毕业设计基于单片机的智能交通红绿灯控制系统设计样本.doc

1选题背景今天，红绿灯安装在各个道口上，已经成为疏导交通车辆最常用和最有效手段。信号灯浮现，使交通得以有效管制，对于疏导交通流量、提高道路通行能力，减少交通事故有明显效果。在交通中管理引入单片机交通灯控制代替交管人员在交叉路口服务，有助于提高交通运送安全性、提高交通管理服务质量。并在一定限度上尽量减少由道路拥挤导致经济损失，同步也减小了工作人员劳动强度。核心词：AT89C51；7448，LED2方案论证2.1 设计任务 设计基于单片机智能交通红绿灯控制系统，规定能通过按键或遥控器设立系统参数，系统运营时，“倒计时等信息”能通过数码管或点阵发光管显示，设计时应考虑交通红绿灯控制易操作性及智能性。以单片机最小系统为基本设计硬件，用汇编语言、或C语言设计软件。通过本设计可以培养学生分析问题和解决问题能力，掌握Mcs51单片机硬件与软件设计办法，从而将学到理论知识应用于实践中，为将来走向社会奠定良好基本。东西（A）、南北（B）两干道交于一种十字路口，各干道有一组红、黄、绿三个批示灯，指挥车辆和行人安全通行。红灯亮禁止通行，绿灯亮容许通行，黄灯亮时车辆及行人小心通过。红灯设计时间为45秒，绿灯为40秒，黄灯为5秒。2.2 方案简介方案1设计思想：采用分模块设计思想，程序设计实现基本思想是一种计数器 ， 选取一种单片机，其内部为一种计数，是十六进制计数器，模块化后，通过设立或程序清除来实现状态转换， 由于每一种模块计数多不是相似， 这里各模块是以预置数和计数器计数共同来实现，因此要考虑增长一种置数模块，其重要功能细分为，对不同状态输入要产生相应状态下一种状态预置数， 如图中A道和B道,分别为次干道置数选取和主干道置数选取。方案2 设计思想： 由两个传感器监视南北方向即A道与东西方向即B道车辆来往状况，设开关K=1为有车通过，K=0为没有车通过。则有如下四种状况：Ka=1时：Kb=0，表达A有车B没有车，则仅通行B道： Kb=1,表达A有车B有车，则优先通行A道；Ka=0时：Kb=0表达A没有车B也没有车，同样优先通行A道； Kb=1表达A没有车B有车，则仅通行B道。方案比较：方案1用了模块设计，而方案2采用逻辑设计，相比之下1有较强可读性和较强可修改性，而2则在设计上显得较简朴，设计纯朴，便于测试，它优势则在于提供了一条较为便捷解决方案。2一方面将许多逻辑关系简化到极点，而后将其一起集成用较少芯片去完毕所需功能。咱们最后设计应当尽量使用模块化设计。对工程设计人员来说，将来产品无论从修改还是升级考虑对有好处，但此外咱们又需将设计简朴化，因而我觉得在设计初期尽量简朴化设计，而一旦设计各项测试通过了，在有也许条件下将设计模块化，因此本设计以第一方案为主进行。 咱们最后设计应当尽量使用模块化设计。对工程设计人员来说，将来产品无论从修改还是升级考虑对有好处，但此外咱们又需将设计简朴化，因而我觉得在设计初期尽量简朴化设计，而一旦设计各项测试通过了，在有也许条件下将设计模块化，因此本设计以第一方案为主进行。3 交通灯系统硬件设计 3.1 单片机概述单片机是由运算器、控制器、存储器、输入设备以及输出设备共五个基本某些构成。单片机是把涉及运算器、控制器、少量存储器、最基本输入输出口电路、串行口电路、中断和定期电路等都集成在一种尺寸有限芯片上。普通，单片机由单个集成电路芯片构成，内部包具有计算机基本功能部件：中央解决器、存储器和I/O接口电路等。因而，单片机只需要和恰当软件及外部设备相结合，便可成为一种单片机控制系统。3.2 系统构成电路板一块，AT89S51单片机一片，7448芯片2片，七段数码管八个。发光二极管20个（8个绿，8个红，4个黄用于交通控制），100欧姆电阻20个，2个按键，2个开关，51K欧姆电阻2个，5V稳定电源1个，3个电容2个单刀单掷开关等。系统构造框图： 图3-1 系统构造框图 系统工作流程：（1）程序初始，通过两个传感器来判断南北与东西方向车辆通行状况。 (2) 状况鉴定后由AT89S51单片机p1口及某些p2口输出二进制信号控制红绿黄灯亮状况。 (3) 拟定那些灯亮后，由相应七段数码管来进行到计时显示。由p0口输出来控制七段数码管显示，而p2口高四位则用来控制数码管显示时个位和十位（4）系统与否需要紧急工作状态，而此任务由外部中断来实现。（5）LED采用5V直流电来驱动，低电平。3.3芯片选取与简介3.3.1 AT89S51芯片选用AT89S51与同系列AT89C51在功能上有明显提高，最突出是可以实当前线编程。用于实现系统总控制。其重要功能列举如下：1) 为普通控制应用 8 位单片机2) 晶片内部具备时钟振荡器（老式最高工作频率可至 33MHz） 3) 内部程式存储器（ROM）为 4KB4) 内部数据存储器（RAM）为 128B5) 外部程序存储器可扩充至 64KB6) 外部数据存储器可扩充至 64KB 7) 32条双向输入输出线，且每条均可以单独做 I/O 控制8) 6 个中断向量源9) 2 组独立 16 位定期器10) 1 个全双工串行通信端口11) 8751 及 8752 单芯片具备数据保密功能12) 单芯片提供位逻辑运算指令 图3-1 AT89C51芯片3.3.2 7448芯片简介7448七段显示译码器输出高电平有效，用以驱动共阴极显示屏。