【導(dǎo)讀】畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）交通燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與模擬論文。華北水利水電學(xué)院。專業(yè)測(cè)控技術(shù)與儀器。指導(dǎo)教師運(yùn)紅利宋小娜。設(shè)計(jì)期限2021年2月16日開始。2021年5月10日結(jié)束。一畢業(yè)論文的目的與意義。顯著提高技術(shù)日趨完善由于單片機(jī)具有體積小重量輕價(jià)格便宜功耗低控制功能。泛的應(yīng)用本設(shè)計(jì)利用單片機(jī)及其附加電子器件實(shí)現(xiàn)某一實(shí)際功能檢驗(yàn)并提高同。片機(jī)和微機(jī)原理等課程知識(shí)的實(shí)際應(yīng)用能力也為同類產(chǎn)品的進(jìn)一步發(fā)展奠定理。根據(jù)給定的任務(wù)要求選擇合適的單片機(jī)和其它電子元件進(jìn)行系統(tǒng)硬件電路。制定交通燈控制系統(tǒng)需要完成功能并根據(jù)此來制定設(shè)計(jì)方案根據(jù)設(shè)計(jì)方案。4數(shù)碼管來顯示倒計(jì)時(shí)時(shí)間顯示的功能。畢業(yè)設(shè)計(jì)輸送機(jī)要符合生產(chǎn)要求能基本滿足功能要求在論文內(nèi)容中要求以。道路交通堵塞問題日趨嚴(yán)重致使交通事故逐年增加如何對(duì)交通進(jìn)行合理的管理。1正常時(shí)段南北通行情況。于綠燈狀態(tài)南北路口處于紅燈狀態(tài)。其控制原理同東西通行狀態(tài)但倒計(jì)時(shí)停止。為了應(yīng)付通行的突發(fā)狀況本設(shè)計(jì)

　　

【正文】 前交通情況 LCALL LIGHT SJMP ALLYELLOW NEXT LJMP CHECKRULE ALLYELLOW JB ALLGONEXT 判斷是否全部通行 CLR TR0 停止計(jì)時(shí) CLR NR 全部通行 SETB NY CLR NG CLR ER SETB EY CLR EG ALLYELLOWWAIT LCALL FEEDDOG 等待恢復(fù)并檢測(cè)是否有全部禁行南北通行東西通行等信號(hào) JB ALLGOALLYELLOWBACK JB ALLSTOPNSC 全部禁行 SETB NR CLR NY CLR NG SETB ER CLR EY CLR EG WAITA LCALL FEEDDOG 等待恢復(fù)全部通行 JB ALLSTOPBACKA SJMP WAITA BACKA CLR NR 恢復(fù)全部通行 SETB NY CLR NG CLR ER SETB EY CLR EG NSC JB NSTHROUGHEWC 南北通行 CLR NR CLR NY SETB NG SETB ER CLR EY CLR EG WAITN LCALL FEEDDOG 等待恢復(fù)全部通行 JB NSTHROUGHBACKN SJMP WAITN BACKN CLR NR 恢復(fù)全部通行 SETB NY CLR NG CLR ER SETB EY CLR EG EWC JB EWTHROUGHALLYELLOWWAIT 東西通行 SETB NR CLR NY CLR NG CLR ER CLR EY SETB EG WAITE LCALL FEEDDOG 等待恢復(fù)全部通行 JB EWTHROUGHBACKE SJMP WAITE BACKE CLR NR 恢復(fù)全部通行 SETB NY CLR NG CLR ER SETB EY CLR EG LJMP ALLYELLOWWAIT ALLYELLOWBACK SETB TR0 恢復(fù)以前的交通情況 LCALL LIGHT CHECKRULE LJMP SETPEAK SETPEAK JNB PEAKorNORMLOADPEAK MOV NSPUTNSNORM 正常時(shí)段 MOV EWPUTEWNORM LJMP LOOP LOADPEAK MOV NSPUTNSPEAK 高峰時(shí)段 MOV EWPUTEWPEAK LJMP LOOP 