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基于單片機(jī)的交通燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)-文庫吧資料

2025-07-03 19:52本頁面
  

【正文】 ;秒記數(shù)用TIMESFR EQU 51H ;臨時(shí)寄存器CONR5 EQU 52H ;T1秒定時(shí)記數(shù)用TIMED0 EQU 55H ;單向最大定時(shí)時(shí)間,直行開始,人行開始(120S)TIMED1 EQU 56H ;各路右拐開始時(shí)間(110S)TIMED2 EQU 57H ;前行結(jié)束提醒(70S)TIMED3 EQU 58H ;前行結(jié)束,人行結(jié)束,左拐開始(60S)TIMED4 EQU 59H ;左拐結(jié)束提醒TIMED5 EQU 5AH ;左拐結(jié)束TIMED6 EQU 5BHTIMED7 EQU 5CHSN EQU P1 ;南北口EW EQU P2 ;東西口SCAN EQU P3 ;掃描口LEDOUT EQU P0 ;段碼口SNEWFLAG BIT 09H ;東西口與南北口轉(zhuǎn)換標(biāo)志;按鍵在掃描口的最高位,按一下,全紅燈。在完成設(shè)計(jì)期間,還有許多老師給予了我極大的幫助,PCB設(shè)計(jì)方面,周云龍老師給予了熱情的指導(dǎo),在此向他們表示衷心的感謝!特別感謝王翠、鄧興冬、沈佳、陳逸等同學(xué)給予我在學(xué)習(xí)上的大力支持與無私幫助。張老師對(duì)我言傳身教、關(guān)心備至,正是她孜孜不倦的教誨與細(xì)致入微的關(guān)懷激勵(lì)著我完成了本次畢業(yè)設(shè)計(jì),學(xué)生無限感激,將會(huì)永遠(yuǎn)銘記在心,在此,謹(jǐn)向張老師表示衷心的感謝。 參考文獻(xiàn)[1][M] .北京:北京航空航天大學(xué)出版社,2004.[2][M] .北京:人民郵電出版社,2006.[3][M] .北京:清華大學(xué)出版社,2003.[4] (修訂版)[M] .北京:北京航空航天大學(xué)出版社,1998.[5] ——美國系列[M] .北京:北京航空航天大學(xué)出版社,2004. [6] [M] .北京:北京航空航天大學(xué)出版社,1992.[7] [M] .哈爾濱:哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社,1990.[8] [M] .西安:西安電子科技大學(xué)出版社,2004.[9] [M] .北京:北京航空航天大學(xué)出版社, 1994.[10] [M] .北京:北京航空航天大學(xué)出版社,2007.[11] [M] .北京:清華大學(xué)出版社,1989.致 謝本設(shè)計(jì)是在導(dǎo)師張?zhí)m紅副教授的親切關(guān)懷和悉心指導(dǎo)下完成。另外,也培養(yǎng)了自己嚴(yán)肅認(rèn)真的科學(xué)態(tài)度和嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的作風(fēng)?;趩纹瑱C(jī)的交通燈控制系統(tǒng)的PCB板已進(jìn)行了設(shè)計(jì),但是由于時(shí)間緊迫,布線還不十分合理,需進(jìn)一步調(diào)整,初步設(shè)計(jì)的PCB圖見附錄2。這個(gè)過程讓我學(xué)到很多東西:首先必須具有的是耐心和細(xì)心,問題出現(xiàn)后,必須分析問題,找出可能出現(xiàn)此種問題的原因,然后進(jìn)行一一檢測(cè),進(jìn)行多次修改后才得到所需結(jié)果。每一個(gè)問題都相當(dāng)棘手,遇到這些問題后,首先檢測(cè)硬件電路,對(duì)硬件電路排查完畢并確定無誤后,對(duì)軟件進(jìn)行修改及再調(diào)試。再調(diào)試單片機(jī)的復(fù)位和晶振電路。然后是通電調(diào)試,先調(diào)試電源部分。在制作硬件的過程中,每制作一步,都要檢查這一步的正確性,可靠性。查閱了大量相關(guān)資料,結(jié)合畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書中的指標(biāo)要求,進(jìn)行了方案論證,確定了設(shè)計(jì)方案:將系統(tǒng)分為控制模塊、通行燈顯示模塊、時(shí)間顯示模塊、電源模塊四部分。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,本次設(shè)計(jì)并制作的交通燈可以很好地滿足設(shè)計(jì)任務(wù)書的要求。將S1開關(guān)打在合上的位置,顯示器從60S開始倒計(jì)時(shí),每秒鐘自動(dòng)減1,四個(gè)路口的紅綠燈按通行規(guī)則正確顯示。