交通燈課程設計報告 (2)

1、<p><b>　　項目名稱：交通燈</b></p><p><b>　　【目錄】</b></p><p><b>　　1.項目概述1</b></p><p><b>　　2.要求1</b></p><p><b>　　3.知識點

2、2</b></p><p><b>　　4.系統(tǒng)設計3</b></p><p><b>　　5.硬件設計4</b></p><p>　?。?）電路原理圖4</p><p><b>　?。?）元件清單5</b></p><p><

3、b>　　6.軟件設計6</b></p><p>　　(1)程序流程圖6</p><p>　　(2)交通信號燈模擬控制系統(tǒng)程序清單10</p><p><b>　　7.總結(jié)12</b></p><p><b>　　1.項目概述</b></p><p>

4、　　隨著我國經(jīng)濟的高速發(fā)展，私家車、公交車的增加，無疑會給我國道路交通系統(tǒng)帶來沉重的壓力，很多大城市都不同程度地受到交通堵塞問題的困擾。下面以AT89S52單片機為核心，設計出以人性化、智能化為目的的交通信號燈控制系統(tǒng)。</p><p><b>　　2.要求</b></p><p>　　用AT89S52單片機控制一個交通信號燈系統(tǒng)，晶振采用12MHz。設A車道與B車道

5、交叉組成十字路口，A是主道，B是支道。設計要求如下：</p><p>　　用發(fā)光二極管模擬交通信號燈，用按鍵開關(guān)模擬車輛檢測信號。</p><p>　　正常情況下，A、B兩車道輪流放行，A車道放行50s，其中5s用于警告；B車道放行30s，其中5s用于警告。</p><p>　　在交通繁忙時，交通信號燈控制系統(tǒng)應有手控開關(guān)，可人為地改變信號燈的狀態(tài)，以緩解交通擁擠狀

6、況。在B車道放行期間，若A車道有車而B車道無車，按下開關(guān)K1使A車道放行15s；在A車道放行期間，若B車道有車而A車道無車，按下開關(guān)K2使B車道放行15s。</p><p>　　有緊急車輛通過時，按下K3開關(guān)使A、B車道均為紅燈，禁行20s。</p><p><b>　　3.知識點</b></p><p>　　本項目要掌握和了解如下知識：<

7、;/p><p>　　+5V電源原理及設計。</p><p>　　單片機復位電路工作原理及設計。</p><p>　　單片機晶振電路工作原理及設計。</p><p><b>　　按鍵電路的設計。</b></p><p>　　驅(qū)動電路74LS245的特性及應用。</p><p>　

8、　LED的特性及應用。</p><p>　　AT89S52單片機引腳。</p><p>　　單片機匯編語言及程序設計。</p><p><b>　　AT89S52：</b></p><p><b>　　74LS245：</b></p><p><b>　　74LS0

9、4：</b></p><p><b>　　74LS86：</b></p><p><b>　　4.系統(tǒng)設計</b></p><p>　　交通控制系統(tǒng)主要控制A、B兩車道的交通，以AT89S52單片機為核心芯片，通過控制三色LED的亮滅來控制各車道的通行；另外通過3個按鍵來模擬各車道有無車輛的情況和有緊急車輛的情

10、況。根據(jù)設計要求，制定總體設計思想如下：</p><p>　　正常情況下運行主程序，采用50s延時主程序的反復調(diào)用來實現(xiàn)各種定時時間。</p><p>　　一道有車而另一道無車時，采用外部中斷1執(zhí)行中斷服務程序，并設置該中斷為低優(yōu)先級中斷。</p><p>　　有緊急車輛通過時，采用外部中斷0執(zhí)行中斷服務程序，并設置該中斷為高優(yōu)先級中斷，實現(xiàn)二級中斷嵌套。</

11、p><p><b>　　框圖設計：</b></p><p>　　基于AT89S52單片機的交通信號燈控制系統(tǒng)由電源電路、單片機主控電路、按鍵系統(tǒng)電路和道路顯示電路幾部分組成，框圖如圖所示：</p><p><b>　　5.硬件設計</b></p><p><b>　?。?）電路原理圖</

12、b></p><p>　　用 12 只發(fā)光二極管模擬交通信號燈，以 AT89S51 單片機德 P1 口控制這 12 只發(fā)光二極管。 P1 口輸出低電平時，信號燈亮：輸出高電平時，信號燈滅。在正常情況和交通繁忙時， A 、 B 兩車道的 6 只信號燈的控制狀態(tài)有 5 種形式，即 P1 口控制功能及相應控制碼如表 1-1 所示。分別以按鍵 K1 、 K2 模擬 A 、 B 道德車輛檢測信號，開關(guān) K1 按下時，

