交通灯项目设计说明书(1)

工程技术综合实践工程技术综合实践 项目设计报告项目设计报告 电类 电类 项 目 基于基于 51 单片机的交通灯设计单片机的交通灯设计 西安理工大学工程训练中心西安理工大学工程训练中心 20102010 年年 月月 日日 项目组成员及分工项目组成员及分工 序序 号号姓姓 名名学学 号号班班 级级工工 作作 内内 容容备注备注 1 1李洲山李洲山31004111063100411106自自 104104 总体设计 总体设计 protelprotel 电路图以及电路图以及 PCBPCB 板的绘制 对板的绘制 对 pcbpcb 板的安板的安 装与调试 程序设计与调试 装与调试 程序设计与调试 2 2陈波陈波31004111033100411103自自 104104 元器件的购买 项目设计说明元器件的购买 项目设计说明 书的完成 程序设计与调试 书的完成 程序设计与调试 3 3高殿宇高殿宇31004111063100411106自自 104104 硬件焊接硬件焊接实验电路板的安装 壳实验电路板的安装 壳 体的购买与设计 体的购买与设计 4 4肖尔强肖尔强31004111073100411107自自 104104 资料查询板子的固定以及壳体资料查询板子的固定以及壳体 的安装与调试的安装与调试 组长组长 成绩评定成绩评定 序序 号号姓姓 名名学学 号号班班 级级成成 绩绩备注备注 1 1李洲山李洲山31004111063100411106自自 104104 2 2陈波陈波31004111033100411103自自 104104 3 3高殿宇高殿宇31004111153100411115自自 104104 4 4肖尔强肖尔强31004111073100411107自自 104104 指导教师 签字 指导教师 签字 大大 纲纲 1 概述概述 系统基本功能描述 本制作模拟东西 南北两干道交于一个十字路口 各干道有一组红 绿 黄三色的指示 灯 指挥车辆和行人的安丘按通行 红灯禁止通行 绿灯亮允许通行 黄灯亮提示人们注 意红 绿灯的状态即将切换 且黄灯燃亮时间为东西 南北两干道的公共停车时间 东西 路口红灯亮 南北路口绿灯亮 同时开始 25s 倒计时 25s 倒计时结束后开始 5s 倒计时 南北铝扣绿灯闪烁 计时至最后 2s 时 南北路口黄灯亮 完成一次这样的循环要 30s 30s 结束 南北路口红灯亮 东西路口绿灯亮 并重新 30s 倒计时 依次循环 本系统由 5V 稳压直流电源供电 通过 8051 单片机输入程序控制交通灯的亮暗时间及亮暗方式 简单实 用适合实际生活中的广泛使用 2 总体设计总体设计 1 1 系统功能及技术指标 分类细化系统功能和技术指标 系统功能为 要求由 5V 直流稳压电源供电 由算法控制东西路口红灯亮 南北路口绿灯亮 同时开始 25s 倒计时 25s 倒计时结束后开始 5s 倒计时 南北铝扣绿灯 闪烁 计时至最后 2s 时 南北路口黄灯亮 完成一次这样的循环要 30s 30s 结束 南北 路口红灯亮 东西路口绿灯亮 并重新 30s 倒计时 依次循环 1 2 系统构成 尽量采取图示描述 由 5V 直流稳压电源 8051 单片机 SR 锁存器 发光二级管 晶振及 数码管等元器件组成 1 3 主要设备及元器件选型 说明选择依据 由 5V 直流稳压电源 普通 5V 直流稳压电源即可 单片机 常用 8051 或 8052 SR 锁存器 普通 14 脚 SR 锁存器即可 晶振 12M 发光二级管 普通发光二级管红 黄 绿 数码管 LG3641 电阻 10K 电阻及 300 欧电阻若干 电容 22pF 电容及 CT81 电解电容 1 4 系统核心处理策略 控制策略 信号处理方法等 主要是电路设计正确及程序编写无误 起初对 PCB 板进行调 试 确保焊接无误及电路连接正确 再通过编写程序控制灯的闪亮 时间及方式直至符合要求 1 5 系统软硬件功能划分 硬件部分 计时部分 信号灯显示部分 软件部分 计时部分控制 信号灯显示次序控制 1 6 其他 人机交互 结构设计等 有复位按键 选通按键 详细设计详细设计 1 7 硬件设计硬件设计 1 7 1 输入与输出 确定输入 输出性质 数量和指标要求 输入为复位及选通开关 输出有计时输出及交通灯模拟信号输出 交通灯信号由两组红黄绿 LED 灯代替 计时部分由数码管显示 