基于單片機的交通燈設計

鄭州航空工業(yè)管理學院單片機課程設計說明書 2014 級 專業(yè) 班級 題 目 學 號 姓 名 指導教師 二一六年 十二 月 十五 日一、 交通燈的基本原理 單片機微型計算機是微型計算機的一個重要分支，也是頗具生命力的機種。單片機微型計算機簡稱單片機，特別適用于控制領(lǐng)域，故又稱為微控制器。單片機由單塊集成電路芯片構(gòu)成，內(nèi)部包含有計算機的基本功能部件：中央處理器、存儲器和I/O接口電路等。因此，單片機只需要和適當?shù)能浖巴獠吭O備相結(jié)合，便可成為一個單片機控制系統(tǒng)。近年來隨著科技的飛速發(fā)展，單片機的應用正在不斷地走向深入。在實時檢測和自動控制的單片機應用系統(tǒng)中，單片機往往是作為一個核心部件來使用，僅單片機方面知識是不夠的，還應根據(jù)具體硬件結(jié)構(gòu)，以及針對具體應用對象特點的軟件結(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)象日趨嚴重，引起交通事故頻發(fā)等一系列問題，因此設計一個靈活、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)實性。 本次設計的意義在于通過對具體的控制系統(tǒng)的設計，掌握微機控制系統(tǒng)設計的一般方法和處理問題的思路，特別是一些常用的技術(shù)手段。在實踐設計過程中，積累設計經(jīng)驗，開拓思維空間，全面提高個人的綜合能力。本系統(tǒng)由單片機硬/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。倒計時電路主要是由雙位共陰數(shù)碼管和74HC573N驅(qū)動模塊組成，控制信號通過單片機的端口P1口進行信號的傳輸。倒計時電路負責的是顯示紅綠燈持續(xù)顯示的時間。當綠燈或者紅燈持續(xù)顯示時，數(shù)碼管顯示該狀態(tài)的持續(xù)時間，在黃燈閃爍顯示時，起到倒計時秒數(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)動模塊組成，控制信號跟數(shù)碼管一樣都是通過P1口進行傳輸。紅綠燈電路負責的是各個車行道和人行道通行狀態(tài)的顯示。 系統(tǒng)經(jīng)初始化可以開始自動運行，數(shù)碼管有倒計時顯示功能，即 1、具有直行、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)、停止四個指示燈； 2、指示燈有倒計時顯示功能，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)、停止指示燈的時間。二、 交通燈的硬件設計本設計單片機主要是用于控制交通燈的演示系統(tǒng)，故只需要單片機最小系統(tǒng)即可完成。此電路由單片機、時鐘電路、電源、復位電路4個組成部分組成。下圖分別為單片機原理圖、交通燈系統(tǒng)電路圖。圖1 單片機系統(tǒng)原理圖圖2 交通燈系統(tǒng)原理圖2.1 復位電路復位方式有多種，本設計采用按鍵復位。接線圖如圖3復位電路，在復位期間（即RST為高電平期間），P0口為高組態(tài)，P1P3口輸出高電平；外部程序存儲器讀選通信號PSEN無效。地址鎖存信號ALE也為高電平。在設定的定時時間內(nèi)必須在RST引腳產(chǎn)生一個由高到低的電平變化，以清內(nèi)部定時器.圖3 復位電路圖2.2 晶振電路 選取原則：傳統(tǒng)做法，但能夠?qū)崿F(xiàn)所需，即最簡單也最是實用。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個二極管， 2個104pf電容，二個電解電容以及7805三端穩(wěn)壓管組成。這個部分為系統(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號電池盒組成。這個部分在主電源斷電時能夠幾乎瞬時的為系統(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、交通燈的軟件設計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S1顯示Delay();S1 = 1; /關(guān)S1顯示P0= Tab*(point+1);S2 = 0; /開S2顯示Delay();S2 = 1; /關(guān)S2顯示P0= Tab*(point+2);S3 = 0; /開S3顯示Delay();S3 = 1; /關(guān)S3顯示P0= Tab*(point+3);S4 = 0; /開S4顯示Delay();S4 = 1; /關(guān)S4顯示P0= Tab*(point+4);S5 = 0; /開S1顯示Delay();S5 = 1; /關(guān)S1顯示P0= Tab*(point+5);S6 = 0; /開S2顯示Delay();S6 = 1; /關(guān)S2顯示P0= Tab*(point+6);S7 = 0; /開S3顯示Delay();S7 = 1; /關(guān)S3顯示P0= Tab*(point+7);S8 = 0; /開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、課程設計總結(jié) 本次課程設計中，重新鞏固了單片機理論課時，感覺到的內(nèi)容很多，知識點很雜、很繁瑣。通過自己的努力也更進一步掌握了單片機的內(nèi)容構(gòu)造和工作原理，以及接外部電路的情況。當然光有理論知識那只是“紙上談兵”，還需實際動手去實踐。真正把所學的用到日常生活中，理論聯(lián)系實際，做出實物模型。這次單片機課程設計，我們設計的是簡易十字路口交通燈設計，通過這次課程設計我感覺到要想做成功，必須花時間多做準備，查閱大量資料，每個過程都很繁瑣，都要認真地分析每一步每一個模塊要實現(xiàn)大的功能，然后分步進行編寫