交通红绿灯课程设计.doc

太原科技大学太原科技大学 课程设计 论文 题目 交通灯顺序控制课程设计 论文 题目 交通灯顺序控制 班 级 光信息 081801 姓 名 武林林 学 号 200718040119 指导教师 邱选兵 日 期 2011 6 26 太原科技大学课程设计 论文 任务书太原科技大学课程设计 论文 任务书 应科学院 直属系 光信息 081801 班 时间 2011 6 26 学 生 姓 名武林林指 导 教 师邱选兵 设计 论文 题目交通灯顺序控制 主要研 究内容 用 STC89C52 单片机及一些简单外围电路 实现十字路口交通信号灯红黄绿灯 的定时交替变换 研究方法 利用 EDA 软件 PROTEL99SE 设计电路图 再用电烙铁将实物焊接到实验电路 板上 通过电脑的串口写入一段程序到单片机中 实现单片机的控制作用 主要技术 指标 或研 究目标 1 熟悉手工焊锡的常用工具的使用及其维护与修理 2 基本掌握手工电烙铁的焊接技术 能够独立的完成简单电子产品的安装与焊 接 熟悉电子产品的安装工艺的生产流程 3 熟悉印制电路板设计的步骤和方法 熟悉手工制作印制电板的工艺流程 能 够根据电路原理图 元器件实物设计并制作印制电路板 4 熟悉常用电子器件的类别 型号 规格 性能及其使用范围 能查阅有关的 电子器件图书 5 能够正确识别和选用常用的电子器件 并且能够熟练使用普通万用表和数字 万用表 主要参考 文献 1 李军等 51 系列单片机高级实例开发指南 北京航空航天大学出版社 2004 6 2 何立民 单片机应用技术选编 9 M 北京航空航天大学出版社 2004 I 3 王幸之等 AT89 系列单片机原理与接口技术 北京航空航天大学出版社 2004 5 5 李朝青 单片机原理及接口技术 北京航空航天大学出版社 1999 3 6 谢维成等 单片机原理与应用及 C51 程序设计 清华大学出版社 2006 8 7 边海龙等 单片机开发与典型工程项目 电子工业出版社 2008 10 目 录 第一章第一章 绪论绪论 4 第二章第二章 总体设计总体设计 4 第三章第三章 硬件部分硬件部分 5 第四章第四章 软件部分软件部分 8 第五章第五章 总结总结 10 参考文献参考文献 10 第一章第一章 绪论绪论 课程设计是单片机课程的一个教学环节 该实验课程的目的旨在使学生能 够理论联系实际 提高学生的动手能力 加深对课程的理解 单片机是一种集成在电路芯片 是采用超大规模集成电路技术把具有数据 处理能力的中央处理器 CPU 随机存储器 RAM 只读存储器 ROM 多种 I O 口 和中断系统 定时器 计时器等功能 可能还包括显示驱动电路 脉宽调制电路 模拟多路转换器 A D 转换器等电路 集成到一块硅片上构成的一个小而完善 的计算机系统 众所周知 单片机已经越来越广泛的应用于智能仪表 工业控制 日常生 活等许多领域 可以说单片机的应用已经渗透到人类生活 工作的每一个角落 随着城市的发展 交通指挥系统越来越重要 也越来越庞大和复杂 交通信号 灯是交通管理部门设在路口 用来合理指挥调动车辆及行人交通的主要装置 对其控制的好坏直接影响到交通状况 本课程设计一个简单的交通信号灯单片 机顺序控制系统 能够实现十字路口红 黄 绿灯的定时交替转换 第二章第二章 总体设计总体设计 十字路口的交通灯简单示意图 如下所示 其中 绿灯点亮 20 秒 黄灯点亮 5 秒 红灯点亮 25 秒 实现这些交替点亮功 能仅仅需要一片 89C52 单片机以及一些简单的外围电路 器件 1 核心芯片的选择 AT89C52 单片机价格低廉 输入输出口丰富 无需再另外扩展 简化了外围电 路 128 B 内部 RAM 4 kB 内部 ROM 程序存储空间大 防止由于字模过多 而造成存储空间不够 另外由于前期开发需要多次的写入 擦除 而 89C52 可 以完成 1 000 次写 擦 故满足要求 2 反向器 在硬件电路设计中用到了反向器 74F06 它是飞利浦公司生产的高速反向器 是集电极开路器件 起降电平反向的作用 第三章第三章 硬件部分硬件部分 1 交通信号灯单片机顺序控制系统硬件原理图如下所示 2 单片机的引脚功能如下表所示 引脚功能I O 引脚 1 6 P1 0 P1 5 红绿灯控制信号输出0 引脚 9 RST 单片机复位信号输入口1 引脚 12 INT0 外部控制信号中断1 引脚 13 INT1 外部控制信号中断1 引脚 18 19接晶振 引脚 40 VCC 电源正 引脚 20 VSS 电源负 单片机 MCS 51 的 