可编程交通控制系统设计.doc

题目：可编程交通控制系统设计（范本，仅供参考）学校:井冈山学院编号：*学生：*指导教师：曾兀彧摘要：本系统由单片机系统、键盘、LCD显示、交通灯演示系统组成。系统包括人行道、左转、右转、以及基本的交通灯的功能。系统除基本交通灯功能外，还具有倒计时、时间设置、紧急情况处理、语音提示、LCD信息显示、分时段调整信号灯的点亮时间以及根据具体情况手动控制等功能。一 方案设计与论证：1电源提供方案为使模块稳定工作，须有可靠电源。我们考虑了两种电源方案方案一：采用独立的稳压电源。此方案的优点是稳定可靠，且有各种成熟电路可供选用；缺点是各模块都采用独立电源，会使系统复杂，且可能影响电路电平。方案二：采用单片机控制模块提供电源。改方案的优点是系统简明扼要，节约成本；缺点是输出功率不高。综上所述，我们选择第二种方案。2显示界面方案该系统要求完成倒计时、信息提示等功能。基于上述原因，我们考虑了三种方案：方案一：完全采用LCD显示。这种方案只显示有限的符号和数码字苻，无法胜任题目要求。方案二：完全采用点阵式LCD显示。这种方案实现复杂，且须完成大量的软件工作；但功能强大，可方便的显示各种英文字符，汉字，图形等。方案三：采用LED与点阵LCD相结合的方法因为设计既要求倒计时数字输出，又要求有汉字信息提示及图形输出等，为方便观看并考虑到现实情况，用LED与LCD分别显示时间与提示信息。这种方案既满足系统功能要求，又减少了系统实现的复杂度。权衡利弊，第三种方案可互补一二方案的优缺，我们决定采用方案三以实现系统的显示功能。3输入方案：题目要求系统能手动设灯亮时间、紧急情况处理，我们讨论了两种方案：方案一:采用8155扩展I/O口及键盘，显示等。该方案的优点是：使用灵活可编程，并且有RAM,及计数器。若用该方案，可提供较多I/O口,但操作起来稍显复杂。方案二： 采用ZLG7289来控制键盘及数码管显示。由于7289是串行控制方式，有专用的命令字，控制起来简单，且占用较少口线。其电路图如图（1）。由于该系统对于交通灯及LCD的控制，只用单片机本身的I/O口就可实现，且本身的计数器及RAM已经够用，故选择方案二。 8155与单片机接口4交通灯演示方案：采用在面板上焊接三色发光二极管模拟交通红绿灯，以发光二极管拼出小人状（并闪烁）/箭头状作为人行提示/左右转提示，简单明了；且实现简单，清晰明了。二系统设计1总体设计系统总框图如下：模块说明 1键盘控制电路：28键盘，由单片机外接ZLG7289控制。 2单片机最小系统：系统的主控制器，用以控制其他模块协调工作。 3 LCD显示模块：用以显示提示信息，如天气、路况等，接口电路简单，由单片机控制。 4 LED显示（倒计时）模块：由单片机外接ZLG7289控制，经排线与交通灯演示模块相连，用以显示交通灯倒计时时间。 5 控制接口电路：用于连接单片机系统与交通灯演示模块，该电路含74ls139(二四译码器)、74ls373（数据锁存器），可使交通灯正常工作。 6交通灯演示模块:演示系统的工作情况。该模块主要由发光二极管构成 7语音提示模块：采用现成的2532-120单段录放板（可录音及重复播放），用以完成语音提示。交通灯各状态说明：交通灯在通常工作条件中有五种状态：绿灯人行道（S1）;绿灯右转（S2）；黄灯（S3）;红灯左转（S4）;红灯（S5）五种状态。 *状态说明：(S1)绿灯人行道：车辆前行；行人可通过人行道；(S2)绿灯右转：车辆可向前、向右行驶。(S3)黄灯：过渡状态。(S4)红灯左转：车辆向左行驶；但不能前行。(S5)红灯：禁止通行与转弯。注：红黄绿等均为前行方向的信号指示灯，济南较大路口均为此种设计，只是左转、人行无红灯指示。*状态图:*真值表：（注：R、G、Y、L、Rt、M分别表示红灯、绿灯、黄灯、左转、右转、人行道灯）SR1 G1 Y1 L1 Rt1 M1R2 G2 Y2 L2 Rt2 M200 1 0 0 0 11 0 0 0 0 010 1 0 0 1 01 0 0 0 0 020 0 1 0 0 01 0 0 0 0 031 0 0 1 0 01 0 0 0 0 041 0 0 0 0 00 1 0 0 0 151 0 0 0 0 00 1 0 0 1 0 61 0 0 0 0 00 0 1 0 0 071 0 0 0 0 01 0 0 1 0 0本系统还设计了应急况处理；在紧急情况下，设置交通灯状态为： 北西 东 南 全红：东南西北所有方向禁止通行。 南北红、东西绿：南北方向禁行；东西方向通行。 东西红、南北绿：东西方向禁行；南北方向通行。2各模块设计：(1).单片机及键盘控制模块单片机采用89C52，其中有8K程存可用。对交通灯的控制主要用其中的计数器定时来完成。一方面要完成对各模块的控制，另一方面也要协调好各模块的时序及口线冲突问题。键盘采用7289串行控制，其电路图如图（1）所示。