基于單片機(jī)的交通燈顯示系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究-文庫吧
2025-05-23 01:08 本頁面
【正文】 通系統(tǒng)最安全通有效的手段之一了。 (1)東西方向、南北方向均有紅、黃、綠三種信號(hào)燈；(2)帶緊急制動(dòng)按鈕，按鈕按下，所有方向紅燈亮；再次按下，恢復(fù)正常顯示；(3)夜間模式按下，所有方向顯示黃燈閃爍；(4)實(shí)時(shí)提醒綠燈亮的剩余時(shí)間。第二章 整體方案設(shè)計(jì)（1）根據(jù)要求設(shè)計(jì)總體方案；（2）繪制硬件電路原理圖；（3）畫出軟件程序流程圖；（4）利用Keil C51軟件編寫軟件源代碼；（5）在Proteus軟件下仿真調(diào)試運(yùn)行。 基于單片機(jī)設(shè)計(jì)的交通燈控制系統(tǒng)，可以通過單片機(jī)直接控制交通信號(hào)燈的狀態(tài)變化，從而基本上能夠指揮交通的實(shí)際通行，當(dāng)然，通過接入LED數(shù)碼管便能夠顯示倒計(jì)時(shí)以便提醒行人，使得交通控制系統(tǒng)更具備人性化的特點(diǎn)。根據(jù)這，以單片機(jī)作為控制核心、連接成的最小單片機(jī)系統(tǒng)、由單片機(jī)模塊、最小單片機(jī)系統(tǒng)外圍接口電路模塊以及按鍵設(shè)置模塊等產(chǎn)生輸入。紅燈、綠燈、黃燈三種信號(hào)燈狀態(tài)模塊，8段LED數(shù)碼管倒計(jì)時(shí)模塊接受輸出。系統(tǒng)的總體框圖，如上圖。(1) 定時(shí)器工作原理其基本原理是給定時(shí)器工作的初始值，初始值被送到TH和TL。因此，我們可以把計(jì)數(shù)器的零計(jì)數(shù)所需，所需要的數(shù)量設(shè)置為C，設(shè)置為TC的計(jì)數(shù)值可以得到下面的公式： TC=MC式中，M為計(jì)數(shù)器模塊。計(jì)數(shù)不是目的，目的是時(shí)間價(jià)值，設(shè)計(jì)1次，即周期定時(shí)器計(jì)數(shù)脈沖是T0，這是12倍的單片機(jī)系統(tǒng)頻率周期，設(shè)置所需的時(shí)間值T，則C = T/ T0。該計(jì)算公式： T=（M－TC）T0計(jì)數(shù)器模式。在方式0 M是8192。 方式1 M是65536。在方式2和方式3是256，這可以最大延遲計(jì)算以各種方式。如果主脈沖頻率單片機(jī)為12MHZ。(2) 軟件延遲工作原理單片機(jī)的工作頻率為12MHZ，一個(gè)機(jī)器周期和頻率，機(jī)器周期應(yīng)該是12次的頻率，因此一個(gè)機(jī)器周期的時(shí)間可以通過12 *（1/12MHZ）來計(jì)算=1微秒。因此，我們可以知道循環(huán)的次數(shù)每個(gè)特定指令的機(jī)器，就可以通過執(zhí)行以確定的第二時(shí)間的指令。 我們建立了一個(gè)初始值是一個(gè)軟件計(jì)數(shù)器20和定時(shí)器T0為50毫秒。所以每次當(dāng)定時(shí)器T0為50毫秒時(shí)，CPU將快速中斷響應(yīng)請(qǐng)求責(zé)令其溢出時(shí)間，那么中斷服務(wù)子程序進(jìn)入他的命令。后CPU進(jìn)入中斷服務(wù)子程序命令，將讓軟件自動(dòng)計(jì)數(shù)器減1，然后再確定它的值是零。如果結(jié)果是零所述第二時(shí)間已經(jīng)過去。定時(shí)器設(shè)定時(shí)間為50毫秒，定時(shí)器T0必須工作在1方式。