科創(chuàng)學(xué)院交通信號(hào)燈設(shè)計(jì)

1、課程設(shè)計(jì)報(bào)告（基于AT89C52有急救車優(yōu)先的交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)）學(xué)院系別： 機(jī)電工程學(xué)院 專業(yè)班級(jí)： 設(shè)計(jì)學(xué)生： 指導(dǎo)老師： 設(shè)計(jì)時(shí)間： 2011年12月25日 摘 要本論文設(shè)計(jì)的是基于AT89C52芯片的有急救車優(yōu)先的交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)，本文闡述了交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)的來源與發(fā)展，以及它在國(guó)內(nèi)外發(fā)展的現(xiàn)狀，對(duì)交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)的方案進(jìn)行了論證，介紹了PLC的基本組成、特點(diǎn)以及工作原理，對(duì)基于AT89C52芯片交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)過程進(jìn)行較為細(xì)致的論述。文中詳盡地介紹了交通信號(hào)燈的各硬件組成，并完成了AT89C52芯片外部接線圖。在源程序的編寫時(shí)，文中采用的是程序?qū)Ｓ镁幾g軟件keil

2、 uVision2來進(jìn)行編寫。用軟件proteus畫出原理圖兩個(gè)軟件連接一起使用。介紹了交通信號(hào)燈的基本原理以及工作流程，。程序涉及到了交通信號(hào)燈工作的絕大部分過程。利用AT89C52芯片提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性，并且有很高的可移植性和可修改性，保證交通信號(hào)燈能夠長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行。1 關(guān)鍵詞: 交通燈，單片機(jī)，原理圖，源程序,目錄摘要緒論一、任務(wù)4二、設(shè)計(jì)與分析.4三、硬件電路的制作與調(diào)試.5四、元器件采購(gòu)清單7五、原理圖8六、智能交通燈控制器程序9七、實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)總結(jié).16八、致謝16九、參考文獻(xiàn).17一緒論交通燈背景交通信號(hào)燈的出現(xiàn)，使交通得以有效管制，對(duì)于疏導(dǎo)交通流量、提高道理通行能力，減少交通事故有

3、明顯效果。如何采用合適的控制方法，最大限度利用好耗費(fèi)巨資修建的城市高速公路，緩解主干道與匝道、城市同周邊地區(qū)的交通擁堵狀況，越來越成為交通運(yùn)輸管理和城市規(guī)劃部門亟待解決的主要問題。隨著電子技術(shù)的發(fā)展，利用計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)交通燈進(jìn)行智能化管理，已成為目前廣泛采用的方法。 一任務(wù)1設(shè)計(jì)一個(gè)十字路口的交通燈控制電路，要求主車道和干道兩條交叉路上的車輛交替運(yùn)行，每次通行時(shí)間都設(shè)為主道通行25S，次道通行20S;2要求黃燈先亮5S，才能變換運(yùn)行車道；3.黃燈亮?xí)r，要求每秒鐘閃亮一次；4.倒數(shù)秒數(shù)顯示；5.聲音提示；6.當(dāng)有特殊情況需要通行時(shí)，可對(duì)紅綠燈進(jìn)行認(rèn)為控制。 以上是目前常用路口交通信號(hào)燈的控制功能，

4、為了演示效果，這里采用三種顏色的發(fā)光二級(jí)管來模擬交通信號(hào)燈。二、設(shè)計(jì)與分析 從設(shè)計(jì)完成的任務(wù)與要求來看，顯示通行時(shí)間必須用二位數(shù)碼管，從節(jié)省硬件資源的角度考慮，可采用掃描的方式來處理，對(duì)于7段數(shù)碼管，占用7個(gè)單片機(jī)的I/O口，另外設(shè)置2個(gè)電子開關(guān)對(duì)2位顯示進(jìn)行配合，占用2個(gè)I/O端口，十字路口共需4組紅綠燈，加上轉(zhuǎn)換黃燈，一共是12只燈，須用12個(gè)端口進(jìn)行控制，加上兩個(gè)方向的緊急通行按鈕，占2個(gè)I/O端口和一個(gè)蜂鳴器端口，因此實(shí)際占用的單片機(jī)I/O口為24個(gè)，為此，我們可以選用51系列單片機(jī)中的AT89C51來作為中央處理器。這款單片機(jī)的I/O口作為輸出時(shí)，具有較大的吸收電流能力，因此我們可以

