单片机红绿灯专业课程设计.doc

1电源提供方案为使模块稳定工作，须有可靠电源。所以考虑了两种电源方案：方案一：采取独立稳压电源。此方案优点是稳定可靠，且有多种成熟电路可供选择；缺点是各模块全部采取独立电源，会使系统复杂，且可能影响电路电平。方案二：采取单片机控制模块提供电源。改方案优点是系统简明扼要，节省成本；缺点是输出功率不高。总而言之，选择方案二。2显示界面方案该系统要求完成倒计时功效。基于上述原因，我考虑了二种方案：方案一：采取数码管显示。这种方案只显示有限符号和数码字符，简单，方便。方案二：采取点阵式LED显示。这种方案即使功效强大，并可方便显示多种英文字符，汉字，图形等，但实现复杂，成本较高。总而言之，选择方案一。3输入方案：设计要求系统能调整灯亮时间，并可处理紧急情况，我研究了两种方案：方案一：采取8155扩展I/O口及键盘，显示等。该方案优点是：使用灵活可编程，而且有RAM,及计数器。若用该方案，可提供较多I/O口,但操作起来稍显复杂。方案二：直接在I/O口线上接上按键开关。因为该系统对于交通灯及数码管控制，只用单片机本身I/O口就可实现，且本身计数器及RAM已经够用。总而言之，选择方案二。3.1单片机交通控制系统通行方案设计设在十字路口，分为东西向和南北向，在任一时刻只有一个方向通行，另一方向禁行，连续一定时间，经过短暂过渡时间，将通行禁行方向对换。其具体状态以下图所表示。说明：黑色表示亮，白色表示灭。交通状态从状态1开始变换，直至状态6然后循环至状态1，周而复始，即图2.1所表示：图1交通状态本系统采取MSC-51系列单片机AT89C51作为中心器件来设计交通灯控制器。实现以下功效：初始东西绿灯亮，南北红灯亮，东西路口车通行，时隔24s，黄灯闪烁6次。以后，南北绿灯亮，东西红灯亮，方向开始通车，时隔24s，南北黄灯闪烁6次，然后又切换成东西方向通车，如此反复。当发生交通意外(中止产生)时，全部亮红灯，进行交通事故处理。当事故处理完成（再次按中止键），重新按上述方法工作。当南北路口流量大时，能够增加南北路口亮绿灯时间，当东西路口流量大时，能够增加东西路口亮绿灯时间，结束后调回正常状态。下面我们能够用图表表示灯状态和行止状态关系以下东西南北四个路口全部有红绿黄3灯和数码显示管2个，在任一个路口，遇红灯严禁通行，转绿灯许可通行，以后黄灯亮警告行止状态将变换。状态及红绿灯状态如表1所表示。说明：0表示灭，1表示亮。3.3单片机智能交通灯控制系统基础组成及原理单片机设计智能交通灯控制系统，可用单片机直接控制交通信号灯状态改变，实现倒计时、紧急情况处理和时间调整等功效。据此，本设计系统以单片机为控制关键，连接成最小系统，由按键设置模块产生输入，信号灯状态模块、LED倒计时模块接收输出。系统总体框图如上所表示。单片机上电后，系统进入正常工作状态，实施交通灯状态显示控制，同时将时间数据倒计时输入到LED数码管上实时显示。在此过程中随时经过键盘调用急停按键和时间调整中止。交通灯系统硬件设计此设计采取是AT89C51单片机为内部控制芯片，外部接有按键中止电路和复位电路以外，还有4个两位数码管，用以倒计时和4个路口灯，共12个LED灯。四川信息职业技术学院毕业设计说明书(论文)第页5第二章交通灯系统硬件设计此设计采取是AT89C51单片机为内部控制芯片，外部接有按键中止电路和复位电路以外，还有4个两位数码管，用以倒计时和4个路口灯，共12个LED灯。2.1系统框架图电路板一块，AT89S51单片机一片，八段LED数码管四个。发光二极管12个（4个绿，4个红，4个黄），8个电阻，2个电容，1个晶振，1个电解电容，1个按键开关。（系统结构框图：图2.1）2.3.1MSC-51芯片介绍MCS-51单片机内部结构8051是MCS-51系列单片机经典产品，我们以这一代表性机型进行系统讲解。8051单片机包含中央处理器、程序存放器(ROM)、数据存放器(RAM)、定时/计数器、并行接口、串行接口和中止系统等几大单元及数据总线、地址总线和控制总线等三大总线，现在我们分别加以说明：中央处理器：中央处理器(CPU)是整个单片机关键部件，是8位数据宽度处理器，能处理8位二进制数据或代码，CPU负责控制、指挥和调度整个单元系统协调工作，完成运算和控制输入输出功效等操作。数据存放器(RAM)8051内部有128个8位用户数据存放单元和128个专用寄存器单元，它们是统一编址，专用寄存器只能用于存放控制指令数据，用户只能访问，而不能用于存放用户数据，所以，用户能使用RAM只有128个，可存放读写数据，运算中间结果或用户定义字型表。2.3.2LED显示数码管八段LED显示器由八个发光二极管组成。其中7个长条形发光管排列成“日”字形，另一个圆点形放光管在显示器右下角作为显示小数点用，它能显示多种数字及部分英文字母。LED显示器有两种不一样形式：一个是8个发光二极管阳极全部连在一起，称为共阳极LED显示器图2-2所表示；另一个是8个发光二极管阴极全部连在一起，称为共阴极LED显示器3.3晶体振荡器石英晶体振荡器特点是振荡频率正确、电路结构简单、频率易调整，作用是为系统提供基础时钟信号。我们在晶体某一方向加一电场，从而在和此垂直方向产生机械振动，有了机械振动，就会在对应垂直面上产生电场，从而使机械振动和电场互为因果，这种循环过程一直连续到晶体机械强度限制时，才达成最终稳定，这种压电谐振频率即为晶体振荡器固有频率。