微機(jī)課程設(shè)計(jì)---交通燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　交通燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)</b></p><p>　　二O一二年十二月十九日</p><p>　　基于單片機(jī)最小系統(tǒng)的交通燈PROTEUS仿真設(shè)計(jì)</p><p>　　摘要：近年來隨著科技的飛速發(fā)展，單片機(jī)的應(yīng)用正在不地走向深入，同時(shí)帶動(dòng)傳統(tǒng)控制檢測(cè)日新月益更新。在實(shí)時(shí)檢測(cè)和自動(dòng)控制的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，單片機(jī)往往是作為一

2、個(gè)核心部件來使用，單片機(jī)方面知識(shí)是不夠的，還應(yīng)根據(jù)具體硬件結(jié)構(gòu)，以及針對(duì)具體應(yīng)用對(duì)象特點(diǎn)的軟件結(jié)合，加以完善。交通信號(hào)燈的出現(xiàn)，使交通得以有效管制，對(duì)于疏導(dǎo)交通流量、提高道路通行能力，減少交通事故有明顯效果。本系統(tǒng)采用單片機(jī)AT89C51為中心器件來設(shè)計(jì)交通燈控制器，系統(tǒng)實(shí)用性強(qiáng)、操作簡(jiǎn)單、擴(kuò)展性強(qiáng)。</p><p>　　關(guān)鍵詞：交通燈 單片機(jī)最小系統(tǒng) PROTEUS仿真</p><p&g

3、t;　　引言:隨著社會(huì)的快速發(fā)展，買車的人越來越多，尤其是在許多大城市出現(xiàn)了道路交通超負(fù)荷運(yùn)行的狀況，交通事故也頻頻發(fā)生，對(duì)人類生命安全造成極大威脅，城市交通堵塞導(dǎo)致出行時(shí)間增加，能源消耗加大，同時(shí)也嚴(yán)重影響了現(xiàn)代人們的心情與生活。交通堵塞與交通事故頻發(fā)是目前我國(guó)不得不解決的問題，結(jié)合我國(guó)城市道路交通的實(shí)際情況，開發(fā)出真正適合我們自身特點(diǎn)的交通燈控制系統(tǒng)已經(jīng)成為當(dāng)前的主要任務(wù)?；谖⑿陀?jì)算機(jī)控制技術(shù)這門學(xué)科的學(xué)習(xí)，代課老師為了讓我們更較

4、深入了解這一門課程，讓我們自行設(shè)計(jì)一個(gè)基于單片機(jī)的最小系統(tǒng)的交通燈控制系統(tǒng)。由于沒有實(shí)物，我的這個(gè)課題設(shè)計(jì)主要是應(yīng)用PROTEUS仿真來證明本人課題設(shè)計(jì)的可行性與否。以下就該交通信燈控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案和實(shí)驗(yàn)調(diào)試進(jìn)行具體分析與論證。</p><p><b>　　設(shè)計(jì)任務(wù)與要求</b></p><p>　　1.1總的設(shè)計(jì)任務(wù)：</p><p>　　

5、1、繪制交通燈控制系統(tǒng)原理圖</p><p>　　2、單片機(jī)最小應(yīng)用系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì)</p><p>　　3、撰寫設(shè)計(jì)報(bào)告（用科技八股的論文格式）</p><p>　　1.2具體交通燈控制過程的要求：</p><p>　　1、具體交通燈的布局示意圖如下：</p><p><b>　　圖一：交通燈示意圖<

6、/b></p><p>　　2、交通等控制工作過程要求如下：</p><p><b>　　圖二：交通燈流程圖</b></p><p><b>　　二、設(shè)計(jì)方案</b></p><p><b>　　2.1總體方案設(shè)計(jì)</b></p><p>　?。ㄒ?/p>

7、）、設(shè)計(jì)一個(gè)十字路口的交通燈控制電路，要求南北方向和東西方向兩個(gè)交叉路口的車輛交替運(yùn)行</p><p>　?。ǘ⒓t、綠燈先各亮20s，在綠燈轉(zhuǎn)為紅燈時(shí)，要求綠燈先閃3次1s，然后黃燈再亮1s，才能開始變換運(yùn)行車道。</p><p>　?。ㄈ?、東西方向、南北方向車道除了有紅、黃、綠燈指示外，每一種燈亮的時(shí)間都用數(shù)碼管顯示器進(jìn)行顯示（采用倒計(jì)時(shí)的方法）。</p><p