5、選用共陽(yáng)型數(shù)碼管，這樣由單片機(jī)的I/O口就可以直接驅(qū)動(dòng)，能簡(jiǎn)化硬件電路的設(shè)計(jì)。 三、硬件電路的制作與調(diào)試 1.時(shí)間顯示電路的制作與調(diào)試 將R8R17及2只共陽(yáng)數(shù)碼管焊好（注意不要焊反，數(shù)碼管中有小數(shù)點(diǎn)的應(yīng)為右下方），將2只電子開關(guān)三級(jí)管VT1、VT2焊上，再將40腳的集成電路插座焊上，這樣這部分電路就制作完成了。接下來對(duì)這部分電路進(jìn)行測(cè)試，接上電源，數(shù)碼管全滅，用一導(dǎo)線的一端接地，另一端插在集成電路插座的28腳上，這時(shí)用萬(wàn)用表電壓檔測(cè)量VT1集電極電壓，正常應(yīng)為4.5V以上，若不正常，檢查VT1是否焊反，R16是否虛焊等。用另一導(dǎo)線的一端與地線相連，另一端依次碰集成電路插座的32腳39腳，一邊

6、碰一邊查看數(shù)碼管VD5，正常時(shí)可以看到每碰一個(gè)腳，對(duì)應(yīng)一段數(shù)碼管燈亮。若不亮，仔細(xì)查看與該腳相連的電阻及數(shù)碼管是否虛焊。用同樣的方法調(diào)試另外1只數(shù)碼管VD6. 2.紅綠燈電路的制作與調(diào)試 將VD7VD18所有發(fā)光二級(jí)管焊好，注意不要焊反（發(fā)光二級(jí)管在沒有剪腳前，長(zhǎng)的一端為正極），同時(shí)將每一發(fā)光管的限流焊好。 3.緊急通行電路及發(fā)音電路的調(diào)試 這里所指的緊急通行電路及發(fā)音電路的制作與調(diào)試，實(shí)際就是對(duì)兩只按鍵和一只蜂鳴器的調(diào)試，具體的方法見前文中的介紹。 4.整機(jī)調(diào)試 將燒錄好程序的AT89C52芯片插上（我們提供的芯片中已燒錄好程序），由于這個(gè)芯片引腳較多，在插入插座時(shí)要格外小心，防止其中幾個(gè)腳

7、折彎。所有元器件安裝好后，通電，可看到兩位數(shù)碼管顯示“25”，同時(shí)主道亮綠燈，干道亮紅燈，然后開始做時(shí)間遞減操作。當(dāng)顯示為“05”時(shí)，黃燈點(diǎn)亮，同時(shí)蜂鳴器每隔一秒叫一聲，當(dāng)計(jì)時(shí)結(jié)束后，主干道通行狀態(tài)改變，即主道亮紅燈，干道亮綠燈，此時(shí)兩位數(shù)碼管顯示“20”，然后作遞減操作，結(jié)束后重復(fù)前面的動(dòng)作。當(dāng)人為地按下緊急通行鍵時(shí)，若按的是主道緊急通行鍵，則干道亮紅燈，主道亮綠燈，數(shù)碼管從“50”開始倒計(jì)時(shí)，同理，若按的是干道緊急通行鍵，則通行的方式與前正好相反。50S結(jié)束后，系統(tǒng)自動(dòng)返回按鍵前的工作狀態(tài)。四、元器件采購(gòu)清單序號(hào)元件名稱型號(hào)與規(guī)格單位數(shù)量1電阻金屬膜1/8W 820只20金屬膜1/8W 8

