基于單片機(jī)交通燈控制器課程設(shè)計(jì)

1、<p>　　單 片 機(jī) 課 程 設(shè) 計(jì) </p><p>　　題 目 ____________________</p><p>　　姓 名 ____________________</p><p>　　學(xué) 院 ____________________</p><p>　　專 業(yè) ___________

2、_________</p><p>　　學(xué) 號 ____________________</p><p>　　指導(dǎo)教師 ____________________</p><p>　　成 績 ____________________</p><p><b>　　摘要</b></p><

3、;p>　　在車輛穿梭的十字路口，行人熙攘，如果沒有有效控制極易出現(xiàn)混亂。但僅以傳統(tǒng)方式或交警來指揮的話已不能滿足當(dāng)今城市交通的需要，因此需配備智能化的交通控制燈。交通信號燈控制方式很多，控制功能也分高中低等多級。由單片機(jī)控制的交通信號燈控制系統(tǒng)是單片機(jī)學(xué)習(xí)中極具典型的一項(xiàng)設(shè)計(jì)，同時(shí)也是極具實(shí)用意義的一項(xiàng)研究。本設(shè)計(jì)依托單片機(jī)技術(shù)，結(jié)合LED顯示來構(gòu)成一個(gè)中等功能的智能化的道路控制系統(tǒng)。</p><p>　　

4、交通燈控制器是智能交通系統(tǒng)中重要的組成部分,設(shè)計(jì)中選用AT89C51作為交通燈控制器的處理芯片,由單片機(jī)的P1口給出控制信號控制交通燈運(yùn)行。設(shè)計(jì)中首先運(yùn)用KeilC51對編寫程序進(jìn)行了調(diào)試,并利用Proteus7.5軟件對交通燈控制器進(jìn)行了仿真分析,實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)運(yùn)行所要求的功能,然后動(dòng)手制作設(shè)計(jì)。該設(shè)計(jì)方法對學(xué)習(xí)單片機(jī)設(shè)計(jì)開發(fā)具有代表性。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：單片機(jī) 交通燈 控制器 設(shè)計(jì)</p&

5、gt;<p><b>　　目錄</b></p><p>　　第一章 系統(tǒng)功能要求1</p><p>　　1.1、具體設(shè)計(jì)要求1</p><p>　　1.2、交通燈的狀態(tài)切換2</p><p>　　第二章 方案論證3</p><p>　　第三章 系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計(jì)4&l

6、t;/p><p>　　3.1、電路原理圖4</p><p>　　3.2、信號燈的控制5</p><p>　　第四章 系統(tǒng)程序的設(shè)計(jì)6</p><p>　　4.1、程序主體設(shè)計(jì)流程6</p><p>　　4.2、子程序模塊設(shè)計(jì)7</p><p>　　第五章 調(diào)試及性能分析8</p&

7、gt;<p><b>　　參考文獻(xiàn)9</b></p><p><b>　　附件一10</b></p><p><b>　　附件二12</b></p><p>　　第一章 系統(tǒng)功能要求</p><p>　　設(shè)計(jì)一個(gè)單片機(jī)控制交通信號燈，使其能模擬城市“十字”

8、路口交通信號燈的功能。所謂模擬，就是以綠、黃、紅色三只共兩組（因?yàn)闁|、西方向信號燈的變化情況相同，用一組發(fā)光二極管；南、北方向用一組發(fā)光二極管）發(fā)光二極管（LED）表示交通信號燈。</p><p>　　1.1、具體設(shè)計(jì)要求</p><p>　　1.1.1、該設(shè)計(jì)能控制東、西、南、北四個(gè)路口的紅、黃、綠信號燈正常工作。</p><p>　　1.1.2、當(dāng)東西方向放行、

9、南北方向禁行時(shí)，東西方向綠燈亮2s，然后黃燈閃爍5次，南北方向紅燈亮4s。</p><p>　　1.1.3、當(dāng)南北方向放行、東西方向禁行時(shí)，南北方向綠燈亮2s，然后黃燈閃爍5次，東西方向紅燈亮4s。</p><p>　　當(dāng)使兩條路線交替地成為放行線和禁行線時(shí)，就可以實(shí)現(xiàn)定時(shí)交通控制。</p><p>　　1.2、交通燈的狀態(tài)切換</p><p&g

