單片機控制交通燈控制系統(tǒng)設計-基于proteus仿真(編輯修改稿)
2024-12-14 08:55 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 仿真調(diào)試過程中，程序運行正確，五個部分就同時工作，從 而實現(xiàn)了交通燈的基本功能及調(diào)時功能。系統(tǒng)的總的原理框圖如圖 21 所示。 AT89C52單片機晶 振 電 路復 位 電 路數(shù) 碼 管 顯 示 電 路紅 紅 綠 燈 電 路 圖 21 硬件設計方案 系統(tǒng)時鐘電路 晶振采用了內(nèi)部時鐘信號源的方式。對于時間要求不是很高的系統(tǒng)，只要按圖進行設計就能使系統(tǒng)可靠起振并穩(wěn)定運行。但由于圖中的 C C2 電容起著系統(tǒng)時鐘頻率微調(diào)和穩(wěn)定的作用，因此，在本系統(tǒng)的實際應用中一定要注意正確選擇參數(shù)（ 30177。 10 PF），并保證對稱性（盡可能匹配）。 圖 22 系統(tǒng)時鐘電路 系統(tǒng)復位電路 復位電路我采用上電 +按鈕復位的方式。當開關打開時， RST 通過電阻接地，當有開關閉合時由于電容的作用使電源 VCC 通過電阻施加在單片機復位端 RST 上，實現(xiàn)單片機復位。只是可惜，在進行仿真器調(diào)試過程中，該復位電路是不起作用的。具體電路如圖 241 所示。 7 圖 23 系統(tǒng)復位電路 數(shù)碼管顯示電路 數(shù)碼管工作原理 這里我們介紹 8段數(shù)碼管的工作原理。 8段數(shù)碼管又稱為 8字型數(shù)碼管，分為 8段： A、 B、 C、 D、 E、 F、 G、 DP。其中， DP為小數(shù)點。數(shù)碼管常用的有 10根管腳，每一段有一根 管腳，另外兩根管腳為一個數(shù)碼管的公共段，兩根之間相互連通。 發(fā)光二極管的發(fā)光原理，我們已經(jīng)介紹過了，同理， 8段 LED數(shù)碼管，則是在一定形狀的絕緣材料上，利用不同形狀點劃的發(fā)光二極管組合，排列成 “8” 字型的數(shù)碼管，分別引出它們的電極，點亮相應的點劃來顯示 09的數(shù)字。 從電路上，按數(shù)碼管的接法不同又分為共陰和共陽兩種。圖 251是共陰和共陽極數(shù)碼管的內(nèi)部電路，它們的發(fā)光原理是一樣的，只是它們的電源極性不同而已。 在設計時，為了系統(tǒng)圖的美觀，我們采用了四個方向共 4個 SEGmpx2cc的數(shù)碼管組，該數(shù)碼管組能夠計最大數(shù)為 99，用在這里簡單方便，省去了連線繁瑣的問題，如圖 24。 圖 24 系統(tǒng)數(shù)碼管電路 路燈指示電路 在設計路燈時，采用了發(fā)光二極管代替路燈。先介紹一下二極管，見圖 25。二極管工作 8 原理是單向?qū)ǎ粗挥姓龢O電壓高于負極電壓某特定值時才會導通，而負極電壓高于正極電壓是不導通的。如圖 25所示，設計思路大致是這樣的： ， 的引腳控制端。當 ，二極管電路導通，發(fā)光二極管亮；當 時，二極管電路截止，發(fā)光二極管不亮。舉例說明：首先設置東西方向為綠燈，圖 控制，此時由于是綠燈，要使綠燈亮， ；當東西方向為紅燈或黃燈時，綠燈滅，此時 。 圖 25 發(fā)光二極管示意圖 發(fā)光二極管是一種特殊的二極管，導通時會發(fā)光（發(fā)光二極管導通壓降一般為 ～）。此外，工作電流要滿足該二極管的工作電流。 發(fā)光二極管的正負極可以用萬用表進行判斷，把萬用表撥至二極管檔或電阻擋，用兩個表筆分別接觸二極管的兩個引出腳。若發(fā)光二極管被點亮，則與紅表筆相接 的引出腳為正極。從外觀上看，發(fā)光二極管的正極引腳的長度也比較長。 一般發(fā)光二極管與 I/O端口之間都會再連接一個電阻，其作用在于限制通過二極管的電流，從而達到減少功耗或者滿足端口對最大電流的限制。一般發(fā)光二極管的點亮電流為 5mA至 10mA。 路燈設計時采用了紅、黃、綠三種發(fā)光二級管。如圖 26所示。 圖 26 路燈設計電路 9 第 3 章 軟件系統(tǒng)設計 設計思路及關鍵技術 一個完整的交通燈相當于一個簡單的單片機系統(tǒng)，該系統(tǒng)有交通燈設置電路、單片機、顯示電路等構成。單片機是集成的 IC芯片，只需根據(jù)實際 設計要求選型。其他部分都需要根據(jù)應用要求和性能指標自行設計。首先了解實際交通燈的變化規(guī)律。假設一個十字路口為東西南北走向。初始狀態(tài) 0 為東西紅燈，南北紅燈。然后轉狀態(tài) 1 南北綠燈通車，東西紅燈。過一段時間轉狀態(tài) 2，南北綠燈閃幾次轉亮黃燈，延時幾秒，東西仍然紅燈。再轉狀態(tài) 3，東西綠燈通車，南北紅燈。過一段時間轉狀態(tài) 4，東西綠燈閃幾次轉亮黃燈，延時幾秒，南北仍然紅燈。最后循環(huán)至狀態(tài) 1。 軟件流程 系統(tǒng)總體流程圖如圖 321所示： 圖 321整體軟件設計流 程圖 交通燈的設計程序說明 這部分中定義了一些全局變量的數(shù)組和變量以及位標志，只是些定義的東西不需要畫流 10 程圖了。這部分程序如下： include define uchar unsigned char define uint unsigned int uchar num[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f}。//七段數(shù)碼管0~9 的對應電平 uchar time[4]。 //time[]={南北燈十位 ,南北燈個 位，東西燈十位，東西燈個位 } uchar t3,t2,t1,t0。 //單獨設置兩個綠燈對應
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