共采用8个按键：数字键0-9，时间设置键，回车键，紧急情况控制键，模式转换键，手动控制键及恢复键。时间设置可分别设计各方向的通行时间，其设置的时间应符合以下公式：Tr1=Tg2+Ty2+Tl2+Tl1Tg1=Tm1+Trt1Tr2=Tg1+Ty1+Tl1+Tl2Tg2=Tm2+Trt2模式转换功能为根据交通状况切换到预先设定好的通行时间模式，或切换回原来模式。手动控制为手动控制各个方向的通行时间，具有灵活的特性。恢复键是从紧急状态或手动控制状态返回正常状态。 图（1）（2）.LCD和LED显示模块 LED用来实现倒计时功能，可直接从7289的接口上接过来。其控制较为简单。 LCD用来显示提示信息及在时间设置时的提示功能。其电路图如图（2）所示。 图（2）（3）.交通灯演示模块交通灯用发光二极管代替，因为P2口过一段时间后其值会发生变化，故采用P2口加锁存器和P3口一起来控制。其电路图如图（3）。 图3 3 软件系统： 流程图 如图所示三调试根据方案设计的要求，调试过程共分三大部分：硬件调试、软件调试和软硬联调。1硬件调试：交通灯演示电路的调试：交通灯模块由多个发光二极管组成，接线繁琐，极易出错。检查二极管无故障、导线无断线、连线接头无互相搭联后可先写一个软件调试程序，依次检查东南西北方向的指示灯（发光二极管）是否点亮；若未点亮，则可能是连线接错。根据灯的亮灭情况依次查找直到电路正常工作为止。倒计时电路调试：倒计时电路主要有数码管组成。当交通灯程序写好后，倒计时的显示可与最小系统板上两组数码管显示比较（系统板上的这两组数码管用以检查倒计时工作情况）。若倒计时电路中有数码管不亮，检查数码管是否良好、数码管连线是否良好。依次检查，直至倒计时电路正常工作。语音提示电路的调试：本系统采用现成的语音板。语音板上电后若不能工作，可将录音板首先复位，然后录音，再重放。依上操作，直到语音板正常工作。其它电路的调试主要看接口以及连线是否正确。依次检查，直到正常工作。2软件调试 本系统的软件系统很大，全部采用汇编语言编写，除语法与逻辑差错外，当确认程序没问题时，直接下载到单片机仿真调试。采取自下到上的方法，单独调好每一个模块，最后完成一个完整的系统调试。3软硬联调系统做好后，进行系统的完整调试。（1）.初始化后，两个方向通行时间完全相等。Tr1=Tr2=19sTg1=Tg2=12s,Ty1=Ty2=2s,Tl1=Tl2=5s,Trt1=Trt2=4s,Tm1=Tm2=8s各灯运行及倒计时情况良好。（2）.按模式转换键后，按预先装入的模式2进行工作：Tr1Tg1Ty1Tl1Trt1Tm1272248715Tr2Tg2Ty2Tl2Trt2Tm239122548（3）.按设置键后，进行时间设置：Tr1Tg1Ty1Tl1Trt1Tm12162324Tr2Tg2Ty2Tl2Trt2Tm21492536完成后，会按重新设置的时间进行。（4）.按紧急预案键后，先出现全红状态，再按一下该键，又出现一方通行状态，再按，则另一方通行。如此循环。按手动控制键后，进行手动控制，每按一次，灯会转到下一个状态。按恢复键对上两者进行恢复到正常状态。参考书目：单片机原理及接口技术 李朝青 北京航空航天大学出版社电路设计与仿真 清源机算计工作室 机械工业出版社电子系统设计与实践 杨刚 周群 电子工业出版社电子系统设计 何小艇 浙江大学出版社 程序：delay data 55hBIT_CNT DATA 54HDELAY1 DATA 53HDECIMAL DATA 52HSEND_BUF DATA 51HREC_BUF DATA 50HCS BIT P1.3CLK BIT P1.4DIO BIT P1.5KEY BIT P1.6DI EQUP1.7 ; 寄存器选择信号RW EQUP1.2 ; 读/ 写选择信号com equ 2ahdat equ 2bhorg 1000hredt01: db 52h,65h,64h,20h,74h,69h,6dh,65h,31h,3ahyellowt01: db 59h,65h,6ch,6ch,6fh,77h,20h,74h,69h,6dh,65h,31h,3ahgreent01: db 47h,72h,65h,65h,6eh,20h,74h,69h,6dh,65h,31h,3ahleftt01: db 4ch,65h,66h,74h,20h,74h,69h,6dh,65h,31h,3ahrightt01: db 52h,69h,67h,68h,74h,20h,74h,69h,6dh,65h,31h,3ahmant01: db 4dh,61h,6eh,20h,74h,69h,6dh,65h,31h,3ahredt02: db 52h,65h,64h,20h,74h,69h,6dh,65h,32h,3ahyellowt02: db 59h,65h,6ch,6ch,6fh,77h,20h,74h,69h,6dh,65h,32h,3ahgreent02: db 47h,72h,65h,65h,6eh,20h,74h,69h,6dh,65h,32h,3ahleftt02: db 4ch,65h,66h,74h,20h,74h,69h,6dh,65h,32h,3ahrightt02: db 52h,69h,67h,68h,74h,20h,74h,69h,6dh,65h,32h,3ahmant02: db 4dh,61h,6eh,20h,74h,69h,6dh,65h,32h,3ahsuccesst: db 53h,75h,63h,63h,65h,73h,73h,13htishi01: db 39h,20h,0d4h,0c2h,31h,31h,0c8h,0d5h,2ch,20h,0d0h,0c7h,0c6h,0dah,0c1h,0f9hdb 0c4h,0fah,0cfh,0d6h,0d4h,0dah,0ceh,0bbh,于山大路db 0cch,0ech,0c6h,0f8h,0b6h,0e0h,0d4h,0c6h,2ch,32h,35h,2dh,33h,31h,0b6h,0c8hdb 与经十路路口。tishi02: db 东西方向车流量较db 全。 db 大，请注意行车安tishi03: db 体育新闻：意甲今db 均未获胜。 db 日开战，米兰双雄 org 0ljmp mainorg 000bh ljmp ds0org 001bhljmp ds1org 0030hmain:mov r0,#3 MOV DELAY,#25 ;延时25MSRST_DELAY5:DJNZ DELAY1,RST_DELAY5DJNZ DELAY,RST_DELAY5mov tmod,#11hmov sp,#60hmov 2ch,#3mov 2dh,#2mov 3bh,#3mov 20h,#19mov 21h,#12mov 22h,#2mov 23h,#5mov 24h,#4mov 25h,#8mov 035h,#19mov 036h,#12mov 037h,#2mov 038h,#5mov 039h,#4mov 03ah,#8mov 046h,035hmov 47h,36hmov 48h,37hmov 049h,038hmov 04ah,039hmov 04bh,03ahmov 056h,#34mov 057h,#25mov 058h,#4mov 059h,#8mov 05ah,#7mov 05bh,#15mov 33h,22hmov 34h,20hmov b,#0ahmov r2,22hmov r3,#8mov tl0,#0b0hmov th0,#3chsetb tr0setb et0setb tr1setb et1setb ea; ljmp ds0MOV DELAY,#25 ;延时25MSRST_DELAY1:DJNZ DELAY1,RST_DELAY1DJNZ DELAY,RST_DELAY1MOV SEND_BUF,#10100100B ;初始化命令CALL SENDSETB CSMAIN_LP:JB KEY,MAIN_LPMOV SEND_BUF,#00010101B ;有键按下,发送读键盘命令CALL SENDCALL RECEIVE ;读键盘SETB CSMOV A,REC_BUFcjne a,#0fh,shuzi1cpl et0cpl et1mov 5ch,r2mov 10h,#55jb et0,exit1lcall red1mov 29h,#0fhmov r1,#20hljmp MAIN_LP2exit1:lcall intljmp MAIN_LP2shuzi1:cjne a,#10,shuzi10shuzi10: jnc enter mov 1bh,a mov a,10hcjne a,#55,shuzi22mov 31h,30hmov a,1bhmov 30h,alcall shuzimov a,29hinc amov 29h,ashuzi22:ljmp MAIN_LP2enter:cjne a,#14,jjya1mov a,29hmov 5ch,r2cjne a,#10h,twoone: cjne r1,#26h,one1 one1: jnc one2 mov r1,30h ljmp exit one2: mov r0,30h inc r0 ljmp exit jjya1: ljmp jjyatwo: mov a,31h mov b,#10 mul ab add a,30h cjne r1,#26h,two1 two1: jnc two2 mov r1,a ljmp exit two2: mov r0,a inc r0exit: mov 29h,#0fh inc r1yellow: cjne r1,#22h, green lcall yellow1 ljmp