由于硬件限制 计时部分只能用于 东西干道计时 1 7 2 功能划分 以框图形式表示 1 7 3 子系统 1 元器件选型 硬件原理及功能描述 25s 3s 2s 25s 3s 2s 东西通道东西通道 红灯亮红灯亮 红灯亮红灯亮 红灯亮红灯亮 绿灯亮绿灯亮 绿灯闪绿灯闪 黄灯亮黄灯亮 南北通道南北通道 绿灯亮绿灯亮 绿灯闪绿灯闪 黄灯亮黄灯亮 红灯亮红灯亮 红灯亮红灯亮 红灯亮红灯亮 1 7 4 子系统 2 根据系统划分确定小节数 1 7 5 系统原理图及元器件清单 1 7 6 PCB 设计 1 7 7 系统硬件资源清单及价格 名称规格数量单价格备注 89S51112 数码管四位44 电容22pf40 15 晶振12M12 锁存器74HC57322 微动开关80 25 自锁开关22 发光二极管 红 黄 绿6 个0 1 电阻10k 7 个 1 8 结构设计结构设计 3 调试与测试调试与测试 1 9 调试调试 主要控制参数或策略确定方法 实验结果 出现问题与解决方法 针对单片机针对单片机 P1 口调试交通灯信号 使其预定目标显示口调试交通灯信号 使其预定目标显示 针对单片机针对单片机 P0 口和口和 P1 口调试数码管显示部分 使其按预口调试数码管显示部分 使其按预 定定 实现倒计时实现倒计时 1 10测试测试 测试内容及结果 1 信号显示是否与计时同步信号显示是否与计时同步 2 LED 显示顺序是否正确显示顺序是否正确 3 计时是否正确计时是否正确 2 结论结论 是否达到系统设计目标 存在问题及原因 通过测试交通灯系统能够符合要求 完成亮灯转换及时间计数要求 3 感想感想 工程综合实训具有很强的实践性质 虽然有时比较辛苦 但让我们获 得的是收获的快乐 在这综合实训期间 我们有太多的担心与害怕 遇到了 太多的挫折 中途有好多次都有放弃的念头 印象最深的是我们调电路的那 几天 下午饭基本上没有吃过 为了查清楚某一部分的原理 我们晚上 2 点 多钟才睡觉 为了写项目设计说明书我们熬夜到很晚 但值得庆幸的是 我 们坚持下来了 并且获得了成功 心里有种小小的成就感 从中我们学到了 很多了知识 没有了担心与害怕并且学会了坚持 当然 这与老师和同学的 帮助分不开 自从做 线性稳压电源 这个项目以来 每天都是匆忙而规律 的 苦恼 欢笑 失败 成功伴随着我们工训的点点滴滴 虽然我们小组只 有两个女生 但是我们共同努力 克服了许许多多的困难 一直在努力让自 己做到最好 从最开始的确定组员和选定题目 到后来的设计电路 购买元 器件 再到安装 PCB 板子 安装以及调试 虽然辛苦但收获很多 看到我们 两个辛苦做出来的成果 心里真的很高兴 工程实训不仅让我们学到了很多 课堂上学不到的东西 而且开拓了我们的视野 增长了见识 为我们以后更 好的把所学知识运用到实际工作中打下坚实的基础 经过这次实训 让我们 从实践中对自己所学专业获得了一个感性的认识 为今后专业的学习打下坚 实的基础 作为一名工科学生 掌握生产实践基本知识和加强动手能力是十 分必要的 我们的汗水与心血将会见证我们的成功 程序清单 程序清单 include unsigned char code dis 7 21 0 xc0 0 xf9 0 xa4 0 xb0 0 x99 0 x92 0 x82 0 xf8 0 x80 0 x90 0 x88 0 x83 0 xc6 0 xa1 0 x86 0 x8e 0 xbf 0 x89 0 x8c 0 x00 0 xff 共阳数码管 段码 unsigned char data disbuf 6 0 x00 0 x00 0 x00 0 x00 0 x00 0 x00 显示缓冲区 时分秒使用 unsigned char data count timedx 2 10 5 10 25 东西方向倒计时时间 unsigned char data count timenb 2 25 10 5 10 南北方向倒计时时间 unsigned char data Hour 14 Minite 06 Second 0 Halfsec 0 定义时钟位 unsigned char xdata ledaddr 0 x2000 锁存器选通地址 unsigned char data Ms 0 Lightcode 0 Light step Led step Light num unsigned int