智能交通灯系统课程设计

江苏师范大学物电学院课程设计报告课 程 名 称： 单片机课程实训 题 目： 智能交通灯系统 专 业 班 级： 学 生 姓 名： 学 生 学 号： 日 期： 指 导 教 师： 1说明：1、报告中的第一、二、三项由学生在课程设计开始前填写，由指导教师指导并确认签字。2、学生成绩由指导教师根据学生的设计情况给出各项分值及总评成绩，并填写成绩评定表。3、所有学生必须参加课程设计的答辩环节，凡不参加答辩者，其成绩一律按不及格处理。答辩小组成员应由 2 人及以上教师组成。答辩后学生根据答辩情况填写答辩记录表。4、报告正文字数一般应不少于 3000 字，也可由指导教师根据本门课程设计的情况另行规定。5、平时表现成绩低于 6 分的学生，取消答辩资格，其该课程设计成绩按不及格处理。6、课程设计完成后，由指导教师根据完成情况写出总结。7、此表格式为江苏师范大学物理与电子工程学院提供的基本格式，指导教师可根据本门课程设计的特点及内容做适当的调整。2一、课程设计目的、任务和内容要求：通过该课程设计使学生进一步了解和加深智能化仪器设计的一般原则；熟练掌握智能化仪器与装置的软、硬件设计方法；掌握仪器的软件调试及软硬件联合统调方法与技能。掌握仪器的接口技术和程控方法；熟练掌握仪表总线的工作原理、设计步骤、编程及调试；掌握 C 设计软件的编程与调试方法；掌握网络化仪器设计编程与调试方法。本课程设计的任务就是设计一个智能交通灯系统。鼓励学生在熟悉基本原理的前提下，与实际应用相联系，提出自己的方案，完善设计。具体设计任务如下：1熟悉 QG8 芯片与 ISD 语音模块的工作原理；2写出智能交通灯系统的设计方案；3用硬件加以实现；4写课程设计报告。设计要求：1.数码管显示倒计时，且时间可调；2.红绿灯亮时间与数码管一致；3.红灯亮时对应语音模块提示；4.绿灯亮时对应语音模块提示。 3二、进度安排：第 13 天： 查找资料，熟悉 QG8 单片机与 ISD 语音模块的工作原理，给出总体设计方案；第 46 天： 各模块的详细设计；第 712 天：硬件连线，调试；第 1314 天：写课程设计报告。三、主要参考文献：1.丁元杰.单片微机的原理与应用M.机械工业出版社2.王宜怀.嵌入式技术基础与实践M.清华大学出版社,20103.张齐，朱宁西.单片机应用系统设计技术M.北京：电子工业出版社，20104.周新华.手把手叫你学单片机 C 程序设计M.北京：北京航天航空大学出版社，20095.李刚，陈世利等.飞思卡尔 8 位单片机实用教程M. 北京：电子工业出版社，20096.王威.嵌入式微控制器 S08AW 原理与实践M.北京：北京航空航天大学出版社，2009指导教师签字： 4年 月 日江苏师范大学物理与电子工程学院课程设计报告目录摘要.1Abstract. 21 系统概要. 31.1 系统背景. 31.2 系统功能.32 设计思路图.42.1 设计思路. .42.2 总体框图.42.3 显示界面方案.52.4 输入方案. 53 各元器件介绍.63.1 MCS08QG8 芯片简介.63.1.1 Freescale08 系列发展简史及 S08 系列 MCU 命名规则.63.2 八段 LED 数码管.73.3 发光二极管. 74 各模块电路设计及分析.84.1 单片机交通控制系统的通行方案设计.84.2 单片机交通控制系统的功能要求.94.2.1 倒计时显示 .94.2.2 时间的设置 .94.2.3 紧急处理.94.3 单片机交通控制系统的基本构成及原理 .95 系统软件程序的设计 .115.1 BDM 写入器电路.115.2 主程序流程图.125.3 主程序代码 .125.3.1 主程序显示.125.3.2 数码管倒计时显示.135.3.3 交通灯切换显示.145.3.4 总体程序完整显示.156 设计总结 .16参考文献 .17附：电路效果江苏师范大学物理与电子工程学院课程设计报告图18江苏师范大学物理与电子工程学院课程设计报告- 1 -摘 要随着人们社会活动日益增加，经济发展，汽车数量急剧增加，城市道路日渐拥挤，交通灯改变了交通路况，也在人们日常生活中占据了重要地位，使得交通得到有效管制，对于交通疏导，提高道路导通能力，减少交通事故有显著的效果。近年来，科技的飞速发展，使得电子器件也随之广泛应用，其中单片机也不断深入人民的生活当中。本模拟交通灯系统利用单片机飞思卡尔 QG8 作为核心元件，由单片机硬/软件系统，两位 8 段数码管和 LED 灯显示系统和复位电路控制电路等组成，较好的模拟了交通路面的控制，实现了通过信号灯对路面状况的智能控制。从一定程度上解决了交通路口堵塞、车辆停车等待时间不合理、急车强通等问题。系统具有结构简单、可靠性高、成本低、实时性好、安装维护方便等优点，有广泛的应用前景。