模擬交通燈課程設(shè)計(jì)--模擬交通燈的設(shè)計(jì)

1、<p>　　《單片機(jī)微機(jī)原理及應(yīng)用》</p><p>　　題 目：模擬交通燈的設(shè)計(jì)</p><p>　　專 業(yè)： 測(cè)控技術(shù)與儀器 </p><p>　　班 級(jí)： </p><p>　　姓 名：

2、 </p><p>　　姓 名： </p><p>　　姓 名： </p><p>　　姓 名： </p><p>　　指導(dǎo)老師: </p

3、><p>　　2015年1月10日</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　1、設(shè)計(jì)任務(wù)3</b></p><p>　　2、模擬交通燈控制系統(tǒng)工作原理4</p><p>　　2.1 模擬交通燈控制系統(tǒng)的工作原理4</p>

4、<p>　　3、設(shè)計(jì)基本要求和步驟5</p><p>　　3.1 基本要求5</p><p>　　3.2 設(shè)計(jì)思路5</p><p>　　3.2 設(shè)計(jì)步驟5</p><p>　　4、硬件和軟件設(shè)計(jì)7</p><p>　　4.1 交通燈控制系統(tǒng)硬件框圖7</p><p&g

5、t;　　4.2 硬件電路圖9</p><p>　　4.3 程序流程圖10</p><p><b>　　5、心得體會(huì)13</b></p><p><b>　　6、附錄14</b></p><p>　　5.1 匯編語言源程序14</p><p>　　5.2 模擬交

6、通燈仿真效果圖18</p><p>　　1、設(shè)計(jì)任務(wù)：模擬交通燈的設(shè)計(jì)</p><p>　　1.1、模擬交通燈控制系統(tǒng)的總體方案設(shè)計(jì)</p><p>　　本設(shè)計(jì)研究的是基于AT89C51單片機(jī)的交通燈智能控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原理及闡述。主控系統(tǒng)采用AT89C51單片機(jī)作為控制器，控制通行倒計(jì)時(shí)及直行、行人的通行，占用端口少，耗電也最小。系統(tǒng)電源采用獨(dú)立的+5V穩(wěn)壓電源，

7、有各種成熟電路可供選用，使此方案可靠穩(wěn)定。該設(shè)計(jì)精簡(jiǎn)并優(yōu)化了電路。結(jié)合實(shí)際情況，顯示界面采用點(diǎn)陣LED數(shù)碼管動(dòng)態(tài)掃描的方法，滿足了倒計(jì)時(shí)的時(shí)間顯示輸出和狀態(tài)燈提示信息輸出的要求，減少系統(tǒng)的復(fù)雜度。</p><p>　　2、交通燈控制系統(tǒng)工作原理</p><p>　　2.1、交通燈控制系統(tǒng)工作原理</p><p>　　本系統(tǒng)運(yùn)用單片機(jī)對(duì)交通燈控制系統(tǒng)實(shí)施控制，通過直

8、接控制信號(hào)燈的狀態(tài)變化，指揮交通的具體運(yùn)行，運(yùn)用了LED數(shù)碼管顯示倒計(jì)時(shí)以提醒行駛者，更添加了盲人提示音電路，方便視力障礙群體通行，更具人性化。在此基礎(chǔ)上，加入了特種車輛自動(dòng)通行控制模塊和車流量檢測(cè)電路為系統(tǒng)采集數(shù)據(jù)，經(jīng)單片機(jī)進(jìn)行具體處理，及時(shí)調(diào)整通行方向。由此，本設(shè)計(jì)系統(tǒng)以單片機(jī)為控制核心，構(gòu)成最小系統(tǒng)，根據(jù)特種車輛自動(dòng)通行控制模塊、車輛檢測(cè)模塊和按鍵設(shè)置模塊等產(chǎn)生輸入，由信號(hào)燈狀態(tài)模塊，LED倒計(jì)時(shí)模塊輸出。系統(tǒng)進(jìn)入工作狀態(tài)，LED

9、數(shù)碼管實(shí)時(shí)顯示數(shù)據(jù)倒計(jì)時(shí)，執(zhí)行交通燈狀態(tài)顯示控制，在此過程中若有控制信號(hào)和實(shí)時(shí)車流量檢測(cè)信號(hào)，可對(duì)異常狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，隨時(shí)調(diào)用中斷，達(dá)到修正通行時(shí)間滿足不同時(shí)間不同路況的需求。</p><p>　　3、設(shè)計(jì)基本要求和步驟</p><p>　　十字路口車輛穿梭，行人熙攘，車行車道，人行人道，有條不紊。那么靠什么來實(shí)現(xiàn)這井然秩序呢？靠的就是交通信號(hào)燈的自動(dòng)指揮系統(tǒng)。交通信號(hào)燈控制方式很多。&

