基于51單片機交通信號燈課程設計

1、精選文檔電子系統(tǒng)設計課程設計報告題目:交通信號燈控制器姓 名： 院 系： 電 力 學 院 專業(yè)： 學 號： 指導教師： 完成時間: 年 月 日設計題目設計要求設計過程成績評定指導教師評語課程設計等級目 錄一、 任務和目的 二、 總體設計 三、 硬件設計：原理圖（接線圖）及簡要說明四、 程序框圖和清單五、 實驗結(jié)果和體會目的和要求本次課程設計的目的是設計一個交通信號燈控制器，使其擁有以下功能：1. 在十字路口每個入口處設置一個紅綠燈，并且有數(shù)碼管顯示通行時間。2. 主干道通行的時候支路禁止通行，支路通行時主干道禁止通行。3. 主干道通行時間為45S，支路通行時間為25S，中間有5S黃燈過渡。4.

2、 在支路設有傳感器，當檢測不到有支路有車時，主干道將一直通行?？傮w設計核心為AT89C51單片機，輸出計時秒表采用單片機程序輸出BCD碼再由74LS47譯碼至共陽數(shù)碼管上。紅綠燈輸出則使用74LS160計數(shù)器的前四位進行循環(huán)譯碼至紅綠燈，并且使用單片機程序控制輸出固定脈沖至計數(shù)器CLK端使計數(shù)器按紅綠燈計時跳變輸出。檢測支路是否來汽車可由在馬路內(nèi)放置壓力傳感器，當有汽車?？吭诎拙€內(nèi)等待紅燈時，傳感器向單片機某端口輸入低電平使其被檢測到。硬件設計紅綠燈電路首先分析十字路口紅綠燈總用會有多少種可能，如下表：燈狀情況支紅(SR）支黃(SY)支綠(SG)主紅(MR)主黃(MY)主綠(MG)001000

3、01011000101000110011010100我們不難從表中看出，十字路口的紅綠燈狀態(tài)最多分為4中。所以我們可以取74LS160計數(shù)器的低2位進行編碼。然后將每一位對應相應的顯示規(guī)則，電路原理圖如下：當74LS160輸出為00時，4條譯碼規(guī)則中中只有NAND4這一條輸出為高電平，此時對應狀態(tài)為主干道綠燈亮，支路紅燈亮。當74LS160輸出為01時，對應主干道黃燈亮，支路紅燈亮。當74LS160輸出為10時，主干道紅燈亮，支路綠燈亮。當74LS160輸出為11時，主干道紅燈亮，支路黃燈亮。當74LS160輸出跳變至100時，Q2端向74LS160返回復位信號，重歸00狀態(tài)。因此，依照設計規(guī)

4、則00狀態(tài)與01狀態(tài)期間間隔為45S，01與10為5S，10與11為25S，11與復位之間的間隔為5S。在實際電路中，紅綠燈往往不是由幾個單一的LED組成，而是由數(shù)量較多的LED組成燈珠。因此，單單靠單片機輸出功率來帶動紅綠燈是不現(xiàn)實的。但是可以靠將以上4個譯碼輸出加載在雙極性晶體管作為驅(qū)動，而使用電力電子開關來控制電路。如下圖：通過電力電子開關，可以使單片機電源與LED燈珠組電源隔離開，使得紅綠燈能使用大功率的燈珠組。數(shù)碼管電路數(shù)顯電路采用由單片機P0.7P0.4輸出BCD碼高位，P0.3P0.0輸出BCD碼低位，再通過兩個74LS47譯碼顯示至共陽極的數(shù)碼管上，電路原理圖如下：數(shù)碼管真值表

5、。74LS47真值表。因此當P0口輸出為45H00H時，數(shù)碼管會顯示相印的數(shù)字。檢測車輛電路由于支路只需要檢測是否有車到來，而并不是需要反饋路上車輛的具體壓力。因此無需在馬路上設置特殊的壓力傳感器，只需通過車輛自身的壓力使得單片機某段信號接地即可。以下為設想：當車輛在?？烤€內(nèi)側(cè)等待紅燈時，由于車輛施加的壓力，使得馬路內(nèi)部小空間發(fā)生微小形變，使兩個觸點相接，并通過相應轉(zhuǎn)換電路使得相當于單片機該端口接地，處于低電平狀態(tài)?；蛘呤鞘褂妙愃票砻尜N片式的形式來檢測是否有車到來。紅綠燈總體電路圖程序框圖主程序：ORG00HAJMPSTARTORG030HSTART:MOVP0,#088HPRE:MOVR7,

