交通信號燈控制電路的設計單片機課程設計報告 PPT文檔下載

ID:112317 · 發表于 2016-4-7 02:40

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課程設計報告

報告題目：交通信號燈控制電路的設計

作者所在系部：物理與電子科學學院

作者所在專業：電子信息與科學技術專業

作者所在班級：電子三班

作者姓名：宋偉 201840620325

張淼201840620342

吳剛201840620334

徐美炯201840620336

完成時間：2010 年 12 月 19 日

課程設計任務書

課題名稱	交通信號燈控制電路的設計				完成時間
指導教師		職稱	學生姓名	宋偉、張淼、吳剛、徐美炯	班級	電子三班
總體設計要求和技術要點
設計一個交通信號燈控制電路。要求： 1.產生以1秒為單位的計時； 2.顯示通行時間和緩行時間； 3.控制顯示時間和緩行時間，使之能加減。
工作內容及時間進度安排
第15周： 1立題論證方案設計、熟悉軟件 2檢查設計結果，預答辯第16周： 1 仿真實驗 2 驗收答辯 3完成設計報告ppt word文檔等
課程設計成果
1．與設計內容對應的軟件程序 2．課程設計報告書

內容摘要

隨著社會經濟的發展，城市交通問題越來越引起人們的關注。人、車、路三者關系的協調，已成為交通管理部門需要解決的重要問題之一。城市交通控制系統是用于城市交通數據監測、交通信號燈控制與交通疏導的計算機綜合管理系統，它是現代城市交通監控指揮系統中最重要的組成部分。如何采用合適的控制方法，最大限度利用好耗費巨資修建的城市高速道路，緩解主干道與匝道、城區同周邊地區的交通擁堵狀況，越來越成為交通運輸管理和城市規劃部門亟待解決的主要問題。為此，通過我應用所學的知識設計了一套交通燈控制電路的方案。交通燈的控制系統主要由計時電路、主控電路、中斷電路、顯示電路組成。

一、概述 ……… ……………………………………………………………3

二、方案設計

1、單片機AT89C52……………………………………………………………..3

2、數碼管顯示原理……………………………………………………………4~5

三、單元電路設計與源程序………………………………………………………5~11

四、總電路圖及元器件清單

1．總電路圖……………………………………………………………………12

2．元器件清單…………………………………………………………………12

五、使用說明參考…………………………………………………………………..12

六、結論……………………………………………………………………………..12

七、心得體會………………………………………………………………………..13

八、參考文獻………………………………………………………………………..13

概述

單片機完成交通信號燈的控制，該交通信號燈控制器由兩條干道匯合成十字路口，在每個入口處設置紅、綠、黃三色信號燈，紅燈亮禁止通行，綠燈亮允許通行，黃燈亮則給行駛中的車輛有時間停在禁行線外。用紅、綠、黃發光二極管作信號燈。二、方案設計1．方案設計

根據設計的要求可知，系統的硬件原理框圖如下圖所示。

系統硬件框圖

1、單片機可選用AT89C52，它與8052系列單片機全兼容，但其內部帶有8KB的FLASH ROM，設計時無需外接程序存儲器，為設計和調試帶來極大的方便。南北向和東西向各采用2個數碼管計時，同時需要對該方向的指示燈的點亮時間進行倒計時。鍵盤系統可以根據系統的需要設置不同的鍵的個數，可以選擇線式鍵盤，若單片機的IO口不夠用時，可以考慮擴展8255或8155滿足系統的要求。

　 2、數碼管按段數分為七段數碼管和八段數碼管，八段數碼管比七段數碼管多一個發光二極管單元（多一個小數點顯示）；按能顯示多少個“8”可分為1位、2位、4位等等數碼管；按發光二極管單元連接方式分為共陽極數碼管和共陰極數碼管。共陽數碼管是指將所有發光二極管的陽極接到一起形成公共陽極(COM)的數碼管。共陽數碼管在應用時應將公共極COM接到+5V，當某一字段發光二極管的陰極為低電平時，相應字段就點亮。當某一字段的陰極為高電平時，相應字段就不亮。。共陰數碼管是指將所有發光二極管的陰極接到一起形成公共陰極(COM)的數碼管。共陰數碼管在應用時應將公共極COM接到地線GND上，當某一字段發光二極管的陽極為高電平時，相應字段就點亮。當某一字段的陽極為低電平時，相應字段就不亮。

