交通燈控制器課程設計

1、<p><b>　　摘要 </b></p><p>　　近年來隨著科技的飛速發(fā)展，單片機的應用正在不斷地走向深入，同時帶動傳統(tǒng)控制檢測日新月益更新。在實時檢測和自動控制的單片機應用系統(tǒng)中，單片機往往是作為一個核心部件來使用，僅單片機方面知識是不夠的，還應根據(jù)具體硬件結構，以及針對具體應用對象特點的軟件結合，加以完善。交通信號燈的出現(xiàn)，使交通得以有效管制，對于疏導交通流量、提高道路通

2、行能力，減少交通事故有明顯效果。本系統(tǒng)采用單片機AT89C51為中心器件來設計交通燈控制器，系統(tǒng)實用性強、操作簡單、擴展性強。</p><p>　　關鍵字：電子線路 AT89S52 LED 交通燈</p><p>　　1 系統(tǒng)設計目的和意義3</p><p>　　1.1 課程設計目的3</p><p>　　1.2 國內(nèi)外發(fā)展情況3&l

3、t;/p><p>　　1.3 設計思路4</p><p>　　2 系統(tǒng)分析設計5</p><p>　　2.1 總體設計5</p><p>　　2.2 相關器件5</p><p>　　2.3 相關電路設計5</p><p>　　2.4 管腳說明6</p><p>　

4、　3 系統(tǒng)軟件設計9</p><p>　　3.1 軟件流程圖及其說明9</p><p>　　3.2 匯編語言編程10</p><p>　　4 系統(tǒng)的仿真和調(diào)試14</p><p>　　4.1 測試結果分析與結論14</p><p>　　5 作品總結及收獲16</p><p>　　5.

5、1 收獲及展望16</p><p>　　5.2期望成績16</p><p>　　1 系統(tǒng)設計目的和意義</p><p>　　1.1 課程設計目的</p><p>　　大學本科學生動手能力的培養(yǎng)和提高是大學本科教育的一個重要內(nèi)容，《單片機原理及應用》是一門應用性較強的課程。如何讓學生在學好基礎知識的同時，迅速掌握應用技術，實驗與課程設計環(huán)節(jié)

6、起著非常重要的作用。本課程設計的目的，是讓學生通過課程設計，首先建立起單片機應用系統(tǒng)的概念，根據(jù)實際的系統(tǒng)設計要求，掌握初步的單片機系統(tǒng)設計方法，從硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)設計兩個方面得到實際的提高，為今后的畢業(yè)設計打下良好的基礎。</p><p>　　1.2 國內(nèi)外發(fā)展情況</p><p>　　當今，紅綠燈安裝在各個道口上，已經(jīng)成為疏導交通車輛最常見和最有效的手段。但這一技術在19世紀就已出現(xiàn)

7、了。</p><p>　　1858年，在英國倫敦主要街頭安裝了以燃煤氣為光源的紅，藍兩色的機械扳手式信號燈，用以指揮馬車通行。這是世界上最早的交通信號燈。1868年，英國機械工程師納伊特在倫敦威斯敏斯特區(qū)的議會大廈前的廣場上，安裝了世界上最早的煤氣紅綠燈。它由紅綠兩以旋轉(zhuǎn)式方形玻璃提燈組成，紅色表示“停止”，綠色表示“注意”。1869年1月2日，煤氣燈爆炸，使警察受傷，遂被取消。</p><p

8、>　　電氣啟動的紅綠燈出現(xiàn)在美國，這種紅綠燈由紅綠黃三色圓形的投光器組成，1914年始安裝于紐約市5號大街的一座高塔上。紅燈亮表示“停止”，綠燈亮表示“通行”。</p><p>　　1918年，又出現(xiàn)了帶控制的紅綠燈和紅外線紅綠燈。帶控制的紅綠燈，一種是把壓力探測器安在地下，車輛一接近紅燈便變?yōu)榫G燈；另一種是用擴音器來啟動紅綠燈，司機遇紅燈時按一下嗽叭，就使紅燈變?yōu)榫G燈。紅外線紅綠燈當行人踏上對壓力敏感的路

