單片機(jī)原理與應(yīng)用技術(shù)課程設(shè)計(jì)--基于單片機(jī)控制的交通燈控制器

1、<p>　　單片機(jī)原理與應(yīng)用技術(shù)</p><p><b>　　課程設(shè)計(jì)報(bào)告</b></p><p>　　題目：基于單片機(jī)控制的交通燈控制器</p><p>　　專業(yè)班級(jí)： 電氣工程及其自動(dòng)化092班 </p><p>　　姓　　名： </p><p>

2、　　時(shí) 間： 2012.03.31-----2012.04.20 </p><p>　　指導(dǎo)教師： </p><p>　　2012年 04月 19 日</p><p>　　交通燈課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)</p><p><b>　　1．設(shè)計(jì)目的與要求</b></p>&

3、lt;p>　　設(shè)計(jì)出一個(gè)交通燈的控制器，準(zhǔn)確地理解有關(guān)要求，獨(dú)立完成系統(tǒng)設(shè)計(jì)，要求所設(shè)計(jì)的電路具有以下功能：</p><p>　?。?）顯示：東西和南北方向各一組（紅、黃、綠）指示燈，按一般交通規(guī)則進(jìn)行循環(huán)順序開(kāi)通和斷開(kāi)。（2）東西和南北方向分別具備”可急車強(qiáng)通控制” （3）可增加人性化的語(yǔ)音播報(bào)管理功能，隨時(shí)間變化,夜間自動(dòng)調(diào)整循環(huán)的時(shí)間</p><p><b>　　

4、2．設(shè)計(jì)內(nèi)容 </b></p><p>　?。?）畫(huà)出電路原理圖，正確使用邏輯關(guān)系；</p><p>　?。?）確定元器件及元件參數(shù)；</p><p>　?。?）進(jìn)行電路模擬仿真；</p><p>　?。?）SCH文件生成與打印輸出；</p><p><b>　　3．編寫(xiě)設(shè)計(jì)報(bào)告</b>

5、;</p><p>　　寫(xiě)出設(shè)計(jì)的全過(guò)程，附上有關(guān)資料和圖紙，有心得體會(huì)。</p><p><b>　　4．答辯</b></p><p>　　在規(guī)定時(shí)間內(nèi)，完成敘述并回答問(wèn)題。</p><p>　　論文結(jié)構(gòu)清晰，層次分明，理論嚴(yán)謹(jǐn)</p><p><b>　　目 錄</b>&

6、lt;/p><p><b>　　一 引言1</b></p><p>　　二 總體設(shè)計(jì)方案1</p><p>　　2.1 設(shè)計(jì)思路1</p><p>　　2.1.1 紅綠燈端口個(gè)數(shù)1</p><p>　　2.1.2 通行時(shí)間設(shè)計(jì)1</p><p>　　2.1.3 數(shù)碼管

7、顯示設(shè)計(jì)1</p><p><b>　　2.2方案確立1</b></p><p>　　2.3 設(shè)計(jì)方框圖，如圖1所示2</p><p>　　2.4 流程圖如圖2所示2</p><p>　　三 設(shè)計(jì)原理分析3</p><p>　　3.1復(fù)位電路和震蕩電路的設(shè)計(jì)，如圖3所示3</p&

8、gt;<p>　　3.2 驅(qū)動(dòng)芯片74LS245的管腳分布，及其應(yīng)用如圖4所示3</p><p>　　3.3 紅綠燈顯示電路的設(shè)計(jì)4</p><p>　　3.4數(shù)碼管倒計(jì)時(shí)設(shè)計(jì)4</p><p>　　3.5 強(qiáng)通電路的設(shè)計(jì)5</p><p><b>　　四 結(jié)束語(yǔ)5</b></p>

9、<p><b>　　參考文獻(xiàn)6</b></p><p>　　附錄一：程序清單7</p><p>　　附錄二：仿真電路圖10</p><p>　　基于單片機(jī)控制的交通燈控制器</p><p>　　班級(jí)：電氣092班 姓名： ******</p><p>　　摘要：本系統(tǒng)采用MSC-

