管共用a~dp這8根數(shù)據(jù)線，有四個公共端，共有12個引腳。

16、本設(shè)計(jì)采用一個共陰的四位數(shù)碼管，引腳圖如圖4 。</p><p>　　圖4 四位數(shù)碼管引腳圖</p><p>　　4.2 設(shè)計(jì)原理圖 </p><p>　　圖5 硬件電路原理圖</p><p>　　4.3信號燈的控制及控制編碼</p><p>　　由圖1所示可知，P1.0~P1.2控制東西方向的信號燈（用A線表示）；

17、P1.3~P1.5控制南北方向的信號燈（用B線表示）。6只發(fā)光二級管是以共陽極連接，所以相應(yīng)口線輸出高電平則“信號燈”滅；口線輸出低電平則“信號燈”亮。為了實(shí)現(xiàn)上述控制要求，P1口共輸出4中控制嗎，用表1.1表示。</p><p>　　表1.1 “信號燈”控制碼表</p><p><b>　　4.4設(shè)計(jì)流程圖</b></p><p>　　按上

18、表所示的控制碼編程實(shí)現(xiàn)交通“信號燈”的模擬控制，流程圖如圖6所示。</p><p>　　圖6 “信號燈”的控制流程圖</p><p><b>　　四、心得體會</b></p><p>　　通過這次交通燈的課程設(shè)計(jì)，我得到了一次用專業(yè)知識、專業(yè)技能分析和解決現(xiàn)實(shí)問題的能力。我在單片機(jī)的基本原理、單片機(jī)應(yīng)用學(xué)習(xí)過程中，以及在常用編程設(shè)計(jì)思路技巧的

19、掌握方面都能向前邁了一大步，為日后成為一名合格的應(yīng)用型人才打下良好的基礎(chǔ)。綜合課程設(shè)計(jì)讓我把以前學(xué)習(xí)到的知識得到鞏固和進(jìn)一步的提高認(rèn)識，對已有知識有了更深層次的理解和認(rèn)識。</p><p>　　在此，由于自身能力有限，在課程設(shè)計(jì)中碰到了很多的問題，我通過查閱相關(guān)書籍、資料以及和周圍同學(xué)交流得到解決。通過這次單片機(jī)技術(shù)在生活中的簡單應(yīng)用的設(shè)計(jì)，我學(xué)到了不少實(shí)用的知識，更重要的是，在設(shè)計(jì)的過程，學(xué)到了思考問題的方法，

20、設(shè)計(jì)過程中培養(yǎng)了我在實(shí)踐中研究問題，分析問題和解決問題的能力以及培養(yǎng)了良好的工程素質(zhì)和科學(xué)道德，例如團(tuán)隊(duì)精神、獨(dú)立思考等；提高了自己動手能力，培養(yǎng)理論聯(lián)系實(shí)際的作風(fēng)。還有動手這次實(shí)驗(yàn)，使單片機(jī)原理和接口技術(shù)這門課的一些理論知識與實(shí)踐相結(jié)合，更加深刻了我對單片機(jī)原理和接口技術(shù)這門課的認(rèn)識，鞏固了我的理論知識。</p><p>　　還有交通燈是我們生活中非常常見的一種東西，對于我們學(xué)以致用的這種能力得到了很好鍛煉，能

21、夠?yàn)槲覀円院蟮墓ぷ饔趯W(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。</p><p>　　最后，對在這個設(shè)計(jì)中幫助我們的所有同學(xué)和各位指導(dǎo)老師再次表示衷心的感謝。</p><p><b>　　附錄</b></p><p><b>　　參考源程序</b></p><p>　　#include<reg51.h></p&

22、gt;<p>　　#define uint unsigned int</p><p>　　#define uchar unsigned char</p><p>　　uchar time,aa,qian,bai,shi,ge,i;</p><p>　　sbit huanga=P1^2;</p><p>　　sbit huangb

23、=P1^5;</p><p>　　uchar code table[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f};</p><p>　　uchar code tabledeng[]={0xee,0xde,0xf5,0xf3};</p><p>　　void display(uchar qian,uchar

24、 bai,uchar shi,uchar ge);</p><p>　　void delay(uint z);</p><p>　　void init();</p><p>　　void main()</p><p><b>　　{ </b></p><p><b>　　init();&

25、lt;/b></p><p><b>　　while(1)</b></p><p><b>　　{</b></p><p>　　P1=tabledeng[0];</p><p><b>　　time=20;</b></p><p>　　while(

26、time!=0)</p><p>　　display((time+3)/10,(time+3)%10,time/10,time%10);</p><p>　　P1=tabledeng[1];</p><p><b>　　time=3;</b></p><p>　　while(time!=0)</p><

27、;p>　　{ for(i=0;i<50;i++)</p><p>　　display(time/10,time%10,time/10,time%10);</p><p>　　huangb=~huangb;</p><p><b>　　}</b></p><p>　　P1=tabledeng[2];</p

28、><p><b>　　time=23;</b></p><p>　　while(time!=3)</p><p>　　display((time-3)/10,(time-3)%10,time/10,time%10);</p><p>　　P1=tabledeng[3];</p><p><b&g

29、t;　　time=3;</b></p><p>　　while(time!=0)</p><p><b>　　{ </b></p><p>　　for(i=0;i<50;i++)</p><p>　　display(time/10,time%10,time/10,time%10);</p>

30、<p>　　huanga=~huanga;</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　void delay(uint z)</p><p>&l

31、t;b>　　{</b></p><p><b>　　uint x,y;</b></p><p>　　for(x=z;x>0;x--)</p><p>　　for(y=110;y>0;y--);</p><p><b>　　}</b></p><p&g

32、t;　　void display(uchar qiang,uchar bai,uchar shi,uchar ge)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　P0=table[qiang]; </p><p>　　T0=0;TXD=1;INT1=1;INT0=1;</p><p><b>　

33、　delay(1);</b></p><p>　　P0=table[bai]; </p><p>　　T0=1;TXD=0;INT1=1;INT0=1;</p><p><b>　　delay(1);</b></p><p>　　P0=table[shi]; </p><p>　　T0

34、=1;TXD=1;INT1=0;INT0=1;</p><p><b>　　delay(1);</b></p><p>　　P0=table[ge];</p><p>　　T0=1;TXD=1;INT1=1;INT0=0;</p><p><b>　　delay(1);</b></p>

35、<p><b>　　}</b></p><p>　　void init()</p><p><b>　　{</b></p><p>　　INT1=1;INT0=1;</p><p>　　TMOD=0x01;</p><p>　　TH0=(65536-50000)

36、/256;</p><p>　　TL0=(65536-50000)%256;</p><p><b>　　EA=1;</b></p><p><b>　　ET0=1;</b></p><p><b>　　TR0=1;</b></p><p><b

37、>　　}</b></p><p>　　void timer0() interrupt 1</p><p><b>　　{</b></p><p>　　TH0=(65536-50000)/256;</p><p>　　TL0=(65536-50000)%256;</p><p>&

38、lt;b>　　aa++;</b></p><p>　　if(aa==20)</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　aa=0;</b></p><p>　　if(time!=0)</p><p><b>　　time--