8、202.2k只2金屬膜1/8W 10k只12電解電容10F/16V只1220F/25V只23瓷片電容30pF只20.01F只24晶振12MHz只15發(fā)光二級(jí)管5紅色只465綠色只475黃色只48二級(jí)管1N4007只49三級(jí)管9012只210三端穩(wěn)壓LM7805只111單片機(jī)AT89C51塊112集成電路插座40腳塊113蜂鳴器有源5V只114接線柱2位只115按鈕輕觸只216數(shù)碼管共陽(yáng)只217線路板單面敷銅板只1五原理圖六、智能交通燈控制器程序;以下程序完成各腳的預(yù)定義FMQEQUP1.0;蜂鳴器QREQUP1.3;前紅燈QYEQUP1.1;前黃燈QGEQUP1.2;前綠燈HREQUP2.1;

9、后紅燈HYEQUP2.0;后黃燈HGEQUP2.2;后綠燈ZREQUP1.4;左紅燈ZYEQUP1.5;左黃燈ZGEQUP1.6;左綠燈YREQUP2.5;右紅燈YYEQUP2.4;右黃燈YGEQUP2.3;右綠燈SWITCH1EQUP2.7;SWITCH2EQUP2.6;DATEQU60H;顯存ORG 0000H LJMP START ORG 0003H LJMP D_X;外部中斷0,東西向緊急按鍵 ORG 000BH RETI; ORG 0013H LJMP N_B;外部中斷1,南北向緊急按鍵 ORG 001BH RETI ORG 0023H RETI ORG 0040H;定位 START

10、: MOVTCON,#5H;外部中斷為下降沿觸發(fā) SETBEX0 ; SETBEX1;開外部中斷 SETBEA;開總中斷;IO口初始化 MOV P0,#0FFH MOV P1,#0FFH; MOV P2,#0FFH ; MOV P3,#0FFH; MOVDAT,#25H AUTCLK: MOVP1,#0FFH; MOVP2,#0FFH; MOVDAT,#30H;寫入每一通路的通行時(shí)間 CLRQG;南北向綠燈亮 CLRHG; CLRZR;東西向紅燈亮 CLRYR; MOVA,DAT; MOVR2,#25;寫入時(shí)間值A(chǔ)1: MOVR1,#220;A2: ACALLBCD;BCD調(diào)整 ACALLDI

11、SPCLK;顯示 ACALLDEL1MS;延時(shí) ACALLDEL1MS; ACALLDEL1MS; DJNZR1,A2; SETBFMQ; MOVA,DAT;完成數(shù)字的減1操作 ADDA,#99H; DAA; MOVDAT,A;調(diào)整好的數(shù)字送顯存 DJNZR2,A1; ;最后5秒黃燈閃 MOVP1,#0FFH; MOVP2,#0FFH;關(guān)所有燈 CLRZY;黃燈亮 CLRYY; CLRQY; CLRHY; MOVR2,#5;A3: MOVR1,#220;A4: ACALLBCD; ACALLDISPCLK; ACALLDEL1MS; ACALLDEL1MS; ACALLDEL1MS; DJNZ

12、R1,A4; CPLQY;南北向綠燈亮 CPLHY; CPLZY;東西向紅燈亮 CPLYY; CPLFMQ;黃燈時(shí)蜂鳴器叫一聲 MOVA,DAT; ADDA,#99H; DAA; MOVDAT,A; DJNZR2,A3; ; MOVP1,#0FFH; MOVP2,#0FFH; MOVDAT,#20H; CLRZG;東西向綠燈亮 CLRYG; CLRQR;南北向紅燈亮 CLRHR; MOVA,DAT; MOVR2,#15;執(zhí)行15秒A5: MOVR1,#220;A6: ACALLBCD;BCD調(diào)整 ACALLDISPCLK;顯示 ACALLDEL1MS; ACALLDEL1MS; ACALLDE

13、L1MS; DJNZR1,A6; SETBFMQ; MOVA,DAT; ADDA,#99H;減1操作 DAA; MOVDAT,A; DJNZR2,A5; ;最后5秒黃燈閃 MOVP1,#0FFH; MOVP2,#0FFH;關(guān)所有燈 CLRZY;黃燈亮 CLRYY; CLRQY; CLRHY; MOVR2,#5; A7: MOVR1,#220;A8: ACALLBCD; ACALLDISPCLK; ACALLDEL1MS; ACALLDEL1MS; ACALLDEL1MS; DJNZR1,A8; CPLQY;南北向綠燈亮 CPLHY; CPLZY;東西向紅燈亮 CPLYY; CPLFMQ;黃燈時(shí)

