畢業(yè)生電子競賽設(shè)計 交通燈設(shè)計說明書.

1、湄洲灣職業(yè)技術(shù)學(xué)院2013屆畢業(yè)設(shè)計產(chǎn)品說明湄洲灣職業(yè)技術(shù)學(xué)院基于單片機的交通燈設(shè)計說明書系 別： 自動化工程系 _ _年 級: 10級 專 業(yè)： 電氣自動化技術(shù) 姓 名: 學(xué) 號： 1001020232 導(dǎo)師姓名： 邱興陽 職 稱： 講師 2013年5月29日15目 錄1前言12系統(tǒng)設(shè)計參數(shù)要求23系統(tǒng)設(shè)計33.1 系統(tǒng)設(shè)計總體框圖33.2 各模塊原理說明33.2.1 最小系統(tǒng)AT89C52模塊33.2.2 74HC245芯片模塊43.2.3 顯示模塊功能53.2.4 控制按鈕模塊53.3 系統(tǒng)總原理圖說明63.4 系統(tǒng)印刷版圖63.5 系統(tǒng)的操作說明63.6 系統(tǒng)操作注意事項6參考文獻7致

2、謝語8附錄9附錄一.電路總原理圖9附錄二.系統(tǒng)印刷電路板圖10附錄三.電路原件清單11附錄四.源程序121前言自從1858年英國人，發(fā)明了原始的機械扳手交通燈之后，隨后的一百多年里，交通燈改變了交通路況，也在人們?nèi)粘Ｉ钪姓紦?jù)了重要地位，隨著人們社會活動日益增加，經(jīng)濟發(fā)展，汽車數(shù)量急劇增加，城市道路日漸擁擠，交通燈更加顯示出了它的功能，使得交通得到有效管制，對于交通疏導(dǎo)，提高道路導(dǎo)通能力，減少交通事故有顯著的效果。近年來隨著單片機芯片的發(fā)展，單片機在各個領(lǐng)域的應(yīng)用越來越多，單片機往往作為一個核心部件來使用，在實時檢測和自動控制的單片機應(yīng)用系統(tǒng)中，僅單片機方面知識是不夠的，還應(yīng)根據(jù)具體硬件結(jié)構(gòu)軟

3、硬件結(jié)合，加以完善。十字路口車輛穿梭，行人熙攘，車行車道，人行人道，有條不紊。那么靠什么來實現(xiàn)這井然秩序呢？靠的就是交通信號燈的自動指揮系統(tǒng)。交通信號燈控制方式很多。本系統(tǒng)采用STC89C52單片機以及單片機最小系統(tǒng)和三極管驅(qū)動電路以及外圍的按鍵和數(shù)碼管顯示等部件，設(shè)計一個基于單片機的交通燈設(shè)計。設(shè)計通過兩位一體共陰極數(shù)碼管顯示，并能通過按鍵對定時進行設(shè)置。本系統(tǒng)實用性強、操作簡單、擴展功能強。設(shè)計通過STC89C52單片機以及單片機最小系統(tǒng)和74HC245驅(qū)動數(shù)碼管（數(shù)碼管更亮，白天看的很清楚）以及外圍的按鍵和數(shù)碼管顯示等部件，數(shù)碼管倒計時顯示時間。2系統(tǒng)設(shè)計參數(shù)要求 1.用單片機STC89

4、C52設(shè)計一個交通燈系統(tǒng)，并用數(shù)碼管顯示時間，LED指示通行。2、用74HC245來驅(qū)動4個數(shù)碼管，使數(shù)碼管在白天也能清晰可見。3.按鍵功能：黃燈常亮（深夜模式）、禁行（緊急模式）、東西通行、南北通行、時間加、時間減、切換、確定、停止。4.電路供電電源5v。3系統(tǒng)設(shè)計3.1 系統(tǒng)設(shè)計總體框圖 STC89C52單片機紅黃綠信號燈8段LED數(shù)碼管復(fù)位電路最小系統(tǒng)外圍接口按鍵控制驅(qū)動顯示 單片機 圖3-1系統(tǒng)設(shè)計總體框圖3.2 各模塊原理說明3.2.1 最小系統(tǒng)AT89C52模塊AT89C52是一個低電壓，高性能CMOS 8位單片機，片內(nèi)含8k bytes的可反復(fù)擦寫的Flash只讀程序存儲器和25

