交通灯控制器设计选读.docx

交通灯控制器课程设计报告院系：机械与自动控制学院专业：测控技术与仪器班级：测控一班学号：2013330301102姓名：宋虎指导老师:罗剑波二〇一六年十二月二十七日目录引言2第1章概述2第2章系统硬件和总体方案22.1交通管理的方案22.2振荡时钟电路32.3显示模块电路42.4复位电路设计42.5按键电路设计5第3章软件程序编制53.1软件设计流程53.2交通灯的设计程序说明63.3 延时函数73.4显示函数83.5定时器0中断函数9第4章总结9第5章参考文献10引言该课程设计是一个以单片机为核心交通灯控制器设计，采用目前比较流行的STC89C52单片机，对十字路口交通灯电路进行了仿真制作，主要完成十字路口交通灯的红、绿、黄灯的点亮时间控制，并模拟了两道均有车辆要求通过时、一道有车辆要求通过时、以及在紧急情况下三种状态下交通灯的时间控制方式。在模拟系统中，采用了两组红、黄、绿三种发光二极管分别代表两道上的红绿灯，采用了数码管显示每种灯点亮的时间；并采用了三个按钮开关来模拟系统要求的三种状态。在本次设计中，程序采用了C51编写，程序仿真采用流行的PROTEUS软件，和keil联合仿真，方便调试程序和修改硬件，结果证明方案的硬件设计正确，程序也符合要求。概述计算机系统的发展已明显地朝三个方向发展；这三个方向就是：巨型化，单片化，网络化。以解决复杂系统计算和高速数据处理的仍然是巨型机在起作用，故而，巨型机在目前在朝高速及处理能力的方向努力。单片机在出现时，Intel公司就给其单片机取名为嵌入式微控制器（embedded microcontroller）。单片机的最明显的优势，就是可以嵌入到各种仪器、设备中。这一点是巨型机和网络不可能做到的。单片机在目前的发展形势下，表现出几大趋势：（1）可靠性及应用越来越水平高和互联网连接已是一种明显的走向。（2）所集成的部件越来越多；NS（美国国家半导体）公司的单片机已把语音、图象部件也集成到单片机中，也就是说，单片机的意义只是在于单片集成电路，而不在于其功能；如果从功能上讲它可以讲是万用机。原因是其内部已集成上各种应用电路。（3）功耗越来越低和模拟电路结合越来越多。随着半导体工艺技术的发展及系统设计水平的提高，单片机还会不断产生新的变化和进步，最终人们可能发现：单片机与微机系统之间的距离越来越小，甚至难以辨认。系统硬件和总体方案交通管理的方案A、B两干道交于一个十字路口，各干道有一组红、黄、绿三色的指示灯，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。黄灯亮提示人们注意红、绿灯的状态即将切换，黄灯燃亮时间为5秒,设A南北主干道,B为东西通道,A通道比B通首人流多。说明：（1）当A道为绿灯时: B道车辆禁止通行，B道行人可通过；A 道为绿灯，A 道车辆通过，行人禁止通行。时间为30秒。（2）当B道为绿灯时: A道车辆禁止通行，A道行人可通过；B 道为绿灯，B 道车辆通过，行人禁止通行。时间为20秒。（3）当绿灯转红灯时,黄灯闪烁5秒,以提示车辆和行人,绿灯状态即将切换。（5）A道通行时间和B道通行时间可以设置,范围从10秒到99秒。（6）根据交通特殊情况,可以按下交通管制按键,对各通道控制。在没有特殊情况下，即在两道均有车辆要求通过时，交通灯按常规运行。通过控制开关可以输入要模拟的其它状态，交通灯将按照其输入状态的情况进行运行。交通灯控制的框图如下图所示，主要有控制电路、按键电路、晶振电路、复位电路、显示电路、电源电路等电路组成。振荡时钟电路MCS-51虽然有内部振荡电路，但要形成时钟，必须外接元件，所以实际构成的振荡时钟电路，外接晶振以及电容C1和C2构成了并联谐振电路接在放大器的反馈回路中，对接电容的值虽然没有严格的要求，但电容的大小会影响振荡频率的高低，振荡器的稳定性，起振的快速性和温度的稳定性。晶振的频率可在1.2MHZ~12MHZ之间任选，电容C1和C2的典型值在20pf~100pf之间选择，由于本系统用到定时器，为了方便计算，采用了12MHZ的晶振，采用电容选择30pf。显示模块电路在显示模块电路上，采用的是8段数码管，又称为8字型数码管，分为8段：A、B、C、D、E、F、G、DP。其中，DP为小数点。数码管常用的有10根管脚，每一段有一根管脚，另外两根管脚为一个数码管的公共段，两根之间相互连通。段LED数码管，则是在一定形状的绝缘材料上，利用不同形状点划的发光二极管组合，排列成“8”字型的数码管，分别引出它们的电极，点亮相应的点划来显示0-9的数字。在应用上，采用的是4个2位的共阳数码管，这样由单片机的I/O口就可以直接驱动，能简化硬件电路的设计。复位电路设计MCS-51的复位输入引脚RST为MCS-51提供了初始化的手段，可以使程序从指定处开始执行，在MCS-51的时钟