10、lt;/p><p><b>　　3.1 基本要求</b></p><p>　　模擬交通燈就是通過AT89C51并接數(shù)碼管及發(fā)光二極管來模擬交通燈的變化規(guī)律。8個(gè)數(shù)碼管用來顯示秒值，東，西，南，北，各兩個(gè)。12個(gè)發(fā)光二極管，東，西，南，北，各三個(gè)，分別為紅，綠，黃，三種顏色。</p><p><b>　　3.2 設(shè)計(jì)思路</b&g

11、t;</p><p>　　本程序的設(shè)計(jì)思路是：首先南北方向綠燈亮，東西方向紅燈亮，同時(shí)開始倒計(jì)時(shí)20s , 在7段數(shù)碼管上顯示時(shí)間。當(dāng)20s倒計(jì)時(shí)結(jié)束后，開始3s倒計(jì)時(shí)，并且南北方向綠燈開始閃爍，東西方向紅燈亮。當(dāng)3s倒計(jì)時(shí)結(jié)束后再開始2s倒計(jì)時(shí)，并且南北方向黃燈亮，東西方向還是紅燈亮。當(dāng)2s倒計(jì)時(shí)結(jié)束后開始20s的倒計(jì)時(shí)，此時(shí)是東西方向綠燈亮，南北方向紅燈亮。接下來就是東西方向綠燈閃爍3s，再東西方向黃燈閃爍2

12、s，接著又開始循環(huán)。</p><p><b>　　3.3 設(shè)計(jì)步驟</b></p><p>　　1.利用Proteus仿真軟件按下列要求繪制仿真實(shí)例</p><p>　　12個(gè)發(fā)光二極管，東，西，南，北，各三個(gè)，分別為紅，綠，黃，三種顏色。</p><p>　　用8個(gè)共陽極LED數(shù)碼管的分別表示東、西、南、北四個(gè)方向路

13、口的秒值。</p><p>　　2.按照基本要求編制程序?qū)崿F(xiàn)相應(yīng)功能。</p><p><b>　　4、硬件和軟件設(shè)計(jì)</b></p><p>　　4.1 交通燈控制系統(tǒng)硬件框圖</p><p>　　該交通燈控制系統(tǒng)有以下幾個(gè)部分組成：?jiǎn)纹瑱C(jī)、驅(qū)示電路。</p><p>　　圖 1.2系統(tǒng)硬件組

14、成總框圖</p><p><b>　　AT89C51引腳</b></p><p>　　AT89C51單片機(jī)的主要工作特性：</p><p>　　·內(nèi)含4KB的FLASH存儲(chǔ)器，擦寫次數(shù)1000次；</p><p>　　·內(nèi)含28字節(jié)的RAM；</p><p>　　·具

15、有32根可編程I/O線；</p><p>　　·具有2個(gè)16位可編程定時(shí)器；</p><p>　　·具有6個(gè)中斷源、5個(gè)中斷矢量、2級(jí)優(yōu)先權(quán)的中斷結(jié)構(gòu)；</p><p>　　·具有1個(gè)全雙工的可編程串行通信接口；</p><p>　　·具有一個(gè)數(shù)據(jù)指針DPTR;</p><p>

16、　　·兩種低功耗工作模式，即空閑模式和掉電模式；</p><p>　　·具有可編程的3級(jí)程序鎖定定位；</p><p>　　AT89C51的工作電源電壓為5（1±0.2）V且典型值為5V,最高工作頻率為24MHz.</p><p>　　AT89C51各部分的組成：</p><p>　　4.2 硬件電路圖<

17、/p><p>　　整體實(shí)驗(yàn)連接電路如下圖所示：</p><p>　　圖1 整體實(shí)驗(yàn)連接電路圖</p><p>　　4.3 程序流程圖 </p><p><b>　　5、心得體會(huì)</b></p><p>　　通過這次交通燈的課程設(shè)計(jì)，使我們得到了一次用專業(yè)知識(shí)、專業(yè)技能分析和解決現(xiàn)實(shí)問題

18、的能力。使我們?cè)趩纹瑱C(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)讓我們把以前學(xué)習(xí)到的知識(shí)得到鞏固和進(jìn)一步的提高認(rèn)識(shí)，對(duì)已有知識(shí)有了更深層次的理解和認(rèn)識(shí)。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，通過查閱相關(guān)書籍、資料以及交流得到解決。</p><p>　　還有交通燈是我們生活中非常常見的一種東西，

19、對(duì)于我們學(xué)以致用的這種能力得到了很好鍛煉，能夠?yàn)槲覀円院蟮墓ぷ饔趯W(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。</p><p>　　由于我們的水平有限，設(shè)計(jì)中難免會(huì)有一些不合理的部分，系統(tǒng)的穩(wěn)定性還有待提高。</p><p><b>　　6、附錄</b></p><p>　　6.1 匯編語言源程序</p><p>　　SECONDEQU30H&l

