交通灯设计（版本8）

1目录摘要.3任务分析与设计思路.4交通规则图.4任务分析：.4设计思路：.4总体设计.6硬件原理框图：.6软件结构框图：.6详细设计.71.设计电路：.72.交通灯电路：.73.倒计时显示电路：.8仿真电路及效果图.91.仿真电路：.92.仿真效果：.103.元件清单：.10程序及注释.11主程序流程：.11主程序：.11调试与运行.15心得体会.1623摘要在日常生活中，交通灯作为管理交通、调协车辆的一个便捷的手段，起着很大的作用。各种交通工具、行人都要根据交通灯的变化来决定是否前行，通行的时间的规定协调了它们的步伐，极大的减少了由于交通混乱引起的各种事故的发生。因此，一个完善的交通系统中，交通灯是必不可少的设备，一个完善的交通灯程序会更有效的管理当前道路中出现的实际情况，使车辆、行人的行进变得更顺畅、更和谐。随着我国国民经济的快速发展，我国机动车辆发展迅速，而城镇道路建设由于历史等各种原因相对滞后，交通拥挤和堵塞现象时常出现。如何利用当今计算机和自动控制技术，有效地疏导交通，提高城镇交通路口的通行能力，减少交通事故是很值得研究的一个课题。目前，国内的交通灯一般设在十字路口，在醒目位置用红、绿、黄三种颜色的指示灯加上一个倒计时的显示器来控制行车。4任务分析与设计思路交通规则图图1任务分析：根据交通规则图，来实现各路口交通灯闪烁情况设计思路：基于完成以上任务分析，结合所学有关知识，尤其是本学期所学关于单片机的中断系统和定时/计数器的相关知识及应用，我们知道对于红、绿、黄两组各三盏灯的控制，可以通过把这六盏灯分别接到单片机的六个输出引脚，若用P1口进行输出，则分配如下：5图2通过对P1口P0P5编程从而实现控制。而时间的各盏灯的熄灭时间的延时情况，则用定时/计数和中断结合应用实现控制。而输出的时间显示则每个方向分别用两个发光二极管显示，十位接在P0口，个位接在P2口，对P0口P2口编程即可实现控制。6总体设计硬件原理框图：图37软件结构框图：图4详细设计1.设计电路：设计电路主要由两部分组成，一部分为P1口与十二个发光二极管连接电路，另一部分是P0、P2口与八个七段显示器相连的电路，下面分别详细说明。2.交通灯电路：设计中采用发光二极管作为交通灯来使用，单片机的I/O接口直接和交通灯（发光二极管）连接。在十字路口的四组红、黄、绿三色交通灯中，东西方向道路上的两组同色灯连接在一起，南北方向道路上的两组同色的灯也彼此连接在，受单片机8P1.0P1.5控制。单片机的I/O接口与交通灯电路的具体连接方式为：P1.0P1.2分别接东西方向的红、黄、绿共6个放光二极管，P1.3P1.5分别接南北方向的红、黄、绿共6个发光二极管。12个发光二极管采用了共阳极的连接方式，因此I/O口输出低电平时，与之相连的发光二极管会亮，I/O输出高电平时，相应的发光二极管会灭。交通灯电路如图所示图593.倒计时显示电路：该显示装置选用七段数码管来显示交通灯转换的剩余时间，根据控制要求，每个路口需要两个数码管，这样四个路口就要求八个数码管。有序AT89C51单片机的I/O作为输出时，具有较强吸收电流能力，因此我们可以选用共阳型数码管，这样由单片机的I/O就可以直接驱动，从而简化硬件电路的设计。四个路口倒计时显示被置在同一时刻显示相同的数字，期中P0口用来显示时间的十位，P2口用来显示时间的个位。电路如下图所示图610仿真电路及效果图1.仿真电路：图7112.仿真效果：图83.元件清单：12图9程序及注释主程序流程：开始初始化，全部为黄灯并按照初始化运行东西红灯亮，南北绿灯亮调用显示程序，将时间送显示东西黄灯闪烁，南北黄灯烁调用显示程序，将时间送显示东西绿灯亮，南北红灯亮调用显示程序，将时间送显示东西黄灯闪烁，南北黄灯闪烁调用显示程序，将时间送显示主程序：voidmain()init();while(1)display();13/-定时器T0中断程序入口voidtimer0()interrupt1using0TR0=0;/定时器T0关闭，及初始化T0TH0=(65536-50000)/256;TL0=(65536-50000)%256;count-;/对定时器T0中断次数的计数if(count!