10、51系列單片機(jī)來(lái)設(shè)計(jì)交通燈控制器，實(shí)現(xiàn)了各方向車輛、行人輪流通行的功能，此外還設(shè)置人性化倒計(jì)時(shí)顯示。同時(shí)還具有南北、東西方向強(qiáng)制通行功能。各方向紅綠等由P0口控制，倒計(jì)時(shí)顯示數(shù)碼管由P1和P2口控制，強(qiáng)通靠中斷來(lái)實(shí)現(xiàn)。系統(tǒng)中用到74LS245用來(lái)驅(qū)動(dòng)LED燈和數(shù)碼管顯示。本系統(tǒng)實(shí)用性強(qiáng)、操作簡(jiǎn)單、擴(kuò)展功能強(qiáng)、便于維護(hù)。</p><p>　　關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī)、交通燈、倒計(jì)時(shí)</p><p>&

11、lt;b>　　一 引言</b></p><p>　　十字路口車輛穿梭，行人熙攘，如何才能使交通井然有序呢？靠的就是交通信號(hào)燈的自動(dòng)指揮系統(tǒng)。信號(hào)燈的出現(xiàn)，使交通得以有效管制，對(duì)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。綠燈是通行信號(hào)，面對(duì)綠燈的車輛可以直行，左轉(zhuǎn)彎和右轉(zhuǎn)彎，除非另一種標(biāo)志禁止某一種轉(zhuǎn)向。左右轉(zhuǎn)彎車輛都必須讓正在路口內(nèi)直行的車輛和過(guò)人行橫道的行人優(yōu)先通行。紅燈是禁行

12、信號(hào)，面對(duì)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(hào)，面對(duì)黃燈的車輛不能越過(guò)停車線，但車輛已十分接近停車線而不能安全停車時(shí)可以進(jìn)入交叉路口。</p><p><b>　　二 總體設(shè)計(jì)方案</b></p><p><b>　　2.1 設(shè)計(jì)思路</b></p><p>　　2.1.1 紅綠燈端口個(gè)數(shù)</p&g

13、t;<p>　　十字路口共四個(gè)方向，其中東西方向與南北方向各自燈亮滅是一致的。所以，采用六位信號(hào)控制各方向紅、黃、綠燈即可。</p><p>　　2.1.2 通行時(shí)間設(shè)計(jì)</p><p>　　紅綠燈顯示時(shí)間：以南北向?yàn)槔?，南北方向亮綠燈，東西方向亮紅燈，倒計(jì)時(shí)15s，到0s時(shí)，南北方向黃燈開(kāi)始閃爍，閃爍時(shí)間3次，此時(shí)東西方向仍然亮紅燈；然后，南北向亮紅燈，東西方向綠燈，倒計(jì)時(shí)

14、結(jié)束后，南北方向紅燈，東西方向黃燈閃爍3次，然后南北方向亮綠燈，東西方向紅燈，如此循環(huán)運(yùn)行。</p><p>　　2.1.3 數(shù)碼管顯示設(shè)計(jì)</p><p>　　為使倒計(jì)時(shí)顯示代碼更簡(jiǎn)潔直觀，倒計(jì)時(shí)顯示采用靜態(tài)顯示，直接由I/O接口輸出給對(duì)應(yīng)數(shù)碼管。</p><p><b>　　2.2方案確立</b></p><p>　

15、　紅綠燈、數(shù)碼管輸出采用并口輸出，在需要延時(shí)時(shí)CPU進(jìn)行空操作延時(shí)。各方向紅綠燈的亮滅用傳送指令給相應(yīng)端口賦值。數(shù)碼管顯示程序，采用每調(diào)用一秒延時(shí)程序，為數(shù)碼管對(duì)應(yīng)端口賦一次值的算法。南北向、東西向強(qiáng)通各使用一個(gè)中斷，當(dāng)其中一個(gè)中斷響應(yīng)后，CPU執(zhí)行對(duì)應(yīng)的中斷程序，使紅綠燈、數(shù)碼管按程序點(diǎn)亮，然后CPU進(jìn)行死循環(huán)。當(dāng)需要結(jié)束強(qiáng)通時(shí)，只需按下復(fù)位鍵，單片機(jī)即可從新工作。</p><p>　　采用P0口控制東西方向和