20、t;/p><p>　　H_REDBIT P2.1;定義IO端口</p><p>　　H_GREEN BIT P2.2</p><p>　　H_YELLOWBIT P2.3</p><p>　　L_RED BIT P2.4</p><p>　　L_GREEN BIT P2.5</

21、p><p>　　L_YELLOWBIT P2.6</p><p>　　ORG 0000H</p><p><b>　　LJMPMAIN</b></p><p><b>　　ORG0030H</b></p><p>　　MAIN: MOV TMOD,#01H

22、;設(shè)置定時(shí)器0,為方式1</p><p>　　MOV TH0,#3CH ;置定時(shí)器的初始值,定時(shí)50ms</p><p>　　MOV TL0,#0B0H</p><p>　　CLR TF0 ;清定時(shí)器0溢出標(biāo)志</p><p>　　SETB TR0 ;啟動(dòng)定時(shí)器</p&

23、gt;<p>　　START: CLR A</p><p>　　MOV P1,A ;首先關(guān)閉顯示</p><p>　　MOV P3,A</p><p>　　;***********************************</p><p>　　;狀態(tài)1,東西方向綠燈亮,南北方向紅燈亮&l

24、t;/p><p>　　;***********************************</p><p>　　MOV R2,#20 </p><p>　　MOV R3,#21</p><p>　　MOV SECOND,#20 ;20秒初值</p><p>　　LCALL STATE1&

25、lt;/p><p>　　LCALL COUNT</p><p>　　;***********************************</p><p>　　;狀態(tài)2,東西方向綠燈閃,南北方向紅燈亮</p><p>　　;***********************************</p><p>　　M

26、OV R0,#01H;標(biāo)志位,南北方向綠燈閃</p><p>　　MOV R2,#2</p><p>　　MOV R3,#4</p><p>　　MOV R4,#10</p><p>　　MOV SECOND,#3 ;3秒初值</p><p>　　LCALLDISPLAY<

27、;/p><p>　　LCALL STATE2</p><p>　　LCALL COUNT1</p><p>　　;***********************************</p><p>　　;狀態(tài)3,東西方向黃燈閃,南北方向紅燈亮</p><p>　　;************************

28、***********</p><p>　　MOV R0,#02H ;標(biāo)志位,南北方向黃燈閃</p><p>　　MOV R2,#2</p><p>　　MOV R3,#3</p><p>　　MOV R4,#10</p><p>　　MOV SECOND,#2;2秒初值<

29、;/p><p>　　LCALL STATE3</p><p>　　LCALL COUNT1</p><p>　　;************************************</p><p>　　;狀態(tài)4,東西方向紅燈亮,南北方向綠燈亮</p><p>　　;***********************

30、*************</p><p>　　MOV R2,#20</p><p>　　MOV R3,#21</p><p>　　MOV SECOND,#20;20秒初值</p><p>　　LCALL STATE4</p><p>　　LCALLCOUNT</p><p

31、>　　;************************************</p><p>　　;狀態(tài)5,東西方向紅燈亮,南北方向綠燈閃</p><p>　　;************************************</p><p>　　MOV R0,#03H;標(biāo)志位,東西方向綠燈閃</p><p>　

32、　MOV R2,#2</p><p>　　MOV R3,#4</p><p>　　MOV R4,#10</p><p>　　MOV SECOND,#3;3秒初值</p><p>　　LCALL STATE5</p><p>　　LCALL COUNT1</p><p

33、>　　;************************************</p><p>　　;狀態(tài)6,東西方向紅亮,南北方向黃燈閃</p><p>　　;************************************</p><p>　　MOV R0,#04H;標(biāo)志位,東西方向黃燈閃</p><p>　

34、　MOV R2,#2</p><p>　　MOV R3,#3</p><p>　　MOV R4,#10</p><p>　　MOV SECOND,#2;2秒初值</p><p>　　LCALL STATE6</p><p>　　LCALL COUNT1</p>&

35、lt;p>　　LJMP START</p><p>　　;************************************</p><p><b>　　;計(jì)時(shí)程序 </b></p><p>　　;************************************</p><p>　　COUNT:

36、 LCALL DISPLAY</p><p>　　WAIT1: JNB TF0,WAIT1;定時(shí)器50ms未到,則等待</p><p>　　CLR TF0 ;定時(shí)器50ms到了,;清定時(shí)器0溢出標(biāo)志</p><p>　　MOV TH0,#3CH</p><p>　　MOV TL0,#0B

