單片機(jī)交通燈課程設(shè)計(jì)--基于單片機(jī)的交通燈控制設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　專業(yè)課程設(shè)計(jì)說明書</b></p><p>　　題目： 基于單片機(jī)的交通燈控制設(shè)計(jì) </p><p>　　院 （系）： 興湘學(xué)院 </p><p>　　專 業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化 </p><p>　　學(xué) 號：

2、 </p><p>　　姓 名： </p><p>　　指導(dǎo)教師： </p><p>　　完成日期： 2014年2月28 日 </p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　隨著生

3、活水平的提高，汽車越來越普及。因此，紅綠燈安裝在各個(gè)道口上，也漸漸成為了疏導(dǎo)交通車輛最常見和最有效的手段。信號燈的出現(xiàn)，使交通得以有效管制，對于疏導(dǎo)交通流量、提高道路通行能力，減少交通事故有明顯效果。本系統(tǒng)采用80C51單片機(jī)為中心器件來設(shè)計(jì)交通燈控制器，實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前通行剩余時(shí)間；按東西道紅燈和南北道綠燈亮22秒后東西道、南北道黃燈閃爍3秒，再東西道綠燈和南北道紅燈亮27秒，之后黃燈閃爍3秒的規(guī)律控制東西和南北方向的交通燈；能手動

4、設(shè)置通行方向3種功能。4位數(shù)碼管顯示剩余通行時(shí)間，2位顯示東西方向通行剩余時(shí)間，2位顯示南北方向通行剩余時(shí)間。本系統(tǒng)實(shí)用性強(qiáng)、操作簡單、擴(kuò)展功能強(qiáng)。</p><p>　　關(guān)鍵詞：單片機(jī) 交通燈 動態(tài)掃描 自動控制 手動設(shè)置</p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　一、設(shè)計(jì)目的 ……………………………

5、……………………4</p><p>　　二、設(shè)計(jì)任務(wù)和要求 …………………………………………………5</p><p>　　三、設(shè)計(jì)原理分析 …………………………………………………6</p><p>　　四、硬件資源及其分配 …………………………………………………8</p><p>　　五．硬件圖 …………………

6、………………………………11</p><p>　　六、程序框圖 …………………………………………………12</p><p>　　七、程序 …………………………………………………13</p><p>　　八、調(diào)試運(yùn)行 …………………………………………………17</p><p>　　九、仿真

7、截圖 …………………………………………………18</p><p>　　十、設(shè)計(jì)心得體會 …………………………………………………20</p><p><b>　　一、設(shè)計(jì)目的</b></p><p>　　1、通過單片機(jī)課程設(shè)計(jì)，熟練掌握匯編語言的編程方法，將理論聯(lián)系到實(shí)踐中去，提高我們的動腦和動手的能力。</p>

8、;<p>　　2、通過交通信號燈控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，掌握定時(shí)/計(jì)數(shù)器及中斷的使用方法，和簡單程序的編寫，最終提高我們的邏輯抽象能力。</p><p><b>　　二、設(shè)計(jì)任務(wù)和要求</b></p><p>　　任務(wù)：設(shè)計(jì)一個(gè)能夠控制十二盞交通信號燈的模擬系統(tǒng)</p><p>　　要求：利用單片機(jī)的定時(shí)器定時(shí)，令十字路口的紅綠燈交替點(diǎn)亮

9、和熄滅，并用LED燈顯示倒計(jì)時(shí)間。1、東西綠燈亮，南北紅燈亮 2、黃燈亮 3、東西紅燈亮，南北綠燈亮 </p><p><b>　　三、設(shè)計(jì)原理分析</b></p><p>　　圖3-1 設(shè)計(jì)原理圖</p><p>　　1、首先了解實(shí)際交通燈的變化情況和規(guī)律。假設(shè)一個(gè)十字路口如上圖所以，為東南西北走向。初始狀態(tài)0：為東西綠燈亮，南北紅燈亮

10、；然后轉(zhuǎn)狀態(tài)1：東西綠燈亮黃燈亮，南北紅燈亮黃燈亮；過后轉(zhuǎn)狀態(tài)2：東西紅燈亮，南北綠燈亮；再轉(zhuǎn)狀態(tài)3：東西紅燈亮黃燈亮，南北綠燈亮黃燈亮。一段時(shí)間后，又循環(huán)至狀態(tài)0。中間可通過中斷按鈕產(chǎn)生中斷，跳入中斷程序執(zhí)行中斷。</p><p>　　列出交通信號燈的狀態(tài)表如下：（其中，1代表燈亮，0代表燈滅）</p><p>　　表3-1 交通燈狀態(tài)表</p><p>　　2、