MAIN_LP2green: cjne r1,#21h,left lcall green1 ljmp MAIN_LP2left: cjne r1,#23h,right lcall left1 ljmp MAIN_LP2right: cjne r1,#24h,man lcall right1 ljmp MAIN_LP2man: cjne r1,#25h,red0 lcall man1 ljmp main_lp2red0: cjne r1,#26h,yellow0lcall red2mov r0,#35hljmp main_lp2 yellow0: cjne r1,#28h, green0 lcall yellow2 ljmp MAIN_LP2green0: cjne r1,#27h,left0 lcall green2 ljmp MAIN_LP2left0: cjne r1,#29h,right0 lcall left2 ljmp MAIN_LP2right0: cjne r1,#2ah,man0 lcall right2 ljmp MAIN_LP2man0: cjne r1,#2bh,sucsess lcall man2 ljmp main_lp2sucsess: cjne r1,#2ch,go1 lcall sucsess1 mov 26h,20h mov a,23h ;rl a add a,24h add a,25h add a,22h mov 35h,a mov a,37h ;rl a add a,38h add a,39h add a,3ah mov 20h,a mov 2bh,#33 setb et0 setb tr0 setb tr1 setb et1 mov a,33h cjne a,34h,hf110 hf110: jc hf120 mov r2,34h ljmp hf130 hf120: mov r2,33h hf130: ljmp MAIN_LP2go1:ljmp MAIN_LP2jjya: mov 5ch,r2cjne a,#13,moshidec 2chclr tr0mov a,2chcjne a,#3,j1j1:jc j2mov 2ch,#2mov a,2chj2:cjne a,#2,jj1mov p2,#0setb p3.6nopclr p3.6setb p3.0setb p3.1setb p3.2setb p3.3setb p3.4setb p3.5ljmp main_lp2jj1:cjne a,#1,jj2mov p2,#03hsetb p3.6nopclr p3.6setb p3.0setb p3.1clr p3.2clr p3.3setb p3.4setb p3.5ljmp MAIN_LP2jj2:cjne a,#0,main_lp3mov 2ch,#3mov p2,#0ch setb p3.6nopclr p3.6clr p3.4clr p3.5 setb p3.2setb p3.3setb p3.0setb p3.1ljmp MAIN_LP2main_lp3:ljmp main_lp1moshi: cjne a,#12,tz cpl 7fhjb 7fh,m1mov 035h,056hmov 036h,057hmov 037h,058hmov 038h,059hmov 039h,05ahmov 03ah,05bhmov a,3ahadd a,39hadd a,38hadd a,37hmov 20h,amov a,23hadd a,22hadd a,24hadd a,25hmov 35h,aljmp main_lp2m1:mov 035h,046hmov 036h,047hmov 037h,048hmov 038h,049hmov 039h,04ahmov 03ah,04bhmov a,3ahadd a,39hadd a,38hadd a,37hmov 20h,amov a,23hadd a,22hadd a,24hadd a,25hmov 35h,aljmp main_lp2go: lcall int ljmp MAIN_LP2 tz: cjne a,#11,main_lp1 ljmp tz1 main_lp1: ljmp hf1 tz1: dec r3 clr et0 clr et1 cjne r3,#2,tn1 mov p2,#33h setb p3.6nopclr p3.6 setb p3.0 setb p3.1 clr p3.2 clr p3.3 setb p3.4 setb p3.5 mov 2eh,#55 ljmp tzo tn1: cjne r3,#1,tn2 mov p2,#32h setb p3.6nopclr p3.6 setb p3.0 setb p3.1 setb p3.2 setb p3.3 setb p3.4 