=0)/判断是否到达1sTR0=1;elsecount=20;ntime-;wtime-;stime-;etime-;/各个路口数码管显示时间-1if(int1=0)/判断交通灯状态是否为基本状态1n0_time=ntime;w0_time=wtime;s0_time=stime;e0_time=etime;n_yellow();/个路口数码管为零判断和黄灯控制w_yellow();s_yellow();e_yellow();14elsen1_time=ntime;w1_time=wtime;s1_time=stime;e1_time=etime;sn_yellow();/基本状态1下，各路口数码管为零判断和黄灯控制we_yellow()；TR0=1;/-外部中断int1子程序入口，进入基本状态1和状态2的切换voidintr1()interrupt2using0TR0=0;/停止定时TH0=0X3C;TL0=0Xb0;count=20;int1=int1;/基本状态1(int1=0)和基本状态2(int1=1)的切换if(int1!=0)/进入基本状态215P0=P01;P3=P31;ntime=n1_time；wtime=w1_time;stime=s1_time;etime=e1_time;else/进入基本状态1P0=P00;P3=P30;ntime=n0_time;wtime=w0_time;stime=s0_time;etime=e0_time;TR0=1;/-外部中断int0子程序入口，进入紧急状态和基本状态的切换voidintr0(void)interrupt0using0TR0=0;int0=int0;/int0=0表示基本状态；int0=1表示紧急状态if(int0!=0)/进入紧急状态16P0=0X09;P3=0X9F;/全部显示红灯else/进入了基本状态if(int1=0)/判定进入到基本状态1P0=P00;P3=P30;elseP0=P01;P3=P31;/判定进入到基本状态2TH0=0x3c;TL0=0xb0;count=20;TR0=1;17调试与运行1、按照硬件连接图，相应的，P1.0接红灯,P1.1接黄灯,P1.2接绿灯,P1.3接红灯,P1.4接黄灯,P1.5接绿灯2、从0100H单元开始连续运行，观察六个LED灯是否与交通显示情况对应，如果有偏差，则单步运行或断点运行，进行调试，直至满足设计要求。3、调试完灯的显示后，从0100H开始连续运行，观察数码管显示的是否正常，如果不正常，则运用单步运行或断点运行进行分析和调试，直至满足要求。4、整体运行，观察灯显示和时间显示是否都符合要求，如果不符合，则再调试。直至满足要求。18心得体会通过这次毕业设计，虽然在毕业合计前期我遇到了很多困难，甚至不知道如何下手，但是通过自己的亲手实践，不断的请教同学与老师，还有就是在课余实间上网收集资料等等不断的积累，使我得到了一次用专业知识、专业技能分析和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，以及在常用编程设计思路技巧（特别是汇编语言）的掌握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。使我完成了这次很有意义的毕业设计。通过交通灯课程设计，我对单片机相关知识有了更深的了解。对于管脚及相关的控制寄存器，有了更进一步的巩固和了解，尤其是I/O口的实用及编程，相当于重新细细温习了一遍。特别对protues软件画电路图及仿真的过程，我几乎是从零开始学习并使用的。说到这里，得感谢小组里同学们的指导，同时也幸好大家都很繁忙，让我有更多的独立探索学习和思考的空间，将这些东西变成自己的。这次课程设计的任务是通过单片机的I/O口来控制交通灯。当然这次课程设计，提高了知识的应用能力和和实践能力，同时提高了独立思考独立完成任务的能力，当然同组之间，遇到了实在没办法解决的问题，也相互的咨询和讨论，加强了大家的合作精神和团结能力。这对以后的学习和工作都有重要意义。19参考文献1李海滨.片春媛.许瑞雪编.单片机技术课程设计与项目实例,中国电力出版社,20092谭浩强主编.C程序设计.第三版，清华大学出版社,20053李正军主编.计算机控制系