毕业设计（论文）基于单片机的交通灯设计论文5906886.doc

本科毕业论文 题 目： 基于单片机的交通灯设计 系 别： ****** 姓 名： ****** 指导教师： ******  摘 要： 近年来随着科技的飞速发展，一个以微电子技术计算机和通信技术为先导的信息革命。计算机技术怎样与实际应用更有效的结合并发挥其作用不，同时带动传统控制检测。在实时检测和自动控制的应用系统中，单片机往往是作为一个核心部件使用，十字路口车辆，行人熙攘，车行车道，人行人道，有条不紊。那么靠什么来实井然秩序呢？靠的是交通信号灯的自动指挥系统交通信号灯控制方式很多。采用单片机，设计交通灯控制实现了通过芯片的P1口设置红、绿灯亮的功能输出显示时间交通灯的点亮采用为了系统稳定可靠“看门狗”芯片，避免了系统因为死机而停止工作的情况发生实用性强操作简单 目 录 第一章 交通管理方案论证 1 1.1 设计任务 1 1.2 方案介绍 2 第二章 交通灯系统硬件设计 4 2.1 单片机概述 4 2.2 系统构成 5 2.3芯片选择与介绍 5 2.3.1 AT89S51芯片 5 2.3.2 74HC164芯片介绍 7 2.3.3 74LS04输出信号与信号灯 8 2.3.4 交通灯控制线路图 9 第三章 交通灯软件设计 10 3.1 程序设计流程图 10 3.2延时的设定 12 3.2.1 计数器初值计算 12 3.2.2 相应程序代码 12 3.3 程序的主控制循环调用 13 3.4 对现有程序的扩充 14 第四章 实验平台 15 4.1实验平台 15 4.2实验步骤 15 4.2.1 编写程序代码 15 4.2.2 按照系统硬件连线图连接好系统并调试 15 结束语 17 致谢 17 参考文献 18 附录 19 第一章 交通管理方案论证 1.1 设计任务 东西（A）、南北（B）两干道交于一个十字路口，各干道有一组红、左转绿、绿三个指示灯，指挥车辆和行人安全通行。红灯亮禁止通行，绿灯亮允许通行。红灯的设计时间为40秒，绿灯及左转绿灯各为20秒。设A道和B道的车流量相同。 1.2 方案介绍 把设计任务细化为四个状态，其对应状态：如图1 图1 状态转换图 整个交通灯控制由四个状态组成，可以用程序设计实现，也可用时序逻辑实现.以下方案就是分别用了这两种方法。 方案1设计思想： 采用分模块设计的思想，程序设计实现的基本思想是一个计数器 ， 选择一个单片机，其内部为一个计数，是十六进制计数器，模块化后，通过设置或程序清除来实现状态的转换， 由于每一个模块的计数多不是相同， 这里的各模块是以预置数和计数器计数共同来实现的，所以要考虑增加一个置数模块，其主要功能细分为，对不同的状态输入要产生相应状态的下一个状态的预置数， 如图中A道和B道,分别为次干道的置数选择和主干道的置数选择。以主干道为例，简述其设计思想。如前分析，已经确定该系统有四个状态，而置数子模块可定要将下一状态的预置数准备好，所以很容易得到主干道的置数表如：表1 状态 主干道预置数 次干道预置数 00 40 20 01 20 20（左转） 10 20 40 11 20（左转） 20 表1 置数表 由该表，就可以通过程序循环的方法设计该模块，主要思想是通过数据判断指令、跳转指令实现，由主控制器计时和中断产生的四个状态去译码，从而得到不同的输出，即预置数，由上分析可用一个计数器和跳转指令去完成的预置数。 而红绿灯的显示也是一样，由状态分析可以得出红绿灯的变化表如：表2 状态 主干道灯显示 次干道灯显示 00 红灯 绿灯 01 红灯 左转绿灯 10 绿灯 红灯 11 左转绿灯 红灯 表2 红绿灯变化表 通过这张表就可以用组合电路实现该功能了，可以用数据选择器的思想，在本系统中，直接通过门电路的译码，接下来就是计数模块了，其主要的功能细分为，要从预置数开始递减计数，一个状态结束，通过判断，通知主控制模块，使之进入下一模块。还有一个必须考虑到的就是，预置数必须在下一个状态来之前准备好，而红绿灯的状态变化，必须和计数状态同步，于是引起预置数变化的程序要超前于系统本身的状态变化，所以，系统中的两个状态转换时，在上一状态结束时设置预置数，而控制红绿灯的是随着系统本身状态的变化而变化，体现在本子电路中就是有两组电路去判断符合的状态。 方案2 设计思想： 状态转换表如：表3 状态 主干道灯显示 次干道灯显示 00(15S) 红灯 绿灯 01(05S) 红灯 黄灯 10(15S) 绿灯 红灯 11(05S) 黄灯 红灯 表3 状态转换表