單片機交通燈課設大學論文

基礎工程設計(論文）說明書題目:十字路口交通燈的設計院（系）：電子工程與自動化學院專業(yè)：電子信息科學與技術學生姓名:學號：指導教師：2013年12月25日摘要交通信號燈是我們生活中常見的一種工具，一般的十字路口都會有。紅燈表示車輛需停下來等待，綠燈表示車輛可以通行,而黃燈時紅燈和綠燈的過度時間,任何車輛都得注意,不得搶行。交通燈規(guī)范了我們行駛車輛，減少了交通事故的發(fā)生，讓十字路口的交通能夠盡然有序的，讓我們的生活更加踏實。交通燈在生活中已經(jīng)是不可缺少的了。交通信號燈控制系統(tǒng)方式很多。當今時代是一個自動化時代,交通燈控制等很多行業(yè)的設備都與計算機密切相關。隨著大規(guī)模集成電路及計算機技術的迅速發(fā)展，以及人工智能在控制技術方面的廣泛運用，智能設備有了很大的發(fā)展，是現(xiàn)代科技發(fā)展的主流方向。本次課程設計以模擬交通燈系統(tǒng)利用單片機AT89C51作為核心元件，實現(xiàn)了通過信號燈對路面狀況的智能控制。關鍵字：交通信號燈控制系統(tǒng)智能設備單片機目錄TOC\o”1-3”\h\u15554引言 引言這次的課程設計主要是利用單片機編程實現(xiàn)生活中的常見的常用的工具。通過軟硬件的結合,提高動手能力和編程能力.加深對理論學習的理解與應用.交通信號燈有綠黃紅三種顏色，綠燈是通行信號，面對綠燈的車輛可以直行,左轉彎和右轉彎，除非另一種標志禁止某一種轉向。左右轉彎車輛都必須讓合法地正在路口內行駛的車輛和過人行橫道的行人優(yōu)先通行。紅燈是禁行信號，面對紅燈的車輛必須在交叉路口的停車線后停車。黃燈是警告信號，面對黃燈的車輛不能越過停車線，但車輛已十分接近停車線而不能安全停車時可以進入交叉路口。模擬交通燈控制系統(tǒng)的設計，主要以單片機為控制核心的交通燈，利用狀態(tài)機的思想，通過單片機的定時器產(chǎn)生秒信號，控制十字路口的紅綠黃燈交替點亮和熄滅，并且用LED數(shù)碼管顯示十字路口兩個方向的剩余時間。1設計任務利用單片機實現(xiàn)交通燈控制系統(tǒng)的要求：（2）其余功能請參考實際交通燈系統(tǒng)自由發(fā)揮。圖1:十字路口交通燈模擬圖2方案的設計與系統(tǒng)組成本設計能模擬基本的交通控制系統(tǒng)，用紅綠黃燈表示禁行,通行和等待的信號發(fā)生，還能進行倒計時顯示.可以選用AT89C51單片機及外圍器件構成最小控制系統(tǒng)，12個發(fā)光二極管分成4組紅綠黃三色燈構成信號燈指示模塊，1個LED東西南北各兩個構成共同倒計時顯示模塊。因此，本設計系統(tǒng)以單片機為控制核心，連接成最小系統(tǒng)，信號燈狀態(tài)模塊、LED數(shù)碼管倒計時模塊接受輸出。單片機上電后，系統(tǒng)進入正常工作狀態(tài)，執(zhí)行交通燈狀態(tài)顯示控制，同時將時間數(shù)據(jù)倒計時輸入到LED數(shù)碼管上實時顯示。系統(tǒng)的總體框圖如2所示。單片機單片機最小系統(tǒng)外圍接口電路LED數(shù)碼管顯示紅黃綠信號燈按鍵復位電路圖2：系統(tǒng)的總體框圖3硬件各功能的介紹3。1AT89S52芯片簡介AT89S52是美國ATMEL公司生產(chǎn)的低電壓,高性能CMOS8位單片機，片內含8kbytes的可反復擦寫的Flash只讀程序存儲器和256bytes的隨機存取數(shù)據(jù)存儲器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲技術生產(chǎn)，與標準MCS—51指令系統(tǒng)及8052產(chǎn)品引腳兼容,片內置通用8位中央處理器（CPU）和Flash存儲單元，功能強大AT89S52單片機適合于許多較為復雜控制應用場合。