51单片机红绿灯课程设计Word文档下载推荐.docx
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这种方案虽然功能强大,并可方便的显示各种英文字符,汉字,图形等,但实现复杂,成本较高。
综上所述,选择方案一。
3
输入方案:
设计要求系统能调节灯亮时间,并可处理紧急情况,我研究了两种方案:
采用8155扩展I/O
口及键盘,显示等。
该方案的优点是:
使用灵活可编程,并且有RAM,及计数器。
若用该方案,可提供较多I/O
口,但操作起来稍显复杂。
直接在I/O口线上接上按键开关。
由于该系统对于交通灯及数码管的控制,只用单片机本身的I/O
口就可实现,且本身的计数器及RAM已经够用。
3.1单片机交通控制系统的通行方案设计
设在十字路口,分为东西向和南北向,在任一时刻只有一个方向通行,另一方向禁行,持续一定时间,经过短暂的过渡时间,将通行禁行方向对换。
其具体状态如下图所示。
说明:
黑色表示亮,白色表示灭。
交通状态从状态1开始变换,直至状态6然后循环至状态1,周而复始,即如图2.1所示:
图1
交通状态
本系统采用MSC-51系列单片机AT89C51作为中心器件来设计交通灯控制器。
实现以下功能:
初始东西绿灯亮,南北红灯亮,东西路口车通行,时隔24s,黄灯闪烁6次。
之后,南北绿灯亮,东西红灯亮,方向开始通车,时隔24s,南北黄灯闪烁6次,然后又切换成东西方向通车,如此重复。
当发生交通意外(中断产生)时,全部亮红灯,进行交通事故的处理。
当事故处理完毕(再次按中断键),重新按上述方式工作。
当南北路口的流量大时,可以增加南北路口亮绿灯的时间,当东西路口的流量大时,可以增加东西路口亮绿灯的时间,结束后调回正常状态。
下面我们可以用图表表示灯状态和行止状态的关系如下
东西南北四个路口均有红绿黄3灯和数码显示管2个,在任一个路口,遇红灯禁止通行,转绿灯允许通行,之后黄灯亮警告行止状态将变换。
状态及红绿灯状态如表1所示。
0表示灭,1表示亮。
3.3单片机智能交通灯控制系统的基本构成及原理
单片机设计智能交通灯控制系统,可用单片机直接控制交通信号灯的状态变化,实现倒计时、紧急情况处理与时间调整等功能。
据此,本设计系统以单片机为控制核心,连接成最小系统,由按键设置模块产生输入,信号灯状态模块、LED倒计时模块接受输出。
系统的总体框图如上所示。
单片机上电后,系统进入正常工作状态,执行交通灯状态显示控制,同时将时间数据倒计时输入到LED数码管上实时显示。
在此过程中随时通过键盘调用急停按键和时间调节中断。
交通灯系统硬件设计
此设计采用的是AT89C51单片机为内部控制芯片,外部接有按键中断电路以及复位电路以外,还有4个两位数码管,用以倒计时和4个路口的灯,共12个LED灯。
四川信息职业技术学院毕业设计说明书(论文)
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第二章
交通灯系统硬件设计
2.1
系统框架图
电路板一块,AT89S51单片机一片,八段LED数码管四个。
发光二极管12个(4个绿的,4个红,4个黄的),8个电阻,2个电容,1个晶振,1个电解电容,1个按键开关。
(系统结构框图:
图2.1)
2.3.1
MSC-51芯片简介
MCS-51单片机内部结构
8051是MCS-51系列单片机的典型产品,我们以这一代表性的机型进行系统的讲解。
8051单片机包含中央处理器、程序存储器(ROM)、数据存储器(RAM)、定时/计数器、并行接口、串行接口和中断系统等几大单元及数据总线、地址总线和控制总线等三大总线,现在我们分别加以说明:
·
中央处理器:
中央处理器(CPU)是整个单片机的核心部件,是8位数据宽度的处理器,能处理8位二进制数据或代码,CPU负责控制、指挥和调度整个单元系统协调的工作,完成运算和控制输入输出功能等操作。
数据存储器(RAM)
8051内部有128个8位用户数据存储单元和128个专用寄存器单元,它们是统一编址的,专用寄存器只能用于存放控制指令数据,用户只能访问,而不能用于存放用户数据,所以,用户能使用的RAM只有128个,可存放读写的数据,运算的中间结果或用户定义的字型表。
2.3.2
LED显示数码管
八段LED显示器由八个发光二极管组成。
其中7个长条形的发光管排列成“日”字形,另一个圆点形的放光管在显示器的右下角作为显示小数点用,它能显示各种数字及部分英文字母。