13、 A 車道放行：開關(guān) K2 按下時， B 車道放行。開關(guān) K1 、 K2 的控制信號經(jīng)異或取反后，產(chǎn)生中斷請求信號（低電平有效），通過外部中斷 1 向ＣＰU 發(fā)出中斷請求。因此產(chǎn)生外部中斷 1 中斷的條件應是： INT1=K1⊕K2，可用集成塊74LS266(如無74LS266，可用74LS86與74LS04組合實現(xiàn))。采用中斷加查詢擴展法，可以判斷出要求放行的是A車道（按下開關(guān)K1）還是B車道（按下開關(guān)K2）。</p>

14、<p>　　以按鍵K0模擬緊急車輛通過開關(guān)，當K0為高電平時，屬緊急車輛通過的情況，直接將K0信號接至INT0（P3.2）腳即可實現(xiàn)外部中斷0中斷。</p><p>　　表1-1 交通信號燈狀態(tài)對應關(guān)系</p><p>　　綜上所述，可設計出AT89S51單片機控制交通信號燈電路圖，如圖1-2所示。</p><p><b>　?。?）元件清單&l

15、t;/b></p><p>　　基于AT89S51單片機控制交通信號燈系統(tǒng)的元件清單如表1-2所示。</p><p>　　表1-2交通信號燈控制系統(tǒng)元件清單</p><p><b>　　6.軟件設計</b></p><p>　　主程序采用查詢方式定時，有R2寄存器確定調(diào)用0.5s延時子程序的次數(shù)，從而獲取交通燈的各

16、種時間。子程序采用定時器1方式1查詢式定時，定時器定時50ms。R3寄存器確定50ms循環(huán)10次，從而獲得0.5S的延時時間。</p><p>　　有車車道放行的中斷服務程序首先要保護現(xiàn)場，因需要用到延時子程序和P1口，故需保護的寄存器有R3、p1、TH1和TL1，保護現(xiàn)場時還需要關(guān)中斷，以防止高優(yōu)先級中斷（緊急車輛通過時產(chǎn)生的中斷）出現(xiàn)而導致程序混亂。</p><p>　　開中斷，有軟件

17、查詢P3.0和P3.1口，判斷哪一道有車，在根據(jù)查詢情況執(zhí)行相應的服務。待交通燈信號出現(xiàn)后，保持15s的延時，然后關(guān)中斷，恢復現(xiàn)場，再開中斷，返回主程序。</p><p>　　緊急車輛出現(xiàn)時的中斷服務程序也需要保護現(xiàn)場，但無需關(guān)中斷（因為其為高優(yōu)先級中斷），然后執(zhí)行相應的服務，待交通燈信號出現(xiàn)后延時20s,確保緊急車輛通過交叉路口，然后恢復現(xiàn)場，返回住程序。</p><p><b&g

18、t;　　(1)程序流程圖</b></p><p><b>　　主程序</b></p><p>　　緊急情況時的終端服務程序（INT0）</p><p>　　有車車道放行時的中斷服務程序（INT1）</p><p>　　(2)交通信號燈模擬控制系統(tǒng)程序清單</p><p>　　ORG

19、 0000H</p><p>　　LJMP MAIN ;轉(zhuǎn)向主程序 </p><p>　　ORG 0003H</p><p>　　LJMP INTT0 ;轉(zhuǎn)向緊急車輛中斷服務程序</p><p>　　ORG 0013H</p><p>　　LJMP

20、 INTT1 ;轉(zhuǎn)向有車車道中斷服務程序</p><p>　　ORG 0200H</p><p>　　MAIN: MOV SP,#30H</p><p>　　SETB PX0 ;置外部中斷0為高優(yōu)先級中斷 </p><p>　　MOV TCON

21、,#00H ;置外部中斷0、1為電平觸發(fā) </p><p>　　MOV TMOD,#10H ;置定時器1為方式1 </p><p>　　MOV IE,#85H ;開CPU中斷，開外中斷0、1中斷 </p><p>　　LOOP: MOV P1,#0F3H

22、 ;A道綠燈放行，B道紅燈禁止 </p><p>　　MOV R1,#90 ;置0.5秒循環(huán)次數(shù)（0.5×90=45S） </p><p>　　DIP1: ACALL DELAY ;調(diào)用0.5秒延時子程序</p><p>　　DJNZ R1,DIP1

23、 ;45秒不到繼續(xù)循環(huán) </p><p>　　MOV R1,#06 ;置A綠燈閃爍循環(huán)次數(shù)</p><p>　　WAN1: CPL P1.2 ;A綠燈閃爍 </p><p>　　ACALL DELAY</p><p>　　DJNZ

24、 R1,WAN1 ;閃爍次數(shù)未到繼續(xù)循環(huán)</p><p>　　MOV P1,#0F5H ;A黃燈警告，B紅燈禁止</p><p>　　MOV R1,#04H ;置0.5秒循環(huán)次數(shù)（0.5×4=2S）</p><p>　　YL1:ACALL DELAY </p&