循環(huán)的具體流程是首先調(diào)用喂狗程序看門狗程序作為單獨(dú)一塊之后介紹然后檢測(cè)是否重新設(shè)定了是否重新設(shè)定了時(shí)間及檢查復(fù)位按鈕是否按下如果按下的話重新調(diào)用主程序的 REMAIN 函數(shù)重新開始計(jì)時(shí) 之后進(jìn)行倒計(jì)時(shí) 1 秒檢測(cè)倒計(jì)時(shí) 1S 程序在之后也作為單獨(dú)一個(gè)板塊進(jìn)行介紹在檢測(cè)到 1s后顯示寄存器的數(shù)值減一如果顯示寄存器里的數(shù)值減為 2s時(shí)顯示黃燈當(dāng)檢測(cè)到數(shù)碼管的顯示數(shù)值減為 0 時(shí)使得方向求反并調(diào)用信號(hào)燈顯示程 序和倒計(jì)時(shí)顯示程序這時(shí)調(diào)用 RELOAD程序重載倒計(jì)時(shí)緩存如果未檢測(cè)到 1s程序則直接檢查鍵盤的其他按鍵的其它情況 當(dāng)掃描到全部禁行按鍵按下時(shí)使得南北東西紅燈都亮并且倒計(jì)時(shí)停止并且等待恢復(fù)當(dāng)按鍵恢復(fù)時(shí)計(jì)時(shí)恢復(fù)交通燈信號(hào)顯示原來的狀態(tài) 當(dāng)掃描到南北通行按鍵按下時(shí)使得南北綠燈亮東西紅燈亮并且倒計(jì)時(shí)停止并且等待恢復(fù)當(dāng)按鍵恢復(fù)時(shí)計(jì)時(shí)恢復(fù)交通燈信號(hào)顯示原來的狀態(tài) 當(dāng)掃描到東西通行按鍵按下時(shí)使得東西綠燈亮南北紅燈亮并且倒計(jì)時(shí)停止并且等待恢復(fù)當(dāng)按鍵恢復(fù)時(shí)計(jì)時(shí)恢復(fù)交通燈信號(hào)顯示原來的狀態(tài) 當(dāng)掃描到全通狀態(tài)時(shí)使得南北東西黃燈亮并 且倒計(jì)時(shí)停止并且等待恢復(fù)當(dāng)按鍵恢復(fù)時(shí)計(jì)時(shí)恢復(fù)交通燈信號(hào)顯示原來的狀態(tài) 另外在全部通行的狀態(tài)下按下全禁東西通南北通行按鈕中的一個(gè)按鈕時(shí)系統(tǒng)轉(zhuǎn)到相應(yīng)的程序流程內(nèi)當(dāng)取消按下時(shí)系統(tǒng)又能恢復(fù)到原來的全通狀態(tài) 當(dāng)檢測(cè)到高峰時(shí)段按鍵按下時(shí)則在輸入緩存中輸入的是高峰時(shí)段的數(shù)值如果沒有則輸入的還是正常時(shí)段的數(shù)值 在循環(huán)程序中程序不斷掃描鍵盤的狀態(tài)當(dāng)相應(yīng)的按鍵按下后便執(zhí)行相應(yīng)的程序其具體流程如流程圖如圖 512 所示 543 中斷程序 5431 定時(shí)器 1s 中斷 在交通燈的時(shí)間顯示中設(shè)定一個(gè)時(shí)間初值每秒減 1直到減為 0然后跳轉(zhuǎn)所以在系統(tǒng)中 要實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的 1s定時(shí)延時(shí)方法可以有兩種一種是利用 MCS51內(nèi)部定時(shí)器才生溢出中斷來確定 1 秒的時(shí)間另一種是采用軟延時(shí)的方法本系統(tǒng)采用前一種方法其優(yōu)勢(shì)是延時(shí)時(shí)間精確不易發(fā)生時(shí)間累加導(dǎo)致故障從而引起死機(jī)采用AT89S51 內(nèi)部的定時(shí)計(jì)數(shù)器 T0 具體方案設(shè)計(jì)如下 1 延時(shí)時(shí)間的設(shè)計(jì) 1 定時(shí)器初值的計(jì)算 定時(shí)器工作時(shí)必須給計(jì)數(shù)器初值這個(gè)初值是送到 TH和 TL上的它是以加法計(jì)數(shù)的它是以加法計(jì)數(shù)的并能從全 1到全 0時(shí)自動(dòng)產(chǎn)生溢出中斷請(qǐng)求因此可以把計(jì)數(shù)器記滿為零所需的計(jì)數(shù)值設(shè)定為 C和計(jì)數(shù)初值設(shè)定為 TC 可得到如下計(jì)算通式 TC MC 公式中 M為計(jì)數(shù)器總值且在方式 1時(shí) M為 216在方式 0 時(shí) M的值為 213在方式 2 和 3 為 28 