單片機(jī)控制交通燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)-基于proteus仿真(編輯修改稿)
2024-12-14 08:55 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 仿真調(diào)試過(guò)程中，程序運(yùn)行正確，五個(gè)部分就同時(shí)工作，從 而實(shí)現(xiàn)了交通燈的基本功能及調(diào)時(shí)功能。系統(tǒng)的總的原理框圖如圖 21 所示。 AT89C52單片機(jī)晶 振 電 路復(fù) 位 電 路數(shù) 碼 管 顯 示 電 路紅 紅 綠 燈 電 路 圖 21 硬件設(shè)計(jì)方案 系統(tǒng)時(shí)鐘電路 晶振采用了內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)源的方式。對(duì)于時(shí)間要求不是很高的系統(tǒng)，只要按圖進(jìn)行設(shè)計(jì)就能使系統(tǒng)可靠起振并穩(wěn)定運(yùn)行。但由于圖中的 C C2 電容起著系統(tǒng)時(shí)鐘頻率微調(diào)和穩(wěn)定的作用，因此，在本系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用中一定要注意正確選擇參數(shù)（ 30177。 10 PF），并保證對(duì)稱性（盡可能匹配）。 圖 22 系統(tǒng)時(shí)鐘電路 系統(tǒng)復(fù)位電路 復(fù)位電路我采用上電 +按鈕復(fù)位的方式。當(dāng)開(kāi)關(guān)打開(kāi)時(shí)， RST 通過(guò)電阻接地，當(dāng)有開(kāi)關(guān)閉合時(shí)由于電容的作用使電源 VCC 通過(guò)電阻施加在單片機(jī)復(fù)位端 RST 上，實(shí)現(xiàn)單片機(jī)復(fù)位。只是可惜，在進(jìn)行仿真器調(diào)試過(guò)程中，該復(fù)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(fù)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(diǎn)。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(gè)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(guò)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(diǎn)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(diǎn)亮相應(yīng)的點(diǎn)劃來(lái)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(yáng)兩種。圖 251是共陰和共陽(yáng)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(shè)計(jì)時(shí)，為了系統(tǒng)圖的美觀，我們采用了四個(gè)方向共 4個(gè) SEGmpx2cc的數(shù)碼管組，該數(shù)碼管組能夠計(jì)最大數(shù)為 99，用在這里簡(jiǎn)單方便，省去了連線繁瑣的問(wèn)題，如圖 24。 圖 24 系統(tǒng)數(shù)碼管電路 路燈指示電路 在設(shè)計(jì)路燈時(shí)，采用了發(fā)光二極管代替路燈。先介紹一下二極管，見(jiàn)圖 25。二極管工作 8 原理是單向?qū)?，即只有正極電壓高于負(fù)極電壓某特定值時(shí)才會(huì)導(dǎo)通，而負(fù)極電壓高于正極電壓是不導(dǎo)通的。如圖 25所示，設(shè)計(jì)思路大致是這樣的： ， 的引腳控制端。當(dāng) ，二極管電路導(dǎo)通，發(fā)光二極管亮；當(dāng) 時(shí)，二極管電路截止，發(fā)光二極管不亮。舉例說(shuō)明：首先設(shè)置東西方向?yàn)榫G燈，圖 控制，此時(shí)由于是綠燈，要使綠燈亮， ；當(dāng)東西方向?yàn)榧t燈或黃燈時(shí)，綠燈滅，此時(shí) 。 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(dǎo)通時(shí)會(huì)發(fā)光（發(fā)光二極管導(dǎo)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(fù)極可以用萬(wàn)用表進(jìn)行判斷，把萬(wàn)用表?yè)苤炼O管檔或電阻擋，用兩個(gè)表筆分別接觸二極管的兩個(gè)引出腳。若發(fā)光二極管被點(diǎn)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(zhǎng)度也比較長(zhǎng)。 一般發(fā)光二極管與 I/O端口之間都會(huì)再連接一個(gè)電阻，其作用在于限制通過(guò)二極管的電流，從而達(dá)到減少功耗或者滿足端口對(duì)最大電流的限制。一般發(fā)光二極管的點(diǎn)亮電流為 5mA至 10mA。 路燈設(shè)計(jì)時(shí)采用了紅、黃、綠三種發(fā)光二級(jí)管。如圖 26所示。 圖 26 路燈設(shè)計(jì)電路 9 第 3 章 軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)思路及關(guān)鍵技術(shù) 一個(gè)完整的交通燈相當(dāng)于一個(gè)簡(jiǎn)單的單片機(jī)系統(tǒng)，該系統(tǒng)有交通燈設(shè)置電路、單片機(jī)、顯示電路等構(gòu)成。單片機(jī)是集成的 IC芯片，只需根據(jù)實(shí)際 設(shè)計(jì)要求選型。其他部分都需要根據(jù)應(yīng)用要求和性能指標(biāo)自行設(shè)計(jì)。首先了解實(shí)際交通燈的變化規(guī)律。假設(shè)一個(gè)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(zhuǎn)狀態(tài) 1 南北綠燈通車(chē)，東西紅燈。過(guò)一段時(shí)間轉(zhuǎn)狀態(tài) 2，南北綠燈閃幾次轉(zhuǎn)亮黃燈，延時(shí)幾秒，東西仍然紅燈。再轉(zhuǎn)狀態(tài) 3，東西綠燈通車(chē)，南北紅燈。過(guò)一段時(shí)間轉(zhuǎn)狀態(tài) 4，東西綠燈閃幾次轉(zhuǎn)亮黃燈，延時(shí)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(shè)計(jì)流 程圖 交通燈的設(shè)計(jì)程序說(shuō)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(biāo)志，只是些定義的東西不需要畫(huà)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(duì)應(yīng)電平 uchar time[4]。 //time[]={南北燈十位 ,南北燈個(gè) 位，東西燈十位，東西燈個(gè)位 } uchar t3,t2,t1,t0。 //單獨(dú)設(shè)置兩個(gè)綠燈對(duì)應(yīng)
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