對(duì)實(shí)驗(yàn)板通電后,顯示器從120S開始倒計(jì)時(shí),每秒鐘自動(dòng)減一,四個(gè)路口的紅綠燈按通行規(guī)則正確顯示。經(jīng)檢查AT89S52的P0口需要加外部上拉電阻,在仿真器上不存在此問題,因?yàn)榉抡嫫鞯腜0口有外部上拉電阻。  將附錄3中的11120特種車程序進(jìn)行調(diào)試,所有綠燈自動(dòng)關(guān)閉,紅燈全亮。至此,顯示模塊調(diào)試成功。經(jīng)檢測(cè)各位LED可以正常顯示,但是發(fā)光的亮度偏暗,有些模糊,這說明電路連接沒有問題,但選用的電阻過大了,以至于電流很小,顯示器不太亮,在保證9012正常工作的情況下,將電阻從47K調(diào)整為10K,顯示亮度合適,這部分調(diào)試成功。 SETB 。查顯示數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)段碼 MOV P0,A CLR 。先編制了LED靜態(tài)顯示的程序,相應(yīng)程序如下:ORG 0000H START: MOV A,01H MOV DPTR,TAB 。對(duì)于時(shí)間模塊,首先看顯示的數(shù)字是否正常,顯示的亮度是否合適。判斷出通行燈接線正確后,對(duì)于整個(gè)電路的通行控制,根據(jù)邏輯狀態(tài)表22編制了相應(yīng)的程序(程序段見附錄2中的T0中斷服務(wù)程序)多次、反復(fù)調(diào)試,直到邏輯關(guān)系正確。用萬用表仔細(xì)檢測(cè),發(fā)現(xiàn)該燈的陽極被誤接地了,沒有接到單片機(jī)的并行口上。 到START處循環(huán)以上操作 DELAY: MOV R7,01H 。讓東西南北四個(gè)路口的綠燈全亮 MOV P1,A MOV P2,A ACALL DELAY 。讓東西南北四個(gè)路口的四個(gè)紅燈全亮  MOV P1,A  MOV P2,A   ACALL DELAY 。圖33 “仿真器設(shè)置”對(duì)話框?qū)τ谕ㄐ袩糨敵龀绦虻恼{(diào)試,首先看左拐燈、直行燈、右拐燈、行人燈是否能正常工作。在編譯之前,軟件會(huì)自動(dòng)將項(xiàng)目和程序存盤。在編譯過程中,如果有錯(cuò)可以在信息窗口中顯示出來,雙擊錯(cuò)誤信息,可以在源程序中定位所在行。編譯項(xiàng)目。在“仿真器”欄中,選擇仿真器類型和配置的仿真頭以及所要仿真的單片機(jī)。(若無包含文件,此步加以取消)c) 保存項(xiàng)目。B.建立項(xiàng)目建立項(xiàng)目分如下三步:a) 加入模塊文件。A.建立程序選擇菜單[文件| 新建文件]出現(xiàn)一個(gè)文件名為NONAME1 的源程序窗口,如圖32所示,輸入程序段(此處以P18頁時(shí)間顯示程序段為例)。單片機(jī)仿真器有很多型號(hào),本次設(shè)計(jì)采用南京電子有限公司生產(chǎn)的偉福系列仿真器H51/S。對(duì)軟件先用仿真器進(jìn)行了調(diào)試。 通電檢查首先調(diào)試電源部分。最終得到了調(diào)試成功的交通燈系統(tǒng)。調(diào)試成功的實(shí)物照片如圖31所示。本設(shè)計(jì)中CPU允許中斷即EA=1,定時(shí)器/計(jì)數(shù)器0中斷允許位ET0及外部中斷0中斷允許位EX0可申請(qǐng)中斷,即ET0=1,EX0=1,其余不允許中斷,均設(shè)為0,所以IE=10000011H=83H3 系統(tǒng)調(diào)試根據(jù)前述第2大節(jié)中硬件和軟件設(shè)計(jì),制作了基于單片機(jī)的交通燈控制系統(tǒng)樣機(jī)實(shí)物。若取“X”為0,則(TMOD)=00000001B=01HIE的格式如圖219所示。TMOD的格式如圖218所示。 120=716+8=78H 110=616+14=6EH 70=416+6=46H 60=316+12=3CH 10=016+10=0AHT0、T1為16位定時(shí)器,由于定時(shí)時(shí)間大于8192μS,應(yīng)選用工作方式一。圖216 交通管理定時(shí)功能程序 特種車中斷服務(wù)程序?qū)粹oS3按下,給INT1引腳輸入低電平信號(hào)來模擬特種車通過信號(hào),此時(shí)外部中斷1被觸發(fā),中斷處理流程如圖217所示??刂拼a分為5個(gè)時(shí)間段:120~110S、110~70S、70~60S、60~10S、10~0S。定時(shí)器T0定時(shí)溢出中斷周期設(shè)為50ms,中斷累計(jì)20次(即1S)時(shí)對(duì)120S倒計(jì)時(shí)單元減一操作。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。通行時(shí)間為1min(60S)。東西向通行時(shí)間為1min(60S),各路右拐比直行滯后10S開放。通行時(shí)間為1min(60S)。南北向通行時(shí)間為1min(60S),各路右拐比直行滯后10S開放。 