该集成显示译码器设有各种辅助控制端，以增强器件功能,可将单片机输出四位二进制数转换成10进制数与七段数码管显示相应，用于显示09数字。 图3-2 7448芯片其中LT 为测试输入。3.3.3 红绿LED信号显示灯及七段数码显示管LED 灯显示原理:通过同名管脚上所加电平高低来控制发光二极管与否点亮。如下图： 图3-3红绿LED信号显示灯而七段数码管显示不同字形如 SP，g,f,e,d,c,b,a 管角上加上OFE因此SP上为伏，不亮别的为TTL高电平，全亮则显示为。采用共阴极连接:表3-4 七段数码管显示显示数值a b c d e f g dop 驱动代码（16进制）01 1 1 1 1 1 1 1 0FCH1 0 0 0 0 0 1 1 060H2 1 1 0 1 1 0 1 00DAH3 1 1 1 1 0 0 1 00F2H4 0 1 1 0 0 1 1 066H5 1 0 1 1 0 1 1 00B6H6 1 0 1 1 1 1 1 00BEH7 1 1 1 0 0 0 0 00E0H8 1 1 1 1 1 1 1 00FEH9 1 1 1 1 0 1 1 00F6H 3.3.4 交通灯控制线路图 图3-5 原理图4 交通灯软件设计4.1 程序设计流程图程序设计框图 图4-1 程序设计框图4.2延时设定延时办法可以有两种一种是运用AT89S51内部定期器溢出中断来拟定1秒时间，另一种是采用软件延时办法.实现1ms秒办法:咱们采用在主程序中设定一种初值为0软件计数器和使T1定期1毫秒相应程序代码：D1MS：MOV R7,#250 ;1MS延时程序DJNZ R7,$RET4.3子程序实现A道通车状况：START1： MOV TEMP，#25MOV P1，#0F3HLOOP1：ACALL DELAYDEC TEMPMOV A,TEMPMOV P0，TEMPJNB P1.6,START3JNB P1.7,START11CJNE A,#0，NEXT1LJMP START2NEXT1：LJMP LOOP1START11： MOV TEMP，#65MOV P1，#0F3HLOOP11：ACALL DELAYDEC TEMPMOV A,TEMPMOV P0，TEMPJNB P1.6,START33JNB P1.7,START1CJNE A,#0，NEXT11LJMP START11NEXT11：LJMP LOOP11START2：MOV P1，#0F5HMOV TEMN,#05LOOP2：ACALL DELAY1DEC TEMNMOV A,TEMNCJNE A，#0,NEXT2LJMP START3NEXT2：LJMP LOOP2B道通车状况：START3：MOV TEMP， #25MOV P1,#0DEHLOOP3：ACALL DELAYDEC TEMPMOV A,TEMP MOV P0，TEMPJNB P1.6,START1JNB P1.7,START33 CJNE A，#0,NEXT3LJMP START4NEXT3：LJMP LOOP3START33：MOV TEMP， #65MOV P1,#0DEH LOOP33：ACALL DELAYDEC TEMPMOV A,TEMP MOV P0，TEMPJNB P1.6,START11JNB P1.7,START3 CJNE A，#0,NEXT33LJMP START4NEXT33：LJMP LOOP33START4：MOV P1，#0EEHMOV TEMN,#05 LOOP4：ACALL DELAY1中断状况即紧急状况：ORG 0000H TEMP EQU 24HTEMN EQU 25HLJMP MAIN ORG 0003HLJMP T0_INTORG 0013HLJMP TI_INTT0_INT：MOV A，P1PUSH ACCMOV P1，#0FFHMOV P1，#0F3HMOV P0，#00HJNB P3.2,$ POP ACCMOV P1， ACCRETITI_INT： MOV A， P1PUSH ACC MOV P1，#0FFHMOV P1，#0DEHMOV P0,#00HJNB P3.3,$ POP ACCMOV P1， ARETI5实验仿真5.1仿真图依照对称性选用某些对称元件仿真，图5-1 仿真图5.2 实验环节5.2.1 编写程序代码程序代码分为几种模块：中断模块，循环模块，延时模块。 