基于單片機(jī)的交通燈設(shè)計(jì)

鄭州航空工業(yè)管理學(xué)院?jiǎn)纹瑱C(jī)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 2014 級(jí) 專業(yè) 班級(jí) 題 目 學(xué) 號(hào) 姓 名 指導(dǎo)教師 二一六年 十二 月 十五 日一、 交通燈的基本原理 單片機(jī)微型計(jì)算機(jī)是微型計(jì)算機(jī)的一個(gè)重要分支，也是頗具生命力的機(jī)種。單片機(jī)微型計(jì)算機(jī)簡(jiǎn)稱單片機(jī)，特別適用于控制領(lǐng)域，故又稱為微控制器。單片機(jī)由單塊集成電路芯片構(gòu)成，內(nèi)部包含有計(jì)算機(jī)的基本功能部件：中央處理器、存儲(chǔ)器和I/O接口電路等。因此，單片機(jī)只需要和適當(dāng)?shù)能浖巴獠吭O(shè)備相結(jié)合，便可成為一個(gè)單片機(jī)控制系統(tǒng)。近年來(lái)隨著科技的飛速發(fā)展，單片機(jī)的應(yīng)用正在不斷地走向深入。在實(shí)時(shí)檢測(cè)和自動(dòng)控制的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，單片機(jī)往往是作為一個(gè)核心部件來(lái)使用，僅單片機(jī)方面知識(shí)是不夠的，還應(yīng)根據(jù)具體硬件結(jié)構(gòu)，以及針對(duì)具體應(yīng)用對(duì)象特點(diǎn)的軟件結(jié)合，加以完善。 交通燈是城市交通的重要指揮系統(tǒng)，與人們的日常生活密切相關(guān)。隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，城市中的車輛逐漸增多，交通擁堵和堵塞現(xiàn)象日趨嚴(yán)重，引起交通事故頻發(fā)等一系列問(wèn)題，因此設(shè)計(jì)一個(gè)靈活、穩(wěn)定、便捷的多功能交通燈控制系統(tǒng)具有必要性和現(xiàn)實(shí)性。 本次設(shè)計(jì)的意義在于通過(guò)對(duì)具體的控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，掌握微機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般方法和處理問(wèn)題的思路，特別是一些常用的技術(shù)手段。在實(shí)踐設(shè)計(jì)過(guò)程中，積累設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，開(kāi)拓思維空間，全面提高個(gè)人的綜合能力。本系統(tǒng)由單片機(jī)硬/軟件系統(tǒng)，8位8段數(shù)碼管和LED燈顯示系統(tǒng)。和電路控制電路等組成，較好的模擬了交通路面的控制。倒計(jì)時(shí)電路主要是由雙位共陰數(shù)碼管和74HC573N驅(qū)動(dòng)模塊組成，控制信號(hào)通過(guò)單片機(jī)的端口P1口進(jìn)行信號(hào)的傳輸。倒計(jì)時(shí)電路負(fù)責(zé)的是顯示紅綠燈持續(xù)顯示的時(shí)間。當(dāng)綠燈或者紅燈持續(xù)顯示時(shí)，數(shù)碼管顯示該狀態(tài)的持續(xù)時(shí)間，在黃燈閃爍顯示時(shí)，起到倒計(jì)時(shí)秒數(shù)的作用。紅綠燈功能電路主要是由各色的發(fā)光二極管和74HC573N驅(qū)動(dòng)模塊組成，控制信號(hào)跟數(shù)碼管一樣都是通過(guò)P1口進(jìn)行傳輸。紅綠燈電路負(fù)責(zé)的是各個(gè)車行道和人行道通行狀態(tài)的顯示。 系統(tǒng)經(jīng)初始化可以開(kāi)始自動(dòng)運(yùn)行，數(shù)碼管有倒計(jì)時(shí)顯示功能，即 1、具有直行、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)、停止四個(gè)指示燈； 2、指示燈有倒計(jì)時(shí)顯示功能，直行+右轉(zhuǎn)20秒，左轉(zhuǎn)+右轉(zhuǎn)10秒，停止+右轉(zhuǎn)30秒，按此規(guī)律不斷循環(huán)；3、直行和左轉(zhuǎn)燈滅掉前3秒能夠閃爍提示（每秒兩次）；4、能夠調(diào)整直行、左轉(zhuǎn)、停止指示燈的時(shí)間。二、 交通燈的硬件設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)單片機(jī)主要是用于控制交通燈的演示系統(tǒng)，故只需要單片機(jī)最小系統(tǒng)即可完成。此電路由單片機(jī)、時(shí)鐘電路、電源、復(fù)位電路4個(gè)組成部分組成。下圖分別為單片機(jī)原理圖、交通燈系統(tǒng)電路圖。圖1 單片機(jī)系統(tǒng)原理圖圖2 交通燈系統(tǒng)原理圖2.1 復(fù)位電路復(fù)位方式有多種，本設(shè)計(jì)采用按鍵復(fù)位。接線圖如圖3復(fù)位電路，在復(fù)位期間（即RST為高電平期間），P0口為高組態(tài)，P1P3口輸出高電平；外部程序存儲(chǔ)器讀選通信號(hào)PSEN無(wú)效。地址鎖存信號(hào)ALE也為高電平。在設(shè)定的定時(shí)時(shí)間內(nèi)必須在RST引腳產(chǎn)生一個(gè)由高到低的電平變化，以清內(nèi)部定時(shí)器.圖3 復(fù)位電路圖2.2 晶振電路 選取原則：傳統(tǒng)做法，但能夠?qū)崿F(xiàn)所需，即最簡(jiǎn)單也最是實(shí)用。電容選取30pF，晶振為12MHz。 圖4 晶振電路圖 2.3電源供電電路供電電路由主電源和備用電源組成。主電源主要是由變壓器、6A整流橋、4個(gè)二極管， 2個(gè)104pf電容，二個(gè)電解電容以及7805三端穩(wěn)壓管組成。這個(gè)部分為系統(tǒng)提供主要的供電，輸出電壓為5V直流。備用電源主要是由4位的5號(hào)電池盒組成。這個(gè)部分在主電源斷電時(shí)能夠幾乎瞬時(shí)的為系統(tǒng)提供電源，輸出電壓也是5V直流。該電源直接接到單片機(jī)的電源端。