基于單片機的交通燈控制設(shè)計

1、成績南呻I學院課程論文題 目：基于單片機的交通燈控制設(shè)計課程名稱： Proteus學生姓名：丁紹成學生學號：1214030205系 別：電子工程學院專 業(yè)：通信工程年 級：2012 級任課教師：王 麗2015年4月淮南師范學院電子工程學院通信工程專業(yè) Proteus »課程論文基于單片機的交通燈控制設(shè)計學生：丁紹成指導教師：王麗 電子工程學院通信工程1系統(tǒng)硬件介紹1.1 AT89C51單片機簡介AT89C51是一種帶4k字節(jié)閃爍可編程課擦除只讀存儲器(FPEROMFalsh Programmable and Erasable Read Only Memory 的低電壓、高性能 CMO

2、S8 位微處理器, 俗稱單片機。該器件采用 ATMEL高密度非易失存儲器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標準的 MCS-51指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能8位CPU和閃爍存儲器組合在單個芯片中，ATMEL的AT89C51是一種高效微控制器，為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一 種靈活性高且價廉的方案。 主要特性：與MCS-51兼容(2)4K字節(jié)可編程閃爍存儲器 壽命：1000寫/擦循環(huán) 數(shù)據(jù)保留時間：10年 (5)全靜態(tài)工作：0Hz-24Hz (6)三級程序存儲器鎖定 (7)128*8 位內(nèi)部 RAM (8)32可編程I/O線兩個16位定時器/計數(shù)器(10)5個中斷源 (11)可編程串行通道 (12)低功耗

3、的閑置和掉電模式 (13)片內(nèi)振蕩器和時鐘電路2硬件電路設(shè)計2.1 設(shè)計要求(1)南北方向(主干道)車道和東西方向(支干道)車道兩條交叉道路上的車輛 交替運行，主干道每次通行時間都設(shè)為 30秒，支干道每次通行時間為20秒。(2)在綠燈轉(zhuǎn)為紅燈時，要求黃燈先亮 5秒，才能變換運行車道。(3)黃燈亮時，要求每秒亮一次。(4)東西方向、南北方向車道除了又紅、黃、綠燈指示外，每一種燈亮的時候都 用顯示器進行顯示(采用計時的方法)。(5)當有突發(fā)事情發(fā)生時(如又救護車通過時)可通過按鍵將各個路口設(shè)置為紅 燈，保證救護車通過。2.2 設(shè)計任務(wù)(1)東西、南北車輛交替運行(2)綠燈轉(zhuǎn)為紅燈時，黃燈閃亮(間隔

4、1秒)(3)顯示剩余時間(4 )能對交通運行進行控制2.3 總體設(shè)計通過單片機把各個部分連接起來，并正常工作，總體結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示:第2 頁淮南師范學院電子工程學院通信工程專業(yè) Proteus »課程論文圖1總體設(shè)計框圖2.4 硬件設(shè)計2.4.1 單片機選擇：AT89C51AT89C2051是一種帶2K字節(jié)閃存可編程可擦除只讀存儲器的單片機。單片機的可 擦除只讀存儲器可以反復擦除1000次。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲器制造 技術(shù)制造，與工業(yè)標準的MCS-51指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能 8位CPU 和閃爍存儲器組合在單個芯片中，ATMEL的AT89C51是一種高效

5、微控制器，AT89C2051是它的一種精簡版本。具引腳結(jié)果如圖2所示：>XTAL1KTAL2RSTPC.OKADO PC.1/AJJ1 PC.2/W2 PQMW3 PC.4/M)4 PO.5KAD5 PC.6yAD6 PC.7/AD7F2.0/A8P2.1A3P2JM10PSENP2.3/A11ALEP2A/A12EAP2.5/A13P2.S/A14P27/A15P1.0P3IWRXDP1.1P3.1/TXDP1 2P32JINTOM3P9.3JMHPI 4P3.4JT0PI；P3.5/T1PI .6P3J6/WRM7圖2引腳結(jié)構(gòu)圖2.4.2 復位電路：上電+按鈕當8051的ALE及/P

