【正文】 ............................................................................................................ 21 源程序： ..................................................................................................................................... 22 交通燈控制系統(tǒng)模擬設(shè)計 1 課程設(shè)計 任務(wù)書 學生姓名： XXX 專業(yè)班級： 物流 工程卓越 1001 指導(dǎo)教師： 朱宏輝 工作單位： 物流工程 題 目 : 交通燈控制系統(tǒng)模擬設(shè)計 初始條件： 1. 熟悉背景資料和任務(wù) ： 熟悉給定的背景資料和數(shù)據(jù)，明確系統(tǒng)設(shè)計的任務(wù)要求；擬訂設(shè)計計劃和初步方案。本系統(tǒng)實用性強、操作簡單、擴展功能強。因此，單片機只需要和適當?shù)能浖巴獠吭O(shè)備相結(jié)合，便可成為一個單片機控制系統(tǒng)。1914 年及稍晚一些時候，美國的克利夫蘭、紐約和芝加哥才重新出現(xiàn)了交通信號燈，它們采用電力驅(qū)動，與現(xiàn)在意義上的信號燈已經(jīng)相差無幾。傳統(tǒng)的城市道路交通控制指的是區(qū)域交叉口信號燈控制，而城市交通的區(qū)域協(xié)調(diào)控制，是在整個城市范圍內(nèi)對交通進行控制，這無論是從理論角度還是實踐角度，都是一個極其復(fù)雜的大系統(tǒng)控制問題。 1858 年，在英國倫敦主要街頭安裝了以燃煤氣為光源的紅，藍兩色的機械扳手式信號燈，用以指揮馬車通行。 1869 年 1月 2 日，煤氣燈爆炸，使警察受傷，遂被取消。帶控制的紅綠燈，一種是把壓力探測器安在地下，車輛一接近紅燈便變?yōu)榫G燈；另一種是用擴音器來啟動紅綠燈，司機遇紅燈時按一下嗽叭，就使紅燈變?yōu)榫G燈。 1968 年，聯(lián)合國《道路交通和道路標志信號協(xié)定》對各種信號燈的含義作了規(guī)定。黃燈是警告信號，面對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可以進入交叉路口。系統(tǒng)除基本的交通功能外，還具有倒計時，時間設(shè)置。 程序開始運行先南北段通行、東西段禁止 60s，后東西段通行、南北段禁止 60s，依此循環(huán)。 繁忙模式：南北段、東西段的通行時間改為 45s，其中左拐的時間改為 15s，其它與正常模式類似。 狀態(tài)燈顯示的理論分析：黃燈閃爍同樣可以利用定時器中斷。系統(tǒng)硬件框圖如下圖 21： 圖 21 硬件框圖 該系統(tǒng)主控芯片單片機采用 AT89C51，它內(nèi)部具有 128 個 8位用戶數(shù)據(jù)存儲單元和128 個專用寄存器單元，兩個 16 位的可編程定時 /計數(shù)器，以實現(xiàn)定時或計數(shù)產(chǎn)生中斷用于控制程序轉(zhuǎn)向，可以滿足該控制程序系統(tǒng)的設(shè)計要求。 法案二：完全采用點陣式 LED 顯示。它屬于電流控制型 半導(dǎo)體器件 ，使用時需串接合適的限流電阻。該器件采用 ATMEL 高密度非易失存儲器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標準的 MCS51指令集和輸出管腳 相兼容。 AT89S51 共有 5個中斷源，其中又 2 個外部中斷源和 3 個內(nèi)部中斷源。 P0 口： P0口是一組 8 位雙向 I／ 0口。 當振蕩器工作時， RST 引腳 出現(xiàn)兩個機器周期以上高電平將使單片機復(fù)位。 ALE／ PROG———— ：當訪問外部程序存儲器或數(shù)據(jù)存儲器時， 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。 PSEN———— 程序儲存允許（ PSEN———— ）輸出是外部程序存儲器的讀選通信號，當 AT89S51 交通燈控制系統(tǒng)模擬設(shè)計 11 由外部程序存儲器取指令（或數(shù)據(jù)）時，每個機器周期兩次 PSEN————有效，即輸出兩個脈沖。欲使 CPU 僅訪問外部程序存儲器（地址為 0000H－FFFFH）， EA 端必須保持低電平（接地）。 如圖 32 所示。具體數(shù)值可以由 RC 電路計算出時間 常數(shù)。 RERST 引腳的高電平只要能保持足夠的時間（ 2個機器周期），單片機就可以進行復(fù)位操作。 本設(shè)計的復(fù)位電路，如圖 32所示 圖 32 復(fù)位電路圖 單片機系統(tǒng)里都有晶振，在單片機系統(tǒng)里晶振作用非常大，全稱叫晶體振蕩器，它結(jié)合單片機內(nèi)部電路產(chǎn)生單片機所需的時鐘頻率，單片機晶振提供的時鐘頻率越高，那么單片機運行速度就越快，單片機的一切指令的執(zhí)行都是建立在單片機晶振提供的時鐘頻率。振蕩器的頻率主要取決于晶體的振蕩頻率。一般要求外部信號高電平的持續(xù)時間大于 20μ s，且為頻率低于 12MHz 的方波。通過七段發(fā)光二極管的不同組合，可以顯示多種數(shù)字、字母或者其他符號。使用時公共陽極接 +5V。 交通燈控制系統(tǒng)模擬設(shè)計 14 圖 33 LED引腳圖及兩種連接方法 此設(shè)計用共陰級的 2位數(shù)碼管，如圖 34所示： 圖 34 二位數(shù)碼管 經(jīng)過萬用表測定，此設(shè)計所用的數(shù)碼管的引腳圖，如下圖 35 所示： 圖 35 實物數(shù)碼管引腳圖 交通燈控制系統(tǒng)模擬設(shè)計 15 LED 顯示分為動態(tài)顯示和靜態(tài)顯示 （ 1）靜態(tài)顯示，是指顯示器顯示某一字符時，相應(yīng)段的發(fā)光二極管恒定地導(dǎo)通或截止。