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基于單片機(jī)的交通燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 畢業(yè)論文(文件)

 

【正文】 ....... 1 2 系統(tǒng)設(shè)計(jì) ................................................................................................................. 1 設(shè)計(jì)方案論證 ...................................................................................................... 1 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) ..................................................................................................... 3 控制模塊 ........................................................................................................... 3 通行燈顯示模塊 ............................................................................................... 4 時(shí)間顯示模塊 ................................................................................................... 4 電源電路模塊 ................................................................................................... 4 硬件電路中器件選擇 ....................................................................................... 5 系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì) ............................................................................................... 10 主程序 ............................................................................................................. 10 定時(shí)中斷服務(wù)程序 ......................................................................................... 10 特種車 中斷服務(wù)程序 ..................................................................................... 12 算法分析 ......................................................................................................... 13 3 系統(tǒng)調(diào)試 .............................................................................................................. 13 硬件調(diào)試 ............................................................................................................ 14 靜態(tài)檢查 ......................................................................................................... 14 通電檢查 ......................................................................................................... 14 軟件調(diào)試及軟硬件聯(lián)調(diào) ................................................................................... 14 仿真器選擇 ..................................................................................................... 14 仿真過(guò)程 ......................................................................................................... 15 通行燈輸出調(diào)試 ............................................................................................. 16 時(shí)間顯示模塊調(diào)試 ......................................................................................... 17 特種車中斷程序調(diào)試 ..................................................................................... 17 脫機(jī)調(diào)試 ......................................................................................................... 17 實(shí)驗(yàn)結(jié)果 ......................................................................................................... 18 4 結(jié) 束 語(yǔ) ............................................................................................................... 18 參考文獻(xiàn) .................................................................................................................. 