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目录
摘要…………………………………………………………………...........I1 概述 1
1.1引言 1
1.2 设计任务和要求 1
1.3 系统总设计 1
1.4 交通灯过程分析 1
2详细设计 4
2.1 硬件设计 4
2.2软件设计 6
3 仿真与调试 7
3.1 调试 7
3.2 仿真结果 8
4 硬件电路优化 10
结束语 11
参考文献 12
致谢 13
附录1 14
1 概述
1.1引言
随着微控技术的日益完善和发展,单片机的应用在不断走向深入。它的应用比定导致传统的控制技术从根本上发生变革。也就是说单片机应用的出现是对传统控制技术的革命。它在工业控制、数据采集、智能化仪表、机电一体化、家用电器等领路得到了广泛应用,极大的提高了这些领域的技术水平和自动化控制。因此单片机的开发应用已成为高技术工程领域的一项重大课题。因此了解单片机知识,掌握单片机的应用技术具有重大的意义。本文主要从计算机的应用上来实现十字路口交通灯智能化的管理,用以控制过往车辆的正常运作。
1.2 设计任务和要求
在一个十字路口四个流向的主车道,各主车道左行车道、直行车道、右行车道以及人行道表示左转、直行、右转和人行道的交通信号灯。30秒后,由红灯转为黄灯,黄灯停5秒。同时显示时间,且紧急情况全路口为红灯。
1.3 系统总设计
图1.1 系统框图
1.4 交通灯过程分析
分别用1、2、3、4表明四个流向的主车道,用A、B、C、P分别表示各主车道的左行车道、直行车道、右行车道以及人行道。用a、b、c、p分别表示左转、直行、右转和人行道的交通信号灯
图1一个十字路口示意图
图十字路口通行顺序示意图交通灯闪亮的过程:
路口1的车直行时的所有指示灯情况为:3a3b2p绿3c红+4a4b4c 3p全红+1c 绿1a1b4p红+2c绿2a2b1p红
路口2的车直行时的所有指示灯情况为:4a4b3p绿4c红+ 1a1b1c 4p全红+ 2c绿2a2b1p红+3c绿3a3b2p红
路口3的车直行时的所有指示灯情况为:1a1b4p绿1c红+ 2a2b2c 1p全红+3c绿 3a3b2p红+4c 绿4a4b3p红
路口4的车直行时的所有指示灯情况为:2a2b1p绿2c红+3c3a3b2p全红+4c绿4a4b3p红+1c绿1a1b4p红1 2 3 4 状态 S L R P S L R P S L R P S L R P 1路口直通 1 1 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 0 2路口直通 0 0 1 0 1 1 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 3路口直通 0 0 1 0 0 0 1 0 1 1 0 0 0 0 0 1 4路口直通 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 0 1 1 0 0 从上表可知,1路口的直通和左转和2路口的人行道信号一致,2路口的直通和左转和3路口人行道信号一致,3路口的直通和左转和4路口人行道信号一致,4路口的直通和左转和1路口的人行道信号一致。综上,只要控制直通和右转状态,就控制直通,左转,右转,人行状态。可以化简为下:
表1.2 分析简化表
路口 1路口 2路口 3路口 4路口 状态 红 绿 红 绿 红 绿 红 绿 1路口直通 直通S 0 1 1 0 1 0 1 0 右转R 1 0 1 0 0 1 0 1 2路口直通 直通S 1 0 0 1 1 0 1 0 右转R 0 1 1 0 1 0 0 1 3路口直通 直通S 1 0 1 0 0 1 1 0 右转R 0 1 0 1 1 0 1 0 4路口直通 直通S 1 0 1 0 1 0 0 1 右转R 1 0 0 1 0 1 1 0 综合上表,进一步可知,以上归于四种状态:可只研究红灯情况。
表1.3 最终分析表
1路口直通的红灯状态 2路口直通的红灯状态 3路口直通的红灯状态 3路口直通的红灯状态
2详细设计
2.1 硬件设计
核心器件:单片机系统采用atmel公司的AT8951芯片,晶振选用,电源电压采用5V。74HC164与单片机的P3.0口相连,由74HC164将信号输送到红绿灯上。为此需要3个移位寄存器,分别控制红、绿、黄三色灯信号。
仿真图里信号灯采用发光二极管,红黄绿三种颜色。LED七段2位,
图2.1 模块电路图
图2.2路口直通右转路灯图 图2.3时间控制图
以下是总电路图如图2.4。
图2.4 总电路图
2.2软件设计
本系统的软件包括主程序,显示程序和中断程序部分。主程序:设置堆栈,定时器初始化,中断系统初始化,显示缓冲区赋初值,设置状态标志,状态切换。流程
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