8、>　?。ㄋ模?、同步設(shè)置人行橫道紅、綠燈指示。</p><p><b>　　2.2具體方案描述</b></p><p>　　交通控制系統(tǒng)主要控制兩車道的交通，以AT89C51單片機(jī)為核心芯片，通過控制三色LED的亮滅來控制各車道的通行 該控制的總體電路內(nèi)容包括：主控制系統(tǒng)模塊，時(shí)鐘電路模塊，復(fù)位電路模塊，交通燈輸出控制模塊</p><p>

9、　　總體設(shè)計(jì)框圖如下圖所示</p><p><b>　　圖三　總體設(shè)計(jì)框圖</b></p><p><b>　　三、硬件電路設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　3.1時(shí)鐘電路模塊</b></p><p>　　時(shí)鐘電路由一個(gè)晶體振蕩器12MHZ和兩個(gè)30pF的瓷片電容組成。

10、時(shí)鐘電路用于產(chǎn)生單片機(jī)工作所需要的時(shí)鐘信號(hào)，而時(shí)序所研究的是指令執(zhí)行中各信號(hào)之間的相互關(guān)系。單片機(jī)本身就如一個(gè)復(fù)雜的同步時(shí)序電路，為了保證同步工作方式的實(shí)現(xiàn)，電路應(yīng)在唯一的時(shí)鐘信 號(hào)控制下嚴(yán)格地工作。其電路如下圖所示：</p><p><b>　　圖四 時(shí)鐘電路</b></p><p><b>　　3.2復(fù)位電路模塊</b></p>

11、<p>　　復(fù)位電路是使單片機(jī)的CPU或系統(tǒng)中的其他部件處于某一確定的初始狀態(tài)，并從這狀態(tài)開始工作，除了進(jìn)入系統(tǒng)的正常初始化之外，當(dāng)由于程序運(yùn)行出錯(cuò)或操作錯(cuò)誤使系統(tǒng)處于死鎖狀態(tài)時(shí)，為擺脫困境，也需按復(fù)位電路以重新啟動(dòng)。本設(shè)計(jì)采用的是按鍵復(fù)位電路。其電路如圖所示：</p><p><b>　　圖五 復(fù)位電路</b></p><p>　　3.3主控制系統(tǒng)模塊&

12、lt;/p><p>　　主控制器采用AT89C51，它具有1個(gè)8KB的FLASH程序存儲(chǔ)器，1個(gè)512字節(jié)的RAM，4個(gè)8位的雙向可位尋址I/O端口，3個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器及1個(gè)串行口和6個(gè)向量二級(jí)中斷結(jié)構(gòu)。其主控電路如圖所示：</p><p><b>　　圖六 主控制系統(tǒng)</b></p><p>　　3.4交通燈輸出控制模塊</p>

13、<p>　　道口交通燈指示采用高亮度紅、黃、綠發(fā)光二極管進(jìn)行提示。其圖如圖所示</p><p><b>　　圖七 LED顯示燈</b></p><p>　　四、總原電路及元器件清單</p><p>　　4.1總原理圖如圖所示</p><p><b>　　圖八 總原理圖</b></

14、p><p>　　4.2整體電路仿真圖</p><p>　　整體電路仿真圖如圖所示</p><p>　　4.3仿真結(jié)果分析：</p><p>　　南北紅燈、東西綠燈先各亮20s，然后南北紅燈東西綠燈繼續(xù)亮，此時(shí)綠燈先閃3次1s，然后南北紅燈東西黃燈再亮1s，此后開始變換運(yùn)行車道：南北綠燈、東西紅燈先各亮20s，然后南北綠燈東西紅燈繼續(xù)亮，此時(shí)綠燈先

15、閃3次1s，然后東西紅燈繼續(xù)亮南北黃燈再亮1s ；仿真效果達(dá)到預(yù)期的給定要求。</p><p><b>　　4.4元件清單</b></p><p><b>　　五、結(jié)論與心得</b></p><p>　　以往每次做課程設(shè)計(jì)，都是在打醬油，到最后抄一份就交差了。但是這次課程設(shè)計(jì)我是卻是用心了。在這次做課程設(shè)計(jì)當(dāng)中讓我對(duì)平時(shí)學(xué)