14、蜂鳴器叫一聲 MOVA,DAT; ADDA,#99H; DAA; MOVDAT,A; DJNZR2,A7; AJMPAUTCLK; NOP; NOP; NOP; LJMP START;*;顯示子程序;*DISPCLK:MOVDPTR,#TAB;定入表頭;顯示個(gè)位MOVA,50H;MOVCA,A+DPTR; MOVP0,A; CLRSWITCH2; LCALLDEL1MS; SETBSWITCH2; ;顯示十位 MOVA,51H; MOVCA,A+DPTR; MOVP0,A; CLRSWITCH1; LCALLDEL1MS; SETBSWITCH1; RET; NOP; NOP; NOP; LJ

15、MP START;*;橫向道路緊急中斷程序;*D_X:CLREA;關(guān)總中斷JNBP3.2,$;MOVA,DAT;保存顯示數(shù)據(jù)MOV20H,A;MOVDAT,#50H;MOV21H,P1;MOV22H,P2;MOVP1,#0FFH; MOVP2,#0FFH;CLRZG;東西向綠燈亮 CLRYG; CLRQR;南北向紅燈亮 CLRHR; MOVR4,#50;D1:MOVR3,#220;D2:ACALLBCD; ACALLDISPCLK; ACALLDEL1MS; ACALLDEL1MS; ACALLDEL1MS; DJNZR3,D2; MOVA,DAT; ADDA,#99H; DAA; MOVDA

16、T,A; DJNZR4,D1;MOVA,20H;恢復(fù)顯示數(shù)據(jù)MOVDAT,A;MOVP2,22H;MOVP1,21H;SETBEA;開總中斷RETI;中斷返回NOP;NOP;NOP;AJMPSTART; ;*;縱向道路緊急中斷程序;*N_B:CLREA;關(guān)總中斷JNBP3.3,$;MOVA,DAT;保存顯示數(shù)據(jù)MOV20H,A;MOVDAT,#50H;MOV21H,P1;MOV22H,P2;MOVP1,#0FFH; MOVP2,#0FFH;CLRQG;南北向綠燈亮 CLRHG; CLRZR;東西向紅燈亮 CLRYR; MOVR4,#50;N1:MOVR3,#220;N2:ACALLBCD; A

17、CALLDISPCLK; ACALLDEL1MS; ACALLDEL1MS; ACALLDEL1MS; DJNZR3,N2; MOVA,DAT; ADDA,#99H; DAA; MOVDAT,A; DJNZR4,N1;MOVA,20H;恢復(fù)顯示數(shù)據(jù)MOVDAT,A;MOVP2,22H;MOVP1,21H;SETBEA;開總中斷RETI;中斷返回NOP;NOP;NOP;AJMPSTART;*BCD:;將顯存中的數(shù)字分分兩個(gè)BCD碼存于50H和51H單元中,用于顯示十位和個(gè)位MOV A,DAT;MOV B,#10HDIV ABMOV 51H,A;寫入分十位MOV A,BMOV 50H,A;寫入分個(gè)

18、位RET NOP NOP NOP LJMP START;數(shù)碼表TAB: DB 0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,99H,92H,82H,0F8H,80H,90H,0FFH RET NOP NOP NOP LJMP START;*;延時(shí)子程序;12M晶振;*DEL1MS: MOV R6,#28DEL1MS1:MOV R7,#19DEL1MS2:DJNZ R7,DEL1MS2 DJNZ R6,DEL1MS1 RET NOP NOP NOP LJMP STARTDEL5MS: MOV R7,#90DEL5MS1:MOV R6,#54DEL5MS2:DJNZ R6,DEL5MS2 DJNZ R7,DEL5MS1 RET NOP NOP NOP LJMP STARTDEL250MS: MOV R5,#50DEL250MS1:LCALL DEL5MS DJNZ R5,DEL250MS1 RET NOP NOP NOP LJMP STARTDEL500MS: MOV R4,#100DEL500MS1:LCALL DEL5M