單片機(jī)控制紅綠燈系統(tǒng)方案

1、一、方案論證1.1 設(shè)計(jì)任務(wù)設(shè)計(jì)基于單片機(jī)的智能交通燈控制系統(tǒng)，需要通過(guò)按鈕或遙控器設(shè)置系統(tǒng)參數(shù)。系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，可通過(guò)數(shù)碼管或點(diǎn)陣發(fā)光管顯示“倒計(jì)時(shí)等信息”。設(shè)計(jì)應(yīng)考慮交通燈控制的難易程度。操作和智能。硬件基于單片機(jī)最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)，軟件采用匯編語(yǔ)言或C語(yǔ)言設(shè)計(jì)。通過(guò)本次設(shè)計(jì)，培養(yǎng)學(xué)生分析和解決問(wèn)題的能力，掌握Mcs51單片機(jī)的軟硬件設(shè)計(jì)方法，從而將所學(xué)的理論知識(shí)應(yīng)用到實(shí)踐中，為社會(huì)在未來(lái)的發(fā)展打下良好編制依據(jù)。未來(lái)。東西（A）和南北（B）的主干道在一個(gè)路口相交，每條主干道都有一組紅、黃、綠三個(gè)指示燈，用于引導(dǎo)車(chē)輛和行人安全通過(guò)。紅燈亮?xí)r禁止通行，綠燈亮，黃燈亮?xí)r車(chē)輛和行人小心通過(guò)。紅燈設(shè)計(jì)為45秒

2、，綠燈為40秒，黃燈為5秒，黃燈亮?xí)r蜂鳴器響。1.2 程序介紹采用子模塊設(shè)計(jì)思想，程序設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)的基本思想是計(jì)數(shù)器，選擇單片機(jī)，其部分是計(jì)數(shù)，即十六進(jìn)制計(jì)數(shù)器。模塊化后通過(guò)設(shè)置或程序清零來(lái)實(shí)現(xiàn)狀態(tài)轉(zhuǎn)換，因?yàn)槊總€(gè)模塊的計(jì)數(shù)不一樣。這里的模塊是通過(guò)預(yù)設(shè)數(shù)量和計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。因此，有必要考慮增加一個(gè)集號(hào)模塊。其主要功能細(xì)分為，對(duì)應(yīng)不同的狀態(tài)輸入 狀態(tài)下一個(gè)狀態(tài)的預(yù)設(shè)編號(hào)，例如圖中的通道A和通道B，分別是副通道的編號(hào)選擇和主通道的編號(hào)選擇， 分別。2、紅綠燈系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)2.1 單片機(jī)概述單片機(jī)由五個(gè)基本部分組成：運(yùn)算器、控制器、存儲(chǔ)器、輸入設(shè)備和輸出設(shè)備。單片機(jī)將運(yùn)算器、控制器、少量?jī)?nèi)存、最基本的

3、輸入輸出端口電路、串口電路、中斷和定時(shí)電路集成在一個(gè)芯片上，體積有限。通常，單片機(jī)由單個(gè)集成電路芯片組成，其中包含計(jì)算機(jī)的基本功能部件：中央處理器、存儲(chǔ)器和I/O接口電路。因此，單片機(jī)只需與適當(dāng)?shù)能浖屯獠吭O(shè)備相結(jié)合，即可成為單片機(jī)控制系統(tǒng)。2.2 系統(tǒng)配置一塊電路板，一個(gè)AT89S51單片機(jī)，兩個(gè)7448芯片，八個(gè)七段數(shù)碼管。 6個(gè)LED（2個(gè)綠色，2個(gè)紅色，2個(gè)黃色），20個(gè)100歐姆電阻，2個(gè)按鈕，2個(gè)開(kāi)關(guān)，2個(gè)51K歐姆電阻，1個(gè)5V穩(wěn)定電源，3個(gè)電容。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖：圖1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖系統(tǒng)工作流程：(1) 程序開(kāi)始時(shí)，使用兩個(gè)傳感器來(lái)判斷車(chē)輛在南北和東西方向的交通狀況。(2)判斷情況后

4、，AT89S51單片機(jī)的p2口輸出一個(gè)二進(jìn)制信號(hào)來(lái)控制紅、綠、黃燈。(3)確認(rèn)燈亮后，用對(duì)應(yīng)的七段數(shù)碼管顯示定時(shí)。七段數(shù)碼管的顯示由p1口的輸出控制。(5) LED 由 5V DC 驅(qū)動(dòng)，低電平。3 芯片介紹及部分電路說(shuō)明3.1 AT89S51芯片選用的AT89S51和同系列的AT89C51在功能上有明顯的提升，最突出的是可以實(shí)現(xiàn)在線編程。用于實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的整體控制。其主要功能如下：1) 用于一般控制應(yīng)用的 8 位微控制器2）芯片部分有時(shí)鐘振蕩器（傳統(tǒng)最高工作頻率可達(dá)33MHz）3) 零件程序存儲(chǔ)器 (ROM) 為 4KB4）外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM）為128B5) 外部程序存儲(chǔ)器可擴(kuò)展至 64K