16、南北方向的紅、黃、綠燈。P1，P2控制數(shù)碼管的倒計(jì)時(shí)。東西、南北方向強(qiáng)通靠中斷來(lái)實(shí)現(xiàn)。</p><p>　　2.3 設(shè)計(jì)方框圖，如圖1所示</p><p>　　圖1 電路方框圖方框圖</p><p>　　電路方框圖有單片機(jī)、復(fù)位電路、時(shí)鐘電路、強(qiáng)通電路、倒計(jì)時(shí)驅(qū)動(dòng)電路、倒計(jì)時(shí)顯示電路、紅綠燈驅(qū)動(dòng)電路、紅綠燈顯示電路構(gòu)成，其各部分的主控與被控關(guān)系如電路中箭頭所示。&l

17、t;/p><p>　　2.4 流程圖如圖2所示</p><p><b>　　圖2 流程圖</b></p><p><b>　　三 設(shè)計(jì)原理分析</b></p><p>　　3.1復(fù)位電路和震蕩電路的設(shè)計(jì)，如圖3所示</p><p>　　圖3 復(fù)位電路和震蕩電路</p>

18、<p>　　復(fù)位電路采用按鍵電平復(fù)位式復(fù)位電路。如復(fù)位電路所示，單片機(jī)正在工作時(shí)，當(dāng)按下RESET鍵時(shí)，RST端相當(dāng)于接高電平，從而單片機(jī)即可復(fù)位。</p><p>　　震蕩電路使用一個(gè)12M晶振和兩個(gè)30PF電容，配合片內(nèi)振蕩器產(chǎn)生12MHZ片內(nèi)時(shí)鐘信號(hào)，供單片機(jī)正常工作使用。 </p><p>　　3.2 驅(qū)動(dòng)芯片74LS245的管腳分布，及其應(yīng)用如圖4所示</p&

19、gt;<p>　　圖4 74LS245引腳圖</p><p>　　74ls245是我們常用的芯片，用來(lái)驅(qū)動(dòng)led或者其他的設(shè)備,用法很簡(jiǎn)單如上圖,他是8路同相三態(tài)雙向總線收發(fā)器，可雙向傳輸數(shù)據(jù)。</p><p>　　74LS245還具有雙向三態(tài)功能，既可以輸出，也可以輸入數(shù)據(jù)。當(dāng)8051單片機(jī)的P0口總線負(fù)載達(dá)到或超過(guò)P0最大負(fù)載能力時(shí)，必須接入74LS245等總線驅(qū)動(dòng)器。

20、當(dāng)片選端/CE低電平有效時(shí)，DIR=“0”，信號(hào)由 B 向 A 傳輸；（接收）DIR=“1”，信號(hào)由 A 向 B 傳輸；（發(fā)送）當(dāng)/CE為高電平時(shí)，A、B均為高阻態(tài)。</p><p>　　3.3 紅綠燈顯示電路的設(shè)計(jì)</p><p>　　紅綠燈顯示電路使用P0口控制，如圖5所示，通過(guò)一片74LS245驅(qū)動(dòng)芯片進(jìn)行功率放大，然后送給對(duì)應(yīng)紅綠燈，使其按照程序熄滅。74ls245的AB/BA端接

21、高電平，表示數(shù)據(jù)由A端向B端輸送。發(fā)光管的公共端進(jìn)過(guò)一分壓二極管接到VCC，因此為低電平有效。在設(shè)計(jì)方案中提到，南向和北向，東向和西向的紅綠燈顯示一致，所以南向和北向，東向和西向的紅綠燈應(yīng)接到相同的I/O口，在本電路中，南向和北向，東向和西向的紅綠燈相串聯(lián)。其中，P0.0、P0.1、P0.2輸出控制南北向</p><p>　　的燈，P0.4、P0.5、P0.6輸出控制東西方向的燈。</p><

22、p>　　圖5 紅綠燈顯示電路</p><p>　　在程序中，給相應(yīng)的端口輸出相應(yīng)的二進(jìn)制代碼就可控制紅綠燈的亮滅，具體的控制如圖6所示：</p><p>　　圖6 交通燈的順序和對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制碼</p><p>　　3.4數(shù)碼管倒計(jì)時(shí)設(shè)計(jì)</p><p>　　數(shù)碼管按段數(shù)分為七段數(shù)碼管和八段數(shù)碼管，八段數(shù)碼管比七段數(shù)碼管多一個(gè)發(fā)光二極管單