2. 軟件方案

根據設計要求，軟件由C語言完成。軟件設計可以分為以下幾個功能模塊：

主程序：初始化及鍵盤監控。

計時程序模塊：為定時器的中斷服務子程序，完成50毫秒的定時中斷和1秒的定時時間。

顯示程序模塊：完成4個交通燈和6個LED數碼管的顯示驅動。

中斷子程序：

程序流程圖：

三、單元電路設計與源程序

1、主控電路

控制電路由P3^3—P3^7控制，其中P3^3控制開/停按鈕,P3^4、P3^5控制通行時間的加和減，P3^6、P3^7控制緩行時間的加和減；開/停的控制由標志位flag控制，且flag的初始值置為0。通行時間和緩行時間的控制由jianpan函數控制（具體見源程序中的鍵盤函數）。

2、顯示電路

顯示電路由單片機AT89C52的P1和P2兩個并行I/O接口控制，其中P1口控制顯示控制臺的時間以及車輛的通行時間和緩行時間，P2口控制十字路交通燈；在控制顯示時，使用xianshi函數控制控制臺顯示的顯示時間，xianshi2函數控制顯示車輛的通行時間和緩行時間。

3、源程序

#include
#define uint unsigned int
#define uchar unsigned char
#define n 5 //
uchar qian,bai, shi,ge,aa;
uchar flag=0,n1,n2,b,c,d; //標志位及變量
sbit k0=P0^0;//數碼管顯示位定義
sbit k1=P0^1;
sbit k2=P0^2;
sbit k3=P0^3;
sbit k4=P0^4;
sbit k5=P0^5;
sbit k6=P0^6;
sbit k7=P0^7;
sbit kai=P3^3; //鍵盤控制位定義
sbit jia1=P3^4;
sbit jian1=P3^5;
sbit jia2=P3^6;
sbit jian2=P3^7;
uchar code table[]={
0x3f,0x06,0x5b,0x4f,
0x66,0x6d,0x7d,0x07,
0x7f,0x6f,0x77,0x7c,
0x39,0x5e,0x79,0x71};//數碼管顯示代碼
void xianshi(); //十字路口數碼管顯示函數
void xianshi2();//控制臺數碼管顯示函數
void jianpan(); //鍵盤檢測函數
void delay(uint z) //延時函數
{
uint i,j;
for(i=z;i>0;i--)
for(j=110;j>0;j--);
}
void init() //定時器0初始化，變量初始化函數
{ b=0;
c=0;
d=0;
n1=0;
n2=0;
P1=0;
P2=0;
TMOD=0x01;
TH0=(65536-50000)/256;
TL0=(65536-50000)%256;
EA=1;
ET0=1;
}
void main()
{
init();
while(1)
{
jianpan();//檢測鍵盤
if(flag==0)//交通燈處于設置狀態標志位flag=0
P2=0x09;//四路紅燈全亮
if(flag==1)//檢測交通燈處于運行狀態標志位flag=1進入交通顯示循環
{
if(n1<10)//檢查通行時間設置是否合理，不合理則自動設置
{n1=30,n2=5;}
if(b==0&&c==0)
{b=n1;d=n1-n2;c=1;P2=0x21;}
if(d==0&&c==1)
{d=n2;c=2; P2=0x11;}
if(d==0&&c==2)
{b=n1-n2,d=n1;c=3;P2=0x0c;}
if(b==0&&c==3)
{b=n2;c=0; P2=0x0a;}
xianshi();//十字路口顯示
}
xianshi2();//控制臺顯示
}
}
void time0 () interrupt 1
{
TH0=(65536-50000)/256;
TL0=(65536-50000)%256;
aa++;
if(aa==20)//檢測1S鐘
{ aa=0;
--d;//數碼管顯示減一
--b;
}
}
void jianpan() //鍵盤檢查函數
{ if(kai==0)//檢測開始鍵按下
{delay(5);
if(kai==0)
flag++;
if(flag>2)//設置開始鍵2種狀態
flag=0;
while(!kai)//鍵盤松手檢測
xianshi();//顯示路口數碼管
}
if(flag==1)//檢測開始鍵按下flag=1，打開定時器
TR0=1;
if(flag==2)//檢測開始鍵按下flag=0,重新初始化系統
{TR0=0;n1=0;n2=0;flag=0;b=0;c=0;d=0;}
if(jia1==0&&flag==0)//檢測通行+鍵按下且flag=0(交通燈處于設置狀態)
{
delay(5);
if(jia1==0&&flag==0)
{n1++;}//通行時間+1s
if(n1>99)//檢測通信時間最大時長99s
n1=n2+1;//重置通行時間且大于緩行時間
while(!jia1)
xianshi2();
}
if(jian1==0&&n1>n2&&flag==0)//檢測通行-鍵按下且通行時間大于緩行時間且flag=0(交通燈處于設置狀態）
{
delay(5);
if(jian1==0&&n1>n2&&flag==0)
{n1--;}//通行時間減一
if(n1==n2)
n1=99;
while(!jian1)
xianshi2();
}
if(jia2==0&&n2<n1&&flag==0) 檢測緩行+鍵按下且緩行時間小于通行時間且flag="0(交通燈處于設置狀態）
{
delay(5);
if(jia2==0&&n2<n1&&flag==0)
{n2++;}//緩行時間+1s
if(n2==n1)
n2=1;
while(!jia2)
xianshi2();
}
if(jian2==0&&flag==0)//檢測緩行-鍵按下且flag=0(交通燈處于設置狀態）
{
delay(5);
if(jian2==0&&flag==0)
{n2--;}//緩行時間-1s
if(n2==0)
n2=n1-1;
while(!jian2)
xianshi2();
}
}
void xianshi()//路口數碼管顯示函數
{ shi=b/10;
ge=b%10;
qian=d/10;
bai=d%10;
k0=0;
P1=table[shi];
delay(n);
k0=1;
k1=0;
P1=table[ge];
delay(n);
k1=1;
k2=0;
P1=table[qian];
delay(n);
k2=1;
k3=0;
P1=table[bai];
delay(n);
k3=1;
xianshi2();
}
void xianshi2() //控制臺數碼管顯示函數
{
k4=0;
P1=table[n1/10];
delay(n);
k4=1;
k5=0;
P1=table[n1%10];
delay(n);
k5=1;
k6=0;
P1=table[n2/10];
delay(n);
k6=1;
k7=0;
P1=table[n2%10];
delay(n);
k7=1;
}