16、習(xí)的理論知識(shí)有了更深的理解，設(shè)計(jì)過程中用到了keil和proteus，這是我對(duì)原本不熟悉不了解的軟件在一定基礎(chǔ)上有了一定的了解。在以后的學(xué)習(xí)當(dāng)中我會(huì)在理論和實(shí)驗(yàn)教學(xué)基礎(chǔ)上進(jìn)一步鞏固已學(xué)基本理論及應(yīng)用知識(shí)并加綜合提高，學(xué)會(huì)將知識(shí)應(yīng)用于實(shí)際，提高解決問題的能力。</p><p>　　第一，在編寫軟件中，在此過程中我更為熟練得掌握匯編語言各種指令的使用方法，掌握了keil軟件的使用。</p><p&

17、gt;　　第二，在軟件調(diào)試過程中，使我又一次復(fù)習(xí)了keil和proteus聯(lián)合使用的方法。</p><p>　　總之，通過這次課程設(shè)計(jì)，我掌握了用單片機(jī)設(shè)計(jì)交通燈的基體方法，增強(qiáng)了我尋找問題，解決問題的能力。培養(yǎng)了我的設(shè)計(jì)思維，此次課程設(shè)計(jì)雖然不怎么成功，但是這次的設(shè)計(jì)幫助我更好地掌握書本知識(shí)，尤其重要的是增強(qiáng)了我的自信，培養(yǎng)了我獨(dú)立思考的能力。此外這次設(shè)計(jì)最大的收獲就是：我終于自己認(rèn)真完成了一次課程設(shè)計(jì)。對(duì)我自

18、己本身也是一個(gè)極大的提高，讓我認(rèn)識(shí)到其實(shí)所謂的課程設(shè)計(jì)也沒有那么困難。</p><p><b>　　六、參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1]《微型計(jì)算機(jī)控制技術(shù)(第二版)》.潘新民、王燕芳.電子工業(yè)出版社。</p><p>　　[2]《模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)(第四版)》，華成英 童詩(shī)白，高等教育出版社。</p><p>

19、;　　[3]《單片機(jī)原理與接口技術(shù)(第二版)》，李曉林，閻高偉，電子工業(yè)出版社。</p><p>　　[4]《51單片機(jī)C語言常用模塊與綜合系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)例精講》.于永、戴佳、常江.電子工業(yè)出版社。</p><p>　　[5]《微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)(第三版)》.馮博琴，吳寧.清華大學(xué)出版社。</p><p><b>　　[6]百度文庫(kù)</b>&

20、lt;/p><p><b>　　[7]中國(guó)知網(wǎng)</b></p><p><b>　　七、附件</b></p><p><b>　　程序清單：</b></p><p>　　#include <reg51.h></p><p>　　//sbit用來定

21、義一個(gè)符號(hào)位地址，方便編程，提高可讀性，和可移植性</p><p>　　sbit SNRed =P1^0; //南北方向紅燈</p><p>　　sbit SNYellow =P1^1; //南北方向黃燈</p><p>　　sbit SNGreen =P1^2; //南北方向綠燈</p><p&

22、gt;　　sbit EWRed =P1^3; //東西方向紅燈</p><p>　　sbit EWYellow =P1^4; //東西方向黃燈</p><p>　　sbit EWGreen =P1^5; //東西方向綠燈</p><p>　　/* 用軟件產(chǎn)生延時(shí)一個(gè)單位時(shí)間 */</p><p&g

23、t;　　void Delay1Unit( void ) </p><p><b>　　{</b></p><p>　　unsigned char i,j,k;</p><p>　　for(i=5;i>0;i--)</p><p>　　for(j=4;j>0;j--)</p><p>　

24、　for(k=248;k>0;k--);</p><p>　　} //10ms延時(shí)程序</p><p>　　/* 延時(shí)n個(gè)單位時(shí)間 */</p><p>　　void Delay( unsigned int n ){ for( ; n!=0; n-- ) Delay1Unit(); }</p>

25、<p>　　void main( void )</p><p><b>　　{</b></p><p>　　while( 1 )</p><p><b>　　{</b></p><p>　　SNRed=0; SNYellow=0; SNGreen=1; EWRed=1; EWYellow=

26、0; EWGreen=0; Delay( 2000 );</p><p>　　SNRed=0; SNYellow=1; SNGreen=0; EWRed=1; EWYellow=0; EWGreen=0; Delay( 100 );</p><p>　　SNRed=1; SNYellow=0; SNGreen=0; EWRed=0; EWYellow=0; EWGreen=1; Delay