setb p3.5 mov 2eh,#0 ljmp tzo tn2: cjne r3,#0,tn3 mov p2,#31h setb p3.6nopclr p3.6 setb p3.0 setb p3.1 setb p3.2 setb p3.3 setb p3.4 setb p3.5 mov r3,#8 mov 2eh,#0ljmp tzo tn3: cjne r3,#7,tn4 mov p2,#20h setb p3.6nopclr p3.6 clr p3.0 setb p3.1 setb p3.2 setb p3.3 setb p3.4 setb p3.5 mov 2eh,#0 ljmp tzo tn4: cjne r3,#6,tn5 mov p2,#3ch setb p3.6nopclr p3.6 setb p3.0 setb p3.1 setb p3.2 setb p3.3 clr p3.4 clr p3.5 mov 2eh,#0 ljmp tzo tn5: cjne r3,#5,tn6 mov p2,#38h setb p3.6nopclr p3.6 setb p3.0 setb p3.1 setb p3.2 setb p3.3 setb p3.4 setb p3.5 mov 2eh,#0 ljmp tzo tn6: cjne r3,#4,tn7 mov p2,#34h setb p3.6nopclr p3.6 setb p3.0 setb p3.1 setb p3.2 setb p3.3 setb p3.4 setb p3.5 mov 2eh,#0 ljmp tzo tn7: cjne r3,#3,tzo mov p2,#10h setb p3.6nopclr p3.6 setb p3.0 clr p3.1 setb p3.2 setb p3.3 setb p3.4 setb p3.5 mov 2eh,#0 tzo: ljmp main_lp2hf1: cjne a,#10,main_lp2 setb tr0 setb et0 setb et1 setb tr1 mov 10h,#33 mov 2ch,#33 MAIN_LP2:JNB KEY,MAIN_LP2 ;等待键松开.AJMP MAIN_LP SEND:MOV BIT_CNT,#8 ;设发送位数为8 位.CLR CSCALL LONG_DELAY ;延时50 微秒.SEND_LP:MOV A,SEND_BUFRLC AMOV SEND_BUF,AMOV DIO,CNOPNOPSETB CLKCALL SHORT_DELAY ;延时10 微秒.CLr CLKCALL SHORT_DELAY ;延时10 微秒.DJNZ BIT_CNT,SEND_LPCLR DIORET RECEIVE:MOV BIT_CNT,#8 ;定义接收8 位.SETB DioCALL LONG_DELAY ;延时50 微秒.RECEIVE_LP:SETB CLKCALL SHORT_DELAY ;延时10 微秒.MOV C,DIO ;接收数据送REC_BUF 低位.MOV A,REC_BUFRLC AMOV REC_BUF,ACLR CLKCALL SHORT_DELAY ;延时10 微秒.DJNZ BIT_CNT,RECEIVE_LPCLR DIORETLONG_DELAY:MOV DELAY,#25DJNZ DELAY,$RETSHORT_DELAY:MOV DELAY,#4DJNZ DELAY,$RETds0: mov tl0,#0f0h mov th0,#3ch djnz 40h ,loop1 mov 40h,#0ah mov a,33h cjne a,34h,hf11 hf11: jc hf12 mov r2,34h ljmp hf13 hf12: mov r2,33h hf13: dec 33h dec 34h lcall js1 lcall js2 mov r5,2eh cjne r5,#55,ds01 cpl p3.2 cpl p3.3 ds01: cjne r5,#33,ds02 cpl p3.4 cpl p3.5 ds02: djnz r2,loop1 dec r3 cjne r3,#7,n1 mov p2,#20h setb p3.6nopclr p3.6 clr p3.0 setb p3.1 setb p3.2 setb p3.3 setb p3.4 setb p3.5 mov 2eh,#0 mov r2,23h mov 33h,23h lcall js1 loop1: ljmp loop n1: cjne r3,#6,n2 mov p2,#3ch setb p3.6nopclr p3.6 setb p3.0 setb p3.1 setb p3.2 setb p3.3 clr p3.4 setb