【正文】 ................................... 16 參考文獻 ................................................................................................................................................................... 17 附錄一 交通燈控制系統(tǒng)源程序 ........................................................................................................ 18 附錄二 系統(tǒng)總電路圖 ................................................................................................................................. 24 邵陽學院課程設計 1 第 1 章 整體 設計 任務與要求 需要完成的任務是用單片機實現(xiàn)交通燈的基本功能，該系統(tǒng)除了可以實現(xiàn)基本交通燈功能外，也能實現(xiàn)倒計時﹑緊急特殊模式等功能。 詳細功能為： 在白天正常東西方向和南北方向通車，通車時間均為 45 秒。如果遇到特殊情況，在處理特殊事件時，可使整個十字路口禁止通車。強制南北通行，適用某些需要只進行南北通車的情況。 系統(tǒng)設計 此次設計通過 ATMEL 公司的單片機 AT89C52 對整個交通燈電路進行控制 。 在正常模式下，交通 燈每 45 秒改變一次通行方向，使得南北和東西交替通行。每到同行方向轉換時，綠燈閃爍，變?yōu)辄S燈。 本交通燈的設計運用了單片機的外部中斷，系統(tǒng)的緊急和夜間模式的切換采用中斷系統(tǒng)完成。在設計中，設置外部中斷 0 為夜間模式觸發(fā)按鈕，由電平觸發(fā)完成，設置為低優(yōu)先級，設置外部中斷 1為緊急模式觸發(fā)按鈕，由電平觸發(fā)完成，設置為高優(yōu)先級。同時，通過在緊急模式下軟件檢測 和 是否不為 1 來觸發(fā)東西及南北強制通行模式，以彌補外部中斷的不足，實現(xiàn)更多的功能。設計中通過對指令運行的次數(shù)進行循環(huán)來實現(xiàn)軟件延時。但軟件延時長時間占用系統(tǒng)資源，使得 CPU 工作效率不高，在中斷頻繁的系統(tǒng)中其定時精度也受到中斷的影響。 邵陽學院課程設計 3 第 2 章 硬件系統(tǒng)設計 根據(jù)上面的功能要求 ,硬件系統(tǒng)主要模塊有單片機模塊﹑顯示模塊﹑按鍵模塊，其硬件總電路圖如附錄二所示。 本設計中 AT89C52 使用 12MHz 晶振。在此設計中接正常模式按扭； ：使用第二功能，接強制南北通行按扭； ：使用第二功能，接強制東西通行按扭； ：使用第二功能 INT1，接緊急工作模式按扭； ：使用第二功能 INT0，接夜間工作模式按扭 ； ~：輸出 BCD碼，用來控制 LED 顯示器的顯示控制； 、 、 ：輸出高低電平，用來控制南北交通信號燈； 、 、 ：輸出高低電平，用來控制東西交通信號燈； 第 40 腳為電源端 VCC，接 +5V 電源，第 20 引腳為接地端 VSS。對于相同的功能在成本相差不大的情況下，此處運用了帶 BCD 譯 碼電路的 LED 顯示器。使用時直接輸入 BCD 碼 即可顯示相應的數(shù)字，使得電路大大簡化。 邵陽學院課程設計 5 按鍵模塊 在此系統(tǒng)中，按鍵模塊是實現(xiàn)各項功能的關鍵，按鍵通過電阻與單片機相連接，可以對單片機進行控制，低電平信號對相應的單片機引腳有效，可使按鍵的另一端接地。如圖 所示： 圖 按鍵模塊 邵陽學院課程設計 6 第 3 章 系統(tǒng)軟件設計 根據(jù)前面的要求以及硬件的設置情況，本系統(tǒng)的軟件部分需要進行中斷設置。主程序流程圖如圖 所示： 開 始外 部 中 斷 初 始 化調 用 正 常 通 行 子 程 序I N T I 中 斷 ？調 用 緊 急 模 式 子 程 序I N T 0 中 斷 ？調 用 夜 間 模 式 子 程 序NYNY 圖 主程序流程圖 開機上電處于正常模式下，交通燈每 45 秒改變一次通行方向，使得南北和東西交替通行。每到同行方向轉換時，綠燈閃爍，變?yōu)辄S燈。 在設計運用了單片機的外部中斷，系統(tǒng)的緊急和夜間模式的切換采用中斷系統(tǒng)完成。在設計中，設置外部中斷 0 為夜間模式觸發(fā)按鈕，由電平觸發(fā)完成，設置 為低優(yōu)先級，設置外部中斷 1 為緊急模式觸發(fā)按鈕，由電平觸發(fā)完成，設置為高優(yōu)先級。同時，通過在緊急模式下軟件檢測 和 是否不為 1 來觸發(fā)東西及南北強制通行模式，以彌補外部中斷的不足，實現(xiàn)更多的功能。 正常工作模式子程序 正常模式下，交通燈每 45 秒改變一次通行方向，使得南北和東西交替通行，其流程圖如圖 所示。當晶振頻率為 12MHz時每個機器周期是 1 微秒，一條 NOP 指令是一個機器周期，一條 DJNZ 指令是兩個機器周期，所以可寫出如下的 1 秒延時子程序： DELAY: MOV R2,33 DEL3: MOV R3,100 DEL2: MOV R4,75 DEL1: NOP NOP DJNZ R4,DEL1 DJNZ R3,DEL2 DJNZ R2,DEL3 其流程圖如 所示： 邵陽學院課程設計 9 圖 １ 秒延時子程序流程圖 夜間模式子程序 系統(tǒng)在主程序中已經(jīng)完成中斷初始化，在正常模式下，其隨時可通過中斷 0 進入夜間模式，不受當時通行方向的影響。其流程圖如圖 。綠燈閃爍的程序分南北方向和東西方向，以南北方向為例，流程圖如 圖 所示，其程序為： SETB ；南北方向綠燈閃爍子程序 ACALL DELAY1 ；短延時 1 CLR ；滅南北方向綠燈 ACALL DELAY1 ；短延時 1 DJNZ R6,FLASHN ；循環(huán) 3 次 MOV R6,3 ；重裝循環(huán)次數(shù) RET 圖 綠燈閃爍子程序流程圖 顯示倒計時子程序 通過 LED 顯示器顯示距離換向時間還 剩多少，利于司機調整車輛狀況，其程序為： DISPLAY:MOV R0,44 ；顯示子程序 MOV R7,45 ；循環(huán)次數(shù) L1: MOV DPTR,TABLE ；表地址送 DPTR 開始 亮綠燈 延時 滅綠燈 R6R61 R6=0? 返回 邵陽學院課程設計 12 MOV A,R0 ；秒數(shù)送 A MOVC A,A+DPTR ；查表 MOV P1,A ；查表得