单片机课程设计——模拟交通灯精要.doc

《单片机原理及应用》 课程设计 课题：模拟交通灯 专业：机械设计制造及其自动化 班级：机101-4 姓名： 组长： 学号： 同组人： 指导老师：姜风国 目录 一、 设计任务书 1 二、 设计项目简介 1 1. 设计思路 1 2. 单片机交通控制系统方案的比较、设计与与论证 1 3. 单片机交通控制系统总体设计 1 3.1单片机交通控制系统的通行方案设计 2 3.2 单片机交通控制系统的功能要求 3 3.3单片机交通控制系统的基本构成及原理 3 4. 智能交通灯控制系统的硬件设计 4 4.1 AT89C51单片机简介 4 4.2 系统硬件总电路构成及原理 5 5. 系统软件程序的设计 8 5.1 程序主体设计流程 8 5.2子程序模块设计 8 三、 设计电路原理图 11 四、 系统功能描述 11 五、 程序框图 12 六、 程序清单 14 七、 总结 17 1.个人完成任务部分： 17 2.设计总结： 17 设计任务书 题目：模拟交通灯 任务要求：1.主干道绿灯60秒，支干道绿灯30秒，黄灯都是3 秒； 2.要求用定时器实现定时时间； 3.要求显示器同步显示主干道时间的倒计时； 4.如果有按键按下，表示有紧急车辆通过（救火车等），2路都亮红灯，蜂鸣器响，如果另外一个按键按下则恢复正常。 设计项目简介 设计思路 （1）分析目前交通路口的基本控制技术以及各种通行方案，并以此为基础提出自己的交通控制的初步方案。 （2）确定系统交通控制的总体设计，包括，十字路口具体的通行禁行方案设计以及系统应拥有的各项功能，确定红绿控制、倒计时显示、紧急中断的实现方式。 （3）进行显示电路，灯状态电路，按键电路的设计和对各器件的选择及连接，大体分配各个器件及模块的基本功能要求。 （4）进行软件系统的设计，对于本系统，本人采用单片机汇编语言编写，对单片机内部结构和工作情况做了充足的研究，了解定时器，中断以及延时原理，总体上完成了软件的编写。 单片机交通控制系统方案的比较、设计与与论证 （1）电源提供方案：采用单片机控制模块提供电源。改方案的优点是系统简明扼要， 节约成本；缺点是输出功率不高。 （2）电源提供方案：采用数码管显示。这种方案只显示有限的符号和数码字符，简单，方便。 （3）输入方案：由于该系统对于交通灯及数码管的控制，只用单片机本身的I/O 口就可实现。 单片机交通控制系统总体设计 3.1单片机交通控制系统的通行方案设计 设在十字路口，分为主干道和副干道，在任一时刻只有一个方向通行，另一方向禁行，持续一定时间，经过短暂的过渡时间，将通行禁行方向对换。其具体状态如下图所示。说明：黑色表示亮，白色表示灭。交通状态从状态1开始变换，直至状态4然后循环至状态1，周而复始，即如图1所示： 图1 交通状态 通过具体的路口交通灯状态的演示分析我们可以把这四个状态归纳如下： 图3.1基于单片机的交通灯控制系统电路图 系统上电或手动复位之后，系统先显示状态灯及LED数码管，将状态码值送显P1口，将要显示的时间值的个位和十位分别送显P0口，在此同时用软件方法计时1秒，到达1s就要将时间值减1，刷新LED数码管。 时间到达一个状态所要全部时间，则要进行下一状态判断及衔接，并装入次状态的相应状态码值以及时间值，当然，还要开启一个外部中断为紧急情况处理中断，一旦信号有效，即K1键为低电平时进入中断服务子程序，主干道副干道路口的红灯全亮禁止全部通行，再按一下K2键，中断结束返回。 4.2.2显示器——七段LED数码管 LED显示屏作为大型显示设备的一种，具有亮度高、价格低、寿命长、维护简便等优点。LED数码管的结构简单，有共阳和共阴之分。以七段共阳管为例，它有8个发光二极管(多一个发光二极管用来显示dP，即点)，每个发光二极管的阳极连在一起，如图3.6所示。这样，一个LED数码管就有I根位选线和8根段选线，要想显示一个数值，就要分别对它们的高低电平来加以控制。为方便起见，本文主要讨论共阳八段LED数码显示管，其他类形的显示管与其类似。 图3.6 LED数码管 LED 灯的显示原理:通过同名管脚上所加电平的高低来控制发光二极管是否点亮而显示不同的字形，如 dp，g,f,e,d,c,b,a全亮显示为８，采用共阳极连接驱动代码，代码表如下表4所示。 显示数值 dp,g,f,e,d,c,b,a 驱动代码 0C0H 1F9H 2A4H 3 1011000