11、對于交通信號燈來說，應(yīng)該有東西南北共四組燈，但由于同一道上的兩組的信號燈的顯示情況是相同的，所以只要用兩組就行了，因此，采用單片機(jī)內(nèi)部的I/O口上的P1口中的6個(gè)引腳即可來控制6個(gè)信號燈。</p><p>　　3、通過編寫程序，實(shí)現(xiàn)對發(fā)光二極管的控制，來模擬交通信號燈的管理。每延時(shí)一段時(shí)間，燈的顯示情況都會按交通燈的顯示規(guī)律進(jìn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)換。</p><p>　　4、通過延時(shí)時(shí)間送顯，可以在原

12、有的交通信號燈系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，增添其倒計(jì)時(shí)間的顯示功能，實(shí)現(xiàn)其功能的擴(kuò)展。</p><p>　　5．通過脈沖中斷編寫中斷程序，可實(shí)現(xiàn)中斷。</p><p>　　四、硬件資源及其分配</p><p>　　主要用到的硬件：P1口、P3口、LED數(shù)碼管、LED發(fā)光二級管、定時(shí)器T0</p><p><b>　　硬件分配：</b>

13、</p><p>　　1、P1口：做為輸出口，與發(fā)光二極管相連接，其狀態(tài)及對應(yīng)的十六進(jìn)制值如下：</p><p>　　表4-1 狀態(tài)及對應(yīng)的十六進(jìn)制指</p><p>　　2、P3口中的P3.0(RXD)和P3.1(TXD)作特殊用途,數(shù)據(jù)(倒計(jì)時(shí)時(shí)間)從RXD端輸入,TXD端輸出。</p><p>　　3、LED發(fā)光二極管用來顯示燈亮情況。

14、</p><p>　　4、定時(shí)/計(jì)數(shù)器T0用來產(chǎn)生1秒的定時(shí)</p><p>　　5．Led顯示器十位與p0相連接，個(gè)位與p2連接用來顯示時(shí)間，下面是LED顯示接口及原理。</p><p>　　1 LED是發(fā)光二極管的英文縮寫，LED顯示器是由發(fā)光二極管構(gòu)成的，它在單片機(jī)中的應(yīng)用非常普遍。通常所說的LED顯示器由7個(gè)發(fā)光二極管組成，其排列形狀如圖所示。此外，顯示器

15、中還有一個(gè)圓點(diǎn)型發(fā)光二極管以dp表示，用于小數(shù)點(diǎn)表示。通過七個(gè)發(fā)光二極管亮暗的不同組合，可以顯示多種數(shù)字、字母以及其它符號。LED顯示中的發(fā)光二極管共有兩種連接方法:</p><p>　　2 共陽極接法：把發(fā)光二極管的陽極連在一起構(gòu)成公共陽極。使用時(shí)公共陽極接+5V。這樣陰極端輸入低電平的段發(fā)光二極管就導(dǎo)通點(diǎn)亮，而輸入高電平的則不亮。</p><p>　　3共陰極接法：把發(fā)光二極管的陰極連

16、在一起構(gòu)成公共陰極。使用時(shí)公共陰極接地。這樣陽極端輸入高電平的段發(fā)光二極管就導(dǎo)通點(diǎn)亮，而輸入低電平的則不亮。</p><p>　　4 控制數(shù)碼管驅(qū)動級的控制電路有靜態(tài)式和動態(tài)式兩類：</p><p>　　5 靜態(tài)驅(qū)動：它是指每個(gè)數(shù)碼管都要用一個(gè)譯碼器譯碼驅(qū)動。</p><p>　　6動態(tài)驅(qū)動：它是所的數(shù)碼管使用一個(gè)專門的譯碼驅(qū)動器，使各位數(shù)碼管逐個(gè)輪流顯示，它的掃描

17、速度極快，因此顯示效果與靜態(tài)驅(qū)動相同。</p><p>　　7采用動態(tài)數(shù)碼管顯示，可以大幅度地降低硬件成本和電源的功耗，因?yàn)槟骋粫r(shí)刻只有一個(gè)數(shù)碼管工作，就是所謂的分時(shí)顯示，顯示所需要的硬件電路可分時(shí)復(fù)用。</p><p>　　共陰極 共陽極 符號和引腳 </p><p>　　如表4-2為共陽極與共

18、陰極的代碼表</p><p>　　表4-3 十六進(jìn)制數(shù)字形代碼表</p><p><b>　　五．硬件圖</b></p><p><b>　　圖5-1 硬件圖</b></p><p><b>　　六、程序框圖</b></p><p><b>　

