【《基于单片机的十字路口交通灯设计》9500字】

图STYLEREF1\s4-2所示。图4-2数码管显示流程图4.3按键程序设计按键的人软件代码设计很重要，如果按键判断错误，那整个系统的控制就会有问题。按键动作的检测主要在软件代码设计上，首先要分析按键动作机制，了解清楚按键动作才可以更好的设计软件代码。理论上按键就是开关动作，但是由于实际情况是机械动作转换为电信号，机械动作难免存在摩擦等情况，因为人手按下按键的机械动作存在抖动以及摩擦，所以在按按键的时候，真实情况是抖动的，所以导致按键开关是抖动开关，输出的电信号也是抖动状态，即为高低电平抖动，等人手按下按键稳定后，才输出稳定的低电平，这个抖动过程一般是3到5毫秒，因此在单片机扫描按键电信号的时候，需要在按键按下状态稳定后检测电信号，在软件代码扫描中第一次扫描到按键有效信号，此时并非真正的稳定信号，而是抖动开始或者干扰信号，所以待3到5毫秒后继续扫描，如果仍然是稳定信号，则表示按键按下。按键扫描软件设计流程图见4-3所示。图4-3按键软件设计流程图5系统调试与仿真5.1系统仿真电路设计Proteus是一款用于对电路进行模拟验证的EDA工具。能够对常用的电路进行仿真验证，还可以对单片机相关控制电路进行验证，验证电路以及软件设计的正确性。这款软件介于理论设计和实物制作之间，可以在理论设计完成后，实物制作之前对设计进行验证，更早的发现设计问题。软件内部支持很多款单片机型号，随着软件的更新升级，不断加入更多的器件，支持更多仿真电路。很多学校都开设了关于Proteus仿真的课程，对于没有条件的情况下，可以借助这款软件对电路和单片机相关设计进行学习，通过在仿真中进行模拟，可以更方便得多学习单片机等相关理论知识。Proteus结合相应的代码编程开发工具实现联合调试，通过仿真对软件代码进行验证，即验证了电路，也对软件代码进行了验证。仿真界面如图5-1所示。通过仿真验证了东西南北交通灯、东西南北数码管显示、按键输入、主控制器等所有功能。图5-1系统仿真电路5.2系统数码管显示仿真此节主要验证数码管显示的正确性。需要绘制单片机电路，数码管显示电路，验证数码管显示等。数码管仿真图如图5-2。图5-2数码管仿真图5.3系统交通灯仿真启动仿真，系统开始倒计时，数码管显示倒计时时间，观察交通灯状态，单片机控制东西交叉口绿灯亮20秒，南北交叉口红灯亮25秒，倒计时28秒后，东西路口绿黄灯闪烁5秒，之后南北绿灯亮，东西红灯亮，如此循环下去，同时可以通过按键控制交通灯时间以及全部禁止通行，液晶仿真图如图5-3。图5-3系统仿真图5.4系统东西通行控制仿真启动仿真，可以通过按键控制交通灯东西通行，此时南北禁止通行，此时数码管熄灭，东西常亮绿灯，南北常亮红灯，液晶仿真图如图5-4。图5-4系统东西通行控制仿真图5.5系统南北通行控制仿真启动仿真，可以通过按键控制交通灯南北通行，此时东西禁止通行，此时数码管熄灭，南北常亮绿灯，东西常亮红灯，液晶仿真图如图5-5。图5-5系统南北通行控制仿真图5.6系统禁止控制仿真启动仿真，可以通过按键控制交通灯南北禁止、东西禁止通行，此时数码管熄灭，南北常亮红灯，东西常亮红灯，液晶仿真图如图5-6。图5-6系统禁止通行控制仿真图6结论通过此次毕业设计的制作，对所学知识进行了应用，并且明白了自己在理论知识方面、实际操作方面的不足，进而通过毕业设计制作过程进行了弥补。经过整个系统的制作，了解了项目开发的大致流程，在制作系统前，通过查阅大量的资料，了解系统相关信息，掌握技术相关信息，以便于更好的设计系统方案。只有真正了解到目前相关产品的技术现状，才能更好的进行系统设计。整个系统开发过程中，资料网络的查阅也是非常重要的，怎么搜索资料，怎么解读资料都是需要经验的。再有方案设计阶段也很重要，如果前期方案设计合理，后期就不会有方案不对的问题，不会回过头来更改方案，所以方案设计阶段花费的时间可能会操作系统制作的时间，因此方案的设计要不断的斟酌，考虑更多的因素，保证方案的正确性。进行硬件电路设计时，要考虑实际应用情况，比如电源要加入开关，还需要有指示灯，考虑实际应用情况，所以在生活中要多多观察一些产品的功能，需要站在用户的角度设计系统功能，让用户使用起来更加方便。在进行软件设计时需要考虑到后期的调试，毕竟软件是不可见的，需要加热与便于调试的功能，比如串口调试打印信息，这样在系统软件出现问题的情况下，可以借助打印信息了解系统的BUG信息，可以更快的进行调试，解决软件问题。在进行实物制作时，一定要有顺序，不能随便焊接，通过多次的焊接制作，明白了要先焊接制作电源，因为电源是其他模块验证的必要条件，其他功能模块需要按照功能验证的顺序，一步一步制作，按照先后条件去制作。最重要的一点就是不可以一次性全部焊接制作完成，要制作一个功能模块调试一个功能模块，这样可以更方便的处理焊接出现的问题，否则很难查找到原因。参考文献：[1]李波,韩达,许文杰.基于51单片机的交通灯模拟系统设计[J].河北农机,2019(03):57.[2]许雪梅,刘娇娇,李涛,赵铭,刘奕岐,李明泽,逯玉兰.