基于單片機(jī)的數(shù)顯交通燈總結(jié)報(bào)告-文庫(kù)吧
2025-07-30 18:55 本頁(yè)面
【正文】 單片機(jī)為控制核心，采用模塊化設(shè)計(jì)，共分以下幾個(gè)功能模塊：?jiǎn)纹瑱C(jī)控制系 統(tǒng)、鍵盤及狀態(tài)顯示、倒計(jì)時(shí)模塊等。 單片機(jī)作為整個(gè)硬件系統(tǒng)的核心，它既是協(xié)調(diào)整機(jī)工作的控制器，又是數(shù)據(jù)處理器。它由單片機(jī) 振蕩 電路、復(fù)位電路等組成。 鍵盤及狀態(tài)顯示，開關(guān)鍵盤輸入交通燈初始時(shí)間，通過單片機(jī) P1 輸入到系統(tǒng)。 系統(tǒng)采用雙數(shù)碼管倒計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)功能，最大顯示數(shù)字 99。 單片機(jī)最小系統(tǒng) 1．振蕩電路 AT89C51 是內(nèi)部 具有 振蕩電路的單片機(jī)，只需在 18 腳和 19 腳之間接上石英晶體，給單片機(jī) 加 工作所需直流電源，振蕩器就開始振蕩起來。振蕩電路就為單片機(jī)工作提供了所需要的時(shí)鐘脈沖信號(hào)，是單片機(jī)的內(nèi)部電路、 單片機(jī)的內(nèi)部程序（若有）開始工作。振蕩電路不工作，整個(gè)單片機(jī)電路都不能正常工作。 AT89C51 常外接 6MHz、 12MHz 的石英晶體， 18 腳和 19 腳分別對(duì)地接了一 個(gè) 20pF 的電容，目的是防止單片機(jī)自激。若從 18 腳輸入外部時(shí)鐘脈沖，則 19 腳接地。 2． 復(fù)位電路 復(fù)位電路就是在 RST 端（ 9 腳）外接的一個(gè)電路，目的是使單片機(jī)上 的 電開始工作時(shí)，內(nèi)部電路從初始狀態(tài)開始工作，或者在工作中人為讓單片機(jī)重新從初始狀態(tài)開始工作。在時(shí)鐘工作的情況下，只要復(fù)位引腳高電平保持在兩個(gè)機(jī)器周期以上的時(shí)間， AT89C51 便能完成系統(tǒng)重置的 各項(xiàng)工作，使得內(nèi)部特殊功能寄存器的內(nèi)容均被設(shè)置成已知狀態(tài)，并且從地址 0000H 處讀入程序代碼而執(zhí)行程序。 單片機(jī)最小系統(tǒng)電路如圖 31 所示。 6 圖 31 單片機(jī)最小系統(tǒng)電路 原理 圖 顯示及其驅(qū)動(dòng)模塊 鍵盤在本設(shè)計(jì)中用于緊急情況的手動(dòng)控制裝置，以及定時(shí)時(shí)間的設(shè)置等功能，起到了不可缺 少 的重要作用。當(dāng)定時(shí)器定時(shí)為 1 秒時(shí)程序跳轉(zhuǎn)到時(shí)間顯示及信號(hào)燈顯示子程序，它將依次顯示信號(hào)燈時(shí)間，同時(shí)一直顯示信號(hào)燈的顏色，這時(shí)在返回定時(shí)子程序定時(shí) 1 秒，在顯示黃燈的下一個(gè)時(shí)間，這樣依次把所有的時(shí)間顯示 完后在重新給時(shí)間計(jì)數(shù)器賦初值，重新進(jìn)入循環(huán)。鍵盤電路 如圖 32 所示 。 7 圖 32 鍵盤 電路 本系統(tǒng)使用數(shù)碼管完成倒計(jì)時(shí)顯示功能。以南北方向?yàn)槔?，?shù)碼管顯示的數(shù)值從綠燈的設(shè)置時(shí)間最大值往下減，每秒鐘減 1，一直減到 1。然后又從紅燈的設(shè)置時(shí)間最大值往下減，一直減到 1。接下來又顯示綠燈時(shí)間，如此循環(huán)。 系統(tǒng)共有 4 個(gè)兩位的 LED 數(shù)碼管，分別放置在模擬交通燈控制板上的四個(gè)路口。因?yàn)樗膫€(gè)方向的數(shù)碼管應(yīng)該顯示同樣的內(nèi)容，所以我們可以把它們同樣對(duì)待。也就是說各個(gè)方向的數(shù)碼管個(gè)位（把數(shù)碼管第二位定義為 個(gè)位，第一位定義為十位）用一根信號(hào)線控制，十位用另一根信號(hào)線控制。這里采用動(dòng)態(tài)顯示。 LED 數(shù)碼管如圖 33 所示。 圖 33 LED 數(shù)碼管 8 四、軟件 設(shè)計(jì) 軟件在硬件平臺(tái)上構(gòu)筑，完成各部分硬件的控制和協(xié)調(diào)。系統(tǒng)功能是由軟硬件共同實(shí)現(xiàn)的，由于軟件的可伸縮性，最終實(shí)現(xiàn)的系統(tǒng)功能可強(qiáng)可弱，差別可能很大。因此，軟件是本系統(tǒng)的靈魂。軟件采用模塊化設(shè)計(jì)方法，不僅易于編程和調(diào)試，也可減小軟件故障率和提高軟件的可靠性。同時(shí)，對(duì)軟件進(jìn)行全面測(cè)試也是檢驗(yàn)錯(cuò)誤排除故障的重要手段。這里我們選用了移值性好、結(jié)構(gòu)清晰、能進(jìn)行復(fù)雜運(yùn)算的 C 語(yǔ)言來實(shí)現(xiàn)編程。 軟件總體設(shè)計(jì) 軟件總體設(shè)計(jì)主要完成各部分的軟件控制和協(xié)調(diào)。本系統(tǒng)主程序模塊主要完成的工作是對(duì)系統(tǒng)的初始化，發(fā)送顯示數(shù)據(jù)，同時(shí)對(duì)鍵盤進(jìn)行掃描，等待外部中斷，以及根據(jù)所需要的功能進(jìn)行相應(yīng)的操作。其流程圖如圖 41 所示。 圖 41 軟件總體流程圖 軟件主要子程序設(shè)計(jì) 子程序設(shè)計(jì) 在緊急狀態(tài)下，只有緊急狀態(tài)手動(dòng)控制按鍵 才 可以使所有的 LED 都被置為紅燈，車輛禁行、行人通行。緊急情況結(jié)束后再轉(zhuǎn)成自動(dòng)狀態(tài)。程序流程如圖 42 所示。 9 圖 42 緊急狀態(tài)子程序 設(shè)計(jì) 設(shè)置狀態(tài)子程序如圖 43 所示 。 圖 43 設(shè)置狀態(tài)子程序 在設(shè)置狀態(tài)，按下按鍵 1（ P16）開始設(shè)置南北的紅燈時(shí)間，按下按鍵 2（ P17）設(shè)置南北的綠燈時(shí)間，按下按鍵 3（ P27）返回正常運(yùn)行狀態(tài)
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