data Fault dx 0 Fault nb 0 Fault total 0 Countdx 0 Countnb 0 sbit p10 P1 0 第 0 位数码管位控制端 sbit p11 P1 1 第 1 位数码管位控制端 sbit p12 P1 2 第 2 位数码管位控制端 sbit p13 P1 3 第 3 位数码管位控制端 sbit p14 P1 4 第 4 位数码管位控制端 sbit p15 P1 5 第 5 位数码管位控制端 sbit p16 P1 6 发光二极管选通 sbit p17 P1 7 按键选通 sbit p33 P3 3 k1 键 用于切换四种功能 1 毫秒延时函数 void delay1ms int t unsigned int i j for i 0 i t i for j 0 j 120 j 键盘扫描函数 unsigned char getkey void unsigned char Yiwei unsigned char test 0 x00 tim ledaddr test if p17 0 tim 1 test 0 xfe delay1ms 5 for Yiwei 0 Yiwei 8 Yiwei 处理按键 ledaddr test if p17 0 break else test test 4 if key3 5 KL2 键用于修改东西方向倒计时 加 1 count timedx Light num if count timedx Light num 99 count timedx Light num 99 if key3 1 KL6 键用于修改东西方向倒计时 减 1 count timedx Light num if count timedx Light num 99 count timenb Light num 99 if key3 2 KL3 键用于修改南北方向倒计时 减 1 count timenb Light num if count timenb Light num 9 Ms 0 Halfsec 计时半秒 if Halfsec 2 Halfsec 0 Second 计时一秒 Countdx 东西 南北倒计时减一 Countnb if Second 60 Second 0 Minite 计时一分 if Minite 60 Minite 0 Hour 计时一小时 if Hour 24 Hour 0 if Countdx 0 Countnb 0 转换交通灯显示状态 Light step if Light step 6 Light step 1 if Countnb 0 Countnb count timenb Light step 东西为红灯 南北绿 黄 左切换 if Countdx 0 Countdx count timedx Light step 南北为红灯 东西绿 黄 左切换 外部中断 1 服务函数 void int 1 void interrupt 2 数码管显示状态切换 EX1 0 关中断 if Led step 4 Led step if Led step 4 Led step 0 EX1 1 开中断 串行口中断服务函数 void ser put void interrupt 4 上位机发出字符 c 则清违章记录 若发出 g 则上传违章记 录 if RI 1 接收到上位机发出的字符 RI 0 ACC SBUF 取字符 if ACC c 清违章记录 Fault dx 0 Fault nb 0 else if ACC g 上传违章记录 Fault total Fault dx Fault nb SBUF Fault total if TI 1 发送中断 TI 0 8051 初始化函数 void Istr void 定时器初始化 TMOD 0 x21 定时器 1 工作于方式 2 做波特率发生器 定时器 0 工作于方式 1 做定时 器 TH1 0 xfa 产生 9 6kbit s 波特率 TL1 0 xfa TH0 0 x4c 50ms TL0 0 x00 串行通信初始化 SCON 0 x50 PCON 0X80 PCON 启动定时器 开中断 ET1 0 禁止定时器 1 中断 ET0 1 TR1 1 TR0 1 IT1 1 设置外部中断为边沿触发 EX1 1 ES 1 EA 1