對于多位 LED 顯示器的接口電路來說，需要有兩個輸出口：各位數(shù)碼管的段控線相應(yīng)并聯(lián)在一起，由一個 8位的 I/O口控制，還學要一個輸出口輸出位控制信號，“位控”實際上就是對 LED 顯示器的公共端進行控制，位控信號的數(shù)目與顯示器個數(shù)相同。 本設(shè)計采用兩個二位一體共陰數(shù)碼管，不管將幾位數(shù)碼管連在一起，數(shù)碼管的顯示原理都是一樣的，用 P0 口來控制 LED 數(shù)碼管的段控線和和利用 P2 口控制位控線，動態(tài)顯示采用動態(tài)掃描的方法進行顯示及循環(huán)點亮每一個數(shù)碼管，雖然任何時刻都只有一位數(shù)碼管被點亮，但由于人眼存在暫留效應(yīng)，只要每位數(shù)碼管間隔時間足夠短，就可以給人以同時顯示的感覺。不同的 半導(dǎo)體材料 中電子和空穴所處的能量狀態(tài)不同。它的正向 伏安特性曲線 很陡，使用時必須串聯(lián)限流 電阻 以控制通過管子的 電流 。 按鍵圖如 37 所示： 圖 37 按鍵模塊 這里用到了二極管做開關(guān)，是為了防止有一按鍵被按下 3 根線同時被低， 中斷無效。以前計算機的系統(tǒng)軟件主要用匯編語言編寫，單片機應(yīng)用系統(tǒng)更是如此。 Keil uVision4 介紹 本課題采用 Keil uVision4 軟件開發(fā)系統(tǒng)， Keil uVision4 是美國 Keil Software公司出品的 51 系列兼容單片機 C 語言軟件開發(fā)系統(tǒng)。 uVision4 提供邏輯分析器，可監(jiān)控基于 MCU 的 I/O 引腳和外設(shè)狀態(tài)變化下的程序變量。 本設(shè)計是一款的多功能交通 燈，采用 AT89C51 單片機為核心， 2 位 LED 數(shù)碼管顯示，本設(shè)計采用模塊化的設(shè)計方法，硬件設(shè)計包括單片機模塊、顯示模塊、發(fā)光二極管模塊、相關(guān)控制模塊等的模塊化設(shè)計與制作；整個設(shè)計過程是硬件和軟件相結(jié)合的，并采用 C語言編寫實現(xiàn)。當然，通過幾次反復(fù)調(diào)試過程，使得我對匯編指令有了更深刻的理解。 （ 4）學會了利用 Keil uVision4對 C語言進行編譯過程 .更進一步加深了對 PROTEUS軟件的學習。就這，還沒做的很理想，還有好些功能可以加上去，像通過測流量來自動調(diào)整通行時間，加個監(jiān)控電路，看門狗電路等。同時我也懂得，在整個設(shè)計過程中，生活中也一樣，一定要意志堅定，克服自己的畏難情緒 ,這樣才能將事情做好，才能干出一番成就。 //E_LED2 控制位 sbit W_LED1=P2^0。 //S_LED2 控制位 sbit N_LED1=P2^2。 //E2_LED 黃燈 sbit E3_LED=P1^1。 //W2_LED 黃燈 交通燈控制系統(tǒng)模擬設(shè)計 23 sbit W3_LED=P1^1。 //N2_LED 黃燈 sbit N3_LED=P1^5。//S2_LED 黃燈 sbit S3_LED=P1^5。 //交通繁忙指示燈 sbit SPE_LED=P2^5。 //交通繁忙按鍵 sbit SPE_BUTTON=P3^6。 //東西方 向倒計時單元 char T_SN。 //1~~~~9 段選碼 /**********************延時子程序 ************************/ void Delay(uchar a) { uchar i。 h=T_EW/10。 W_LED2=1。 P0=table[h]。 E_LED1=0。 P0=table[l]。 S_LED2=0。 N_LED1=1。 } /**********************外部 0 中斷服務(wù)程序 ************************/ void EXINT0(void)interrupt 0 using 1 { if(NOM_BUTTON==0) //測試按鍵是否按下，按下為正常狀態(tài) { EW1=60。 BUSY_LED=0。 SN1=20。 //關(guān)正常信號燈 SPE_LED=0。 EWL1=0。 NOM_LED=0。 } } /**********************T0 中斷服務(wù)程序 *******************/ void timer0(void)interrupt 1 using 1 { static uchar count。 if(count==10) { if(Flag_S2_LED==0) //測試南北黃燈標志位 {S2_LED=~S2_LED。 if(Flag_S2_LED==0) //測試南北黃燈標志位 {S2_LED=~S2_LED。 BUSY_LED=0。 //定時器工作于方式 1 TH0=(6553650000)/256。 //開定時中斷 EX0=1。 T_SN=SN。 //SN 開黃燈信號位 E1_LED=0。 //SN 關(guān)黃燈顯示信號 T_SN=SNL。//SN 左拐綠燈亮， EW 紅燈 Display()。 Display()。 SNL=SNL1。 while(T_EW=5) { P1=0x7d。//EW 黃燈亮，等待左拐信號， SN 紅燈 N1_LED=0。 E1_LED=1。 } /*******S7 狀態(tài) **********/ while(T_EW=0) { Flag_E2_LED=0。 } /***********賦值 **********/ EW=EW1。 } }