6、SEN兩引腳輸出高電平，RST引腳高電平時，單片機復位 RST/VPD端的高電平，若直接由啟動瞬間產(chǎn)生，則為啟動復位，若通過按動按鈕產(chǎn)生 高電平復位稱手動復位。若運行過程中，需要程序從頭執(zhí)行，只需按動按鈕開關(guān)，則直 接把+5V加道了 RST/VPD端，從而復位。復位電路如圖 3所示：第3頁淮南師范學院電子工程學院通信工程專業(yè) Proteus »課程論文圖3復位電路2.4.3 晶振電路晶振電路采用外部晶振電路，使用兩個22uF電容并聯(lián)接地，并在中間在并聯(lián)晶振, 保持外部晶振電路的振蕩頻率與 8051的內(nèi)部頻率一致，保持了電路中所提供的始終頻 率穩(wěn)定。晶振電路如圖4所示：2.4.4 數(shù)碼

7、管顯示：7SEG-MPX2-CC設(shè)計中采用的數(shù)碼管時共陰極數(shù)碼管， G、F、E、D、C、B、A七個端口時輸入端 口，對其各位進行賦值，置位則亮，復位則滅，用此來顯示相應(yīng)的數(shù)字。1、2兩端口用了控制高位和低位的選通顯示，只要對端口置位，便可以選擇該端口，并對其所表示 的位進行賦值顯示。數(shù)碼管結(jié)構(gòu)如圖 5所示：2.4.5 發(fā)光二極管顯示每個路口都采用了三個LED燈來顯示，分別代表了紅黃綠三種燈來模擬交通燈的 變換。LED交通燈如圖6所示：圖6 LED交通燈2.4.6 鍵盤：獨立鍵盤+中斷采用開關(guān)控制來進入中斷，可以在路口出現(xiàn)緊急情況時，拉動開關(guān)，使紅綠燈發(fā)生相應(yīng)的改變，以處理緊急情況下的車輛通行。

8、鍵盤電路如圖7所示：圖7鍵盤電路3軟件程序設(shè)計3.1 總體流程圖使用C語言編寫控制程序，其總體流程如圖 8所示:圖8總體流程圖3.2 緊急中斷子程序流程圖在路口出現(xiàn)緊急情況時，拉動開關(guān)，使紅綠燈發(fā)生相應(yīng)的改變，以處理緊急情況下的車輛通行，子程序流程圖如圖 9所示：圖9緊急中斷子程序流程圖3.3 循環(huán)控制流程思路通過循環(huán)控制的思路來控制交通燈的正常工作，循環(huán)控制流程思路圖如圖10所示:4 Proteus仿真結(jié)果與分析4. 1正常運行狀態(tài)在Proteus軟件中進行仿真，正常運行結(jié)果如圖 11所示:圖11正常運行狀態(tài)圖4.2中斷開啟狀態(tài)在路口出現(xiàn)緊急情況時，拉動開關(guān)，使紅綠燈發(fā)生相應(yīng)的改變，以處理緊

9、急情況下 的車輛通行，中斷開啟狀態(tài)如圖12所示：圖12中斷開啟狀態(tài)圖5設(shè)計總結(jié)經(jīng)過一個星期的努力和付出，完成了本次 <<Proteus»課程設(shè)計，通過本次課程設(shè) 計提高了我的設(shè)計方案和分析問題的能力，加深了對理論知識的理解，做到了理論知 識與實踐的聯(lián)系。學會了 Proteus這個仿真軟件的運用，積累進行課程設(shè)計的經(jīng)驗。初步掌握了 Proteus這個軟件的使用，首先通過本次課程設(shè)計，如 80C51單片機芯 片以及7SEG-MPX4-CC四位共陰二極管顯示器陰，熟悉了它們各自的特點和用途。通 過本次課程設(shè)計，對理論知識有了更深入的理解，感受到Proteus的魅力。其次，通過本

