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基于單片機(jī)的交通燈自動(dòng)控制畢業(yè)論文-wenkub

2023-03-09 11:55:59 本頁(yè)面
 

【正文】 原理以及控制的表現(xiàn),同時(shí),論述了系統(tǒng)中交通現(xiàn)狀、交通管理、交通規(guī)則及背景信息。同時(shí)給出了軟硬件設(shè)計(jì)方法,設(shè)計(jì)過程包括硬件電路設(shè)計(jì)和程序設(shè)計(jì)兩大步驟,對(duì)在單片機(jī)應(yīng)用中可能遇到的重要設(shè)計(jì)問題都有涉足。本文對(duì)十字路口狀態(tài)預(yù)設(shè)為 ,兩 種,一種是正常狀態(tài), 另 一種是 繁忙 狀態(tài)。 關(guān)鍵詞: 自動(dòng)控制 顯示器 外部中斷 延時(shí) 方程式控制 Abstract According to the characteristics of singlechip STC10F04 and traffic lights in the actual control of the characteristics of this paper, a singlechip automatic control with traffic lights and the method of time display. At the same time, given the hardware and software design methodology, design process, including the hardware circuit design and program design two major steps in the singlechip applications that may be encountered in the design of the important issues are involved. In this paper, the default state of the crossroads for three, one is the normal state is a state of emergency, and the other is a state formula. Additional sections of busy status adjustment formula and an emergency control module Through the manual control switch button convenience A0 and A1 system in the normal state and a state of emergency, the equation between the control switch back and forth, and further improve the traffic light control system. And were red, yellow and green light to direct different binations of traffic in both directions and cutline, with LED digital tube as a countdown to the instructions, realtime control of the current time for traffic lights to LED countdown display work and to keep pace with the state of light in the to maintain safety while minimizing the increase in traffic to alternate running smoothly. This paper introduces the basic principles of control, as well as the performance of control at the same time, traffic on the system status, traffic management, traffic regulations and background information. Key words: automatic control。 control equation 目 錄 第 1 章 交通燈自動(dòng)控制 發(fā)展與趨勢(shì)……………………………… 1 第 2 章 系統(tǒng)分析…………………………………………………… 3 AT89C52 工作原理…………………………………………… 3 8 段數(shù)碼管的結(jié)構(gòu)和原理 ………………………… ………… 6 Keilc51 軟件介紹 …………………………………………… 10 proteus 軟件分析 ………………………………………… 13 第 3 章 設(shè)計(jì)方案 …………………………………………………… 16 第 4 章 系統(tǒng)實(shí)施 …………………………………………………… 17 proteus 詳細(xì)分析與設(shè)計(jì)具體操作………………………… 17 交通燈自動(dòng)控制演示…………………… …………………… 27 第 5 章 單片機(jī)開發(fā)的注意事項(xiàng) …………………………………… 29 單片機(jī)開發(fā)調(diào)試應(yīng)注意的問題……………………………… 29 單片機(jī)系統(tǒng)軟件抗干擾方法………………………………… 30 第 6 章 參考文獻(xiàn) ……………………………… …………………… 35 第 7 章 結(jié)束語(yǔ) ……………………………………………………… 36 致謝 …………………………………………………………………… 37 第 1 章 交通燈研究的背景和意義 交通是城市經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的命脈,對(duì)城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展、人民生活水平的提高起著十 分重要的作用。