[優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(jì)精品]基于單片機(jī)的交通燈控制器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)(已修改)
2024-10-29 09:36 本頁面
【正文】 I 基于單片機(jī)的交通燈控制器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 摘要 近年來 ， 隨著科 學(xué) 技 術(shù) 的飛速發(fā)展，單片機(jī)的應(yīng)用正在不斷地走向深入，同時(shí)帶動(dòng)傳統(tǒng)控制 日新月異 。在實(shí)時(shí)檢測(cè)和自動(dòng)控制的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，單片機(jī)往往是作為一個(gè)核心部件來使用， 同時(shí)結(jié)合具體的硬件結(jié)構(gòu)進(jìn)行相關(guān)的軟件設(shè)計(jì)，來彌補(bǔ)單片機(jī)在某些方面的不足。 本 文描述了一個(gè) 采用 MCS51 系列單片機(jī) Intel8031 和可編程并行 I/O 接口芯片 8255A 設(shè)計(jì) 的 交通燈控制器 的實(shí)現(xiàn)方法。文章首先介紹了單片機(jī)的相關(guān)情況和發(fā)展過程，然后描述了系統(tǒng)設(shè)計(jì)所需芯片的基本結(jié)構(gòu)和性能，詳細(xì)討論了控 制器的軟硬件設(shè)計(jì)及其實(shí)現(xiàn)過程，最后從系統(tǒng)安全性角度出發(fā)設(shè)計(jì)了看門狗控制電路。 基于單片機(jī)的交通燈控制器的研究與設(shè)計(jì) 目 錄 摘要 ??????????????????????????????? I 1 引言 ?????????????????????????????? 1 2 單片機(jī)概述 ??????????????????????????? 1 3 芯片的選者與簡(jiǎn)介 ???????????????????????? 1 MCS51 芯片簡(jiǎn)介 ???????????????????????1 8255 芯片簡(jiǎn)介 ???????????????????????? 4 其他器件 ?????????????????????????? 5 4 控制器硬件的設(shè)計(jì) ???????????????????????? 6 交通管理方案論證 ?????????????????????? 6 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) ???????????????????????? 7 交通燈系統(tǒng)框圖 ??????????????????????? 7 交通燈控制線路圖 ??????? ??????????????? 7 系統(tǒng)工作原理 ???????????????????????? 9 5 控制器的軟件設(shè)計(jì) ????????????????????????? 9 每秒鐘的設(shè)定 ????????????????????????? 9 計(jì)數(shù)器的硬件延時(shí) ??????????????????????? 9 計(jì)數(shù)器初值計(jì)算 ???????????????????????? 9 計(jì)算公式 ?????????????????????????? 9 設(shè)置 1 秒的方法 ??????????????????????? 10 相應(yīng)代碼程序 ???????????????????????? 10 軟件延時(shí) ??????????????????????????? 11 時(shí)間及信號(hào)燈的顯示 ??????????????????????? 11 8031 并行口擴(kuò)展 ??????????????????????? 12 顯示原理 ?????????????????????????????? 12 8255 輸出信號(hào)的放大 ????????????????????? 12 8255 輸出信號(hào)與信號(hào)燈的連接 ?????????????????? 12 8255 與 8031 的連接 ?????????????????????? 13 程序設(shè)計(jì) ??????????????????????????? 13 流程圖 ??????????????????????????? 