10、t;<b>　　第二章 方案論證</b></p><p>　　單片機(jī)控制交通燈：單片機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡單、編程方便、經(jīng)濟(jì)、易于連接等優(yōu)點(diǎn), 特別是其內(nèi)部定時(shí)器計(jì)數(shù)器、中斷系統(tǒng)資源豐富, 可對交通燈進(jìn)行精確的控制, 有應(yīng)用價(jià)值。</p><p><b>　　2.1、芯片的選擇</b></p><p>　　為了實(shí)現(xiàn)該設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)要求

11、，可以選用AT89C51單片機(jī)芯片。用AT89C51芯片的P2口（P2.0—P2.5）分別接上兩組六位信號燈。</p><p><b>　　2.2、延時(shí)的實(shí)現(xiàn)</b></p><p>　　延時(shí)的實(shí)現(xiàn)可以通過軟件實(shí)現(xiàn)；也可以利用定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的定時(shí)工作方式實(shí)現(xiàn)延時(shí)。本系統(tǒng)使用軟件延時(shí)。</p><p>　　第三章 系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計(jì)</p

12、><p><b>　　3.1、電路原理圖</b></p><p>　　交通信號燈的控制電路中的核心是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已滿足要求，所以也不必外擴(kuò)RAM，電路原理圖如下圖3.1.1所示。</p><p><b>　

13、　圖3.1.1</b></p><p>　　3.2、信號燈的控制</p><p>　　由上圖可知，P2.0—P2.2控制東西方向的信號燈（用A線表示），P2.3—P2.5控制南北方向的信號燈（用B線表示）。6只發(fā)光二極管是以共陽極連接，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。如下表3.2.1所示。</p><p><b&

14、gt;　　表3.2.1</b></p><p>　　第四章 系統(tǒng)程序的設(shè)計(jì)</p><p>　　4.1、程序主體設(shè)計(jì)流程</p><p><b>　　流程圖如下：</b></p><p>　　圖4.1.1“信號燈”的控制流程圖</p><p>　　4.2、子程序模塊設(shè)計(jì)</p&

15、gt;<p>　　在本設(shè)計(jì)中，實(shí)際控制的燈有6個(gè)，即：東西紅燈，東西綠燈，東西黃燈，南北紅燈，南北綠燈，南北黃燈。定義IO端口如下，其中均是低電平有效。</p><p>　　sbit RED_A=P2^0; //東西向燈</p><p>　　sbit YELLOW_A=P2^1;</p><p>　　sbit GREEN_A=P2^2;</

16、p><p>　　sbit RED_B=P2^3; //南北向燈</p><p>　　sbit YELLOW_B=P2^4;</p><p>　　sbit GREEN_B=P2^5;</p><p>　　共有4種狀態(tài)：東西綠燈亮，南北紅燈亮（11101101/EDH）；東西黃燈亮，南北紅燈亮（11100111/E7H）。東西紅燈亮，南北綠燈亮

17、（11011101/DDH）；東西紅燈亮，南北黃燈亮（10111101/BDH）；括號中是P2端口8個(gè)引腳值P2.7,P2.6,P2.5,P2.4,P2.3,P2.2,P2.1,P2.0以及對應(yīng)的十六進(jìn)制碼。</p><p>　　剛才的4個(gè)狀態(tài)是依次變換的，這就要涉及到狀態(tài)的判斷和銜接了。</p><p><b>　　//交通燈切換</b></p>&l

18、t;p>　　void Traffic_Light()</p><p><b>　　{</b></p><p>　　switch(Operation_Type)</p><p>　　{case 1: //東西向綠燈與南北向紅燈亮</p><p>　　RED_A=1;YELLOW_A=1;GREEN_A=0;</

19、p><p>　　RED_B=0;YELLOW_B=1;GREEN_B=1;</p><p>　　DelayMS(2000);</p><p>　　Operation_Type=2;</p><p><b>　　break;</b></p><p><b>　　··

20、3;···</b></p><p>　　第五章 調(diào)試及性能分析</p><p>　　在本次課程設(shè)計(jì)中，采用Proteus軟件對程序進(jìn)行仿真測試。調(diào)試內(nèi)容為軟件調(diào)試和硬件調(diào)試的協(xié)同，觀察發(fā)光二極管顯示的情況是否能夠與設(shè)計(jì)方案中所設(shè)計(jì)的要求達(dá)成一致。</p><p>　　軟件調(diào)試方案：在Proteus7.5軟件中，畫出電路原理圖