19、　1、主程序框圖</b></p><p>　　2. 中斷服務(wù)程序框圖</p><p><b>　　七、程序</b></p><p>　　#include<reg52.h></p><p>　　#define port1 P0</p><p>　　#define port2

20、P2</p><p>　　sbit green1=P1^0;</p><p>　　sbit red1=P1^1;</p><p>　　sbit yellow1=P1^2;</p><p>　　sbit green2=P1^3;</p><p>　　sbit red2=P1^4;</p><p>

21、　　sbit yellow2=P1^5;</p><p>　　unsigned char flag=0;</p><p>　　unsigned char mun=30;</p><p>　　unsigned char code tab[]={0x3F,0x06,0x5B,0x4F,0x66,0x6D,0x7D,0x07, 0x7 F,0x6F};<

22、/p><p>　　void init_timer0(void)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　TMOD=0x01;</p><p>　　TH0=(65536-50000)/256;</p><p>　　TL0=(65536-50000)%256;</p>&

23、lt;p><b>　　ET0=1;</b></p><p><b>　　EA=1;</b></p><p><b>　　TR0=1;</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　void display(unsigned ch

24、ar x)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　unsigned char m,n;</p><p><b>　　m=x/10;</b></p><p><b>　　n=x%10;</b></p><p>　　port1=tab[

25、m];</p><p>　　port2=tab[n];</p><p><b>　　}</b></p><p>　　void init(void)</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　P1=0x00;</b></p&

26、gt;<p>　　init_timer0();</p><p><b>　　}</b></p><p>　　void main()</p><p><b>　　{init();</b></p><p><b>　　while(1)</b></p>

27、<p><b>　　{ do</b></p><p><b>　　{</b></p><p>　　display(mun);</p><p><b>　　green1=1;</b></p><p><b>　　red1=0;</b></p

28、><p><b>　　green2=0;</b></p><p><b>　　red2=1;</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　while(mun!=3);</p><p><b>　　do</b>&l

29、t;/p><p><b>　　{</b></p><p>　　if(mun==3)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　yellow1=1;</p><p>　　yellow2=1;</p><p><b>　　}&l

30、t;/b></p><p>　　display(mun);</p><p><b>　　}</b></p><p>　　while(mun!=0);</p><p>　　if(mun==0)</p><p><b>　　{</b></p><p&g

31、t;<b>　　mun=30;</b></p><p>　　yellow1=0;</p><p>　　yellow2=0;</p><p><b>　　} </b></p><p><b>　　do</b></p><p><b>　　{&l

32、t;/b></p><p>　　display(mun);</p><p><b>　　green1=0;</b></p><p><b>　　red1=1;</b></p><p><b>　　green2=1;</b></p><p><

33、b>　　red2=0;</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　while(mun!=3);</p><p><b>　　do</b></p><p><b>　　{</b></p><p>　　if(m

34、un==3)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　yellow1=1;</p><p>　　yellow2=1;</p><p><b>　　};</b></p><p>　　display(mun);</p><p>　　}

35、while(mun!=0);</p><p>　　if(mun==0)</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　mun=30;</b></p><p>　　yellow1=0;</p><p>　　yellow2=0;</p><

36、;p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　void timer(void) interrupt 1 using 1</p><p><b>　　{</b><

37、/p><p>　　TH0=(65536-50000)/256;</p><p>　　TL0=(65536-50000)%256;</p><p><b>　　flag++;</b></p><p>　　if(flag==20)</p><p><b>　　{</b></p&

38、gt;<p><b>　　flag=0;</b></p><p><b>　　mun--;</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}:</b></p><p><b>　　八、調(diào)試運(yùn)行</

39、b></p><p>　　1、接硬件圖接線，為了確保東西南北紅黃綠燈能夠?qū)?yīng)顯示，實(shí)驗(yàn)時(shí)，對P1口的接線做了調(diào)整。即，P1.0接綠燈,P1.1接黃燈,P1.2接紅燈,P1.3接綠燈,P1.4接黃燈,P1.5接L3紅燈</p><p>　　2、從0100H單元開始連續(xù)運(yùn)行，觀察六個(gè)LED燈是否與交通顯示情況對應(yīng)，如果有偏差，則單步運(yùn)行或斷點(diǎn)運(yùn)行，進(jìn)行調(diào)試，直至滿足設(shè)計(jì)要求。</p

