課程設(shè)計(jì)--單片機(jī)的十字路口交通燈的設(shè)計(jì)-文庫(kù)吧
2024-12-29 18:32 本頁(yè)面
【正文】 緊急情況下，如有救護(hù)車(chē)或警車(chē)到來(lái)時(shí)，應(yīng)優(yōu)先讓其通過(guò)。另外，單片機(jī)課程設(shè)計(jì)是我們的必修課程。通過(guò)交通燈模擬系統(tǒng)的設(shè)計(jì)可以進(jìn)一步認(rèn)識(shí)單片機(jī)在控制系統(tǒng)中的重要性。在完成理論學(xué)習(xí)和必要的實(shí)驗(yàn)后，學(xué)生掌握了單片機(jī)的基本原理和各種基本功能的應(yīng)用，但對(duì)單片機(jī)的硬件實(shí)際應(yīng)用設(shè)計(jì)和單片機(jī)完整的用戶(hù)程序設(shè)計(jì)還不清楚，實(shí)際動(dòng)手能力不夠，因此對(duì)該課程進(jìn)行一次課程設(shè)計(jì)是有必要的。交通燈模擬系統(tǒng)的課程設(shè)計(jì)既讓學(xué)生鞏固了課本學(xué)到的理論，還讓學(xué)生學(xué)習(xí)了單片機(jī)硬件電路設(shè)計(jì)和用戶(hù)程序設(shè)計(jì)的整個(gè)過(guò)程，同時(shí)學(xué)習(xí)了查閱資料、參考資料的方法。單片機(jī)的課程設(shè)計(jì)主要是通過(guò)學(xué)生獨(dú)立設(shè)計(jì)方案并自己編寫(xiě)和調(diào)試用戶(hù)程序，來(lái)加深對(duì)單片機(jī)的認(rèn)識(shí)，充分發(fā)揮學(xué)生的個(gè)體創(chuàng)新能力。 設(shè)計(jì)的思想該設(shè)計(jì)在熟練掌握單片機(jī)及其仿真系統(tǒng)的使用方法基礎(chǔ)上，綜合應(yīng)用單片機(jī)原理、微機(jī)原理、微機(jī)接口技術(shù)等課程方面的知識(shí)，設(shè)計(jì)一個(gè)采用AT89C51單片機(jī)控制的交通燈控制電路。根據(jù)設(shè)計(jì)功能及要求，我們可得系統(tǒng)的原理框圖如圖所示。上電復(fù)位電路89C51數(shù)據(jù)信號(hào)LED數(shù)碼管段碼調(diào)時(shí)電路振蕩電路片選交通燈根據(jù)系統(tǒng)的原理框圖，分別分析各部分電路的元器件的功能以及選擇合適的元件。具體設(shè)計(jì)思路如下：收集并整理資料，硬件設(shè)計(jì)，軟件設(shè)計(jì)，Proteus仿真，設(shè)計(jì)體會(huì)與總結(jié)。 設(shè)計(jì)滿(mǎn)足的基本功能 1）南北方向（主干道）車(chē)道和東西方向（支干道）車(chē)道兩條交叉道路上的車(chē)輛交替運(yùn)行，主干道每次通行時(shí)間都設(shè)為30秒、支干道每次通行間為20秒，時(shí)間可設(shè)置修改。2）在綠燈轉(zhuǎn)為紅燈時(shí)，要求黃燈先亮5秒鐘，才能變換運(yùn)行車(chē)道；3）黃燈亮?xí)r，要求每秒閃亮一次4）東西方向、南北方向車(chē)道除了有紅、黃、綠燈指示外，每一種燈亮的時(shí)間都用顯示器進(jìn)行顯示（采用計(jì)時(shí)的方法）。5）一道有車(chē)而另一道無(wú)車(chē)（實(shí)驗(yàn)時(shí)用開(kāi)關(guān) K0 和 K1 控制），交通燈控制系統(tǒng)能立即讓有車(chē)道放行。 