p3.5 mov 2eh,#33 mov r2,03ah mov 33h,20h mov 34h,3ah lcall js1 lcall js2 n2: cjne r3,#5,n3 mov p2,#38h setb p3.6nopclr p3.6 mov 2eh,#0 setb p3.0 setb p3.1 setb p3.2 setb p3.3 setb p3.4 setb p3.5 mov r2,039h mov 34h,039h lcall js2 n3: cjne r3,#4,n4 mov p2,#34h setb p3.6nopclr p3.6 mov 2eh,#0 setb p3.0 setb p3.1 setb p3.2 setb p3.3 setb p3.4 setb p3.5 mov r2,037h mov 34h,037h lcall js2 n4: cjne r3,#3,n5 mov p2,#10h setb p3.6nopclr p3.6 setb p3.0 clr p3.1 setb p3.2 setb p3.3 setb p3.4 setb p3.5 mov 2eh,#0 mov r2,038h mov 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int mov r4,#10 mov dptr,#redt01 red11: clr amovc a,a+dptrinc dptrmov dat,alcall prl1djnz r4,red11ret red2: lcall int mov r4,#10 mov dptr,#redt02 red21: clr a movc a,a+dptr inc dptr mov dat,a lcall prl1 djnz r4,red21 ret yellow1: lcall int mov r4,#13 mov dptr,#yellowt01 yellow11: clr a movc a,a+dptr inc dptr mov dat,a lcall prl1 djnz r4,yellow11 ret yellow2: lcall int mov r4,#13 mov dptr,#yellowt02 yellow21: clr a movc a,a+dptr inc dptr mov dat,a lcall prl1 djnz r4,yellow21 ret green1: lcall int mov r4,#12 mov dptr,#greent01green11: clr a movc a,a+dptr inc dptr mov dat,a lcall prl1 djnz r4,green11 ret green2: lcall int mov r4,#12 mov dptr,#greent02green21: clr a movc a,a+dptr inc dptr mov dat,a lcall prl1 djnz r4,green21 ret left1: lcall int mov r4,#11 mov dptr,#leftt01left11: clr a movc a,a+dptr inc dptr mov dat,a lcall prl1 djnz r4,left11 ret left2: lcall int mov r4,#11 mov dptr,#leftt02left21: clr a movc a,a+dptr inc dptr mov dat,a lcall prl1 djnz r4,left21 ret right1: lcall int mov r4,#12 mov dptr,#rightt01right11: clr a movc a,a+dptr inc dptr mov dat,a lcall prl1 djnz r4,right11 ret right2: lcall int mov r4,#12 mov dptr,#rightt02right21: clr a movc a,a+dptr inc dptr mov dat,a lcall prl1 djnz r4,right21 ret man1: lcall int mov r4,#10 mov dptr,#mant01man11: clr a movc a,a+dptr inc dptr mov dat,a lcall prl1 djnz r4,man11 ret man2: lcall int mov r4,#10 mov dptr,#mant01man21: clr a movc a,a+dptr inc dptr mov dat,a lcall prl1 djnz r4,man21 ret sucsess1: lcall int mov