（3）中斷工作原理本系統(tǒng)主要采用外部中斷，中斷信號(hào)由引腳INT0和INT1輸入（低電平有效） ，每個(gè)時(shí)鐘周期CPU檢查輸入信號(hào)引腳INT0和INT1引腳，允許80C51的外部中斷是電平或負(fù)邊沿路兩中斷輸入中斷請(qǐng)求信號(hào)，用戶可以設(shè)置狀態(tài)引腳IT0和IT1腳TCON的實(shí)現(xiàn)。隨著IT0的引腳作為一個(gè)例子，當(dāng)該引腳IT0 = 0 ，外部中斷是電平觸發(fā)方式，當(dāng)針I(yè)T0 = 1 ，外部中斷觸發(fā)消極的方式（這種設(shè)計(jì)的優(yōu)勢(shì)是采用電平觸發(fā)模式） ，針I(yè)E0中斷標(biāo)志位，當(dāng)中斷信號(hào)，在中斷服務(wù)子程序集，對(duì)此， IE0會(huì)自動(dòng)復(fù)位引腳。在IE的EA引腳允許中斷總控制位。當(dāng)EA引腳為1 ，打開。當(dāng)該引腳當(dāng)EA為0 ，停止。引腳EX0外部中斷使能位。當(dāng)EX0引腳為1 ，打開。當(dāng)引腳時(shí)EX0為0 ，停止。在優(yōu)先權(quán)限，一旦外部中斷信號(hào)，單片機(jī)CPU首先保護(hù)斷點(diǎn)， PC值壓入堆棧，然后執(zhí)行相應(yīng)的中斷服務(wù)子程序，實(shí)施后，在返回的CPU使用RETI指令，地址，斷點(diǎn)會(huì)從堆棧中保存到回電腦，程序則正常執(zhí)行。交通狀態(tài)及紅綠燈狀態(tài)的圖表狀態(tài)1狀態(tài)2狀態(tài)3狀態(tài)4東西向禁行等待變換通行等待變換南北向通行等待變換禁行等待變換東西紅燈0011東西黃燈1110東西綠燈1101南北紅燈1100南北綠燈0111南北黃燈1011交通燈四種狀態(tài)如下：狀態(tài)1：東西紅燈亮13S，南北綠燈亮8S。狀態(tài)2：東西紅燈亮5S,南北黃燈亮5S。狀態(tài)3：南北紅燈亮15S，東西綠燈亮10S。狀態(tài)4：南北紅燈亮5S，東西黃燈亮5S。第三章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)在該系統(tǒng)中，東西方向和南北方向四個(gè)方向，在任意時(shí)刻只能令其中一個(gè)方向能夠通行，而另一個(gè)方向，則禁止通行，此狀態(tài)維持一定的時(shí)間，經(jīng)歷短暫的過渡時(shí)間后，將通行和禁行的方向?qū)φ{(diào)。系統(tǒng)的具體顯示狀態(tài)如圖所示。交通狀態(tài)由狀態(tài)1開始變換直到狀態(tài)4，而后循環(huán)到狀態(tài)1，周而復(fù)始。 時(shí)鐘電路的設(shè)計(jì)，運(yùn)用內(nèi)部時(shí)鐘產(chǎn)生方式，在XTAL1和XTAL2兩側(cè)跨接陶瓷或晶體振蕩器，同內(nèi)部反相器行成穩(wěn)定的自擊蕩器。它發(fā)出的時(shí)鐘脈沖將直接送入片內(nèi)的定時(shí)控制部件。 復(fù)位電路的設(shè)計(jì)+按鈕電平復(fù)位電路原理圖，采用上電加上按鈕電平復(fù)位的方式，若按下按鈕時(shí)，RST管腳高電平將觸發(fā)。為保證復(fù)位的可靠，RC時(shí)間常數(shù)應(yīng)該要大于兩個(gè)機(jī)器的周期，一般電容值取22uF，而電阻值取1K。 LED燈控制電路的設(shè)計(jì)，交通燈的狀態(tài)顯示電路是由東、西、南、北四個(gè)方向各3個(gè)LED燈組成，分別顯示了四個(gè)方向上的紅色、黃色、綠色三個(gè)狀態(tài)，用來指示十字路口的
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