附录原程序代码#include#defineuintunsignedint/宏定义#defineucharunsignedchar/宏定义ucharaa,cc,NBshi,NBge,DXshi,DXge,NBtemp,DXtemp;/定义变量sbitNBR=P30;/南北红灯sbitNBY=P31;/南北黄灯sbitNBG=P34;/南北绿灯sbitDXY=P35;/东西黄灯sbitDXG=P36;/东西绿灯sbitDXR=P37;/东西红灯ucharcodetable=0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f;/数字代码从0-9/数字代码从0-9voidinit();/初始化子程序申明voiddisplayNB(ucharNBshi,ucharNBge);/显示子程序申明voiddelay(uintz);/延时子程序申明voidfenjieNB();/南北数码管显示数字分解函数voidfenjieDX();/东西数码管显示数字分解函数voidmain()voidinit();/初始化子程序申明voiddisplayNB(ucharNBshi,ucharNBge);/显示子程序申明voiddelay(uintz);/延时子程序申明voidfenjieNB();/南北数码管显示数字分解函数voidfenjieDX();/东西数码管显示数字分解函数voidmain()init();/初始化子程序while(1)if(cc=82)/循环一次结束cc=0;/从新进行下一次循环voiddelay(uintz)/带参数延时函数voiddelay(uintz)/带参数延时函数ucharx,y;/定义两个变量for(x=z;x0;x-)/循环延时for(y=110;y0;y-);/循环延时voidinit()/初始化子程序EA=1;/开总中止ET0=1;/许可定时器0中止EX0=1;/许可外部中止0中止TR0=1;/开启定时器0TMOD=0x01;/设置定时器0工作方法1TH0=(65536-50000)/256;/给定时器高8为赋初值TL0=(65536-50000)%256;/给定时器低8为赋初值voidfenjieNB()/南北数码管显示数字分解函数NBshi=NBtemp/10;/将要显示时间十位赋给变量NBge=NBtemp%10;/将要显示时间个位赋给变量NBtemp-;voidfenjieDX()/东西数码管显示数字分解函数DXshi=DXtemp/10;DXge=DXtemp%10;DXtemp-;voiddisplayNB(ucharNBshi,ucharNBge)/带参数数码管显示函数/显示南北十位P2=0xfe;P0=tableNBshi;delay(5);/显示南北个位P2=0xfd;P0=tableNBge;delay(15);voiddisplayDX(ucharDXshi,ucharDXge)/东西十位P2=0xfb;P1=tableDXshi;delay(5);/东西个位P2=0xf7;P1=tableDXge;delay(5);voidtimer0()interrupt1/定时器0中止函数TH0=(65536-50000)/256;/重装计数初值TL0=(65536-50000)%256;/重装计数初值aa+;if(aa=20)/判定定时1分钟是否到aa=0;/计数次数清0if(cc=0)/南北亮红灯40秒，东西亮黄灯5秒DXY=0;/东西黄灯亮DXG=1;/东西绿灯不亮DXR=1;/东西红灯不亮NBY=1;/南北黄灯不亮NBG=1;/南北绿灯不亮NBR=0;/南北红灯亮DXtemp=5;/东西黄灯亮5秒NBtemp=40;/南北红灯亮40秒elseif(cc=6)/南北继续亮红灯40秒，东西亮绿灯34秒DXY=1;/东西黄灯不亮DXG=0;/东西绿灯亮DXR=1;/东西红灯不亮NBY=1;/南北黄灯不亮NBG=1;/南北绿灯不亮NBR=0;/南北红灯亮DXtemp=34;/东西绿灯亮34秒elseif(cc=41)/南北亮黄灯5秒，东西亮红灯40秒DXY=1;/东西黄灯不亮DXG=1;/东西绿灯不亮DXR=0;/东西红灯亮NBY=0;/南北黄灯亮NBG=1;/南北绿灯不亮NBR=1;/南北红灯不亮NBtemp=5;/南北黄灯亮5秒DXtemp=40;/东西红灯亮40秒elseif(cc=47)/南北亮绿灯34秒，东西继续亮红灯40秒DXY=1;/东西黄灯不亮DXG=1;/东西绿灯不亮DXR=0;/东西红灯亮NBY=1;/南北黄灯不亮NBG=0;/南北绿灯亮NBR=1;/南北红灯不亮NBtemp=34;/南北绿灯亮34秒DXtemp=34;/东西红灯亮40秒fenjieNB();/调用南北分解函数fenjieDX();/调用东西分解函数cc+;/判定亮灯变量自加1displayNB(NBshi,NBge);/调用NB红灯40秒显示程序displayDX(DXshi,DXge);/调用DX黄灯5秒显示程序voidJJZD()interrupt0/紧急中止程序，南北东西全部亮红灯DXY=1;/东西黄灯不亮DXG=1;/东西绿灯不亮DXR=0;/东西红灯亮NBY=1;/南北黄灯不亮NBG=1;/南北绿灯不亮NBR=0;/南北红灯亮displayNB(0,0);/南北数码管全部显示0displayDX(0,0);/东西数码管全部显示0cc=0;/重最开始显示