13 基于單片機(jī)的交通燈控制器的研究與設(shè)計(jì) 系統(tǒng)內(nèi)存分配和 I/O 接口使用 ?????????????????? 14 控制 器程序源代碼 ?????????????????????? 15 系統(tǒng)程序源代碼 ??????????????????????? 15 6 看門狗硬件電路設(shè)計(jì) ??????????????????????? 15 軟件看門狗 ????????????????????????? 16 硬件看門狗 ????????????????????????? 16 9 結(jié)論 ?????????????????????????????? 18 參考文獻(xiàn) ????????????????? ???????????? 19基于單片機(jī)的交通燈控制器的研究與設(shè)計(jì) 1 1 引言 信號(hào)燈的出現(xiàn)，使交通得以有效管制，對(duì)于疏導(dǎo)交通流量、提高道路通行能力，減少交通事故有明顯效果。 1968 年，聯(lián)合國《道路交通和道路標(biāo)志信號(hào)協(xié)定》對(duì)各種信號(hào)燈的含義作了規(guī)定。綠燈是通行信號(hào)，面對(duì)綠燈的車輛可以直行，左轉(zhuǎn)彎和右轉(zhuǎn)彎，除非另一種標(biāo)志禁止某一種轉(zhuǎn)向。左右轉(zhuǎn)彎車輛都必須讓合法地正在路口內(nèi)行駛的車輛和過人行橫道的行人優(yōu)先通行。紅燈是禁行信號(hào)，面對(duì)紅燈的車輛必須在交叉路口的停車線后停車。黃燈是警告信號(hào)，面對(duì)黃燈的車輛不能越過停車線，但車輛已十分接近停車線而不能安全 停車時(shí)可以進(jìn)入交叉路口。 2 單片機(jī)概述 單片機(jī)微型計(jì)算機(jī)是微型計(jì)算機(jī)的一個(gè)重要分支，也是頗具生命力的機(jī)種。單片機(jī)微型計(jì)算機(jī)簡(jiǎn)稱單片機(jī)，特別適用于控制領(lǐng)域，故又稱為微控制器。 通常，單片機(jī)由單塊集成電路芯片構(gòu)成，內(nèi)部包含有計(jì)算機(jī)的基本功能部件：中央處理器、存儲(chǔ)器和 I/O 接口電路等。因此，單片機(jī)只需要和適當(dāng)?shù)能浖巴獠吭O(shè)備相結(jié)合，便可成為一個(gè)單片機(jī)控制系統(tǒng)。 單片機(jī)經(jīng)過 3代的發(fā)展，目前單片機(jī)正朝著高性能和多品種方向發(fā)展，它們的 CPU 功能在增強(qiáng)，內(nèi)部資源在增多，引角的多功能化，以 及低電壓低功耗。 3 芯片的選擇與簡(jiǎn)介 MCS51 芯片簡(jiǎn)介 MCS51 單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu) 8051 是 MCS51 系列單片機(jī)的典型產(chǎn)品，我們以這一代表性的機(jī)型進(jìn)行系統(tǒng)的講解。 8051 單片機(jī)包含中央處理器、程序存儲(chǔ)器 (ROM)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)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，現(xiàn)在我們分別加以說明： 中央處理器 ： 中央處理器 (CPU)是整個(gè)單片機(jī)的核心部件，是 8位數(shù)據(jù)寬度的處理器，能處理 8 位二進(jìn)制數(shù)據(jù)或代碼， CPU負(fù)責(zé)控制、指揮和調(diào)度整個(gè)單元系統(tǒng)協(xié)調(diào)的工作，完成運(yùn)算和控制輸入輸出功能等操作。 基于單片機(jī)的交通燈控制器的研究與設(shè)計(jì) 2 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 (RAM) 8051 內(nèi)部有 128 個(gè) 8 位用戶數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元和 128 個(gè)專用寄存器單元，它們是統(tǒng)一編址的，專用寄存器只能用于存放控制指令數(shù)據(jù)，用戶只能訪問，而不能用于存放用戶數(shù)據(jù)，所以，用戶能使用的 RAM 只有 128 個(gè)，可存放讀寫的數(shù)據(jù)，運(yùn)算的中間結(jié)果或用戶定義的字型表。 圖 1 8051 內(nèi)部結(jié)構(gòu) 程序存儲(chǔ)器 (ROM)： 8051 共有 4096 個(gè)
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