5、B6) 外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器可擴(kuò)展至64KB7) 32條雙向輸入輸出線，每條可獨(dú)立用于I/O控制8) 6個(gè)中斷向量源9) 2個(gè)獨(dú)立的16位定時(shí)器10) 1個(gè)全雙工串行通訊口11）8751和8752單片機(jī)帶數(shù)據(jù)功能12) 單片機(jī)提供位邏輯運(yùn)算指令圖2 AT89C52芯片3.2數(shù)碼管顯示部分電路七段顯示解碼器的輸出低電平有效，驅(qū)動(dòng)共陽(yáng)極顯示。集成顯示解碼器配備多個(gè)輔助控制端子，以增強(qiáng)設(shè)備的功能。它能將單片機(jī)輸出的四位二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)七段數(shù)碼管顯示的十進(jìn)制數(shù)，用于顯示0-9。數(shù)字。圖3 數(shù)碼管顯示電路其中 LT 是測(cè)試輸入。3.3 紅綠LED信號(hào)燈LED燈的顯示原理：發(fā)光二極管亮與否是由同名管腳所加電平

6、的電平來(lái)控制的。如下所示：圖4 紅綠LED信號(hào)顯示3.4 蜂鳴器電路本電路主要用于黃燈亮?xí)r蜂鳴器響五秒。圖 5蜂鳴器電路4 紅綠燈軟件設(shè)計(jì)4.1 程序設(shè)計(jì)流程圖程序設(shè)計(jì)框圖圖6 程序設(shè)計(jì)框圖4.2 源代碼程序代碼分為幾個(gè)模塊：中斷模塊、循環(huán)模塊、延時(shí)模塊。#include #define uint 無(wú)符號(hào)整數(shù)#define uchar 無(wú)符號(hào)字符位 W0=P03;位 W1=P00;位 W2=P01;位 W3=P02;sbit 蜂鳴器=P04;/*交叉口 1* * */位紅1=P20；sbit 黃色1=P21;sbit BULLE1=P22;/*交叉口2* * */sbit RED2=P27;s

7、bit 黃色2=P26;sbit BULLE2=P25;/*設(shè)置紅綠燈標(biāo)志* * */uchar 標(biāo)志0,標(biāo)志1,標(biāo)志2,標(biāo)志3;uint n1,n2,n3,n4;uchar碼表=0 xc0,0 xf9,0 xa4,0 xb0,0 x99,0 x92,0 x82,0 xf8,0 x80,0 x90,0 x88,0 x83,0 xc6,0 xa1,0 x86,0 x8e;void Delay_us(uint us);無(wú)效顯示（uchar Num1，uchar Num2，uchar Num3，uchar Num4）；無(wú)效初始化芯片（無(wú)效）；主函數(shù)（）初始化芯片（）；而（1）如果（標(biāo)志2=0）顯示（

8、n3/100,n3%100/10,n4/100,n4%100/10）；紅1=0；黃1=1；公牛1=1；紅2=1；黃2=1；牛2=0；如果（標(biāo)志 1=1）紅1=0；黃1=1；公牛1=1；紅2=1；黃2=0；牛2=1；蜂鳴器=0；顯示(0,n2/10,n4/100,n4%100/10);蜂鳴器=1；如果（標(biāo)志2！= 0）顯示（n4/100,n4%100/10,n3/100,n3%100/10）；紅1=1；黃1=1；公牛1=0；紅2=0；黃2=1；牛2=1；如果（標(biāo)志 1=1）紅1=1；黃1=0；公牛1=1；紅2=0；黃2=1；牛2=1；蜂鳴器=0；顯示(n4/100,n4%100/10,0,n2/

9、10);蜂鳴器=1；返回0；/*初始化* */無(wú)效初始化芯片（無(wú)效）TH0=(65536-50000)/256；TL0=(65536-50000)%256;EA=1；ET0=1；TR0=1；紅1=0；黃1=1；公牛1=1；紅2=1；黃2=1；牛2=0；n2=50;n3=450;n4=500;/*顯示* */無(wú)效顯示(uchar Num1,uchar Num2,uchar Num3,uchar Num4)W0=0；延遲_us(5);P1=表Num1；W0=1；W1=0；延遲_us(5);P1=表Num2；W1=1；W2=0；延遲_us(5);P1=表Num3；W2=1；W3=0；延遲_us(5)

10、;P1=表Num4；W3=1；/*延遲* */void Delay_us(uint us)單位 x,y;for(x=us;x0;x-)for(y=110;y0;y-); /*中斷服務(wù)程序* */無(wú)效 timer0() 中斷 1TH0=(65535-50000)/256；TL0=(65535-50000)%256;/= = =n1+;如果（n1%50=0）蜂鳴器=蜂鳴器；如果（n1=15）n1=0；n2；n3；n4；如果（n2=0）n2=0；標(biāo)志0=1；標(biāo)志1=0；如果（n3=0）n2=50；n3=450；標(biāo)志0=0；標(biāo)志1=1；如果（n4=0）n2=50；n3=450；n4=500；標(biāo)志0=0；標(biāo)志1=0；標(biāo)志2=標(biāo)志2；改進(jìn)思路經(jīng)驗(yàn)參考參考1 胡漢才.單片機(jī)原理及其接口技術(shù)。清華大學(xué)出版。 19962 蔡美琴 MCS-51系列