5、6 bytes的隨機存取數(shù)據(jù)存儲器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS-51指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用8位中央處理器和Flash存儲單元，AT89C52單片機在電子行業(yè)中有著廣泛的應(yīng)用。AT89C52主要管腳說明：VCC（40腳）：供電電壓 GND（20腳）：接地 RST：復(fù)位輸入。/EA/VPP(31腳)：當(dāng)/EA為低電平時，不管是否有內(nèi)部程序存儲器，只選用片外存儲器，外部程序存儲器地址為：0000H-FFFFH。反之當(dāng)單片機上電或復(fù)位后選用片內(nèi)程序存儲器。XTAL1（19腳）：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時鐘工作電路的輸入。XTAL2(18腳)：來自反向

6、振蕩器的輸出。單片機最小系統(tǒng)采用5V電源供電，利用晶振電路給單片機工作運行提供脈沖。圖3-2 最小系統(tǒng)3.2.2 74HC245芯片模塊 74HC245是一款高速CMOS器件，74HC245引腳兼容低功耗肖特基TTL（LSTTL）系列。 74HC245八路收發(fā)器在發(fā)送和接收兩個方向上都具有正相三態(tài)總線兼容輸出。74HC245的輸出使能端用于實現(xiàn)輕松級聯(lián)，而發(fā)送/接收端（DIR）用于控制方向。控制輸出，使得總線被有效的隔離輸出。 圖3-3 74HC245芯片引腳圖3.2.3 顯示模塊功能顯示模塊分別用數(shù)碼管顯示和LED顯示，數(shù)碼管倒計時顯示可以提醒駕駛員在信號燈顏色發(fā)生改變的時間、在“停止”和“

7、通過”兩者間作出合適的選擇。駕駛員和行人普遍都愿意選擇有倒計時顯示的信號控制方式，并且認(rèn)為有倒計時顯示的路口更安全。倒計時顯示是用來減少駕駛員在信號燈色改變的關(guān)鍵時刻做出復(fù)雜判斷的一種方法，它可以提醒駕駛員燈色發(fā)生改變的時間，幫助駕駛員在“停止”和“通過”兩者間作出合適的選擇 。通過兩種顯示結(jié)合，是本設(shè)計更合理可靠。如下圖3-4所示。圖3-4 顯示模塊功能圖3.2.4 控制按鈕模塊 本系統(tǒng)要求的按鍵控制不多，單片機的I/0口足夠，可直接采用獨立式。按鍵可以設(shè)置系統(tǒng)的運行狀態(tài)，禁行狀態(tài)為數(shù)碼管均顯示“00”，紅燈全亮；復(fù)位按鍵可以將整個系統(tǒng)復(fù)位；時間加減可以設(shè)置通行和等待通行的時間；切換按鍵可以

8、切換加減的方向時間。通過按鍵模塊的控制，使得整個系統(tǒng)具有靈活性，實用性。如下圖3-5所示。圖3-5 控制按鈕模塊3.3 系統(tǒng)總原理圖說明當(dāng)接通5v電源后，按下電源開關(guān)，南北方向數(shù)碼管顯示“25”。數(shù)碼管開始倒計時，到5秒的時候，黃燈跟蜂鳴器鳴響5下，將切換紅綠黃燈。系統(tǒng)總原理圖見附1。按鍵1復(fù)位、按鍵2黃燈常亮（深夜模式）、按鍵3 紅燈常亮（緊急模式）、按鍵4南北通行、按鍵5東西通行、按鍵6確定、按鍵7時間加、按鍵8時間減、按鍵9停止。3.4 系統(tǒng)印刷版圖 見附錄23.5 系統(tǒng)的操作說明1.接好電路中的電源供電線。2.檢查好電路板中沒有短路現(xiàn)象、電源供電線都接好后通電使用。3.電路安裝好后，通

9、電即可正常使用。3.6 系統(tǒng)操作注意事項1.通電使用前先對照電路板與電路圖是否有錯焊、漏焊、短路、開路、元器件相碰等現(xiàn)象，有要處理好后再使用。2.通電使用前先檢查好電路板是否與電源供電線、驅(qū)動電路開關(guān)與負(fù)載供電線、負(fù)載供電線之間相互接反，不得在接錯的情況下通電，要處理好后再使用。3. 應(yīng)把電極片與電路板隔離，避免電極片與電路板上元器件相碰觸發(fā)生短路現(xiàn)象。4. 通電時應(yīng)把電路板放在絕緣物體上，避開其他導(dǎo)電物體避免發(fā)生短路現(xiàn)象。 5. 使用時聞到燒焦味、發(fā)現(xiàn)元器件或集成塊冒煙燒毀應(yīng)立即斷開電源，待電路板查明原因處理好后才可以繼續(xù)通電使用。6. 調(diào)試電路時應(yīng)小心操作，避免萬用表筆或其它導(dǎo)電工具造成人