9、面時，它就能察覺到有人要過馬路。紅外光束能把信號燈的紅燈延長一段時間，推遲汽車放行，以免發(fā)生交通事故。</p><p>　　信號燈的出現(xiàn)，使交通得以有效管制，對于疏導交通流量、提高道路通行能力，減少交通事故有明顯效果。1968年，聯(lián)合國《道路交通和道路標志信號協(xié)定》對各種信號燈的含義作了規(guī)定。綠燈是通行信號，面對綠燈的車輛可以直行，左轉(zhuǎn)彎和右轉(zhuǎn)彎，除非另一種標志禁止某一種轉(zhuǎn)向。左右轉(zhuǎn)彎車輛都必須讓合法地正在路口內(nèi)

10、行駛的車輛和過人行橫道的行人優(yōu)先通行。紅燈是禁行信號，面對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，面對黃燈的車輛不能越過停車線，但車輛已十分接近停車線而不能安全停車時可以進入交叉路口。</p><p><b>　　1.3 設計思路</b></p><p>　　（1）通過交通信號燈控制系統(tǒng)的設計，掌握89C51并行口傳輸數(shù)據(jù)的方法,以控制南北東西四盞交通

11、燈的亮與滅；</p><p>　　（2）用89C51作為輸出口,控制十二個發(fā)光二極管熄滅,模擬交通燈管理.</p><p>　?。?）通過單片機課程設計，熟練掌握匯編語言的編程方法，將理論聯(lián)系到實踐中去，提高我們的動腦和動手的能力；</p><p>　　完成控制系統(tǒng)的硬件設計、軟件設計、仿真調(diào)試。</p><p><b>　　2 系

12、統(tǒng)分析設計</b></p><p><b>　　2.1 總體設計</b></p><p>　　本次試驗是基于51系列單片機道路交通燈的設計。 現(xiàn)在我們設計一個十字路口為東西南北走向。初始狀態(tài)0為東西紅燈，南北紅燈。然后轉(zhuǎn)狀態(tài)1南北綠燈通車，東西紅燈。過一段時間轉(zhuǎn)狀態(tài)2，南北綠燈閃幾次轉(zhuǎn)亮黃燈，延時幾秒，東西仍然紅燈。再轉(zhuǎn)狀態(tài)3，東西綠燈通車，南北紅燈。過一

13、段時間轉(zhuǎn)狀態(tài)4，東西綠燈閃幾次轉(zhuǎn)亮黃燈，延時幾秒，南北仍然紅燈。最后循環(huán)至狀態(tài)1。</p><p><b>　　2.2 相關器件</b></p><p>　　2.3 相關電路設計</p><p><b>　　2.4 管腳說明</b></p><p>　　VCC：供電電壓。 GND：接地。

14、   P0口：P0口為一個8位漏級開路雙向I/O口，每腳可吸收8TTL門電流。當P1口的管腳第一次寫1時，被定義為高阻輸入。P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。在FIASH編程時，P0 口作為原碼輸入口，當FIASH進行校驗時，P0輸出原碼，此時P0外部必須被拉高。    P1口：P1口是一個內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向I/O口，P1口緩沖器

15、能接收輸出4TTL門電流。P1口管腳寫入1后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入，P1口被外部下拉為低電平時，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在FLASH編程和校驗時，P1口作為第八位地址接收。     P2口：P2口為一個內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2口緩沖器可接收，輸出4個TTL門電流，當P2口被寫“1”時，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時，P2口的管腳被外部拉低，將

16、輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。P2口當用于外部程序存儲器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進行存取時，P2口輸出地址的高八位。在給出地址“1”時，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢，當對外部八位地址數(shù)據(jù)存</p><p><b>　　振蕩器特性：</b></p><p>　　XTAL1和XTAL2分別為反向放大器的輸入和輸出。該反向放大器可以配置為片內(nèi)振蕩器。石晶振蕩和陶瓷振蕩均可采用。

