畢業(yè)設(shè)計(jì)-基于單片機(jī)的交通信號燈模擬控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)-文庫吧
2025-05-17 15:44 本頁面
【正文】 ED 相結(jié)合的方法因?yàn)樵O(shè)計(jì)既要求倒計(jì)時(shí)數(shù)字 4 輸出，又要求有狀態(tài)燈輸出等，為方便觀看并考慮到現(xiàn)實(shí)情況，用數(shù)碼管與LED 燈分別顯示時(shí)間與提示信息。這種方案既滿足系統(tǒng)功能要求，又減少了系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜度。權(quán)衡利弊，第三種方案可互補(bǔ)一二方案的優(yōu)缺，我們決定采用方案三以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的顯示功能。 、按鍵 輸入方案 題目要求系統(tǒng)能手動(dòng)設(shè)燈亮?xí)r間，我們討論 了兩種方案： 方案一： 使用矩陣鍵盤，可以在有限的 I/O 口上能夠由更多的按鍵控制，可以實(shí)現(xiàn)更多功能 ，但本設(shè)計(jì)不需要過多按鍵 。 方案二： 直接在 IO 口線上接上 獨(dú)立 按鍵開關(guān)。因?yàn)樵O(shè)計(jì)時(shí)精簡和優(yōu)化了電路，所以剩余的口資源還比較多，我們使用四個(gè)按鍵，分別是 K K KK4。 由于該系統(tǒng)對于交通燈及數(shù)碼管的控制，只用單片機(jī)本身的 I/O 口就可實(shí)現(xiàn)，且本身的計(jì)數(shù)器及 RAM 已經(jīng)夠用，故選擇方案二 三、 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) 我們選用的是 AT89C51 單片機(jī) ，其 包含中央處理器（ CPU） 、程序存儲器 (ROM)、數(shù)據(jù)存儲器 (RAM)、定時(shí) /計(jì)數(shù)器、并行接口 、 串行接口和中斷系統(tǒng)等幾大單元及數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線等三大總線 。 另外，我們在數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)方面選用了 74595 移位寄存器，大大的節(jié)省了 I/O 口，簡化了電路結(jié)構(gòu)。 5 根據(jù)題目要求，本系統(tǒng)主要由數(shù)碼管顯示倒計(jì)時(shí)模塊、交通燈亮滅模塊，鍵盤控制模塊等構(gòu)成 時(shí)間顯示電路 東西方向 EW G Y R 南北方向 NS G Y R 系統(tǒng)控制電路 按鍵轉(zhuǎn)換 6 因?yàn)橄到y(tǒng)要求南北和東西方向的信號燈時(shí)間不一樣，所以就 通過串轉(zhuǎn) 并的移位寄存器 74HC595 輸出 數(shù)據(jù)的段碼，位選信號用 P2 口送出，用動(dòng)態(tài)掃描的方法顯示東西、南北的倒計(jì)時(shí)間。 交通燈電路 本設(shè)計(jì)利用單片機(jī)的 P1 口來驅(qū)動(dòng)和控制各種信號燈的燃亮和燃亮?xí)r間，在實(shí)際中，交通燈的信號燈需要用高電壓控制，在這里我們只是模擬一下它的控制信號，所以我們就只用單片機(jī)的信號引腳直接來控制發(fā)光二極管 7 按鍵控制電路 按鍵電路設(shè)計(jì)共使用了 4 個(gè)獨(dú)立按鍵，其中有 KEY3， KEY4 分別連接在兩個(gè)外部中斷接口（ INTO 和 INT1），按下按鍵實(shí)現(xiàn)兩個(gè)外部中斷，用來處理緊急事故和切 換到調(diào)節(jié)時(shí)間模式，另外兩個(gè)按鍵通過按下按鍵向 I/O 口輸送低電平， 在調(diào)節(jié)時(shí)間模式實(shí)現(xiàn) 時(shí)間的設(shè)置 ，在普通狀態(tài)下用來切換紅綠燈狀態(tài)。本設(shè)計(jì)通過外部中斷實(shí)現(xiàn)了一個(gè)按鍵兩種作用的功能。 四、 工作原理及軟件設(shè)計(jì) 由軟件設(shè)置交通燈的初始時(shí)間，南北方向通行 60秒，東西方向通行 40秒，數(shù)碼管采用動(dòng)態(tài)顯示， P2口送字位選通信號， 通過 74595實(shí)現(xiàn)段選控制，并 通過單片機(jī)的 P1口控制各種信號燈的燃亮與熄滅，采用中斷方式 和按鍵掃描 實(shí)現(xiàn)按鍵的功能。 總體流程圖 8 五、 proteus仿真測試結(jié)果 為測試編程效果，我們利用 proteus 軟件仿真效果如下： 東西綠燈 南北紅燈 東西黃燈閃 南北紅燈亮 東西紅燈 南北綠燈 東西紅燈亮 南北黃燈閃 9 2交通燈控制系統(tǒng)緊急情況運(yùn)行時(shí)仿真圖 緊急情況下，數(shù)碼管顯示時(shí)間停止，所有方向的燈都顯示紅燈。 仿真結(jié)果分析 仿真實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)南北方向車道和東西方向車道兩條交叉道路的車輛交替運(yùn)行， 10 南北方向（主干道）每次通行時(shí)間設(shè)為 30 秒、東西方向通行時(shí)間設(shè)為 20秒，時(shí)間可以在程序中
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