定時(shí)中斷服務(wù)程序定時(shí)中斷服務(wù)程序主要用于車輛與行人的通行指示,按照通行規(guī)則,紅綠燈控制轉(zhuǎn)換邏輯表如表22所示。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。主程序流程圖如圖215所示。 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。整流橋的是作用將交流電轉(zhuǎn)換成直流電,本次設(shè)計(jì)電源電路中選用1A,220V的整流橋。其中1腳為發(fā)射極,2腳為基極,3腳為集電極。表21 LED數(shù)碼管顯示字符的字形碼字形字形編碼dpgfedcba共陽共陰011000000C0H3FH111111001F9H06H210100100A4H5BH310110000B0H4FH41001100199H66H51001001092H6DH61000001082H7DH711111000F8H07H81000000080H7FH91001000090H6FH(a)外形    ?。╞)共陰雙色發(fā)光二極管內(nèi)部電路連接圖212 雙色發(fā)光二極管發(fā)光雙色二極管的判別與檢測(cè)方法:將萬用表打在電阻檔,用萬用表黑表筆接在雙色發(fā)光二極管中間的負(fù)極上,紅表筆接在雙色發(fā)光二極管的正極上,每次都亮,該雙色發(fā)光二極管是共陰極的,并且是好的。有3根引出線,圓形和長方形兩種封裝。雙色發(fā)光二極管是在一個(gè)封裝結(jié)構(gòu)內(nèi)設(shè)置兩只不同單色的發(fā)光二極管。LED數(shù)碼管根據(jù)LED的接法不同分為共陰和共陽兩類,圖211 (b)是共陽極數(shù)碼管的內(nèi)部電路,將八只LED的陽極連在一起,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。圖210 LM7805的外形圖7段數(shù)碼管是一種常用的顯示器件,其外觀與內(nèi)部電路連接見圖211。C. LM 7805LM7805的外形如圖210所示。1腳為低電平時(shí)只有4個(gè)緩沖器工作,輸入2,4,6,8對(duì)應(yīng)輸出18,16,14,12;1為高電平時(shí)這4個(gè)緩沖器為高阻。74HC244芯片的引腳排列與內(nèi)部結(jié)構(gòu)分別如圖29(a)(b)。當(dāng)使用片內(nèi)振蕩器時(shí),外接石英晶體和微調(diào)電容。使用片內(nèi)振蕩器時(shí),連接外部石英晶體和微調(diào)電容。c)電源線: VCC為電源電壓輸入引腳,GND為地線。:片外程序存儲(chǔ)器讀選通信號(hào),低電平有效。/VPP:外部程序存儲(chǔ)器訪問允許信號(hào)。b)控制信號(hào)線RST:復(fù)位輸入信號(hào),高電平有效。P3口可作為普通I/O口,用做輸入時(shí),將輸出鎖存器置1。P2口可驅(qū)動(dòng)4個(gè)TTL負(fù)載。P2口也可做普通I/O口使用。P1口可驅(qū)動(dòng)4個(gè)TTL負(fù)載。在編程和校驗(yàn)時(shí),可用做輸入低8位地址。P1口:8位、準(zhǔn)雙向I/O口,具有內(nèi)部上拉電阻。當(dāng)使用片外存儲(chǔ)器及外擴(kuò)I/O口時(shí),P0口作為低字節(jié)地址/數(shù)據(jù)復(fù)用線。引腳如圖28所示。本設(shè)計(jì)選用AT89S52。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。整個(gè)系統(tǒng)采用的電源電壓只需+5V電壓,將交流電經(jīng)變壓器變換為15V交流電,采用不可調(diào)的3端穩(wěn)壓器件LM7805將電源穩(wěn)定在5V直流輸出。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。路口通行剩余時(shí)間采用高亮紅色7段共陽LED發(fā)光數(shù)碼管顯示,采用共陽數(shù)碼管,如用單片機(jī)吸收電流驅(qū)動(dòng),列掃描驅(qū)動(dòng)使用三級(jí)管,按每段6mA電流算,全顯示字型“8”時(shí),每個(gè)數(shù)碼管需6mA8=48mA。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。雙色發(fā)光二極管的共陰極通過電阻接地,陽極接P1口或P2口(南北為P1口,東西為P2口),經(jīng)74HC244控制。 通行燈顯示模塊通行燈顯示模塊如圖25所示。晶振及復(fù)位按典型電路設(shè)計(jì),元器件參數(shù)如圖24中所示。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,~,手動(dòng)/。主控制器采用AT89
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