17、如采用外部時鐘源驅(qū)動器件，XTAL2應不接。有余輸入至內(nèi)部時鐘信號要通過一個二分頻觸發(fā)器，因此對外部時鐘信號的脈寬無任何要求，但必須保證脈沖的高低電平要求的寬度。</p><p><b>　　芯片擦除： </b></p><p>　　整個PEROM陣列和三個鎖定位的電擦除可通過正確的控制信號組合，并保持ALE管腳處于低電平10ms 來完成。在芯片擦操作中，代

18、碼陣列全被寫“1”且在任何非空存儲字節(jié)被重復編程以前，該操作必須被執(zhí)行。此外，AT89C51設有穩(wěn)態(tài)邏輯，可以在低到零頻率的條件下靜態(tài)邏輯，支持兩種軟件可選的掉電模式。在閑置模式下，CPU停止工作。但RAM，定時器，計數(shù)器，串口和中斷系統(tǒng)仍在工作。在掉電模式下，保存RAM的內(nèi)容并且凍結振蕩器，禁止所用其他芯片功能，直到下一個硬件復位為止。</p><p><b>　　3 系統(tǒng)軟件設計</b>

19、;</p><p>　　3.1 軟件流程圖及其說明</p><p>　　程序開始執(zhí)行，進入初始狀態(tài)，使東西南北四臺交通燈都為紅色；五秒以后，東西綠燈亮，南北紅燈亮，然后進行延時，10秒以后，東西黃燈閃爍，南北紅燈亮。再過10秒，東西紅燈亮，南北綠燈亮，又延時10秒，東西紅燈亮，南北黃燈閃爍，延時10秒后，回到初始狀態(tài)，繼續(xù)重復執(zhí)行。</p><p>　　3.2 匯編

20、語言編程</p><p><b>　　ORG 0000H</b></p><p>　　SJMP A3 ;四盞紅燈亮 </p><p>　　A3:MOV SP,#60H</p><p>　　MOV A, #24H</p><p><b>　　MOV P1, A</

21、b></p><p>　　MOV R4,#05H</p><p>　　LOOP1:MOV R2,#03H</p><p>　　LCALL xian ;調(diào)顯示子程序</p><p>　　DJNZ R4,LOOP1 </p><p>　　MOV R4,#00H </p><p&g

22、t;　　MOV R2,#03H</p><p>　　LCALL xian </p><p>　　;東西綠燈亮，南北紅燈亮</p><p>　　A2:MOV A,#0CH</p><p><b>　　MOV P1,A</b></p><p>　　MOV R4,#14H </p>

23、<p>　　LOOP2 :MOV R2,#03H</p><p>　　LCALL xian ;調(diào)顯示子程序</p><p>　　DJNZ R4,LOOP2</p><p>　　MOV R4,#00H</p><p>　　MOV R2,#03H</p><p>　　LCALL xian

24、 ;調(diào)顯示子程序</p><p>　　MOV R4 ,#05H ;東西黃燈亮，南北紅燈亮 </p><p>　　LOOP9:MOV A,#14H</p><p><b>　　MOV P1 ,A</b></p><p>　　MOV R2,#02H</p><p>　　LCALL

25、 xian ;調(diào)顯示子程序</p><p>　　MOV R2,#01H ;定時</p><p>　　LCALL DELAY ;調(diào)延時子程序</p><p><b>　　;南北紅燈亮</b></p><p>　　MOV A ,#04H</p><p

26、><b>　　MOV P1 ,A</b></p><p>　　MOV R2,#01H ;定時</p><p>　　LCALL DELAY ;調(diào)延時子程序</p><p>　　DJNZ R4,LOOP9</p><p>　　MOV R4,#00H</p><p>

27、　　MOV R2,#03H</p><p>　　LCALL xian ;調(diào)顯示子程序</p><p>　　;東西紅燈亮，南北綠燈亮</p><p>　　A8: MOV A, #61H</p><p><b>　　MOV P1,A</b></p><p>　　MOV R4,#14H &

28、lt;/p><p>　　LOOP3: MOV R2,#03H</p><p>　　LCALL xian ;調(diào)顯示子程序</p><p>　　DJNZ R4,LOOP3 </p><p>　　MOV R4,#00H</p><p>　　MOV R2,#03H</p><p>　　LCALL xia