LED显示器有两种不同的形式:
一种是8个发光二极管的阳极都连在一起的,称为共阳极LED显示器如图2-2所示;
另一种是8个发光二极管的阴极都连在一起的,称为共阴极LED显示器
3.3
晶体振荡器
石英晶体振荡器的特点是振荡频率准确、电路结构简单、频率易调整,作用是为系统提供基本的时钟信号。
我们在晶体某一方向加一电场,从而在与此垂直的方向产生机械振动,有了机械振动,就会在相应的垂直面上产生电场,从而使机械振动和电场互为因果,这种循环过程一直持续到晶体的机械强度限制时,才达到最后稳定,这种压电谐振的频率即为晶体振荡器的固有频率。
附录
原程序代码
#include<
reg51.h>
#define
uint
unsigned
int//宏定义
uchar
char//宏定义
aa,cc,NBshi,NBge,DXshi,DXge,NBtemp,DXtemp;
//定义变量
sbit
NBR=P3^0;
//南北红灯
NBY=P3^1;
//南北黄灯
NBG=P3^4;
//南北绿灯
DXY=P3^5;
//东西黄灯
DXG=P3^6;
//东西绿灯
DXR=P3^7;
//东西红灯
code
table[]={
0x3f,0x06,0x5b,0x4f,
0x66,0x6d,0x7d,0x07,
0x7f,0x6f};
//数字的代码从0-9
//数字的代码从0-9
void
init();
//初始化子程序的申明
displayNB(uchar
NBshi,uchar
NBge);
//显示子程序的申明
delay(uint
z);
//延时子程序的申明
fenjieNB();
//南北数码管显示数字的分解函数
fenjieDX();
//东西数码管显示数字的分解函数
main()
//东西数码管显示数字的分解函数
main()
{
//初始化子程序
while
(1)
if(cc==82)//循环一次结束
cc=0;
//从新进行下一次循环
}
z)//带参数的延时函数
x,y;
//定义两个变量
for(x=z;
x>
0;
x--)//循环延时
for(y=110;
y>
y--);
//循环延时
init()//初始化子程序
EA=1;
//开总中断
ET0=1;
//允许定时器0中断
EX0=1;
//允许外部中断0中断
TR0=1;
//启动定时器0
TMOD=0x01;
//设置定时器0工作方式1
TH0=(65536-50000)/256;
//给定时器的高8为赋初值
TL0=(65536-50000)%256;
//给定时器的低8为赋初值
fenjieNB()//南北数码管显示数字的分解函数
NBshi=NBtemp/10;
//将要显示的时间的十位赋给变量
NBge=NBtemp%10;
//将要显示的时间的个位赋给变量
NBtemp--;
fenjieDX()//东西数码管显示数字的分解函数
DXshi=DXtemp/10;
DXge=DXtemp%10;
DXtemp--;
NBge)//带参数的数码管显示函数
//显示南北十位
P2=0xfe;
P0=table[NBshi];
delay(5);
//显示南北个位
P2=0xfd;
P0=table[NBge];
delay(15);
}
displayDX(uchar
DXshi,uchar
DXge)
//东西十位
P2=0xfb;
P1=table[DXshi];
//东西个位
P2=0xf7;
P1=table[DXge];
timer0()
interrupt
1//定时器0的中断函数
//重装计数初值
aa++;
if(aa==20)//判断定时1分钟是否到
aa=0;
//计数次数清0
if(cc==0)//南北亮红灯40秒,东西亮黄灯5秒
DXY=0;
//东西的黄灯亮
DXG=1;
//东西的绿灯不亮
DXR=1;
//东西的红灯不亮
NBY=1;
//南北的黄灯不亮
NBG=1;
//南北的绿灯不亮
NBR=0;
//南北的红灯亮
DXtemp=5;
//东西的黄灯亮5秒
NBtemp=40;
//南北的红灯亮40秒
else
if(cc==6)//南北继续亮红灯40秒,东西亮绿灯34秒
DXY=1;
//东西的黄灯不亮
DXG=0;
//东西的绿灯亮
//东西的红灯不亮
//南北的绿灯不亮
DXtemp=34;
//东西的绿灯亮34秒
if(cc==41)//南北亮黄灯5秒,东西亮红灯40秒
//东西的黄灯