由此可知當(dāng)工作于方式 1 時(shí)定時(shí)時(shí)間最長(zhǎng)是以將定時(shí)器工作于方式 1 即 M 216 65536 同時(shí)設(shè)定單片機(jī)的主脈沖頻率 f 6MHZ 定時(shí)器時(shí)間計(jì)算公式為 T 216 – 計(jì)數(shù)初值 晶振周期 12 如果晶振頻率 6MHZ 則最大設(shè)定時(shí)間為 T 216 – 0 16 106 12 131072μ s≈ 131ms 其最大定時(shí)時(shí)間為 131ms 離 1s 還差很遠(yuǎn)因此把秒計(jì)時(shí)用軟件和硬件相結(jié)合的辦法實(shí)現(xiàn) 2 軟件計(jì)時(shí) 1s 的方 法 在主程序中設(shè)定一個(gè)初值為 10 的軟件計(jì)數(shù)器和使 T0 定時(shí) 100ms 這樣每當(dāng)T0 到 100ms 時(shí) CPU 就響應(yīng)它的一處中斷請(qǐng)求進(jìn)入它的中斷服務(wù)程序在中斷服務(wù)子程序中 CPU先使軟件計(jì)數(shù)器減 1然后判斷它是否為零若為零表示 1秒已到可以返回到輸出時(shí)間顯示程序 其流程圖如圖所示 圖 513 定時(shí)主程序流程圖 圖 514 定時(shí)器 T0 重點(diǎn)服務(wù)流程圖 3 相應(yīng)程序代碼 1 主程序 定時(shí)器需定時(shí) 100 毫秒故Ｔ０工作于方式１ 初值 ＴＣ＝Ｍ－Ｔ／ T 計(jì)數(shù) ＝２１６ － 100ms2us 15536 3CBOH MAIN MOV NSNORM28H 主程序開始各方向寄存器賦初值 MOV EWNORM14H MOV NSPEAK1EH MOV EWPEAK0AH REMAIN MOV COUNTER0AH 設(shè)置計(jì)數(shù) 1 秒的循環(huán)次數(shù)為 10 SETB DIRECTION 設(shè)置通車方向標(biāo)志默認(rèn)從南北方向開始 CLR DISPLAYYELLOW 設(shè)定各個(gè)標(biāo)志寄存器的初值 CLR ONESECOND CLR SETNEW JNB PEAKorNORMPEAKINPUT MOV NSPUTNSNORM MOV EWPUTEWNORM SJMP DISPLAYNUMPUT PEAKINPUT MOV NSPUTNSPEAK MOV EWPUTEWPEAK DISPLAYNUMPUT MOV DISPLAYNUMNSPUT 設(shè)置倒計(jì)時(shí)初值 MOV SP5FH 設(shè)置堆棧內(nèi)第一個(gè)數(shù)位置為 60H MOV TMOD11H T0 設(shè)置為方式 1 定時(shí) T1 設(shè)置為方式 1 定時(shí) LCALL FEEDDOG 喂狗 MOV TL00B0H 為 T0 設(shè)置初值使定時(shí)為 01 秒 MOV TH03CH 2 中斷服務(wù)子程序 TIME CLR EA 保護(hù)現(xiàn)場(chǎng) PUSH Acc PUSH PSW SETB EA MOV TL00B0H 重置計(jì)數(shù)器初值 MOV TH03CH DJNZ COUNTERTIMERET 判斷是否滿 1 秒 SETB ONESECOND MOV COUNTER0AH 重新裝入循環(huán)次數(shù) TIMERET CLR EA 恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng) POP PSW POP Acc SETB EA RETI 返回中斷 5432 看門狗中斷 DOG POP Acc 看門狗 POP Acc CLR A PUSH Acc 復(fù)位程序從 0000H 開始 PUSH Acc RETI 5433 重設(shè)時(shí)間中斷 RESET CLR ES 關(guān)閉所有中斷 CLR ET1 CLR EX1 CLR ET0 CLR EX0 PUSH Acc 保護(hù)現(xiàn)場(chǎng) PUSH PSW SETB LOADNEWFLAG 設(shè)置 確定輸入標(biāo)志 CLR TR0 停止兩定時(shí)器 CLR TR1 MOV TMOD51H 設(shè)置定時(shí)器計(jì)數(shù)器 