原程序实现：ORG 0000H TEMP EQU 24HTEMN EQU 25HLJMP MAIN ORG 0003HLJMP T0_INTORG 0013HLJMP TI_INTT0_INT：MOV A，P1PUSH ACCMOV P1，#0FFHMOV P1，#0F3HMOV P0，#00HJNB P3.2,$ POP ACCMOV P1， ACCRETITI_INT： MOV A， P1PUSH ACC MOV P1，#0FFHMOV P1，#0DEHMOV P0,#00HJNB P3.3,$ POP ACCMOV P1， ARETIMAIN：SETB EASETB EX0SETB EX1CLR F0START1： MOV TEMP，#25MOV P1，#0F3HLOOP1：ACALL DELAYDEC TEMPMOV A,TEMPMOV P0，TEMPJNB P1.6,START3JNB P1.7,START11CJNE A,#0，NEXT1LJMP START2NEXT1：LJMP LOOP1START11： MOV TEMP，#65MOV P1，#0F3HLOOP11：ACALL DELAYDEC TEMPMOV A,TEMPMOV P0，TEMPJNB P1.6,START33JNB P1.7,START1CJNE A,#0，NEXT11LJMP START11NEXT11：LJMP LOOP11START2：MOV P1，#0F5HMOV TEMN,#05LOOP2：ACALL DELAY1DEC TEMNMOV A,TEMNCJNE A，#0,NEXT2LJMP START3NEXT2：LJMP LOOP2START3：MOV TEMP， #25MOV P1,#0DEHLOOP3：ACALL DELAYDEC TEMPMOV A,TEMP MOV P0，TEMPJNB P1.6,START1JNB P1.7,START33 CJNE A，#0,NEXT3LJMP START4NEXT3：LJMP LOOP3START33：MOV TEMP， #65MOV P1,#0DEHLOOP33：ACALL DELAYDEC TEMPMOV A,TEMP MOV P0，TEMPJNB P1.6,START11JNB P1.7,START3 CJNE A，#0,NEXT33LJMP START4NEXT33：LJMP LOOP33START4：MOV P1，#0EEHMOV TEMN,#05 LOOP4：ACALL DELAY1DEC TEMNMOV A，TEMNCJNE A,#0,NEXT4LJMP START1NEXT4： LJMP LOOP4RETIDELAY：MOV A,TEMPMOV B，#10DIV ABMOV R5，AMOV R6，BMOV R0，#10L0：MOV R1，#250L1:MOV A,R5MOV P0，ACLR P2.4ACALL DIMSSETB P2.4MOV A,R6MOV P0,R6CLR P2.5ACALL DIMSSETB P2.5DEC R1DJNZ R1,L1DEC R0DJNZ R0,L0RETIDELAY1：MOV A,TEMNMOV B，#10DIV ABMOV R5，AMOV R6，BMOV R2，#10L2：MOV R3，#250L3:MOV A,R5MOV P0，ACLR P2.4ACALL DIMSSETB P2.4MOV A,R6MOV P0,R6CLR P2.5ACALL DIMSSETB P2.5DEC R3DJNZ R3,L3DEC R2DJNZ R2,L2RETIDELAY11:MOV A,TEMPMOV B，#10DIV ABMOV R5，AMOV R6，BMOV R0，#10Y0：MOV R1，#250Y1:MOV A,R5MOV P2，ACLR P2.6ACALL DIMSSETB P2.6MOV A,R6MOV P2,R6CLR P2.7ACALL DIMSSETB P2.7DEC R1DJNZ R1,Y1DEC R0DJNZ R0,Y0RETIDIMS：MOV R7,#250DJNZ R7,$RET END5.2.2 按照系统硬件连线图连接好系统并调试1) 调试程序 打开仿真软件，新建文献； 选取芯片； 新建文档，把编写好代码写入文档并保存了ASM文献； 把保存文档加载到Source Group； 编译程序； 设立转换成16进制； 运营程序成果；2) 把编写好16进制文献(jtd.hex) 输入单片机AT89S51仿真器和对其进行初始化。3）给实验板进行通电，观测运营成果，不一致则跳到第一步进行重复调试，直到与预定目一致。6 结 论本系统就是运用了AT89C51芯片I/O引脚。系统采用单片机AT89C51，以及其他芯片来设计交通灯控制器，实现了红灯亮45秒,绿灯亮40秒。并通过AT89C51来控制7448芯片输出口控制七段数码管上时间显示；系统设计简便、实用性强、操作简朴、程序设计简便。 系统局限性：时间设定中没有黄灯等待闪烁时间，以及自动依照车流变化红绿灯时间，使都市交通管理更加人性化。使人们远离当前交通拥塞现象。参 考 文 献1胡汉才.单片机原理及其接口技术.清华大学出版.19962蔡美琴.MCS-51系列单片机系统及其应用.高等教诲出版社.23蒋万君.在论循环时序电路简便设计.机电一体化.5 4何立民.MCS-51系列单片机应用系统设计.北京航空航天大学出版社.1995.5李华.MCS -51系列单片机实用接口技术.北京航空航天大学出版社.19936周航慈.单片机应用程序设计技术.北京航空航天大学出版社.1991. 7张志良等.单片机原理与控制技术.机械工业出版社. 8陆坤.电子设计技术.电子科技大学出版社.1997