10、為短路，更換電路板元件、焊接時應(yīng)斷開電源后再操作避免造成元器件擊穿或電路短路現(xiàn)象。參考文獻1 李建忠.單片機原理及應(yīng)用M.西安電子科技大學(xué)出版社，20082 張毅剛. 單片機原理及接口技術(shù).哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社,19993 徐愛鈞.8051單片機實踐教程M.北京電子工業(yè)出版社，20054 樓然苗,李光飛.51系列單片機設(shè)計實例M.北京航空航天大學(xué)出版社，20065 陳小忠，黃寧.單片機接口技術(shù)實用子程序M，北京：北京人民郵電出版社，20056 全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽組委會.北京:北京理工大學(xué)出版社,2004年8月. 7 韓全立.趙德申編著.微機控制技術(shù)M.北京：機械工業(yè)出版社，2008

11、 8 王守中，聶元銘. 51單片機開發(fā)入門與典型實例M. 北京：人民郵電出版社，20099 鐘富昭，張晨. 8051單片機典型模塊設(shè)計與應(yīng)用M. 北京：人民郵電出版社，200710 蔣汝根、錢丹浩.基于AT89C52單片機的交通燈模擬控制系統(tǒng)M. 北京：機械工業(yè)出版社，2006致謝語時光匆匆如流水，轉(zhuǎn)眼便是大學(xué)畢業(yè)時節(jié)，春夢秋云，聚散真容易， 在畢業(yè)設(shè)計即將完成之際，我想向曾經(jīng)給我?guī)椭椭С值娜吮硎局孕牡母兄x。在這次的畢業(yè)設(shè)計作品過程中，讓我學(xué)到很多?？词呛唵蔚臇|西，其中還是有小細(xì)節(jié)需要注意，不能馬虎。就如做板時，布線的粗細(xì)；焊接時，不能虛焊；調(diào)試時，正負(fù)極要分清等等。首先，我要感謝我的父母，

12、使您們用給了我上大學(xué)的機會，是您們用辛勤汗水讓我完成大學(xué)三年的學(xué)業(yè)，您們辛苦了。其次我要感謝我的導(dǎo)師邱興陽老師，您在百忙中抽出時間耐心地指導(dǎo)我，對畢業(yè)作品提出不足并教我怎么去改進創(chuàng)新。再次，感謝翁娟釵輔導(dǎo)員，您在生活上和工作上給了我很大的幫助。還要感謝各學(xué)科的老師們，如李清生老師、鄭維清老師、葉志瓊老師、趙立瓊老師、林航老師、李志杰老師、陳輝煌老師、林壽光老師、梁鋒林老師、陳麗霞老師、許振龍老師、楊阿弟老師，謝海琴老師等傳授了我很多知識，在學(xué)業(yè)上給了我很大幫助。使我真切切的體會到了老師們的良苦用心，系部的所有老師，對我們的學(xué)習(xí)、生活，健康都十分的關(guān)注。最后，要感謝我的同學(xué)們，在畢業(yè)作品制作中所

13、遇到的問題，同學(xué)們都會放下自己手中的事，不惜占用自己的寶貴時間來幫助我解難。在平時的生活了，他們能包容我的缺點給予我?guī)椭Ｔ诖?，對所有幫助過我的人表示衷心的感謝。-附錄附錄一.電路總原理圖附錄二.系統(tǒng)印刷電路板圖附錄三.電路原件清單名稱規(guī)格數(shù)量主要功能或作用按鈕6*6*59分別控制黃燈常亮（深夜模式）、禁行（緊急模式）、東西通行、南北通行、時間加、時間減、切換、確定。電容30P2單片機時鐘振蕩電容10UF1單片機復(fù)位電阻2203限流排阻10K2單片機單片機AT89C20521CPU晶體12M1單片機時鐘振蕩芯片74HC2451放大驅(qū)動數(shù)碼管顯示三極管90121驅(qū)動蜂鳴器蜂鳴器12*9.5MM1

