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河南机电高等专科学校
《单片机原理及应用》
课程设计报告
设计题目:十字路口交通灯的设计与实现
系 部: 电子通信工程系
专 业: 应用电子技术
班 级: 092
学生姓名:
学 号: 090415117
成 绩:
2011年 06月
《单片机原理及应用》课程设计任务书
1.时间:2011年05月30日~2011年06月10日
2. 课程设计单位:河南机电高等专科学校
3. 课程设计目的:掌握《单片机原理及应用》课程基本概念、基本原理,具有一定的单片机设计能力,能够利用所学知识完成设计内容,提高实际动手能力。
4. 课程设计任务:
①参考相关的的书籍、资料,根据设计要求完成原理图设计;
②制作电路板并完成调试;
③绘制软件流程图;
④完成软件设计并完成调试;
⑤作好笔记,对自己所发现的疑难问题及时请教解决;
⑥联系自己所学知识,总结本次设计经验;
⑦认真完成课程设计报告。
5. 设计要求
《单片机原理及应用》课程设计报告
前言:
随着经济的发展,越来越多的人成了有车一族,交通的管理则显得越来越重要。交通灯是城市交通中的重要指挥系统,它与人们日常生活密切相关,因此提供一个安全、可靠、便捷的多功能交通灯控制系统有着现实的必要性。
对于复杂的城市交通系统,为了确保安全,保证正常的交通秩序,十字路口的信号控制必须按照一定的规律变化以便于车辆和行人能顺利的通过十字路口。
单片机问世以来,性能不断提高和完善,其资源又能满足很多场合应用,加之单片机具有集成度高、功能强、速度快、体积小、功耗低、使用方便、性能可靠、价格低廉,其易于产品化、抗干扰能力强、可在各种恶劣的环境下可靠的工作等特点。特别是他强大的面向控制能力,使他在工业控制领域,智能仪表、外设控制、家用电器、机器人、军事装置等方面得到了广泛的应用。
考虑到单片机具有物美价廉、功能强、使用方便灵、可靠性高等特点,拟采用8051单片机来实现十字路口交通信号灯的控制。正常情况下,十字路口的红绿灯应交替变换,考虑紧急情况下,如有救护车或警车到来时,应有限让其通过。
任务指标和性能要求
能控制东、西、南、北四个路口的红黄绿信号灯正常工作。
当东西方向放行、南北方向禁行时,东西方向绿灯亮25s,然后黄灯亮5s;南北方向红灯亮30s。
当南北方向放行、东西方向禁行时,南北方向绿灯亮25s,然后黄灯亮5s;东西方向红灯亮30s。
2.附加功能
在定时交通信号灯控制的基础上,利用按键增加允许急救车、警车优先通过的要求。当有急救车、警车到达时,路口的信号灯全部变红,以便让急救车、警车通过。假定急救车、警车通过时间为10s,急救车、警车通过后,交通灯恢复先前状态。
在交通灯工作同时,利用报警器自动设置人行道的通行提示,当该方向上人行道可以通行前5s,发出报警提示,频率为1Hz;禁止通行前5s再次发出报警提示,频率为2Hz。
二.硬件设计
设计思路及原理框图
模拟交通灯控制器就是使用单片机来控制一些LED和数码管,模拟真实交通灯的功能。红、黄、绿交替闪亮,利用数码管计数显示间隔等,用于管理十字路口的车辆及行人通过,计时牌显示路口通行转换剩余时间等。
根据设计要求,系统的硬件原理框图如下所示:
采用的芯片功能介绍
AT89S51是一个低功耗,高性能CMOS 8位单片机,片内含4k Bytes ISP(In-system programmable)的可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器,器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术制造,兼容标准MCS-51指令系统及80C51引脚结构,芯片内集成了通用8位中央处理器和ISP Flash存储单元,AT89S51在众多嵌入式控制应用系统中得到广泛应用。
AT89S51主要功能列举如下:
1、为一般控制应用的 8 位单芯片
2、晶片内部具有时钟振荡器(传统最高工作频率可至 12MHz)
3、内部程式存储器(ROM)为 4KB
4、内部数据存储器(RAM)为 128B
5、外部程序存储器可扩充至 64KB
6、外部数据存储器可扩充至 64KB
7、32 条双向输入输出线,且每条均可以单独做 I/O 的控制
8、5个中断向量源
9、2 组独立的 16 位定时器
10、1个全多工串行通信端口
11、8751 及 8752 单芯片具有数据必威体育官网网址的功能
12、单芯片提供位逻辑运算指令
原理图
二、软件设计
设计思路
本设计先是从普通三色灯的指示开始进行设计,用P0口作为输出。程序的初始化是南北方向绿灯亮,东西方向红灯亮,25秒后南北方向黄灯亮,再5秒后南北方向
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