21、，并打開系統(tǒng)源程序生成的hex文件，可看到“信號燈”的閃爍情況。</p><p>　　硬件調(diào)試方案：在設(shè)計(jì)平臺中，將單片機(jī)的P3.0-P3.5分別與獨(dú)立式鍵盤的相應(yīng)位通過插線連接起來。將程序文件編譯成目標(biāo)文件后，選擇相應(yīng)的flash 數(shù)據(jù)文件，將程序文件下載到單片機(jī)的Flash中。然后，上電重新啟動(dòng)單片機(jī)，檢查所編寫的程序是否達(dá)到題目的要求，是否全面完整地完成試題的內(nèi)容。</p><p>

22、<b>　　程序運(yùn)行結(jié)果如下：</b></p><p>　　左圖為東西方向綠燈亮，南北方向紅燈亮；中間圖為東西方向黃燈閃爍，南北方向紅燈亮；右圖為東西方向禁行紅燈亮，南北方向放行綠燈亮。</p><p>　　此時(shí)系統(tǒng)完成了一次循環(huán)，且會一直循環(huán)下去，達(dá)到了本課程設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)要求。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b>

23、</p><p>　　李朝青 單片機(jī)原理及接口技術(shù) 北京航空航天大學(xué)出版社 2006.12</p><p>　　皮大能等 單片機(jī)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書 北京理工大學(xué)出版社 2010.7</p><p>　　李廣飛等 單片機(jī)課程設(shè)計(jì)實(shí)例指導(dǎo) 北京航空航天大學(xué)出版社 2004.9</p><p><b>　　附件一&l

24、t;/b></p><p><b>　　源程序：</b></p><p>　　#include<reg51.h></p><p>　　#define uchar unsigned char</p><p>　　#define uint unsigned int</p><p>　

25、　sbit RED_A=P2^0; //東西向燈</p><p>　　sbit YELLOW_A=P2^1;</p><p>　　sbit GREEN_A=P2^2;</p><p>　　sbit RED_B=P2^3; //南北向燈</p><p>　　sbit YELLOW_B=P2^4;</p><p&g

26、t;　　sbit GREEN_B=P2^5;</p><p>　　uchar Flash_Count=0,Operation_Type=1; //閃爍次數(shù)，操作類型變量</p><p><b>　　//延時(shí)</b></p><p>　　void DelayMS(uint x)</p><p><b>　　{&l

27、t;/b></p><p><b>　　uchar i;</b></p><p>　　while(x--) for(i=0;i<120;i++);</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　//交通燈切換</b></p>&l

28、t;p>　　void Traffic_Light()</p><p><b>　　{</b></p><p>　　switch(Operation_Type)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　case 1: //東西向綠燈與南北向紅燈亮</p><

29、;p>　　RED_A=1;YELLOW_A=1;GREEN_A=0;</p><p>　　RED_B=0;YELLOW_B=1;GREEN_B=1;</p><p>　　DelayMS(2000);</p><p>　　Operation_Type=2;</p><p><b>　　break;</b></p

30、><p>　　case 2: //東西向黃燈閃爍，綠燈關(guān)閉</p><p>　　DelayMS(400);</p><p>　　YELLOW_A=~YELLOW_A;GREEN_A=1;</p><p>　　if(++Flash_Count!=10) return; //閃爍5次</p><p>　　Flash_Count

31、=0;</p><p>　　Operation_Type=3;</p><p><b>　　break;</b></p><p>　　case 3: //東西向紅燈，南北向綠燈亮</p><p>　　RED_A=0;YELLOW_A=1;GREEN_A=1;</p><p>　　RED_B=1;Y

32、ELLOW_B=1;GREEN_B=0;</p><p>　　DelayMS(2000);</p><p>　　Operation_Type=4;</p><p><b>　　break;</b></p><p>　　case 4: //南北向黃燈閃爍5次</p><p>　　DelayMS(40

33、0);</p><p>　　YELLOW_B=~YELLOW_B;GREEN_B=1;</p><p>　　if(++Flash_Count!=10) return;</p><p>　　Flash_Count=0;</p><p>　　Operation_Type=1;</p><p><b>　　}<

34、;/b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　//主程序</b></p><p>　　void main()</p><p><b>　　{</b></p><p>　　while(1) Traffic_Light(