AT89S52芯片引腳結構如圖3所示：圖3:AT89S52芯片引腳圖AT89S52從引腳功能分為三大部分,分別是I/O口、控制口、電源及時鐘。3。1。1I/O口其中I/O口有P0,P1,P2,P3這4個8位口,這次設計使用P1口接發(fā)光二極管，如下圖。為了是二極管發(fā)光的亮度足夠亮，所以二極管一段接VCC，又為了保護二極管,它與一個電阻串聯(lián)。顯示時間的數(shù)碼管接在P0口.3。1.2控制口（1）·EA/VPP：外部訪問允許。欲使CPU僅訪問外部程序存儲器（地址為0000H—FFFFH),EA端必須保持低電平（接地）。需注意的是:如果加密位LB1被編程，復位時內部會鎖存EA端狀態(tài).如EA端為高電平（接Vcc端）,CPU則執(zhí)行內部程序存儲器中的指令。Flash存儲器編程時，該引腳加上+12V的編程允許電源Vpp,當然這必須是該器件是使用12V編程電壓Vpp。（2）·RST:復位輸入。當振蕩器工作時，RST引腳出現(xiàn)兩個機器周期以上高電平將使單片機復位。3.1.3電源及時鐘·Vcc：電源電壓·GND:地·XTAL1：振蕩器反相放大器的及內部時鐘發(fā)生器的輸入端.·XTAL2：振蕩器反相放大器的輸出端。3。2數(shù)碼管ED數(shù)碼管（LEDSegmentDisplays）是由多個發(fā)光二極管封裝在一起組成“8”字型的器件，引線已在內部連接完成，只需引出它們的各個筆劃，公共電極.LED數(shù)碼管常用段數(shù)一般為7段有的另加一個小數(shù)點。LED數(shù)碼管根據(jù)LED的接法不同分為共陰和共陽兩類，了解LED的這些特性，對編程是很重要的，因為不同類型的數(shù)碼管,除了它們的硬件電路有差異外，編程方法也是不同的。7段數(shù)碼管引腳圖如圖4所示。圖4:7段數(shù)碼管引腳圖此次設計用的是共陽數(shù)碼管,將其公共電極3和8腳接VCC，其余每個引腳控制一段。段選碼與顯示字符對應表如表1.段選碼C0HF9HA4HB0H99H92H82HF8H80H顯示字符012345678段選碼90H88H83HC6HA1H86H8EH顯示字符9ABCDEF表1：段選碼與顯示字符對應表4軟件設計部分4.1設計應實現(xiàn)的效果設計的交通燈工作過程為：（1）主干道東西通車,干道南北等待，即是東西方向亮綠燈，南北方向亮紅燈，時間都為9秒；(2）過度階段：東西南北方向都閃黃燈，時間為2秒;（3)干道南北通車，主干道東西等待,即是南北方向亮綠燈，東西方向亮紅燈,時間都為5秒；(4)過度階段：東西南北方向都閃黃燈，時間為2秒。交通狀態(tài)表如表2. 交通燈工作模式東西方向綠燈亮9秒黃燈閃2秒紅燈亮5秒黃燈閃2秒南北方向紅燈亮9秒綠燈亮5秒表2：交通狀態(tài)圖4.2延時的設計51單片機有2個定時器，分別有4種工作方式，。此次設計選用的是定時器1工作方式1，則TMOD=10H.選用延時時間為1ms，由于使用的晶振是12M晶振,根據(jù)下面式子：(2^16—T0）＊時鐘周期＊12=1ms（2^16—T0）*1/（12＊10^6）*12=1*10^-3算出T0=64536D=FC18H由于定時的延時時間為1ms,而交通燈閃爍的時間間隔為1s，只需定時延時循環(huán)1000次即可。