25、gt;<p>　　DJNZ R1,YL1 ;2秒未到繼續(xù)循環(huán) </p><p>　　MOV P1,#0DEH ;A紅燈，B綠燈 </p><p>　　MOV R1,#32H ;置0.5秒循環(huán)次數(shù)（0.5×50=25S）</p>

26、<p>　　DIP2: ACALL DELAY</p><p>　　DJNZ R1,DIP2 ;25秒未到繼續(xù)循環(huán) </p><p>　　MOV R1,#06H</p><p>　　WAN2: CPL P1.5 ;B綠燈閃爍 </p>

27、<p>　　ACALL DELAY</p><p>　　DJNZ R1,WAN2</p><p>　　MOV P1,#0EEH ;A紅燈，B黃燈 </p><p>　　MOV R1,#04H</p><p>　　YL2: ACALL DELAY</p>

28、<p>　　DJNZ R1,YL2</p><p>　　AJMP LOOP ;循環(huán)執(zhí)行主程序 </p><p>　　INTT0:PUSH P1 ;P1口數(shù)據(jù)壓棧保護 </p><p>　　PUSH ACC ;AC

29、C寄存器壓棧保護 </p><p>　　PUSH TH1 ;TH1壓棧保護 </p><p>　　PUSHTL1 ;TL1壓棧保護 </p><p>　　MOV P1,#0F6H ;A、B道均為紅燈 <

30、/p><p>　　MOV R2,#40 ;置0.5秒循環(huán)初值(20S) </p><p>　　DEY0: ACALL DELAY</p><p>　　DJNZ R2,DEY0 ;15秒未到繼續(xù)循環(huán) </p><p>　　POP TL1

31、 ;彈棧恢復現(xiàn)場 </p><p>　　POP TH1</p><p><b>　　POP ACC</b></p><p><b>　　POP P1</b></p><p>　　RETI

32、 ;返回主程序 </p><p>　　INTT1: CLR EA ;關(guān)中斷 </p><p>　　PUSH P1 ;壓棧保護現(xiàn)場 </p><p>　　PUSH ACC</p><p>　　PUSH

33、 TH1</p><p>　　PUSH TL1</p><p>　　SETB EA ;開中斷 </p><p>　　JB P3.0,BOP ;A道無車轉(zhuǎn)向B道 </p><p>　　MOV P1,#0F3H

34、 ;A道綠燈，B道紅燈 </p><p>　　SJMP DEL1 ;轉(zhuǎn)向15秒延時 </p><p>　　BOP: JB P3.1,EXIT ;B道無車退出中斷 </p><p>　　MOV P1,#0DEH

35、 ;A紅燈，B綠燈 </p><p>　　DEL1: MOV R5,#30 ;置0.5秒循環(huán)初值(15S) </p><p>　　NEXT: ACALL DELAY</p><p>　　DJNZ R5,NEXT ;15秒未到繼續(xù)循環(huán) <

36、/p><p>　　EXIT: CLR EA</p><p>　　POP TL1 ;彈?；謴同F(xiàn)場 </p><p>　　POP TH1</p><p>　　POP ACC</p><p><b>　　POP P1</b&

37、gt;</p><p><b>　　SETB EA</b></p><p><b>　　RETI</b></p><p>　　DELAY: MOV R3,#0AH ;0.5秒子程序（50ms×10=0.5s） </p><p>　　M

38、OV TH1,#3CH ;置50ms初值X=3CB0H </p><p>　　MOV TL1,#0B0H</p><p>　　SETB TR1 ;啟動T1 </p><p>　　LP1: JBC TF1,LP2

39、 ;查詢計數(shù)溢出</p><p>　　SJMP LP1</p><p>　　LP2: MOV TH1,#3CH ;置50ms初值X=3CB0H </p><p>　　MOV TL1,#0B0H</p><p>　　DJNZ R3,LP1</p><p>

40、<b>　　RET</b></p><p><b>　　END</b></p><p><b>　　7.總結(jié)</b></p><p>　　本次設計中做的是交通燈控制系統(tǒng)，系統(tǒng)是以單片機 AT89S52 芯片為核心部件，實現(xiàn)設置紅，黃，綠燈點亮時間的功能。起初，我們并不明白各個芯片的功能，通

41、過網(wǎng)上查資料弄清楚了，并且匯編語言難懂，看了比較長的時間。本次課程設計，很好的培養(yǎng)和鍛煉了我的動手能力，提高了分析軟硬件之間的差別和聯(lián)系的技巧。這不僅對我以后的學習有幫助，還可以為以后的工作打下一定的基礎。此次軟硬件結(jié)合的設計要求，充分調(diào)動了我的積極性，對硬件的設計是最難忘的，電路的焊接需要很細心，布線要好，既要美觀，又不能短路，同時發(fā)光二極管溫度也不能過高，否則會燒毀；調(diào)試硬件對設計者來說是很有意義的，更能考驗設計者的耐心與毅力。當然