14、信號燈切換時報警兩位一體共陰數(shù)碼0.364倒計顯示芯片底座40腳1保護引腳芯片底座20腳1保護引腳發(fā)光二極管（紅）5MM4交通燈路口顯示發(fā)光二極管（綠）5MM4交通燈路口顯示發(fā)光二極管（黃）5MM4交通燈路口顯示發(fā)光二極管3MM1電源顯示自鎖開關(guān)8*8MM1控制VCCUSB電源線60MM1連接USB口DC座3.5*1.3MM1直流電源插座插針2外接電源接線PCB板155MMX100MM1附錄四.源程序#include<reg52.h> #define uchar unsigned char #define uint unsigned int #define time 50000 #

15、define on 0 #define off 1sbit RED_ZHU = P00; /南北 紅燈 sbit YELLOW_ZHU = P01;/南北 黃燈sbit GREEN_ZHU = P02; /南北 綠燈 sbit RED_ZHI = P03; /東西 紅燈sbit YELLOW_ZHI = P04; /東西 黃燈sbit GREEN_ZHI = P05; /東西 綠燈sbit P23 = P34;sbit P22 = P35; /東西方向數(shù)碼管位選sbit P21 = P36;sbit P20 = P37; /南北方向數(shù)碼管位選sbit int0_key = P32;sbit i

16、nt1_key = P33;void display1(uchar,uchar);void display2(uchar,uchar);void delayms(uint k);uchar temp1,temp2,temp3,temp4,temp5,temp6;/*=倒計時=*/uchar N = 50,Y = 45,Z = 50,M = 75,G = 80,U =80;uchar C50ms,t0;uchar seg = 1;uchar flag=0,led_data_temp;void InitialT1(void) TMOD = 0x11; /定時器0,1工作在方式1TH1 = (655

17、36 - time)/256; /相當(dāng)于(65536-time)/256;TL1 = (65536 - time)%256;/初值為time(50ms)TR1 = 1;/開定時器1中斷ET1 = 1;/允許定時器1中斷 ET0 = 1;TH0 = (65536 - time)/256;TL0 = (65536 - time)%256; EX0 = 1; /允許外部中斷0IE0 = 1;/啟動外部中斷0PX0 = 1;EX1=1;IE1=1;EA = 1; /開總中斷void int0(void) interrupt 0/外中斷0 flag = 0;led_data_temp = P0;t0 =

18、 20;if(!int0_key) delayms(10);if(!int0_key)while(!int0_key);TH0 = (65536 - time)/256;TL0 = (65536 - time)%256;TR1 = 0; TR0 = 1;EX0 = 0;EX1 = 0;C50ms = 0;void int1(void) interrupt 2/外部中斷1 t0=15; flag = 1;led_data_temp = P0;if(RED_ZHU = 0) && (GREEN_ZHI = 0)|(YELLOW_ZHI = 0)&&(RED_ZHU

19、= 0) P0 = 0xff; GREEN_ZHU = 0; RED_ZHI = 0;else /if(RED_ZHI = 0)&&(GREEN_ZHU = 0)P0 = 0xff; GREEN_ZHI = 0; RED_ZHU = 0;if(!int1_key) delayms(10);if(!int1_key)while(!int1_key);TH0 = (65536 - time)/256;TL0 = (65536 - time)%256;TR1 = 0; TR0 = 1;EX0 = 0;EX1 = 0;C50ms = 0;void ISRT0(void) interru

20、pt 1/定時器0中斷服務(wù)子程序 temp1 = N,temp2 = Y,temp3 = Z,temp4 = M,temp5 = G,temp6 = U;TH0 = (65536 - time)/256;TL0 = (65536 - time)%256; /重裝初值timeYELLOW_ZHU=1; /如果在黃5S時進行熄滅黃燈YELLOW_ZHI=1;if(!flag)P0 = 0xf6;C50ms+;if(C50ms > 19) t0-; C50ms = 0;if(t0 = 0) P0 = led_data_temp;N = temp1,Y = temp2,Z = temp3,M =

21、 temp4,G = temp5,U = temp6;TR0 = 0;/禁止定時器1中斷TR1 = 1;/開定時器1中EX1 = 1;/EX0 = 1;C50ms = 0;return; void ISRT1(void) interrupt 3 /定時器1中斷服務(wù)子程序 TH1 = (65536 - time)/256;TL1 = (65536 - time)%256; /重裝初值timeC50ms+;if(C50ms > 19) N-; M-; Y-; Z-; G-; U-; C50ms = 0;/*=延時=*/void Delay10uS(uchar second)uint i;while(second-)