关键词：交通灯；单片机；数码管AbstractWith increasingly social activity and economic development, the number of cars increased dramatically, increasingly congested city roads,the traffic lights changed traffic conditions, but also play an important role in peoples daily lives， traffic lights show more of its functions, making effective traffic control for traffic control, improve road conduction capacity and have a significant effect on reducing traffic accidents .In recent years, with the rapid development of technology, electronic devices also will be widely used, the microcontroller is also among the people living deepening. The simulated traffic light system using microcontroller Freescale QG8 as a core component The simulation system consists of microcontroller hardware / software systems, two 8-segment LED display systems and LED lights and resets circuit control circuit and other components, better control of simulated road traffic,achieving the lights on road conditions through intelligent control. To some extent, solve the traffic intersection congestion, vehicle parking unreasonable wait times, emergency vehicle pass other issues. System has a simple structure, high reliability, low cost, real-time, easy installation and maintenance, etc., there is a wide range of applications. Keywords: traffic light; microcontroller; digital江苏师范大学物理与电子工程学院课程设计报告- 2 -1 系统概要1.1 系统背景单片机（MCU）的基本定义是：在一块芯片上集成了中央处理器（CPU） 、存储器（RAM/ROM 等） 、定时器/计数器及多种输入输出（ I/O）接口的比较完整的数字处理系统。单片机自 1976 年由 Intel 公司推出 MCS-48 开始，迄今已有二十多年了。由于单片机集成度高、功能强、可靠性高、体积小、功耗地、使用方便、价格低廉等一系列优点，目前已经渗入到人们工作和生活的方方面面，几乎“无处不在，无所不为” 。单片机的应用领域已从面向工业控制、通讯、交通、智能仪表等迅速发展到家用消费产品、办公自动化、汽车电子、PC 机外围以及网络通讯等广大领域。Freescale 的 S08 系列 8 位 MCU 由于稳定性高、开发周期短、成本低、型号多样、兼容性好被广泛应用。HC08 是 Freescale 的 08 系列之一 S08 表示增强型 HC08，它是在 HC08 基础上发展起来的，兼容 HC08 系列。S08 是 2004 年左右推出 8 位 MCU，资源丰富，功耗低，性价比很高，是 08 系列 MCU 发展趋势，其性能与许多 16 位 MCU 相当。 MC9S08AW60 是低成本、高性能 8位微处理器 S08 家族中的成员，本次课程设计就是以该芯片为基础，来进行嵌入式的设计。1.2 系统功能当程序写入单片机，接通电源，数码管从当前设定值开始倒计时。按秒刷新，,当计时器停止时就开始进行红绿灯的转换。时间格式是 00。通过向通用 I/O 端口的引脚输入高或低（1 或 0）电平，作为启动键，对数码管开始运行。显示数据时，按秒刷新，当显示到 00 是灯就开始自动转换，同时语音系统开始工作。语音系统开始读出它事先录好的语音。江苏师范大学物理与电子工程学院课程设计报告- 3 -2 设计思路及框图2.1 设计思路（1）分析目前交通路口的基本控制技术以及各种通行方案，并以此为基础提出自己的交通控制的初步方案。（2）确定系统交通控制的总体设计，包括，十字路口具体的通行禁行方案设计以及系统应拥有的各项功能，在这里，本设计除了有信号灯状态控制能实现基本的交通功能，还增加了倒计时显示提示，基于实际情况，又增加了紧急状况处理和通行时间可调这两项特特殊功能。 （3）进行显示电路，灯状态电路，按键电路的设计和对各器件的