课程设计---交通信号灯控制.doc

单片机课程设计报告书课题名称交通信号灯控制姓 名学 号院、系、部专 业电子信息科学与技术指导教师 2010年 1 月5 日一、设计任务及要求：设计任务：要 求： 指导教师签名： 年 月 日 二、指导教师评语：指导教师签名： 年 月 日 三、成绩 指导教师签名： 年 月 日 目 录一、绪言 1（一） 设计任务 3（二） 交通信号灯控制方案选择 3二、系统设计 3（一） 硬件电路设计 3（二） 程序流程图 4（三） 汇编语言程序设计 4三、交通信号灯控制器仿真 5（一） 系统仿真 8（二） 工作原理分析 10结 束 语 10参考文献10 一、绪 言（一）设计任务1、交通信号灯的起源交通信号灯的出现，使交通得以有效管制，对于疏导交通流量、提高道路通行能力，减少交通事故有明显效果。交通信号灯在19世纪就已出现了。2、早期交通信号灯的控制从最早的手牵皮带到20世纪50年代的电气控制，从采用计算机控制到现代化的电子定时监控，交通信号灯在科学化、自动化上不断地更新、发展和完善。国外有智能交通控制系统，可以合理的安排红绿灯亮灭的时间，从而进行智能控制。3、本次设计要实现的目标 通过对早期交通灯发展现状，结合自己本次设计的课题，本次设计任务要完成的目标是：南北红灯亮30s，东西绿灯亮30s，通过数码管显示倒计时时间，红绿灯转换的时候黄灯闪烁3s，并通过数码管显示。（二） 交通信号灯控制方案选择1、交通信号灯的控制方案论证根据设计任务书中的设计要求，可以设想几种控制方案，可以是简单控制，也可以是较复杂的控制。本设计采用以下交通灯控制方案。方案一：通过单片机的定时器简单的控制红绿灯的亮灭时间，以次为周期往复循环，此方案花费相对较低，且更容易执行方案二：采用plc（可编程逻辑控制器）基于模糊算法的智能控制，此方案通过数据的采集抽样，整理，得到隶属度函数，编程烧写到单片机中，很多西方的发达国家已经实行了智能交通控制系统。但是花费比较高，要求的电路比较复杂，目前还达不到这种水平，所以我们选择第一种方案。2、单片机的控制方案论证根据设计任务书中的设计要求，可选用atmel公司的89系列单片机at89c2051，但考虑到将来控制功能的扩充，用at89c51来完成本次设计。控制方案如下：用单片机的p1口控制指示灯的亮灭变化，用p0口加锁存器控制数码管的时间。 二、系统设计（一）硬件电路设计1、交通信号灯控制电路图采用at89c51单片机控制交通信号灯并实现实时显示倒计时。单片机控制交通信号灯的电路原理如图2-1所示。 （二） 程序流程图图3-1 程序调试完成图 单片机初始化p0口送数据给锁存器南北红灯亮30s，东西绿灯亮30s数码管倒计时同步显示30s？黄灯闪烁3s南北绿灯，东西红30s？数码管显示（三） c语言程序设计1、主程序#include#define uint unsigned int#define uchar unsigned charuchar count=0,temp,shi,ge,time;sbit dula=p20;sbit wela=p21;sbit red=p16;sbit lv=p11;sbit huang=p14;sbit hong=p15;sbit green=p10;sbit yellow=p13;sbit flag=p32;code tab=0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f;void delay(uchar z);void shanshuo() /黄灯闪烁三秒 hong=0; red=0; lv=0; green=0; huang=1; yellow=1; delay(20); huang=0; yellow=0;void delay(uint z) /1s延时函数 uint x,y; for(x=z;x0;x-) for(y=110;y0;y-);void display(uint shi,uint ge) dula=1; p0=tabshi; dula=0; p0=0xff; delay(15); wela=1; p0=0xfd; wela=0; dula=1; p0=tabge; dula=0; p0=0xff; delay(15); wela=1; p0=0xfe; wela=0;/令第一组数码管倒计时 void init()/单片机的初始化 定时器 中端的初始化 tmod=0x01; th0=(65536-50000)/256; tl0=(65536-50000)%256; ea=1; et0=1; ex0=1; /it0=1; tr0=1; temp=30; p1=0x00;void main() /主函数 init(); while(1) if(time=31&time=34&time=64&time67) shanshuo(); f(time=67) time=0; red=0; lv=0; temp=30; shi=temp/10; ge=temp%10; display(shi,ge); /display(shi,ge); void timer0() interrupt 1 /定时器1中断函数 th0=(65536-50000)/256; tl0=(65536-50000)%256; count+; if(count=20) count=0; time+; temp-; void exter() interrupt 0 /外部中断0函数 green=0; red=0; yellow=1; lv=0; hong=0; huang=1; display(00,00)三、交通信号灯控制器仿真（一）系统仿真在完成了交通灯控制器硬件设计和软件设计以后，便进入系统的调试阶段。系统的调试步骤和方法基本上是相同的，但具体细节和所采用的开发系统以及用户系统选用的单片机型号有关，如可选用keil软件进行软件调试，用proteus软件完成硬件调试。1.keil调试 2 proteus 仿真我们采用了针对单片机的仿真软件进行仿真，得到很理想的仿真结果,以下是仿真效果图：工作原理分析： 采用了单片机的简单控制，使用i/o输入输出口的控制led灯的亮灭情况，利用锁存器简单的控制了七位数码管的动态显示，通过定时器1来计时。当外部中断0为电平触发时，控制黄灯亮，数码管同时显示0，此时为应急情况。由于c语言的灵活性，可以随时修改程序做到不同时间的计时并数码管同步显示。结束语：完成情况：经过两个月的努力，完成了交通灯控制方案的设计，用at89c51单片机实现交通灯控制方案，本方案也可用at89c51单片机来实现，这样可减小电路板的体积、降低生产成本。本设计只包括交通信号灯控制器部分，在路口实际使用的点阵式led显示器及其驱动部分均涉及。所得收获：通过这次课程设计，使我得到了一次用专业知识和专业技能去分析问题、解决问题全面系统的锻炼。使我在单片机的基本原理、单片机应用系统开发过程，以及用c语言设计程序的思路技巧等方面都能向前迈了一大步，为日后成为合格的应用型人才打下良好的基础。参考文献肖洪兵. 跟我学用单片机. 北京：北京航空航天大学出版社,2002.8 何立民. 单片机高级教程 第1版北京：北京航空航天大学出版社，2001 赵晓安. mcs-51单片机原理及应用. 天津：天津大学出版社，2001.3 李广第 单片机基础 第1版北京：北京航空航天大学出版社，1999 徐惠民、安德宁 单片微型计算机原理接口与应