6、#0；數(shù)顯表顯示偏移量，偏移量為0時首顯為45MOVR6,#40；偏移量40時首顯為5MOVR5,#20；首顯為25C1:MOVA,R7ACALLSEG45MOVP0,A；將數(shù)顯表內(nèi)顯示數(shù)值送入P0口ACALLDELAY1ACALLDELAY1；調(diào)用延時子程序INCR7；顯示一次偏移量+1CJNER7,#45,C1；是否顯示45次MOVR7,#00H；重新填裝偏移量JBP2.5,C1；檢測支路是否有車到來，若無車到來則繼續(xù)主干道綠燈CLRP2.4ACALLDELAY5SETBP2.4；向74LS160芯片輸出一個CLK脈沖C2:MOVA,R6ACALLSEG45MOVP0,AACALLDELA

7、Y1ACALLDELAY1INCR6CJNER6,#45,C2MOVR6,#40CLRP2.4ACALLDELAY5SETBP2.4C3:MOVA,R5ACALLSEG45MOVP0,AACALLDELAY1ACALLDELAY1INCR5CJNER5,#45,C3MOVR5,#20HCLRP2.4ACALLDELAY5SETBP2.4C4:MOVA,R6ACALLSEG45MOVP0,AACALLDELAY1ACALLDELAY1INCR6CJNER6,#45,C4MOVR6,#40CLRP2.4ACALLDELAY5SETBP2.4AJMPC1DELAY5:NOP；脈沖延時NOPNOPNO

8、PNOPNOPNOPNOPNOPNOPNOPRETDELAY1:MOV R3,#250；500MS延時，調(diào)用兩次即為1S延時D1: MOV R2,#250D2: NOP NOP NOP NOP NOP NOP DJNZ R2,D2 DJNZ R3,D1 RETSEG45:INCA；秒表數(shù)顯庫MOVCA,A+PCRETDB045H,044H,043H,042HDB041H,040H,039H,038HDB037H,036H,035H,034HDB033H,032H,031H,030HDB029H,028H,027H,026HDB025H,024H,023H,022HDB021H,020H,019

9、H,018HDB017H,016H,015H,014HDB013H,012H,011H,010HDB009H,008H,007H,006HDB005H,004H,003H,002HDB001H,000H；從450的2位BCD碼END器件清單AT89C51單片機，74LS160計數(shù)器，74LS47譯碼器，7SEG共陽極數(shù)碼管，74LS00與非門，74LS04非門，ZTX360雙極性晶體管，電容，12MHz晶振。檢測車輛是否到來電路在仿真過程中暫時用一個刀閘開關接地來進行模擬。仿真模擬在Proteus ISIS環(huán)境中，該交通信號燈控制器能夠完美的實現(xiàn)各路交通信號燈的指示，計時器也能正常工作。在刀閘

10、開關開啟時能模擬支路沒有汽車到來的情況，當?shù)堕l開關合上時，能也能模擬出支路有汽車的情況，和設計要求基本一致。課程設計體會經(jīng)過這個課程設計，我真正體會到了學有所用而且也加強了自己對以前學習到知識的掌握，將單片機知識還有數(shù)字電路知識以及電力電子知識融合在一起，用來完成仿真實踐。大大的提高了自己的動手能力和創(chuàng)新能力。同時也讓我更加深刻的了解數(shù)字邏輯電路的重要性，真正體會到一種共同學習、共同進步的學習氣氛，一種大討論的學習氛圍。這次設計對我來說感觸最深的是，要做好一個設計，首先要了解每一個部分所涉及的知識點，掌握它的原理；然后將大的電路分成一個個模塊進行設計仿真。當各模塊設計仿真完成，并且能正常工作時，將其組裝成一塊成為一個整體電路，再稍加調(diào)試和修改便能基本完成所需要的任務。而且隨著設計要求以及電路的復雜化，一個人單干效率往往不是很高。此時與同學合作，一同思考往往會取得更好的效果。而且整個設計我都參與其中，這令我的分析設計以及動手能力有了很大的提高，培養(yǎng)了我思考問題的全面性；讓我明白，做學問要有一絲不