单片机课程设计.doc

正文1、选题背景11背景现在社会交通拥挤，交通压力大，由于有时在十字路口交通灯分配时间不当使这一问题更严重，故基于单片机AT89C2051设计了一款智能交通灯系统，通过传感器检测主干道、支干道车况，来智能调节交通红绿灯时间，使道路资源合理利用。1.2课题要求 对于这样一个交通的设计问题，需要解决各个干道上的通行时间问题，即主支干道的不同通行时间，而且当出现特殊情况，比如某个干道没有车辆时，需要相应的特殊交通状态。还有涉及到时间计数，达到不同干道的通行时间要求，即主干道通行45秒，支干道25秒，每次绿灯到红灯切换时要有5秒的黄灯时间间隔。最后就是灯的显示，要求对应不同干道和相应的时间。系统运行时，能够通过数码管显示“倒计时等信息”。1.3指导思想（1）设计主干道、支干道红绿灯的时间长度。（2）通过主干道和支干道的传感器来检测路况。（3）若检测主干道和支干道均有车时，则定时器0开始1秒的计时，每隔1秒显示时间长度减1并显示，并且控制相应的状态灯亮。（4）若检测主干道有车而支干道无车时，主干道绿灯常亮且绿灯的时间一直循环显示，而支干道则处于红灯而且红灯时间一直循环显示。（5）若检测支干道有车而主干道无车时，支干道绿灯常亮且绿灯的时间一直循环显示，而主干道则处于红灯而且红灯时间一直循环显示。2、方案论证 21设计原理及选择（1）AT89c2051有两个I/O口P1口、P3口，两个定时器T0,T1，两个外部中断INTO、INT1、2k字节的Flash程序存储器，128字节的片内RAM。（2）利用定时器T0，定时1秒，来对红绿黄三灯对应时间长度做减1处理，并显示。（3）利用定时器T1实现主干道、支干道在特殊情况下的交通灯循环显示。（4）利用按键控制外部中断INTO来模拟传感器当检测到支干道无车或者主干道无车时来控制定时器T1工作。（5）P1口控制LED数码管的动态扫描，P3.0，P3.1控制位码。 （6）当黄灯亮时，蜂鸣器响提醒司机。当处于特殊情况时，如：主干道有车，支干道无车时，主干道绿灯亮时蓝灯也亮提醒司机现已处于主干道常通状态，且支干道无车。（如图2-1所示）图2-12、2方案选择原因及特点 合理运用了AT89c2051两个内部定时器，并且通过外部中断的方式来模拟传感器检测路况的状态，比较符合实际情况，并且单片机也一直处于工作状态，效率高。3、过程论述3.1 硬件设计基于前面的设计原理，可以设计出硬件电路。对于本课题的要求，交通灯需要东西南北四个方向上的数码显示及交通灯显示，为了编程的需要，AT89c2051的P1口作为数码显示段码输入口，P3.0、P3.1作为位码输入口，P3.7、P3.5、P3.4作为交通灯的控制输出口，P3.2、P3.3 作为检测干道上车况的信号输入端。综合考虑可以设计出硬件电路图。如图3.1-1图3.1-13.2软件设计（1）初始化给定时器T0、T1赋值TH0=TH1=0x3c,TL0=TL1=0xb0,EA=1，设一状态变量m，并开外部中断，设定其优先级高，并在程序中给P32引脚加以下降沿脉冲。（2）路况判断通过在程序处给外部中断0引脚加以下降沿脉冲，进入外部中断0程序，若判断路上有车时（即m%2!=0）开启定时器T0：ET0=1，TR0=1关定时器T1：ET1=0转（3）步骤，若有一路上无车时再次触发外部中断0(即m%2=0),关闭定时器0：ET0=1;开启定时器1：ET1=1，TR1=1转（4）步骤。（3）正常交通主干道、支干道均有车时，则各自交通红绿黄灯分别按其计数长度倒计时，依次交替闪烁。（4）特殊路况在主干道有车，支干道无车时，主干道出于常通状态，绿灯并以其计数长度一直循环显示，直到支干道有车时恢复正常交通。在支干道有车，主干道无车时，支干道出于常通状态，绿灯并以其计数长度一直循环显示，直到主干道有车时恢复正常交通。3.3程序框图注：图1为主框图，图2：为程序框图。图1图23.4 实现功能程序（主干道程序）#include #define uchar unsigned char#define uint unsigned intuint t=0,m=0;/状态变量uint a=45,a1,a2;/绿灯初始值uint b=5,b1,b2;/黄灯初始值uint c=40,c1,c2;/红灯初始值sbit P37=P37;sbit P35=P35;sbit P30=P30;sbit P31=P31;sbit P32=P32;sbit P33=P33;sbit P34=P34;uchar code tab=0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0X92,0x82,0xf8,0x80,0x90;void Delay(uint i)/延时程序uint j;for(i;i0;i-)for(j=0;j0)P34=0;P35=1;P37=1;xianshi(a); /绿灯亮，显示45s倒计时else if(a=0&b0)P34=1;P37=1;P35=0;xianshi(b);/黄灯亮，显示5s倒计时else if(a=0&c0)P34=1;P35=1;P37=0;xianshi(c);/红灯亮，显示40s倒计时void timer1_int(void) interrupt 3 /定时器1TH1=0x3c;TL1=0xb0;t+;if(t=10)t=0;a=a-1;if(a=1)a=45; /支干道没车主干道绿灯45s循环显示void timer0_int(void) interrupt 1 /定时器0TH0=0x3c;TL0=0xb0;t+;if(t=10&a0)t=0;a=a-1; /每到1s时，45s-1s返回显示else if(t=10&b0)t=0;b=b-1;if(b=0)c=40; /每到1s时，5s-1s返回显示else if(t=10&c0)t=0; c=c-1;if(c=0) /每到1s时，40s-1s返回显示a=45;b=5;void int0_int(void)interrupt 0m+; /刚开始给外部中断一下降沿故m=1，故开始时正常循环if(m%2!=0)ET0=1; /定时器0工作，定时器1不工作 TR0=1;ET1=0; /蓝灯灭P33=1;else ET0=0;/ 定时器0不工作，定时器1工作 ET1=1; TR1=1;4、结果分析基于AT89c2051的智能交通灯系统，可以根据路况的不同来自动调节交通灯的时间长度，可以提高路面资源的利用，有效地缓解交通压力，实现智能化。对于单片机采用了外部中断来实时监测路面状态，提高了单片的效率。5 总结在这套系统中，有时候不太稳定，可能由于按键本身会引起负脉冲干扰窜入，影响