19 致 謝 ...................................................................................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。資料顯示, 對(duì)日本東京 268個(gè)主要交叉路口的調(diào)查估計(jì)表明 : 每年在交叉路口 的 時(shí)間延誤 , 折成經(jīng)濟(jì)報(bào)失為 20億美元 ;而在我國(guó) 北京市 , 當(dāng)早晚交通高峰時(shí) , 交叉路口處的排隊(duì)長(zhǎng)度竟達(dá) 1000多米 , 有的阻車車隊(duì)從一個(gè)交叉 路 口延伸到另一個(gè)交叉 路口 , 這時(shí)一輛車為通過(guò)一交叉路口,往往需要半個(gè)小時(shí)以上 , 時(shí)間損失 相當(dāng)可觀。 城市交通控制系統(tǒng)是用于城市交通數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè) 、 交通信號(hào)燈控制與交通疏導(dǎo)的計(jì)算機(jī)綜合管理系統(tǒng) , 它是現(xiàn)代城市交通監(jiān)控指揮系統(tǒng)中最重要的組成部分 。 利用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)交通信號(hào)燈的實(shí)時(shí)控制 , 只要采用一塊單片機(jī),加上簡(jiǎn)單的 接口與驅(qū)動(dòng)放大電路,即可 實(shí)現(xiàn) ,具有成本低 , 可靠性高的特點(diǎn) 。 設(shè)計(jì)交通燈控制系統(tǒng)硬件電路與軟件控制程序,對(duì)硬件電路與軟件程序分別進(jìn)行調(diào)試,并進(jìn)行軟硬件聯(lián)調(diào),要求獲 得調(diào)試成功的實(shí)物。 上 電 復(fù) 位串 口 通 信自 動(dòng) / 手 動(dòng) 鍵 盤南 北 通 行 燈 ( 2 組 )東 西 通 行 燈 ( 2 組 )3 位 L E D 顯 示 ( 4 組 )列 掃 描 驅(qū) 動(dòng)P 1 口P 2 口P 0 口A T 8 9 S 5 2P 3 口P 3 . 7 圖 21 方案一: 采用 LED 動(dòng)態(tài)掃描的交通燈控制系統(tǒng) 方案二:采用 AT89C2051 單片機(jī)作為控制器,通行倒計(jì)時(shí)顯示采用 1616 點(diǎn)陣 LED 發(fā)光管,左拐、右拐、直行及行人 4 種通行指示也采用 1616 點(diǎn)陣雙色 LED發(fā)光管。 三種方案 的特點(diǎn)比較如下: 方案 一 具有電路簡(jiǎn)單,設(shè)計(jì)方便,顯示亮度高,耗電較少,可靠性高等特點(diǎn) ; 方案 二 的圖案顯示逼真,單片機(jī)占用端口資源少,缺點(diǎn) 3 是需要大量的硬件,電路復(fù)雜,耗電量大,不太適合于模型制作 ; 方案 三 設(shè)計(jì)占用單片機(jī)的端口最少,硬件也少,耗電也最少;雖然顯示圖案也很精美,但由于亮度太暗,晚上還得開(kāi)背光燈,不夠?qū)嵱谩?系統(tǒng)由控制模塊、通行燈顯示模塊、時(shí)間顯示模塊、電源模塊四部分組成。 圖 24 控制模塊原理圖 AT89S52 的 P1 口用于控制南北通行燈, P2 口用于控制東西通行燈, P0 口用于3 位 LED 顯示 器的 段碼 控制, ~ 口 用于 3 位 LED 顯示器的位碼控制, 手動(dòng) /自動(dòng)轉(zhuǎn)換采用 扳 鍵。 E A / V P31X119X218R E S E T9RD17WR16I N T 012I N T 113T014T115P 1 01P 1 12P 1 23P 1 34P 1 45P 1 56P 1 67P 1 78P 0 039P 0 138P 0 237P 0 336P 0 435P 0 534P 0 633P 0 732P 2 021P 2 122P 2 223P 2 324P 2 425P 2 526P 2 627P 2 728P S E N29A L E / P30T X D11R X D10U5A T 8 9 S 5 2C43 0 P F Y21 2 M H ZS3S2C53 0 P FR 2 910KP 3 . 2P 3 . 0P 3 . 1C12 0 u F+ 5 VS1R 3 15 1 0Ω+ 5 VR 3 25 1 0ΩV C CG N DA T 8 9 S 5 2+ 5 V+ 5 V4020 4 通行燈顯示模塊 通行燈顯示模塊如圖 25 所示。由于通行時(shí) 南北雙向指示牌相同 ,東西 雙向指示牌相同 , 因此每個(gè)端口應(yīng)具有 12mA 的吸收電流能力 , 在單片機(jī)的輸出口 接 驅(qū)動(dòng)電路 74HC244,以保護(hù)單片機(jī)的輸出端口。由于單片機(jī)每個(gè)段碼輸出口需吸收 48mA 電流,因此在電路設(shè)計(jì)中也使用了驅(qū)動(dòng)集成塊 74HC244。這個(gè)系列單片機(jī)最吸引人的特點(diǎn)就是在片內(nèi)含有 FLASH 存儲(chǔ)器, 不需要再外擴(kuò)存儲(chǔ)器, 與 80C51 插座兼容,由于這些優(yōu)點(diǎn),使它有著十分廣泛的用途,特別是在便攜式和需要特殊信息保存的儀器和系統(tǒng)中顯得更為有用。引腳如圖 28 所示。 P1 口: 8 位、準(zhǔn)雙向 I/O 口,具有內(nèi)部上拉電阻。 P1 口可驅(qū)動(dòng) 4 個(gè) TTL 負(fù)載。 P2 口可驅(qū)動(dòng) 4 個(gè) TTL 負(fù)載。 b) 控制信號(hào)線 RST:復(fù)位輸入信號(hào),高電平有效。 PSEN :片外程序存儲(chǔ)器讀選通信號(hào),低電平有效。 使用片內(nèi)振蕩器時(shí),連接外部石英晶體和微調(diào)電容。 74HC244芯片的引腳排列 與內(nèi)部結(jié)構(gòu)分別如圖 29( a) ( b)。 C. LM 7805 LM7805 的外 形如圖 210 所示。 LED 數(shù)碼管根據(jù) LED 的接法不同分為共陰和共陽(yáng)兩類 , 圖 211 (b)是共陽(yáng)極數(shù)碼管的內(nèi)部電路,將 八 只 LED 的陽(yáng)極連在一起 , 其中 a~g 為 7 個(gè)筆畫的驅(qū)動(dòng)端; dp 為小數(shù)點(diǎn)驅(qū)動(dòng)端; COM 為公共引腳。 有 3 根 引出線, 圓形 和 長(zhǎng)方形 兩種封裝 。 其中 1 腳為發(fā)射極, 2 腳為基極, 3 腳為集電極。 主程序 主程序主要負(fù)責(zé)總體程序管理功能,包括初始化部分與人機(jī)交互設(shè)定部分。由于子程序調(diào)用較多,因此初始化時(shí)堆棧指針設(shè)于 80H 處。南北向通行時(shí)間為 1min( 60S) ,各路右拐比直行滯后 10S 開(kāi)放。東西向通行時(shí)間為 1min( 60S) ,各路右拐比直行滯后 10S 開(kāi)放。它的原理是,將按不同規(guī)則通行時(shí)的各路口的紅綠燈亮滅情況轉(zhuǎn)換為單片機(jī)端口控制碼。控制碼分為 5 個(gè)時(shí)間段: 120~ 110S、 110~ 70S、 70~ 60S、 60~ 10S、 10~ 0S。 算法分析 /計(jì) 數(shù)器 本設(shè)計(jì)涉及到 120~
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