片機(jī)課程設(shè)計--交通信號燈實時控制系統(tǒng)設(shè)計(已修改)
2025-06-20 06:43 本頁面
【正文】 交通信號燈實時控制系統(tǒng) 設(shè)計 一、設(shè)計目的 1． 學(xué)習(xí)單片機(jī)基本電路的設(shè)計， 加深對單片機(jī)理論知識 的理解 2．掌握單片機(jī)內(nèi)部 各 功能模塊的功能與應(yīng)用 ，學(xué)會單片機(jī)基本外設(shè)電路的設(shè)計 學(xué)習(xí)單片機(jī)匯編語言及程序設(shè)計方法，掌握單片機(jī)匯編語言的程序設(shè)計 4．掌握單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的軟件和硬件設(shè) 計過程、 調(diào)試 方法及 功能 實現(xiàn) 二、設(shè)計要求 根據(jù)實際交通狀況，分別控制紅、綠、黃燈的燃亮與熄滅情況 各信號燈的燃亮?xí)r間為：綠燈： 60秒，紅燈： 80秒，黃燈： 5秒 紅燈倒計時時間，當(dāng)有車輛闖紅燈時，啟動蜂鳴器進(jìn)行報警， 3S 后然后恢復(fù)正常。 綠燈倒計時時，檢測車流量 三 、 硬件電路設(shè)計 1． 芯片選用 選用設(shè)備 8051 單片機(jī)一片， 8255 并行通用接口芯片一片， 74LS07 兩片，MAX692‘ 看門狗 ’ 一片，共陰極的七段數(shù)碼管兩個雙向晶閘管若干， 7805 三端穩(wěn)壓電源一個，紅、黃、綠交通燈各兩個，開關(guān)鍵盤、連線若干。 8051 是 MCS51 系列單片機(jī)的典型產(chǎn)品， 8051 單片機(jī)包含中央處理器、程序存儲器 (ROM)、數(shù)據(jù)存儲器 (RAM)、定時 /計數(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。 8051引腳圖 8255 可編程并行接口芯片有三個輸入輸出端口，即 A口、 B 口和 C 口，對應(yīng)于引腳 PA7～ PA0、 PB7～ PB0 和 PC7～ PC0。其內(nèi)部還有一個控制寄存器，即控制口。通常 A 口、 B 口作為輸入輸出的數(shù)據(jù)端口。 C 口作為控制或狀態(tài)信息的端口，它在方式字的控制下，可以分成 4 位的端口，每個端口包含一個 4 位鎖存器。它們分別與端口 A／Ｂ配合使用，可以用作控制信號輸出或作為狀態(tài)信號輸入。 8255引腳圖 74LS373 是一種帶三態(tài)門的 8D 鎖存器，其管腳示意圖如圖 1：其 中： 1D8D 為8 個輸入端。 1Q8Q 為 8 個輸出端。 LE 為數(shù)據(jù)打入端：當(dāng) LE 為 “1” 時，鎖存 器輸出狀態(tài)同輸入狀態(tài)；當(dāng) LE 由 “1” 變 “0” 時，數(shù)據(jù)打入鎖存器 OE 為輸出允許端：當(dāng) OE=0 時，三態(tài)門打開；當(dāng) OE=1 時，三態(tài)門關(guān)閉，輸出高阻。 74LS373 芯片管腳圖 2． 系統(tǒng)工作原理 （ 1）開關(guān)鍵盤輸入交通燈初始時間，通過 8051 單片機(jī) P1 輸入到系統(tǒng) （ 2）由 8051 單片機(jī)的定時器每秒鐘通過 P0 口向 8255 的數(shù)據(jù)口送信息，由 8255 的 PA口顯示紅、綠、黃燈的燃亮情況；由 8255 的 PC 口顯示每個燈的燃亮?xí)r間。 （ 3） 8051 設(shè)置各個信號 燈 的 燃亮?xí)r間 ， 通過 8051 設(shè)置，綠、紅時間分別為 60 秒、 80 秒循環(huán) ， 由 8051 的 P0 口向 8255 的數(shù)據(jù)口輸出。 （ 4）通過 8051 單片機(jī)的 位來控制系統(tǒng)是工作或設(shè)置初值，當(dāng)為 0 就對系統(tǒng)進(jìn)行初始化，為 1 系統(tǒng)就開始工作。 （ 5）紅燈倒計時時間，當(dāng)有車輛闖紅燈時，啟動蜂鳴器進(jìn)行報警， 3S 后然后恢復(fù)正常。 （ 6）增加每次綠燈時間車流量檢測的功能，并且通過查詢 端口的電平是否為低，開關(guān)按下為低電平，雙位數(shù)碼管顯示車流量，直到下一次綠燈時間重新記入。 （ 7）綠燈時間倒計時完畢，重新循環(huán)。 三、 軟件設(shè)計 1． 秒脈沖的產(chǎn)生 延時方法可以有兩種一中是利用 MCS51 內(nèi)部定時器才生溢出中斷來確定 1 秒的時間，另一種是采用軟件延時的方法。 2． 計數(shù)器硬件延時 設(shè)置 計數(shù)器初值 定時器工作時必須給計數(shù)器送計數(shù)器初值，這個值是送到 TH 和 TL 中的。他是以加法記數(shù)的，并能從全 1 到全 0 時自動產(chǎn)生溢出中斷請求。因此，我們可以把計數(shù)器記滿為零所需的計數(shù)值設(shè)定為 C 和計數(shù)初值設(shè)定為 TC 可得到如下計算通式： TC=MC 式中， M 為計數(shù)器摸值，該值和計數(shù)器工作方式有關(guān)。在方式 0 時 M 為 213 ；在方式 1 時 M 的值為 216；在方式 2 和 3 為 28 計算公式 T=（ M－ TC） T 計數(shù)或 TC＝Ｍ－Ｔ／ T 計數(shù) T 計數(shù)是單片機(jī)時鐘周期ＴＣＬＫ的 12 倍； TC 為定時初值；如單片機(jī)的主脈沖頻率為ＴＣＬＫ 12MHZ，經(jīng)過 12 分頻：
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