圖5 主電源和備用電源切換功能電路2.4 原件清單原件名稱數(shù)量焊接位置電源部分USB座1USBUSB線1雙排針（2）1CONN1跳帽2104電容0.1uF7C2,5,6,7,8,9,11LED燈1D1電阻2K1R2最小系統(tǒng)部分40針座1U1STC89C521晶振12MHz1Y1電容20pF2C3,C4復(fù)位鍵1SW_RST電阻10K1R1蜂鳴器1LS1+三極管90159Q1Q9電阻3301R3鍵盤顯示、通信部分16針座1U2MAX2321單排針（5）1UART按鍵16KEY1KEY16單排針（3）1SWITCH1跳帽14位LED2DIGILED1,2電阻4.7K8R14R21電阻3308R6R13三、交通燈的軟件設(shè)計(jì)3.1交通燈程序#include #include#define uchar unsigned char#define uint unsigned intunsigned char code Tab= 0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90,0xbf,0xff,0xce;sbit up=P31;sbit down=P32;sbit set=P33;sbit S8 = P20;sbit S7 = P21;sbit S6 = P22;sbit S5 = P23;sbit S4 = P24;sbit S3 = P25;sbit S2 = P26;sbit S1 = P27;uchar fenduan1=20,fenduan2=10,fenduan3=3;uchar times=0;uchar second=0;uchar bsecond=0;uchar sss=0;uchar disData8=7,12,1,10,11,11,6,7;void keydisplay();void display();void Delay()unsigned char i;for(i=0;i255;i+); void ISR_Timer0(void) interrupt 1 TH0=0x3c; TL0=0xb0; times+; if (times = 10) bsecond+;times=0; void display(uchar *point)P0= Tab*(point);S1 = 0; /開(kāi)S1顯示Delay();S1 = 1; /關(guān)S1顯示P0= Tab*(point+1);S2 = 0; /開(kāi)S2顯示Delay();S2 = 1; /關(guān)S2顯示P0= Tab*(point+2);S3 = 0; /開(kāi)S3顯示Delay();S3 = 1; /關(guān)S3顯示P0= Tab*(point+3);S4 = 0; /開(kāi)S4顯示Delay();S4 = 1; /關(guān)S4顯示P0= Tab*(point+4);S5 = 0; /開(kāi)S1顯示Delay();S5 = 1; /關(guān)S1顯示P0= Tab*(point+5);S6 = 0; /開(kāi)S2顯示Delay();S6 = 1; /關(guān)S2顯示P0= Tab*(point+6);S7 = 0; /開(kāi)S3顯示Delay();S7 = 1; /關(guān)S3顯示P0= Tab*(point+7);S8 = 0; /開(kāi)S4顯示Delay();S8 = 1; /關(guān)S4顯示void delayAJ(uchar a) uchar i; while(a-) for(i=0;ifenduan1+fenduan2+fenduan3+1)bsecond=0;if(second=fenduan1) disData0=11; disData1=12; disData2=1; disData3=11; disData6=(fenduan1-second)/10;disData7=(fenduan1-second)%10;if(fenduan1-secondfenduan1) &(second=fenduan2+fenduan1) disData0=7; disData1=12; disData2=11; disData3=11;disData6=(fenduan1+fenduan2-second+1)/10;disData7=(fenduan1+fenduan2-second+1)%10;if(fenduan1+fenduan2-second+1fenduan2+fenduan1)&(second=fenduan2+fenduan1+fenduan3) disData0=11; disData1=12; disData2=11; disData3=10;disData6=(fenduan1+fenduan2+fenduan3-second+1)/10; disData7=(fenduan1+fenduan2+fenduan3-second+1)%10;if(fenduan1+fenduan2+fenduan3-second+1fenduan1+fenduan2+fenduan3+1)bsecond=0;void main()TMOD |=0x01;/T0 16位定時(shí)器 TH0=0x3c; TL0=0xb0; ET0=1; TR0=1; EA=1;while(1)key();if(sss%4=0)xianshi();elsekeydisplay();display(disData);3.2程序流程圖 四、課程設(shè)計(jì)總結(jié) 本次課程設(shè)計(jì)中，重新鞏固了單片機(jī)理論課時(shí)，感覺(jué)到的內(nèi)容很多，知識(shí)點(diǎn)很雜、很繁瑣。通過(guò)自己的努力也更進(jìn)一步掌握了單片機(jī)的內(nèi)容構(gòu)造和工作原理，以及接外部電路的情況。當(dāng)然光有理論知識(shí)那只是“紙上談兵”，還需實(shí)際動(dòng)手去實(shí)踐。真正把所學(xué)的用到日常生活中，理論聯(lián)系實(shí)際，做出實(shí)物模型。這次單片機(jī)課程設(shè)計(jì)，我們?cè)O(shè)計(jì)的是簡(jiǎn)易十字路口交通燈設(shè)計(jì)，通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)我感覺(jué)到要想做成功，必須花時(shí)間多做準(zhǔn)備，查閱大量資料，每個(gè)過(guò)程都很繁瑣，都要認(rèn)真地分析每一步每一個(gè)模塊要實(shí)現(xiàn)大的功能，然后分步進(jìn)行編寫