開始4.3程序設計的流程圖開始初始化初始化所有燈都滅東西方向亮綠燈，南北方向亮紅燈東西方向亮綠燈，南北方向亮紅燈是否到9秒是否到9秒東西方向、南北方向都閃黃燈 Y東西方向、南北方向都閃黃燈是否到2秒 N是否到2秒 Y東西方向亮紅燈，南北方向亮綠燈 東西方向亮紅燈，南北方向亮綠燈 是否到5秒 N 是否到5秒 Y東西方向、南北方向都閃黃燈東西方向、南北方向都閃黃燈 是否到2秒 N Y是否到2秒 x 圖5:程序流程圖5系統(tǒng)調試與結論5。1系統(tǒng)調試5.1。1硬件檢測第一步：目測,檢查外部的各種元件或則電路是否有斷點；第二步：用萬用表測試。先用萬用表復核目測中有疑問的連接點，再檢測各種電源線與地線之間是否有短路現(xiàn)象；第三步：加電檢測。給板加電,檢測所有的插座或是器件的電源端是否符合要求的值；第四步：是聯(lián)機檢查。因為只有用單片機開發(fā)系統(tǒng)才能完成對用戶系統(tǒng)的調試。5.1.2軟件調試軟件調試是通過對用戶程序的編譯、連接、執(zhí)行來發(fā)現(xiàn)程序中存在的語法錯誤與邏輯錯誤并加以排除糾正的過程。程序后，編輯，查看程序是否有邏輯的錯誤.5。2結論與體會交通燈基本功能可以實現(xiàn)，數(shù)碼管顯示的倒計時也基本正確,但沒有附加功能，自己動手制作的電路板不夠美觀。經(jīng)過這次課程設計，我從實踐中學到很多東西，當然也在實踐中發(fā)現(xiàn)自己的很多的不足,比如：動手能力還需加強，出錯了不夠耐心，理論知識不夠扎實等等。剛做好第一塊板時,急于就成，花費了很多精力和時間，在科協(xié)做好板后便迫不及待地焊上元器件，而結果是失敗的。這深深打擊了我的積極性，一下子十分浮躁.理清情緒和思路后，我從新檢查了自己的電路圖和硬件，發(fā)現(xiàn)是下載接口與單片機的接口搞錯了，于至于怎么都下載不了，通過在電路板上的簡單修改，終于可以下載程序了。我深深的體會到，理論和實踐的中間需要我們的不斷努力和嘗試，我們不能一下子就被困難嚇到，應該耐心地找出問題，解決問題，這才是關鍵的.再此過程中，也有很多同學幫忙，也讓我體會到了團結互助的重要性。由于PCB布線經(jīng)驗不夠,做出的板太大，浪費資源；在功能方面還是可以增加和拓展的地方。希望能在下次的設計中做得更好。謝辭感謝學院給我們提供這樣的實踐動手機會，并通過課程設計使我們能夠有機會將書本上學到的知識運用到的實際中去.在課設過程中于老師給了我很多的指導和幫助，并監(jiān)督我及時完成了本次課程設計，在此特別感謝胡老師和給予我?guī)椭耐瑢W。參考文獻[1］李群芳。單片微型計算機與接口技術(第三版）。電子工業(yè)出版社，2008.5.[2］范翠麗。ProtelDXP實用培訓教程.清華大學出版社.2005。4.［3］譚浩強C語言程序設計（第2版).清華大學出版社，。2008.11附錄附錄1:原理圖附錄2：PCB圖附錄3：原件清單附錄4：程序代碼#include〈reg51。h>#defineucharunsignedchar＃defineuintunsignedintsbit EW_red=P1^6;sbit EW_green=P1^3；sbit EW_yellow=P1^5；sbit NS_red=P1^2；sbit NS_green=P1^0;sbit NS_yellow=P1^1;ucharcodetable［］={0xc0，0xf9,0xa4,0xb0，0x99，0x92，0x82，0xf8，0x80,0x90,0x88，0x83,0xc6,0xa1，0x86，0x8e};charcount=9；/＊*＊****＊以下是延時函數(shù)（利用定時器）＊＊＊＊＊＊＊*/voidDelay_ms(uintxms) ｛ while(xms！=0） ｛ TMOD=0x11; 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