10、次課程設(shè)計，大大提高了自己的動手能力和設(shè)計能力，加深對Proteus軟件功能的理解，學會用這個軟件設(shè)計三相步進電機控制系統(tǒng)，將理論知識與 實踐相聯(lián)系，為以后在學習和工作的發(fā)展打下一個良好的基礎(chǔ)。然后，通過該課程設(shè)計，初步理解了利用計算機控制技術(shù)進行三相步進電機控制系統(tǒng)的設(shè)計。我相信未來是屬于我們的，隨著科學技術(shù)的發(fā)展，Proteus仿真技術(shù)的應(yīng)用將將越來越廣泛，發(fā)揮越來越重要的作用。第9 頁淮南師范學院電子工程學院通信工程專業(yè) Proteus »課程論文參考文獻1譚浩強編著.C程序設(shè)計（第四版）.北京：清華大學出版社.20102謝維成、楊加國編著.單片機原理與應(yīng)用及C51程序設(shè)計.（

11、第2版）.北京： 清華大學出版社.20093陳忠平編著.基于Proteus的51系列單片機設(shè)計與仿真（第 2版）.北京： 電子工業(yè)出版社.20124郭天祥編著.51單片機C語言教程-入門、提高、開發(fā)、拓展全攻略.北京： 電子工業(yè)出版社.2009附錄：源程序#include<reg52.h>#include<intrins.h>#define uint unsigned int#define uchar unsigned charuchar temp,aa,nn;sbit rn=P2A0;sbit yn=P2A1；sbit gn=P2A2;sbit rw=P2A3;sbi

12、t yw=P2A4;sbit gw=P2A5;sbit shi=P3A6;sbit ge=P3A7;/*對要使用的單片機各個口進行定義*/bit flag=0;uchar codetable= 0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x77,0x7c,0x39,0x5e,0x79 ,0x71;/*將數(shù)字0123456789的16進制數(shù)定義成數(shù)組用以顯示*/void delay(uint z);void disp(uint n);void yn_flash(void);void yw_flash(void);void xint0();

13、void timer0();void LED_ON();void xint1();void LED_OFF();void rnzhu();void rwzhi();void main()uint num;num=0;aa=0;TMOD=0x01;TH0=(65536-50000)/256;TL0=(65536-50000)%256;EA=1;ET0=1;TR0=1;EX0=1;IT0=0;EX1=1;IT1=1;/*中斷初始化*/while(1)rnzhu();yn_flash();/*主函數(shù)中顯示部分*/rwzhi();yw_flash();void delay(uint z) /* 延時子

14、函數(shù) */uint x,y;for(x=z;x>0;x-)for(y=110;y>0;y-);void timer0() interrupt 1 /* 定時器初始化 */TH0=(65536-50000)/256;TL0=(65536-50000)%256;aa+;if(aa=18)aa=0;flag=1;void disp(uint n)/* 顯示子函數(shù) */while(!flag)ge=0;P0=tablen%10;delay(50);shi=1;ge=1;shi=0;P0=tablen/10;delay(50);shi=1;ge=1；if(flag=1)flag=0;void

15、 rnzhu() /*主干道的紅綠燈和數(shù)碼管顯示子函數(shù)*/uint num;num=30;disp(num);while(num<=30&&num>0)num-;P2=0xde;disp(num);void rwzhi()/*支路的紅綠燈和數(shù)碼管顯示子函數(shù)*/uint num;num=20;while(num<=20&&num>0)P2=0xf3;disp(num);num-;void yn_flash(void)/*主干道的黃燈和數(shù)碼管顯示子函數(shù)*/uint a;for(a=5;a>0;a-)P2=0xdd;yn=1;delay(100);yn=0;disp(a);void yw_flash(void)/*支路的黃燈和數(shù)碼管顯示子函數(shù)*/uint a;for(a=5;a>0;a-)P2=0xeb;yw=1;delay