P1 端口控制十字路口的红黄绿灯 考虑到点偏激的驱动能 力有限 这里使用了 7406 芯片用于驱动发光二极管 单片机的 P1 端口输出低 电平时 经 7406 反向后变成高电平 信号灯熄灭 反之单片机的 P1 口输出高 电平时时 经 7406 反向后变成低电平 信号灯点亮 S1 为启动按键 S2 为停 止按键 两个按键分别接到外部中断输入端 INT0 和 INT1 按键断开时 相应 的中断输入口为高电平 系统不进入中断 当按键按下时 相应的中断输入口 直接与地连接 输入低电平 单片机系统进入中断 在中断服务子程序作出相 应的执行程序 2 反向器 74F06 的引脚图和电路逻辑图如下所示 一片 74F06 中有 6 个反向器可供使用 反向器的输入引脚分别为器件的 1 3 5 9 11 13 脚 相对应的输入引脚为 2 4 6 8 10 和 12 引脚 第 14 和 7 引脚分别为器件的正电源和地引脚 74F06 的功能表如下图所示 输入输出 An Yn HL LH 其中 H 表示高电平 L 表示低电平 3 由上面的硬件电路的要求和 7406 的功能描述 可得 P1 口的输出控制字如下 表所示 P1 5 东西绿 P1 4 东西黄 P1 3 东西红 P1 2 南北绿 P1 1 南北黄 P1 0 南北红 控制字说明 10000121H东西行 南北停 01000111H东西警 告 南北停 0011000CH东西停 南北行 0010100AH东西停 南北警 告 第四章第四章 软件部分软件部分 程序包括主循环程序和按键中断程序两部分 主程序初始化 P1 端口和外部中断 然后循环等待 K1 启动按键按下后 进入 START 中断服务程序 启动交通灯的定时显示 如果按下 K2 停止按键 则进 入 STOP 中断服务成粗 关闭 INT1 中断后 直接进入主程序 程序如下 include include typedef unsigned char u8 typedef unsigned int u16 sbit snred P1 0 sbit snyellow P1 1 sbit sngreen P1 2 sbit ewred P1 3 sbit ewyellow P1 4 sbit ewgreen P1 5 void delay20 延时 20 秒子程序 u8 i j for i 0 i 5000 i for j 0 j 2000 j void delay5 延时 5 秒子程序 u8 i j for i 0 i 5000 i for j 0 j 500 j u8 data bHasInt0 0 void START void interrupt 0 while bHasInt0 1 snyellow 0 ewred 0 ewgreen 1 snred 1 东西同性 南北禁止 delay20 延时 20 秒 ewgreen 0 ewyellow 1 东西黄灯亮起 南北禁止 delay5 延时 5 秒 ewyellow 0 ewred 1 snred 0 sngreen 1 东西禁止 南北通行 delay20 延时 20 秒 sngreen 0 snyellow 1 东西禁止 南北亮黄灯 delay5 5 秒延时 void STOP void interrupt 1 bHasInt0 1 snred 0 snyellow 0 sngreen 0 ewred 0 ewyellow 0 ewgreen 0 关闭所有信号灯 void main snred 0 snyellow 0 sngreen 0 ewred 0 ewyellow 0 ewgreen 0 关闭所有信号灯 EX 1 开中断 EA 1 交通信号灯控制功能是在 START 中断子程序中完成的 主要实现十字路口红 绿灯的定时显示 这也是本系统的基本功能 这一段程序的基本结构式一个循 环体 循环体内顺序执行控制字中的控制代码 定时显示红 黄 绿灯 第五章第五章 总结总结 单片机是微型计算机的一个重要的分支 随着计算机技术的发展 单片机 的应用领域也越来越广泛 它在工业控制 数据采集以及仪器仪表自动化等许 多领域都起着十分重要的作用 通过做基于单片机的交通灯顺序控制设计 不断查阅资料 我对单片机的 体系及它在各个领域的应用有了一定的了解 对它的软件系统也有了一定的认 识 并且增强了我对编程及编程环境的了解 在总体上对单片机学习有了一定 的提高 收获颇丰 参考文献参考文献 1 李军等 51 系列单片机高级实例开发指南 北京航空航天大学出版社 2