AT89C51是美國(guó)ATMEL公司生產(chǎn)的低電壓，高性能CMOS 8位單片機(jī)，有40個(gè)引腳，32個(gè)外部雙向輸入/輸出（I/O）端口，同時(shí)內(nèi)含2個(gè)外中斷口，3個(gè)16位可編程定時(shí)計(jì)數(shù)器,2個(gè)全雙工串行通信口，2個(gè)讀寫(xiě)口線，片內(nèi)含8k bytes的可反復(fù)擦寫(xiě)的Flash只讀程序存儲(chǔ)器和256 bytes的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，與標(biāo)準(zhǔn)MCS51指令系統(tǒng)及8051產(chǎn)品引腳兼容，片內(nèi)置通用8位中央處理器（CPU）和Flash存儲(chǔ)單元，可以按照常規(guī)方法對(duì)其進(jìn)行編程，也可以在線編程。其將通用的微處理器和Flash存儲(chǔ)器結(jié)合在一起，特別是可反復(fù)擦寫(xiě)的Flash存儲(chǔ)器可有效地降低開(kāi)發(fā)成本。二 系統(tǒng)方案及硬件設(shè)計(jì) 系統(tǒng)方案的確定交通燈在安全行車(chē)過(guò)程中起著十分重要的作用，現(xiàn)在交通燈一般設(shè)在十字路口，在醒目位置用紅、綠、黃三種顏色的指示燈， 加上一個(gè)倒計(jì)時(shí)的顯示計(jì)時(shí)器來(lái)控制行車(chē)， 對(duì)于一般情況下的安全行車(chē)、車(chē)輛分流發(fā)揮著作用， 但根據(jù)實(shí)際行車(chē)過(guò)程中出現(xiàn)的情況， 如何全面有效地利用交通燈指示交通情況，我們嘗試用單片機(jī)來(lái)控制交通燈，在軟、硬件方面采取一些改進(jìn)措施,，使交通燈在控制中靈活而有效。硬件系統(tǒng)是指構(gòu)成單片機(jī)系統(tǒng)的實(shí)體和裝置，通常由運(yùn)算器、控制器、存儲(chǔ)器、輸入接口電路和輸入設(shè)備、輸出接口電路和輸出設(shè)備等組成。單片機(jī)實(shí)質(zhì)上是一個(gè)硬件的芯片，在實(shí)際應(yīng)用中，通常很難直接和被控對(duì)象進(jìn)行電氣連接，必須外加各種擴(kuò)展接口電路、外部設(shè)備、被控對(duì)象等硬件和軟件，才能構(gòu)成一個(gè)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)。該交通燈擬系統(tǒng)的硬件部分主要由鍵盤(pán)、顯示和運(yùn)算部分組成。按照題目的設(shè)計(jì)要求，本課題需要使用LED數(shù)碼管顯示和擴(kuò)展 鍵盤(pán)。在該交通燈系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中采用AT89C51單片機(jī)。 顯示部分電路設(shè)計(jì)LED顯示器有兩中工作方式：靜態(tài)顯示方式和動(dòng)態(tài)顯示方式。靜態(tài)顯示的特點(diǎn)是每個(gè)數(shù)碼管必須接一個(gè)8位鎖存器用來(lái)鎖存待顯示的字型碼。送入一次字型碼顯示自行一直保持，直到送入新字型碼為止。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是占用CPU時(shí)間少，顯示便于監(jiān)測(cè)和控制。缺點(diǎn)是硬件電路比較復(fù)雜，成本較高。各數(shù)碼管在顯示過(guò)程中持續(xù)得到顯示信號(hào)，與各數(shù)碼管接口的I/O口是專(zhuān)用的。動(dòng)態(tài)顯示的特點(diǎn)是將所有位數(shù)碼管的段選線并聯(lián)在一起，由位選線控制是哪一位數(shù)碼管有效。這樣一來(lái)，就沒(méi)有必要每一
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