基于单片机的交通灯控制系统设计[J].电子测试,2018(23):33-34+133.[3]陈东阳.基于单片机的交通灯设计[J].信息记录材料,2018,19(12):81-82.[4]贲艳波.一种基于单片机的交通灯的设计[J].南方农机,2018,49(21):145.[5]武玉升.基于单片机的智能交通灯控制系统仿真设计[J].电子世界,2018(21):118-119+122.[6]钱进.基于单片机的交通灯智能控制分析[J].山东工业技术,2018(19):123.[7]胡瑞楠.基于51单片机的智能交通灯系统设计[J].通讯世界,2018(08):252-253.[8]郭玉秀.基于单片机的十字路口交通灯的设计及仿真[J].现代制造技术与装备,2018(08):66-68.[9]贾皓宇.基于单片机的智能交通灯控制系统[J].电脑迷,2018(02):99.[10]秦风元.基于51单片机的交通灯设计[J].时代农机,2017,44(12):126-127.[11]周碧莹,刘宏.基于单片机的智能交通红绿灯控制系统的设计分析[J].广东蚕业,2017,51(12):18.[12]郝庆妮,吴继侠,张姣.基于单片机的交通灯控制器设计[J].电子制作,2017(21):69-70+82.[13]何悠.基于单片机的智能交通灯控制系统实现方案分析[J].数字技术与应用,2017(10):18-19.[14]郑丽敏.基于单片机交通信号灯控制系统的设计与仿真[J].产业与科技论坛,2017,16(16):56-57.[15]淡海英,杨聪.基于单片机控制的十字路口交通灯设计与分析[J].电子测试,2017(13):9+8.[16]郭占苗.基于STC89C52单片机的交通灯设计[J].工业控制计算机,2017,30(06):138-139.[17]林田卓.基于51单片机的交通灯控制系统的研究与设计[J].电子世界,2017(12):184.[18]高婷婷,郭宁,史红娟.基于单片机的智能交通灯系统仿真研究[J].当代化工研究,2016(09):26-27.[19]王麒贵.基于单片机的LED模拟交通灯设计[J].电子制作,2016(21):8-9.[20]王学亮.基于单片机的多功能交通灯控制器的设计[A].天津市电视技术研究会.天津市电视技术研究会2016年年会论文集[C].天津市电视技术研究会:天津市电视技术研究会,2016:4.[21]王明哲.基于89C51单片机的现代交通灯设计[J].电子技术与软件工程,2016(07):254-255.[22]陆海全,李志军,闫非凡,吴江龙.基于单片机的智能交通灯控制系统[J].电子技术与软件工程,2016(03):51-53.[23]杨宁,阳泳,江世明.基于单片机的智能交通灯设计与论述[J].电子世界,2016(03):52-53.附录A总电路原理图附录B源代码#include<reg52.h> //调用单片机头文件#defineucharunsignedchar//宏定义"uchar"代替"unsignedchar"。#defineuintunsignedint //宏定义"uint"用来定义无符号整型数。////数码管段选定义012345 6 7 8 9 ucharsmg_du[]={0x40,0x75,0x0c,0x14,0x31,0x12,0x02,0x74,0x00,0x10,// A B C D EF 不显示 0x20,0x03,0x4a,0x05,0x0a,0x2a,0xff}; //断码uchardis_smg[8]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8}; ucharsmg_i=4;//显示数码管的个位数//数码管位选定义sbitsmg_we1=P2^0; //数码管位选定义sbitsmg_we2=P2^1;sbitsmg_we3=P3^6;sbitsmg_we4=P3^7;chardx_s=0,nb_s; //东西南北倒计时变量sbitdx_red=P2^4; //东西红灯sbitdx_green=P2^3; //东西绿灯sbitdx_yellow=P2^2; //东西黄灯sbitnb_red=P2^7; //南北红灯sbitnb_green=P2^6; //南北绿灯sbitnb_yellow=P2^5; //南北黄灯 uintnb_che_value;uintdx_che_value;ucharxdatanb[30];ucharxdatadx[30];ucharflag_jtd_mode;//交通灯的模式根据时间bitflag_1s=0;bitflag_500ms;bitflag_dx_nb=0; //东西南北模式ucharflag_5m_value;uchari;ucharflag_alarm; //模式uchardx_time=30,nb_time=20;//东西、南北的时间ucharflag_jdgz;//交通管制ucharmiao,miao1;/***********************数码位选函数*****************************/voidsmg_we_switch(uchari){ switch(i) { case0:smg_we1=0;smg_we2=1;smg_we3=1;smg_we4=1;break; case1:smg_we1=1;smg_we2=0;smg_we3=1;smg_we4=1;break; case2:smg_we1=1;smg_we2=1;smg_we3=0;smg_we4=1;break; case3:smg_we1=1;smg_we2=1;smg_we3=1;smg_we4=0;break; } }/*********************************************************************名称:delay_1ms()*功能:延时1ms函数*输入:q*输出:无***********************************************************************/voiddelay_1ms(uintq){ uinti,j; for(i=0;i<q;i++) for(j=0;j<110;j++);}/*********************************************************************名称:display()*功能:数码管显示*输入:无*输出:无***********************************************************************/voiddisplay(){ uchari; for(i=0;i<smg_i;i++) { P0=0xff; //消隐 smg_we_switch(i); //位选 P0=dis_smg[i]; //段选 delay_1ms(3); }}/*********************定时器0、定时器1初始化******************/voidtime0_init() { TMOD=0X11; //定时器0、定时器1工作方式1 ET0=1; //开定时器0中断 TR0=1; //允许定时器0定时// ET1=1; //开定时器1中断// TR1=1; //允许定时器1定时 }/*********************交通灯处理函数*********************************/voidjiaotongdeng_dis(){ if(flag_1s==1) { flag_1s=0; miao++; if(miao>=60) { miao=0; } for(i=0;i<60;i++) dx_che_value+=dx[i]; for(i=0;i<60;i++) nb_che_value+=nb[i]; dx_s--; if(dx_s<0) { flag_dx_nb=~flag_dx_nb; if(flag_dx_nb==1) { if(dx_che_value>=30) dx_s=dx_time+20; //东西时间 elseif(dx_che_value>=20) dx_s=dx_time+10; //东西时间 else dx_s=dx_time; //东西时间 } else { if(nb_che_value>=30) dx_s=nb_time+20; //南北时间 elseif(nb_che_value>=20) dx_s=nb_time+10; //南北时间 else dx_s=nb_time; //南北时间 } } } dis_smg[0]=smg_du[dx_s%10]; dis_smg[1]=smg_du[dx_s/10]; dis_smg[2]=smg_du[nb_s%10]; dis_smg[3]=smg_du[nb_s/10];/***********************南北时间*********************************/ if(flag_dx_nb==0) { if(dx_s>5) { dx_red=1;//灭 dx_green= 0; //亮 dx_yellow=1; //灭 nb_red=0;//亮 nb_green= 1; //灭 nb_yellow=1; //灭 flag_5m_value=0; }elseif(dx_s<=5) //当小于5秒时黄灯要闪了 { dx_red=1;//灭 dx_green= 1; //灭 nb_red=0;//亮 nb_green= 1; //灭 nb_yellow=1; //灭 if(flag_500ms==0) { dx_yellow=0;//亮 } else { dx_yellow=1;//灭 } } }/***********************东西时间*********************************/ if(flag_dx_nb==1) { if(dx_s>5) { dx_red=0;//亮 dx_green= 1; //灭 dx_yellow=1; //灭 nb_red=1;//灭 nb_green= 0; //亮 nb_yellow=1; //灭 flag_5m_value=0; }elseif(dx_s<=5) //当小于5秒时黄灯要闪了 { dx_red=0;//灭 dx_green= 1; //灭 dx_yellow=1; //灭 nb_red=1;//灭 nb_green= 1; //灭 if(flag_500ms==0) //黄灯闪烁 { nb_yellow=0; //亮 } else { nb_yellow=1; //灭 } } } }/********************独立按键程序*****************/ucharkey_can; //按键值voidkey() //独立按键程序{ staticucharkey_new; key_can=20;//按键值还原 P1|=0x1f; if((P1&0x1f)!=0x1f) //按键按下 { delay_1ms(1); //按键消抖动 if(((P1&0x1f)!=0x1f)&&(key_new==1)) { //确认是按键按下 key_new=0; switch(P1&0x1f) { case0xfe:key_can=4;break; //得到按键值 case0xfd:key_can=3;break; //得到按键值 case0xfb:key_can=2;break; //得到按键值 case0xf7:key_can=1;break; //得到按键值 } } } else key_new=1; }ucharmenu_1,flag_s;/********************设置函数*****************/voidkey_with(){ if(menu_1==0) { if(key_can==2) flag_che=1; //查看车流量 else flag_che=0; } if(key_can==4)//交通管制按键 { flag_jdgz++; if(flag_jdgz>5) flag_jdgz=0; if(flag_jdgz==1) //全部亮红灯 { dx_red=0;//亮 dx_green= 1; //灭 dx_yellow=1; //灭 nb_red=0;//亮 nb_green= 1; //灭 nb_yellow=1; //灭 } if(flag_jdgz==2) //东西红灯南北绿灯 { dx_red=0;//亮 dx_green= 1; //灭 dx_yellow=1; //灭 nb_red=1;//灭 nb_green= 0; //亮 nb_yellow=1; //灭 } if(flag_jdgz==3) //南北红灯东西绿灯 { dx_red=1;//灭 dx_green= 0; //亮 dx_yellow=1; //灭 nb_red=0;//亮 nb_green= 1; //灭 nb_yellow=1; //灭 } if(flag_jdgz==4) //南北绿灯东西绿灯 { dx_red=1;//灭 dx_green= 0; //亮 dx_yellow=1; //灭 nb_red=1;//灭 nb_green= 0; //亮 nb_yellow=1; //灭 } if(flag_jdgz==5) //南北黄灯东西黄灯 { dx_red=1;//灭 dx_green= 1; //灭 dx_yellow=0; //亮 nb_red=1;//灭 nb_green= 1; //灭 nb_yellow=0; //亮 } } if(key_can==1) //设置键 { menu_1++; if(menu_1>=3) { menu_1=0; } } if(menu_1==1) //设置东西的时间 { if(key_can==2) { dx_time++; //加1 if(dx_time>99) dx_time=99; } if(key_can==3) { dx_time--; //减1 if(dx_time<=10) dx_time=10; } dis_smg[0]=smg_du[10]; //显示为A dis_smg[1]=smg_du[10]; //显示为A dis_smg[2]=smg_du[dx_time%10]; //显示东西设置的时候 dis_smg[3]=smg_du[dx_time/10]; } if(menu_1==2) //设置南北的时间 { if(key_can==2) { nb_time++; //加1 if(nb_time>99) nb_time=99; } if(key_can==3) { nb_time--; //减1 if(nb_time<=10) nb_time=10; } dis_smg[0]=smg_du[11];