23、元（多一個(gè)小數(shù)點(diǎn)顯示），按發(fā)光二極管單元連接方式分為共陽(yáng)極數(shù)碼管和共陰極數(shù)碼管。共陽(yáng)數(shù)碼管是指將所有發(fā)光二極管的陽(yáng)極接到一起形成公共陽(yáng)極(COM)的數(shù)碼管。共陽(yáng)數(shù)碼管在應(yīng)用時(shí)應(yīng)將公共極COM接到+5V，當(dāng)某一字段發(fā)光二極管的陰極為低電平時(shí)，相應(yīng)字段就點(diǎn)亮。當(dāng)某一字段的陰極為高電平時(shí)，相應(yīng)字段就不亮。。共陰數(shù)碼管是指將所有發(fā)光二極管的陰極接到一起形成公共陰極(COM)的數(shù)碼管。共陰數(shù)碼管在應(yīng)用時(shí)應(yīng)將公共極COM接到地線GND上，當(dāng)某一字段

24、發(fā)光二極管的陽(yáng)極為高電平時(shí)，相應(yīng)字段就點(diǎn)亮。當(dāng)某一字段的陽(yáng)極為低電平時(shí)，相應(yīng)字段就不亮。</p><p>　　數(shù)碼管要正常顯示，就要用驅(qū)動(dòng)電路來(lái)驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管的各個(gè)段碼，通過(guò)AT89C51型號(hào)單片機(jī)，由P1和P2兩組I/O引腳分別控制兩個(gè)數(shù)碼管，從而顯示出我們要的數(shù)字，本設(shè)計(jì)采用靜態(tài)顯示方式。</p><p>　　3.5 強(qiáng)通電路的設(shè)計(jì)</p><p>　　如圖7所示，

25、INT0（南北強(qiáng)通），INT1(東西強(qiáng)通)分別接一開(kāi)關(guān)按鈕到地，當(dāng)按下其總某一開(kāi)關(guān)時(shí)，向CPU發(fā)出中斷請(qǐng)求，CPU轉(zhuǎn)而執(zhí)行相對(duì)應(yīng)的中斷程序，從而實(shí)現(xiàn)強(qiáng)制通行。在強(qiáng)通結(jié)束后，只需按下RESET鍵即可復(fù)位，單片機(jī)從新正常工作。</p><p><b>　　圖7 強(qiáng)通電路</b></p><p><b>　　四 結(jié)束語(yǔ)</b></p>&

26、lt;p>　　該在這短短的時(shí)間內(nèi)，我收獲了很多的東西，這些都是我在學(xué)校里的課本上找不到的，現(xiàn)在我們已經(jīng)是大三了，馬上就要踏入社會(huì)，這些實(shí)踐性的東西對(duì)我們來(lái)說(shuō)是至關(guān)重要的，它讓我們脫離了書(shū)生的稚氣，增加了對(duì)實(shí)際應(yīng)用有了更深入的了解。</p><p>　　通過(guò)這三周的學(xué)習(xí)，我感覺(jué)有很大的收獲：首先，通過(guò)學(xué)習(xí)使自己對(duì)課本上的知識(shí)可以應(yīng)用于實(shí)際，使的理論與實(shí)際相結(jié)合，加深自己對(duì)課本知識(shí)的更好理解，同時(shí)實(shí)習(xí)也段練了我

27、個(gè)人的動(dòng)手能力，能夠充分利用圖書(shū)館去查閱資料，能夠很好的利用進(jìn)行搜索有用的資料，增加了許多課本以外的知識(shí)。能對(duì)軟件進(jìn)行比較熟練的操作，能達(dá)到學(xué)以致用。</p><p>　　總之，雖然實(shí)習(xí)的時(shí)間很短，但對(duì)我來(lái)說(shuō)，收獲是很大的。我會(huì)更加珍惜我的學(xué)習(xí)，并且用實(shí)習(xí)的心得時(shí)時(shí)激勵(lì)自己。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[