1 為方式 1 計(jì)數(shù) SETB TR1 開始計(jì)數(shù) SETB NR 全部禁止通行 CLR NY CLR NG SETB ER CLR EY CLR EG BEGIN MOV TL100H 設(shè)置計(jì)數(shù)初值 MOV TH100H OBSERVE MOV DISPLAYNUMTL1 顯示當(dāng)前設(shè)置的時(shí)間 LCALL DISPLAYLED RESETWAIT JNB P34TERMINATE 等待停止設(shè)定信號(hào) JNB P33LOADNEW 等待確定信號(hào) SETB LOADNEWFLAG JNB P35OBSERVE 計(jì)數(shù)器加一時(shí)用于同步顯示當(dāng)前數(shù)值 SJMP RESETWAIT LOADNEW JNB LOADNEWFLAGRESETWAIT 確定將當(dāng)前數(shù)值放入各方向各時(shí)段寄存器 JNB PEAKorNORMPEAKSELECT 判斷當(dāng)前設(shè)定時(shí)間是否為高峰值 JNB SELECTDIREWN 判斷當(dāng)前設(shè)定時(shí)間是哪個(gè)方向的 MOV NSNORMTL1 將設(shè)定值放入南北方向正常寄存器 CLR LOADNEWFLAG LJMP BEGIN EWN MOV EWNORMTL1 將設(shè)定值放入東西方向正常寄存器 CLR LOADNEWFLAG LJMP BEGIN PEAKSELECT JNB SELECTDIREWP MOV NSPEAKTL1 將設(shè)定值放入南 北方向高峰寄存器 CLR LOADNEWFLAG LJMP BEGIN EWP MOV EWPEAKTL1 將設(shè)定值放入東西方向高峰寄存器 CLR LOADNEWFLAG LJMP BEGIN TERMINATE POP PSW 中斷返回恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng) POP Acc SETB ES 恢復(fù)所有中斷 SETB ET1 SETB EX1 SETB ET0 SETB EX0 SETB SETNEW 設(shè)置重新設(shè)置標(biāo)志 RETI 在重新設(shè)定時(shí) 間時(shí)首先壓棧保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)停止兩個(gè)定時(shí)器并使東西南北方向紅燈全亮設(shè)定計(jì)數(shù)初值為 00 并調(diào)用顯示程序當(dāng)檢測(cè)到計(jì)數(shù)加一按鈕按下時(shí)同步顯示當(dāng)前數(shù)值 當(dāng)確定按鈕按下時(shí)判斷當(dāng)前是裝入的是高峰時(shí)段的設(shè)定時(shí)間還是正常時(shí)段的時(shí)間并將剛剛的設(shè)定值裝入正常時(shí)段或者高峰時(shí)段的寄存器當(dāng)檢測(cè)到設(shè)定結(jié)束按鈕按下后則恢復(fù)中斷出棧 544 倒計(jì)時(shí)顯示程序 在倒計(jì)時(shí)顯示中遇到了很多問題由于交通燈顯示很大部分是靠倒計(jì)時(shí)來模擬所以倒計(jì)時(shí)的編程就變的異常重要在倒計(jì)時(shí)模塊顯示中也曾經(jīng)設(shè)計(jì)了好幾套方案下面進(jìn)行具體論述 方案一一位數(shù)碼管 BCD 輸出靜態(tài)顯示 首先根 據(jù)節(jié)約單片機(jī)的 IO 接口的原則在繪制電路圖的時(shí)候首先想到運(yùn)用BCD 輸出顯示并且在 PROTEUS 模擬中也有相應(yīng)的原器件如圖 515 所示 圖 515 PROTEUS 四引腳數(shù)碼管圖形 可以用 P1 口的八個(gè)引腳來控制數(shù)碼管的個(gè)位和十位每個(gè)數(shù)碼管占用 4 個(gè)引腳并且通過 PROTEUS 也可以仿真出來如圖 516 所示 圖 516 方案一仿真圖 倒計(jì)時(shí)源代碼如下 DISPLAYLED MOV B10 將十六進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為 BCD 碼 MOV ADISPLAYNUM