復制代碼

四、總電路圖及元器件清單

1．總電路圖

總電路圖

2．元器件清單

元件名稱	數量（個）
單片機AT89C52	1
交通燈	4
LED數碼顯示	6
按鈕	5
線阻	1

五、使用說明參考書

在使用此交通燈設計時，開/停按鈕控制交通燈的運行，在停的狀態下，十字路交通燈全部為禁止通行的狀態，此時控制臺可以設置通行時間和緩行時間，設置完成后，按下開/停按鈕，交通燈開始正常運行。

六、結論

通過為期兩周的課程設計，我們應用所學數字電子技術順利得完成了交通燈控制器的設計。期間，我們查閱了相關書籍，學到了很多知識，并利用它們設計了符合設計要求的信號產生器、計數器、控制電路等。不僅鞏固了課堂知識，而且有效的和實際結合在了一起，擴展了所學知識和見識。

在設計過程中遇到不少問題，如相關元件運用條件不熟、接口不對應等問題，感覺到書本知識與實際問題及需要結合的難處，但也激發了我這方面的興趣，提高了理論結合實際的意識。

七、心得體會

由于課本上的知識太多，平時課間的學習并不能很好的理解和運用各個元件的功能，所以在這次課程設計過程中，我了解了很多元件的功能，并且對于其在電路中的使用有了更多的認識。有一點是在設計過程中，經常會遇到這樣那樣的情況，就是心里想老著這樣的接法可以行得通，但實際接上電路，總是實現不了，而又一下找不出問題所在，只有在查了書上有關這方面的解釋后才有所進展，因此耗費在這上面的時間很多。總體感覺是：通過這次課程設計，加強了我們動手、思考和解決問題的能力。

八、參考文獻

丁元杰《單片微機原理及應用》；第三版；機械工業出版社出版社

譚浩強《C程序設計》；第三版；清華大學出版社