28、1] 李朝青.單片機(jī)原理及接口技術(shù).[M].北京:北京航空航天大學(xué)出版社,2008</p><p>　　[2] 肖玲妮.印刷電路板設(shè)計(jì)教程.[M].北京:清華大學(xué)出版社,2003</p><p>　　[3] 康華光.電子技術(shù)基礎(chǔ).[M].北京;高等教育出版社,2006</p><p>　　[4] 余小平等.電子系統(tǒng)設(shè)計(jì).[M].北京:北京航空航天大學(xué)出版社,2007

29、</p><p>　　[5] 邱關(guān)源.電路.[M].北京:高等教育出版社,2006</p><p><b>　　附錄一：程序清單</b></p><p>　　ORG 0000H</p><p>　　AJMP START</p><p>　　ORG 0003H</p>

30、<p>　　AJMP EXT0</p><p>　　ORG 0013H</p><p>　　AJMP EXT1</p><p>　　START: MOV SP,#60H</p><p>　　SETB IT0 </p><p><b>　　S

31、ETB IT1</b></p><p>　　SETB EX0 </p><p><b>　　SETB EX1</b></p><p>　　SETB EA </p><p>　　MAIN: MOV P0,#00100001B </p><p>　　LCA

32、LL JISHI</p><p>　　MOV R2,#3 </p><p>　　AXHS: MOV P0,#01000001B </p><p>　　LCALL YS500M </p><p>　　MOV P0,#00000001B </p><p>　

33、　LCALL YS500M</p><p>　　DJNZ R2,AXHS</p><p>　　MOV P0,#00010010B</p><p>　　LCALL JISHI</p><p>　　MOV R2,#3 </p><p>　　BXHS: MOV P0

34、,#00010100B</p><p>　　LCALL YS500M</p><p>　　MOV P0,#00010000B</p><p>　　LCALL YS500M</p><p>　　DJNZ R2,BXHS</p><p><b>　　AJMP MAIN</b>&

35、lt;/p><p>　　JISHI: MOV R2,#15</p><p>　　LOOP1: MOV A,R2 </p><p><b>　　MOV B,#10</b></p><p>　　DIV AB </p><p>　　MOV

36、DPTR,#TABLE </p><p>　　MOVC A,@A+DPTR </p><p>　　MOV P1,A </p><p><b>　　MOV A,B</b></p><p>　　MOVC A,@A+DPTR</p><p>　　MO

37、V P2,A </p><p>　　MOV R7,#20</p><p>　　LOOP2: MOV TMOD,#01H </p><p>　　MOV TH0,#3CH </p><p>　　MOV TL0,#0B0H</p><p>　　SE

38、TB TR0 </p><p>　　JNB TF0,$ </p><p>　　CLR TF0 </p><p>　　DJNZ R7,LOOP2 </p><p>　　DEC R2 <

39、;/p><p>　　CJNE R2,#0FFH,LOOP1 </p><p>　　RET </p><p>　　TABLE: DB 0C0H,0F9H,0A4H,0B0H</p><p>　　DB 99H,92H,82H,0F8H</p><p>　　DB 80H,90H,88H

40、,83H</p><p>　　DB 0C6H,0A1H,86H,8EH</p><p>　　EXT0: MOV P0,#00100001B;</p><p>　　JNB P3.2 , $; </p><p>　　JNB P3.2 , $; </p><p><b>　　RE

41、TI</b></p><p>　　EXT1 : MOV P0,#00010010B ;</p><p>　　JNB P3.3 , $; </p><p>　　JNB P3.3 , $; </p><p><b>　　RETI</b></p><p>　　

42、YS500M:MOVR3,#250</p><p>　　Y5_1:MOVR4,#10 </p><p>　　Y5_2:MOVR5,#100</p><p>　　DJNZR5,$</p><p>　　DJNZR4,Y5_2 </p><p>　　DJNZR3,Y5_1</p&

43、gt;<p><b>　　RET</b></p><p>　　YS10S:MOVR7,#20</p><p>　　YS10_1: LCALL YS500M</p><p>　　DJNZR7,YS10_1</p><p><b>　　RET</b></p>

44、;<p>　　YS20M: MOV R0,#100 </p><p>　　YS20_1: MOV R6,#100;</p><p>　　DJNZ R6,$;</p><p>　　DJNZ R0,YS20_1;</p><p><b>　　RET</b></p>&