自 從開始使用計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)后,不管在控制硬件里取得什么樣的實(shí)際進(jìn)展,交通控制領(lǐng)域的控制邏輯方面始終沒能取得重大突破。由于缺乏能提高交通狀況、特別是缺乏擁塞網(wǎng)絡(luò)交通狀況的實(shí)時(shí)控制策略,幾乎可以說(shuō)真正成熟的控制策略仍然不存在 .智能化和集 成化是城市交通信號(hào)控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)和研究前沿,而針對(duì)交通系統(tǒng)規(guī)模復(fù)雜性特征的控制結(jié)構(gòu)和針對(duì)城市交通瓶頸問題并代表智能決策的阻塞處理則是智能交通控制優(yōu)化管理的關(guān)鍵和突破口。 2 交通燈國(guó)內(nèi)外發(fā)展概況 隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,城市現(xiàn)代化程度不斷提高,交通需求和交通量迅速增長(zhǎng),城市交通網(wǎng)絡(luò)中交通擁擠日益嚴(yán)重,道路運(yùn)輸所帶來(lái)的交通擁 堵、交通事故和環(huán)境污染等負(fù)面效應(yīng)也日益突出,逐步成為經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展中的全球性共同問題。交通是社會(huì)發(fā)展和人民生活水平提高的基本條件,經(jīng)濟(jì)的發(fā)展必然帶來(lái)出行的增加,而且在我國(guó)汽車工業(yè)正處在起步階段的時(shí)期,因此限制車輛的增加不是解決問題的好方法。智能交通系統(tǒng)是將先進(jìn)的信息技術(shù)、數(shù)據(jù)通 訊傳輸技術(shù)、電子傳感技術(shù)、電子控制技術(shù)及計(jì)算機(jī)處理技術(shù)等有效的集成運(yùn)用于整個(gè)地面交通管理系統(tǒng)而建立的一種在大范圍內(nèi)、全方位發(fā)揮作用的實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確、高效的綜合交通運(yùn)輸管理系統(tǒng)。近年來(lái),歐美日本等相繼建立了智能交通控制系統(tǒng)。如靜態(tài)多段配時(shí)控制、準(zhǔn)動(dòng)態(tài)多段配時(shí)控制、最優(yōu)控制、大系統(tǒng)遞階控制、模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制,網(wǎng)絡(luò)路由控制等。城市交通控制研究的起源比較早。從此,交通控制技術(shù)和相關(guān)的控制算法得到了發(fā)展和改善,提高了交通控制的安全性、有效性,并減少了對(duì)環(huán)境的影 響。有些研究則提出了可變相序的模糊控制方法,提高了綠燈時(shí)間的利用率,彌補(bǔ)了相序固定的缺點(diǎn),但同時(shí)也存在一些不足。 第 2 章 系統(tǒng)分析 本系統(tǒng)主要有兩部分組成: AT89C52 單片機(jī)和 8段數(shù)碼管,其中以 AT89C52 單片機(jī)的P0口來(lái)連接 8 段數(shù)碼管,實(shí)現(xiàn)紅綠燈功能,同時(shí)也以 P1 口連接交通信號(hào)燈,來(lái)實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)所需要的效果。 2) 按 時(shí)間 +開關(guān)按鈕時(shí) 。南北兩個(gè)方向的通車時(shí)間 減少 5秒。 AT89C52 是美國(guó) ATMEL 公司生產(chǎn) 的一個(gè)低功耗,高性能 CMOS 8 位單片機(jī),片內(nèi)含8k Bytes ISP(Insystem programmable)的可反復(fù)擦寫 1000 次的 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)制造,兼容標(biāo)準(zhǔn) MCS51指令系統(tǒng)及 8052 引腳結(jié)構(gòu),芯片內(nèi)集成了通用 8 位中央處理器和 ISP Flash 存儲(chǔ)單元,功能強(qiáng)大的微型計(jì)算機(jī)的 AT89C52 可為許多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高性價(jià)比的解決方案 ,適合于較多為復(fù)雜控制應(yīng)用場(chǎng)合。 兼容 MCS51 指令系統(tǒng) 2 個(gè)外部中斷源 軟件設(shè)置睡眠和喚醒功能 共 6個(gè)中斷源 ? P1 口: P1 是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的 8位雙向 I/O 口, P1的輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)(吸收或輸出電流) 4 個(gè) TTL 邏輯門電路。