40、><p>　　3、調(diào)試完燈的顯示后，從0100H開始連續(xù)運(yùn)行，觀察數(shù)碼管顯示的是否正常，如果不正常，則運(yùn)用單步運(yùn)行或斷點(diǎn)運(yùn)行進(jìn)行分析和調(diào)試，直至滿足要求。</p><p>　　4、整體運(yùn)行，觀察燈顯示和時(shí)間顯示是否都符合要求，如果不符合，則再調(diào)試。直至滿足要求。</p><p><b>　　九、仿真截圖</b></p><p&g

41、t;<b>　　圖9-1 仿真截圖</b></p><p><b>　　圖9-2 仿真截圖</b></p><p><b>　　十、設(shè)計(jì)心得體會</b></p><p>　　單片機(jī)課程設(shè)計(jì)很快就結(jié)束了，在課程設(shè)計(jì)的這段時(shí)間里，我不僅學(xué)到了許多新的知識，而且加深了我對以前學(xué)習(xí)的理論知識的掌握。</

42、p><p>　　以前我們學(xué)的東西僅限于課本，對實(shí)實(shí)在在的應(yīng)用還比較模糊，這次課程設(shè)計(jì)有利于同學(xué)們學(xué)習(xí)目的的明確性和主動性。通過這次課程設(shè)計(jì)，我們知道了哪些東西是應(yīng)該確實(shí)掌握的，在學(xué)校里，沒有實(shí)實(shí)在在的實(shí)習(xí)，我們總以為學(xué)的東西沒太多用，當(dāng)我們在課程設(shè)計(jì)過程中了解到我們學(xué)的東西是如此重要時(shí)，我們學(xué)習(xí)的積極性有了，目的性提高了。</p><p>　　通過單片機(jī)課程設(shè)計(jì)，我不僅加深了對單片機(jī)理論的理解

43、，將理論很好地應(yīng)用到實(shí)際當(dāng)中去，而且我還學(xué)會了如何去培養(yǎng)我們的創(chuàng)新精神，從而不斷地戰(zhàn)勝自己，超越自己。創(chuàng)新，是要我們學(xué)會將理論很好地聯(lián)系實(shí)際，并不斷地去開動自己的大腦，從為人類造福的意愿出發(fā)，做自己力所能及的，別人卻沒想到的事。使之不斷地戰(zhàn)勝別人，超越前人。同時(shí)，更重要的是，我在這一設(shè)計(jì)過程中，學(xué)會了堅(jiān)持不懈，不輕易言棄。設(shè)計(jì)過程，也好比是我們?nèi)祟惓砷L的歷程，常有一些不如意，也許這就是在對我們提出了挑戰(zhàn)，勇敢過，也戰(zhàn)勝了，勝利的鐘聲也就

44、一定會為我們而敲響。</p><p>　　這個(gè)設(shè)計(jì)過程中，我們遇到過許多次失敗的考驗(yàn)，就比如，自己對實(shí)際生活中的交通秩序的不了解給整個(gè)設(shè)計(jì)帶來的困擾，真想要就此罷休，然而，就在想要放棄的那一刻，我們明白了，原來結(jié)果并不那么重要，我們更應(yīng)該注重的是這一整個(gè)過程。于是，我們堅(jiān)持了下來。當(dāng)然最終，這個(gè)設(shè)計(jì)很成功，主要體現(xiàn)在，這一整個(gè)系統(tǒng)，幾乎沒有課本以外的參考書，程序由我們自己獨(dú)立完成，制作的交通燈控制系統(tǒng)程序簡單易讀

45、，結(jié)構(gòu)清楚，最重要的是成本低。在設(shè)計(jì)一個(gè)系統(tǒng)，除了達(dá)到所要求的性能指標(biāo)以外，成本也是很重要的一個(gè)指標(biāo)。成本的高低也決定了產(chǎn)品的適用性。 </p><p>　　在這次單片機(jī)課程設(shè)計(jì)中，我主要負(fù)責(zé)軟件編寫和仿真的調(diào)試，在這次課程設(shè)計(jì)中，讓我懂得了團(tuán)隊(duì)協(xié)作重要，在一個(gè)工程中一個(gè)團(tuán)隊(duì)精神是必不可少，在這里我要感謝老師對我們指導(dǎo)和我們團(tuán)隊(duì)的

46、另外三個(gè)同學(xué)幫助。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 張毅剛.新編MSC－51單片機(jī)應(yīng)用設(shè)計(jì).哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2003</p><p>　　[2] 李廣弟.單片機(jī)基礎(chǔ).北京：北京航空航天大學(xué)出版社，1992[3] 何立民.MCS—51單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì).北京：北京航空航天大學(xué)出版社，199