交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)-在線瀏覽
2024-07-30 07:27本頁(yè)面
【正文】 由于單片機(jī)具有顯著的優(yōu)點(diǎn)，它已成為科技領(lǐng)域的有力工具，人類(lèi)生活的得力助手。 單片機(jī)在機(jī)電一體化中的應(yīng)用：機(jī)電一體化是械工業(yè)發(fā)展的方向。單片機(jī)作為產(chǎn)品中的控制器，能充分發(fā)揮它的體積小、可靠性高、功能強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，可大大提高機(jī)器的自動(dòng)化、智能化程度。例如，在工業(yè)測(cè)控、航空航天、尖端武器、機(jī)器人等各種實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)中，都可以用單片機(jī)作為控制器。 單片機(jī)在分布式多機(jī)系統(tǒng)中的應(yīng)用 ：在比較復(fù)雜的系統(tǒng)中，常采用分布式多機(jī)系統(tǒng)。單片機(jī)在這種系統(tǒng)中往往作為一個(gè)終端機(jī)，安裝在系統(tǒng)的某些節(jié)點(diǎn)上，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)信息進(jìn)行實(shí)時(shí)的測(cè)量和控制。 單片機(jī)在人類(lèi)生活中的應(yīng)用自從單片機(jī)誕生以后，它就步入了人類(lèi)生活，如洗衣機(jī)、電冰箱、電子玩具、收錄機(jī)等家用電器配上單片機(jī)后，提高了智能化程度，增加了功能，倍受人們喜愛(ài)。 綜合所述，單片機(jī)已成為計(jì)算機(jī)發(fā)展和應(yīng)用的一個(gè)重要方面。從前必須由模擬電路或棗莊學(xué)院 機(jī)電工程學(xué)院 單片機(jī)課程設(shè)計(jì) 2021 級(jí)機(jī)電專三 3 數(shù)字電路實(shí)現(xiàn)的大部分功能，現(xiàn)在已能用單片機(jī)通過(guò)軟件方法來(lái)實(shí)現(xiàn)了。 由單片機(jī)控制的交通燈 ， 隨著現(xiàn)代社會(huì)的發(fā)展，和交通設(shè)施的日益健全，對(duì)交通的維持交通秩序的功能有了越來(lái)越高的要求，要求交通燈必須有一定的反饋功能，和計(jì)時(shí)功能。本模擬交通信號(hào)燈系統(tǒng)利用 AT89C51 單片機(jī)作為核心元件，實(shí)現(xiàn)信號(hào)燈對(duì)路面交通的智能控制。系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠性高、成本低、實(shí)時(shí)性好、安裝維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)，有廣泛的應(yīng)用前景。 系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)定： A 道放行時(shí)間為 2min， B 道放行時(shí)間為 ；綠燈放行，紅燈停止；綠 燈轉(zhuǎn)紅燈時(shí)，黃燈亮 2s。 當(dāng)有緊急車(chē)輛（如 1 11 119 等急救車(chē)）要求通過(guò)時(shí)，此系統(tǒng)應(yīng)能禁止普通車(chē)輛通行，路口的信號(hào)燈全部變紅，以便讓緊急車(chē)輛通過(guò)。 交通燈 分析 首先，了解實(shí)際交通燈的變化情況和規(guī)律。初始狀態(tài) 0 時(shí)東西南北四個(gè)方向都 是紅燈亮。一段時(shí)間后，轉(zhuǎn)狀態(tài) 2，東西 綠燈滅，黃燈閃 ，南北 還是紅燈。過(guò)一段時(shí)間后轉(zhuǎn)狀態(tài) 4，南北 綠燈滅，黃燈 閃，東西 還是紅棗莊學(xué)院 機(jī)電工程學(xué)院 單片機(jī)課程設(shè)計(jì) 2021 級(jí)機(jī)電專三 4 燈。正常情況下從狀態(tài) 1 到狀態(tài) 4 按照設(shè)定的時(shí)間循環(huán)。列出交通信號(hào)燈的狀態(tài)表如表 1 所示（其中， 1 代表燈亮， 0 代表燈滅）。通過(guò)編寫(xiě)程序，實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)光二極管的控制，來(lái)模擬交通 信號(hào)燈的管理。通過(guò)延時(shí)時(shí)間送顯，可以在原有的交通信號(hào)燈系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，增加倒計(jì)時(shí)顯示功能，實(shí)現(xiàn)其功能的擴(kuò)展。 單片機(jī)選擇及參數(shù) 這次設(shè)計(jì)用到了 AT89C51 單片機(jī)。 AT89C51單片機(jī)簡(jiǎn)介 AT89C51 是一種帶 4K 字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器（ FPEROM— Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓，高性能 CMOS8 位微處理器，俗稱單片機(jī)。單片機(jī)的可擦除只讀存儲(chǔ)器可以反復(fù)擦除 100 次。由于將多功能 8 位CPU 和閃爍存儲(chǔ)器組合在單個(gè) 芯片中， ATMEL 的 AT89C51 是一種高效微控制器，AT89C2051 是它的一種精簡(jiǎn)版本。 圖 3 AT89C51 系列單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖 棗莊學(xué)院 機(jī)電工程學(xué)院 單片機(jī)課程設(shè)計(jì) 2021 級(jí)機(jī)電專三 6 AT89C51 單片機(jī)芯片具有以下特性： ? 指令集合芯片引腳與 Intel 公司的 8051 兼容； ? 4KB 片內(nèi)在系統(tǒng)可編程 FLASH 程序存儲(chǔ)器； ? 時(shí)鐘頻率為 0~33MHZ； ? 128 字節(jié)片內(nèi)隨機(jī)讀寫(xiě)存儲(chǔ)器（ RAM）； ? 6 個(gè)中斷源， 2 級(jí)優(yōu)先級(jí)； ? 2 個(gè) 16 位定 時(shí) /記數(shù)器； ? 全雙工串行通信接口； ? 監(jiān)視定時(shí)器； ? 兩個(gè)數(shù)據(jù)指針； 主要引腳功能 AT89C51 引腳圖如圖 4 所示，其主要芯片功能如下 所示 圖 4 AT89C51 引腳圖 ? VCC：電源電壓 。 ? P0 口： P0 口是一組 8 位雙向 I/O口。 棗莊學(xué)院 機(jī)電工程學(xué)院 單片機(jī)課程設(shè)計(jì) 2021 級(jí)機(jī)電專三 7 ? P1 口： P1 是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的 8 準(zhǔn)位雙向 I/O 口， P1 作為通用的 I/O 口使用。 ? P3 口： P3 口是一組帶有內(nèi)部上拉電阻的 8 位準(zhǔn)雙向 I/0 口 。 ? XTAL1：振蕩器反相放大器及內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器的輸入端 。 交通燈中的中斷處理流程 現(xiàn)場(chǎng)保護(hù)和現(xiàn)場(chǎng)恢復(fù) 有特殊車(chē)輛要通過(guò)時(shí)就要進(jìn)行中斷，在中斷之前，先將交通燈中斷前情況保護(hù)好，當(dāng)中斷執(zhí)行后再恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)，包括信號(hào)燈和 時(shí)間顯示電路。 中斷服務(wù)程序 有中斷產(chǎn)生，就必然有其具體的需執(zhí)行的任務(wù)，中斷服務(wù)程序就是執(zhí)行中斷處理的具體內(nèi)容：即如果南北方向有特殊車(chē)輛要求通過(guò)，南
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