37、0H</p><p>　　LCALL DISPLAY</p><p>　　DJNZ R2,WAIT1 ;是否到1秒</p><p>　　MOV R2,#20</p><p>　　DEC SECOND ;到1秒則秒值減1</p><p>　　DJNZ R3,WAIT1

38、 ;20秒是否倒計(jì)時(shí)減完,未完則返回</p><p><b>　　RET</b></p><p>　　COUNT1: LCALL DISPLAY</p><p>　　WAIT2:JNB TF0,WAIT2</p><p>　　CLR TF0</p><p>　　MOV

39、 TH0,#3CH</p><p>　　MOV TL0,#0B0H</p><p>　　LCALL DISPLAY</p><p>　　DJNZ R4,WAIT2 ;是否到500ms,未到則返回</p><p>　　CJNE R0,#01H,D1</p><p>　　CPL

40、 L_GREEN ;到了500ms,則閃南北方向綠燈</p><p>　　D1:CJNE R0,#02H,D2</p><p>　　CPL L_YELLOW ;閃南北方向黃燈</p><p>　　D2:CJNE R0,#03H,D3</p><p>　　CPL H_GREEN

41、;閃東西方向綠燈</p><p>　　D3:CJNE R0,#04H,D4</p><p>　　CPL H_YELLOW ;閃東西方向黃燈</p><p>　　D4:MOV R4,#10</p><p>　　DJNZ R2,WAIT2 ;是否到1秒</p><

42、p>　　MOV R2,#2</p><p>　　DEC SECOND</p><p>　　DJNZ R3,WAIT2</p><p><b>　　RET</b></p><p>　　;********************************</p><p><b

43、>　　;LED顯示狀態(tài)</b></p><p>　　;********************************</p><p>　　STATE1:SETB H_RED;東西方向綠燈亮,南北方向紅燈亮</p><p>　　CLR H_GREEN</p><p>　　CLR H_YELLOW<

44、/p><p>　　CLR L_RED</p><p>　　SETB L_GREEN</p><p>　　CLR L_YELLOW</p><p><b>　　RET</b></p><p>　　STATE2:CLR H_GREEN;東西方向綠燈閃，南北方向紅燈亮</

45、p><p>　　CLR H_YELLOW</p><p>　　CLR L_RED</p><p>　　CLR L_GREEN</p><p>　　CLR L_YELLOW</p><p><b>　　RET</b></p><p>　　STATE3:C

46、LR H_RED;東西方向黃燈閃，南北方向紅燈亮</p><p>　　CLR H_YELLOW</p><p>　　SETB H_RED</p><p>　　CLR L_GREEN</p><p>　　SETB L_YELLOW</p><p><b>　　RET</b

47、></p><p>　　STATE4:CLR H_RED;東西方向紅燈亮，南北方向綠燈亮</p><p>　　SETB H_GREEN</p><p>　　CLR H_YELLOW</p><p>　　SETB L_RED</p><p>　　CLR L_GREEN</p

48、><p>　　CLR L_YELLOW</p><p><b>　　RET</b></p><p>　　STATE5:CLR H_RED;東西方向紅燈亮，南北方向綠燈閃</p><p>　　SETB H_GREEN</p><p>　　CLR H_YELLOW</p

49、><p>　　SETB L_RED</p><p>　　CLR L_GREEN</p><p>　　CLR L_YELLOW</p><p><b>　　RET</b></p><p>　　STATE6:CLR H_RED;東西方向紅燈亮，南北方向黃燈閃</p&

50、gt;<p>　　CLR H_GREEN</p><p>　　SETB H_YELLOW</p><p>　　SETB L_RED</p><p>　　CLR L_YELLOW</p><p><b>　　RET</b></p><p>　　;*********

51、**********************</p><p><b>　　;顯示程序</b></p><p>　　;********************************</p><p>　　DISPLAY:MOV A,SECOND</p><p>　　MOV B,#10</p>

52、<p><b>　　DIV AB</b></p><p>　　MOV DPTR,#LEDMAP</p><p>　　MOVC A,@A+DPTR</p><p>　　MOV P1,A ;顯示十位</p><p>　　MOV A,B</p><p>

53、　　MOVC A,@A+DPTR ;顯示個(gè)位</p><p>　　MOV P3,A</p><p><b>　　RET</b></p><p>　　LEDMAP: DB3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,07H,7FH,6FH</p><p><b>　　END</b&

54、gt;</p><p>　　6.2 模擬交通燈仿真效果圖</p><p>　　如下圖所示，AT89C51的P1口分別與數(shù)碼管的十位a~g相連，P3口分別與數(shù)碼管的個(gè)位a~g相連。P2.1~P2.6分別接?xùn)|西方向的綠，黃，紅LED和南北方向的綠，黃，紅LED。</p><p><b>　　正常狀態(tài)</b></p><p>