對(duì)端口 P2 寫“ 1”,通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平,此時(shí)可作輸入口,作輸入口使用時(shí),因?yàn)閮?nèi)部存在P 1 .01P 1 .12P 1 .23P 1 .34P 1 .45P 1 .56P 1 .67P 1 .78R X D10R S T9T X D11I N T 012I N T 113T014T115WR16X T A L 218RD17X T A L 119G N D20V C C40P 0 .039P 0 .138P 0 .237P 0 .336P 0 .534P 0 .435P 0 .633P 0 .732E A / V P P31A L E / P R O G30P S E N29P 2 .728P 2 .627P 2 .526P 2 .425P 2 .324P 2 .223P 2 .122P 2 .021 上拉電阻,某個(gè)引腳被外部信號(hào)拉低時(shí)會(huì)輸出一個(gè)電流( IIL)。 ? P3 口: P3 口是一組帶有 內(nèi)部上拉電阻的 8位雙向 I/O 口。 P3口除了作為一般的 I/O 口線外,更重要的用途是它的第二功能, 如表 41 所示。 ? ALE/PROG :當(dāng)訪問外部程序存儲(chǔ)器或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí), ALE(地址鎖存允許)輸出脈沖用于鎖存地址的低 8 位字節(jié)。 如有必要,可通過對(duì)特殊功能寄存器( SFR)區(qū)中的 8EH 單元的 D0 位置位, 可禁止 ALE 操作。在此期間,當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器,將跳過兩次 RSEN 信號(hào)。 如 EA 端為高電平(接 Vcc端), CPU 則執(zhí)行內(nèi)部程序存儲(chǔ)器中的指令。 綜合上面的描述可知, I/O 口線不能全部都當(dāng)作用戶 I/O 口線。 在此基礎(chǔ)上,我們擴(kuò)展了外部存儲(chǔ)器 DS1220Y、鍵盤顯示管理器 827 D/A轉(zhuǎn)換器 DAC0832 等。數(shù)碼管又分為共陰極和共陽(yáng)極兩種類型,其實(shí)共陰極就是將八個(gè) LED 的陰極連在一起,讓其接地,這樣給任何一個(gè) LED的另一端高電平,它便能點(diǎn)亮。一個(gè) 八段數(shù)碼管稱為一位,多個(gè)數(shù)碼管并列在一起可構(gòu)成多位數(shù)碼管,它們的段選線(即 a,b,c,d,e,f,g,dp)連在一起,而各自的公共端稱為位選線??梢钥闯鰞蓚€(gè)編碼的各位正好相反。共陽(yáng)數(shù)碼管在應(yīng)用時(shí)應(yīng)將公共極 COM 接到 +5V,當(dāng)某一字段發(fā)光二極管的陰極為低電平時(shí),相應(yīng)字段就點(diǎn)亮。當(dāng)某一字段的陽(yáng)極為低電平時(shí),相應(yīng)字段就不亮。靜態(tài)驅(qū)動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是編程簡(jiǎn)單,顯示亮度高,缺點(diǎn)是 占用 I/O端口多,如驅(qū)動(dòng) 5 個(gè)數(shù)碼管靜態(tài)顯示則需要 58 = 40根 I/O 端口來(lái)驅(qū)動(dòng),要知道一個(gè) 89S51 單片機(jī)可用的 I/O 端口才 32 個(gè)呢:),實(shí)際應(yīng)用時(shí)必須增加譯碼驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行驅(qū)動(dòng),增加了硬件電路的復(fù)雜性。 數(shù)碼管參數(shù) 8字高度: 8字上沿與下沿的距離。 長(zhǎng) *寬 *高:長(zhǎng) —— 數(shù)碼管正放時(shí),水平方向的長(zhǎng)度;寬 —— 數(shù)碼管正放時(shí),垂直方向上的長(zhǎng)度;高 —— 數(shù)碼管的厚度。 電壓:查引腳排布圖,看一下每段的 芯片數(shù)量是多少?當(dāng)紅色時(shí),使用 乘以每段的芯片串聯(lián)的個(gè)數(shù);當(dāng)綠色時(shí),使用 乘以每段的芯片串聯(lián)的個(gè)數(shù)。 另外,我們所采用的超大規(guī)模集成電路還具有級(jí)聯(lián)延時(shí)開關(guān)特性,可防止反向尖峰電壓對(duì)發(fā)光二極管的損害。 一是使用原材料芯片的選取,一是使用數(shù)碼管時(shí)采取的控制方式。 當(dāng)然以上二個(gè)條件是相輔相成的。 Keil C51 軟件分析 Keil C51 是美國(guó) Keil Software 公司出品的 51 系列兼容 單片機(jī) C語(yǔ)言軟件開發(fā)系統(tǒng),與匯編相比, C語(yǔ)言在功能上、結(jié)構(gòu)性、可讀性、可維 護(hù)性上有明顯的優(yōu)勢(shì),因而易學(xué)易用。在開發(fā)大型軟件時(shí)更能體現(xiàn)高級(jí)語(yǔ)言的優(yōu)勢(shì)。然后分別由 C51 及A51 編譯器編譯生成目標(biāo)文件 (.OBJ)。圖 27顯示 Keil μVision2 的功能結(jié)構(gòu),說(shuō)明如下: μVision2 IDE 提供項(xiàng)目管理的整合作業(yè)環(huán)境,擁有編譯、組譯、連結(jié)等,建構(gòu)項(xiàng)目的功能。 μVis
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