29、n ;調(diào)顯示子程序</p><p>　　MOV R4 ,#05H</p><p>　　LOOP10: MOV R2,#02H</p><p>　　LCALL xian ;調(diào)顯示子程序</p><p>　　; 東西紅燈亮，南北黃燈亮</p><p>　　A0:MOV A,#0A2H</p><p&

30、gt;　　MOV P1,A </p><p>　　MOV R2,#01H ;定時</p><p>　　LCALL DELAY ;調(diào)延時子程序</p><p><b>　　; 東西紅燈亮</b></p><p>　　MOV A,#20H</p><p><b>　　MOV P1,

31、A</b></p><p>　　MOV R2,#01H ;定時</p><p>　　LCALL DELAY ;調(diào)延時子程序</p><p>　　DJNZ R4,LOOP10</p><p>　　MOV R4,#00H</p><p>　　MOV R2,#03H</p>

32、<p>　　LCALL xian ;調(diào)顯示子程序</p><p>　　LJMP A2 ;延時子程序</p><p>　　DELAY:PUSH 2 </p><p><b>　　PUSH 1</b></p><p><b>　　PUSH 0</b

33、></p><p>　　DELAY1: MOV 1,#00H</p><p>　　DELAY2:MOV 0,#0B2H</p><p><b>　　DJNZ 0,$</b></p><p>　　DJNZ 1,DELAY2</p><p>　　DJNZ 2,DELAY1</p>

34、<p><b>　　POP 0</b></p><p><b>　　POP 1</b></p><p><b>　　POP 2</b></p><p>　　DJNZ R2 ,DELAY</p><p><b>　　RET</b></p>

35、;<p><b>　　;顯示子程序</b></p><p>　　xian: MOV A,R4 </p><p><b>　　MOV B,#10</b></p><p><b>　　DIV AB</b></p><p><b>　　MOV

36、R6,A</b></p><p>　　MOV DPTR,#TAB</p><p><b>　　MOV A,B</b></p><p>　　MOVC A,@A+DPTR</p><p>　　MOV SBUF,A</p><p>　　MOV R7,#0FH</p><p

37、>　　H55S:DJNZ R7,H55S</p><p><b>　　MOV A,R6</b></p><p>　　MOVC A,@A+DPTR</p><p>　　MOV SBUF,A</p><p>　　MOV R7,#0FH</p><p>　　H55S1:DJNZ R7,H55S1&

38、lt;/p><p>　　LCALL DELAY</p><p><b>　　RET</b></p><p>　　TAB:DB 0fch,60h,0dah,0f2h,66h,0b6h,0beh,0e0h</p><p>　　DB 0feh,0f6h,0eeh,3eh,9ch,7ah,9eh,8eh</p><

39、;p><b>　　END</b></p><p>　　4 系統(tǒng)的仿真和調(diào)試</p><p>　　4.1 測試結果分析與結論</p><p>　?。?）系統(tǒng)初始狀態(tài)：(東西紅燈，南北紅燈)</p><p>　?。?）10秒后，南北綠燈亮，東西紅燈保持：</p><p>　?。?）20秒后，黃燈

40、閃爍2秒，南北紅燈亮，東西綠燈亮：</p><p><b>　　5 作品總結及收獲</b></p><p><b>　　5.1 收獲及展望</b></p><p>　　通過這次做交通燈的課程設計，自己再次學習了單片機這門課程，并認真復習單片機，查閱和瀏覽了很多的相關資料, 并且對keil和proteus軟件的使用加深了解。

41、通過這次學習，發(fā)現(xiàn)自己對書本的掌握只是很表層的一部分，離實際應用還有很大一段距離。真是不用不知道，一用嚇一跳。做課程設計期間，自己進一步學習了單片機書上的例子，而且學習了許多書本之外的東西。尤其是，和幾個同學一起進行編程調(diào)試進而運行時期間，發(fā)現(xiàn)自己還算比較喜歡編程。這次做單片機課程設計也對自己以后的學習方向有很大的影響。</p><p><b>　　5.2期望成績</b></p>