基于单片机的智能交通红绿灯控制系统设计Word文档格式.docx
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方案1用了模块设计，而方案2采用逻辑设计，相比之下1有较强的可读性和较强的可修改性，而2则在设计上显得较简单，设计纯朴，便于测试，它的优势则在于提供了一条较为便捷的解决方案。
2首先将许多逻辑关系简化到极点，而后将其一起集成用较少的芯片去完成所需功能。
我们最终的设计应该尽量使用模块化设计。
对工程设计人员来说，将来的产品无论从修改还是升级考虑对有好处，但另外我们又需将设计简单化，因此我觉得在设计初期尽可能的简单化设计，而一旦设计的各项测试通过了，在有可能的条件下将设计模块化，所以本设计以第一方案为主进行。
3交通灯系统硬件设计
3.1单片机概述
单片机是由运算器、控制器、存储器、输入设备以及输出设备共五个基本部分组成的。
单片机是把包括运算器、控制器、少量的存储器、最基本的输入输出口电路、串行口电路、中断和定时电路等都集成在一个尺寸有限的芯片上。
通常，单片机由单个集成电路芯片构成，内部包含有计算机的基本功能部件：
中央处理器、存储器和I/O接口电路等。
因此，单片机只需要和适当的软件及外部设备相结合，便可成为一个单片机控制系统。
3.2系统构成
电路板一块，AT89S51单片机一片，7448芯片2片，七段数码管八个。
发光二极管20个（8个绿的，8个红的，4个黄的用于交通控制），100欧姆电阻20个，2个按键，2个开关，51K欧姆电阻2个，5V稳定电源1个，3个电容2个单刀单掷开关等。
系统结构框图:
图3-1系统结构框图
系统工作流程：
（1）程序初始，通过两个传感器来判断南北与东西方向车辆通行情况。
（2）情况判定后由AT89S51单片机p1口及部分p2口输出二进制信号控制红绿黄灯亮的情况。
（3）确定那些灯亮后，由对应的七段数码管来进行到计时显示。
由p0口输出来控制七段数码管的显示，而p2口的高四位则用来控制数码管显示时的个位和十位
（4）系统是否需要紧急工作状态，而此任务由外部中断来实现。
（5）LED采用5V的直流电来驱动，低电平。
3.3芯片选择与介绍
3.3.1AT89S51芯片
选用的AT89S51与同系列的AT89C51在功能上有明显的提高，最突出是的可以实现在线的编程。
用于实现系统的总的控制。
其主要功能列举如下：
1）为一般控制应用的8位单片机
2）晶片内部具有时钟振荡器（传统最高工作频率可至33MHz）
3）内部程式存储器（ROM）为4KB
4）内部数据存储器（RAM）为128B
5）外部程序存储器可扩充至64KB
6）外部数据存储器可扩充至64KB
7）32条双向输入输出线，且每条均可以单独做I/O的控制
8）6个中断向量源
9）2组独立的16位定时器
10）1个全双工串行通信端口
11）8751及8752单芯片具有数据保密的功能
12）单芯片提供位逻辑运算指令
图3-1AT89C51芯片
3.3.27448芯片介绍
7448七段显示译码器输出高电平有效，用以驱动共阴极显示器。
该集成显示译码器设有多个辅助控制端，以增强器件的功能,可将单片机输出的四位二进制数转换成10进制数与七段数码管显示对应，用于显示0—9的数字。
图3-27448芯片
其中LT为测试输入。
3.3.3红绿LED信号显示灯及七段数码显示管
LED灯的显示原理:
通过同名管脚上所加电平的高低来控制发光二极管是否点亮。
如下图：
图3-3红绿LED信号显示灯
而七段数码管的显示不同的字形如SP，g,f,e,d,c,b,a管角上加上OFEＨ所以SP上为０伏，不亮其余为TTL高电平，全亮则显示为８。
采用共阴极连接:
表3-4七段数码管的显示
显示数值
abcdefgdop
驱动代码（16进制）
11111111
0FCH
1
00000110
60H
2
11011010
0DAH
3
11110010
0F2H
4
01100110
66H
5
10110110
0B6H
6
10111110
0BEH
7
11100000
0E0H
8
11111110
0FEH
9
11110110
0F6H
3.3.4交通灯控制线路图
图3-5原理图
4交通灯软件设计
4.1程序设计流程图
程序设计框图
图4-1程序设计框图
4.2延时的设定
延时方法可以有两种一种是利用AT89S51内部定时器的溢出中断来确定1秒的时间，另一种是采用软件延时的方法.
实现1ms秒的方法:
我们采用在主程序中设定一个初值为0的软件计数器和使T1定时1毫秒
相应程序代码：
D1MS:
MOVR7,#250;
1MS延时程序
DJNZR7,$
RET
4.3子程序的实现
A道通车情况：
START1:
MOVTEMP,#25
MOVP1,#0F3H
LOOP1:
ACALLDELAY
DECTEMP
MOVA,TEMP
MOVP0,TEMP
JNBP1.6,START3
JNBP1.7,START11
CJNEA,#0,NEXT1
LJMPSTART2
NEXT1:
LJMPLOOP1
START11:
MOVTEMP,#65
LOOP11:
JNBP1.6,START33
JNBP1.7,START1
CJNEA,#0,NEXT11
LJMPSTART11
NEXT11:
LJMPLOOP11
START2:
MOVP1,#0F5H
MOVTEMN,#05
LOOP2:
ACALLDELAY1
DECTEMN
MOVA,TEMN
CJNEA,#0,NEXT2
LJMPSTART3
NEXT2:
LJMPLOOP2
B道通车情况：
START3:
MOVP1,#0DEH
LOOP3:
MOVA,TEMP
JNBP1.6,START1
JNBP1.7,START33
CJNEA,#0,NEXT3
LJMPSTART4
NEXT3:
LJMPLOOP3
START33:
LOOP33:
JNBP1.6,START11
JNBP1.7,START3
CJNEA,#0,NEXT33
NEXT33:
LJMPLOOP33
START4:
MOVP1,#0EEH
MOVTEMN,#05
LOOP4:
中断情况即紧急情况：
ORG0000H
TEMPEQU24H
TEMNEQU25H
LJMPMAIN
ORG0003H
LJMPT0_INT
ORG0013H
LJMPTI_INT
T0_INT:
MOVA,P1
PUSHACC
MOVP1,#0FFH
MOVP0,#00H
JNBP3.2,$
POPACC
MOVP1,ACC
RETI
TI_INT:
PUSHACC
MOVP1,#0DEH
MOVP0,#00H
JNBP3.3,$
MOVP1,A
5实验仿真
5.1仿真图
根据对称性选用部分对称元件仿真，
图5-1仿真图
5.2实验步骤
5.2.1编写程序代码
程序代码分为几个模块：
中断模块，循环模块，延时模块。
原程序实现：
MAIN:
SETBEA
SETBEX0
SETBEX1
CLRF0
LOOP33:
MOVA,TEMN
CJNEA,#0,NEXT4
LJMPSTART1
NEXT4:
LJMPLOOP4
DELAY:
MOVA,TEMP
MOVB,#10
DIVAB
MOVR5,A
MOVR6,B
MOVR0,#10
L0:
MOVR1,#250
L1:
MOVA,R5
MOVP0,A
CLRP2.4
ACALLDIMS
SETBP2.4
MOVA,R6
MOVP0,R6
CLRP2.5
SETBP2.5
DECR1
DJNZR1,L1
DECR0
DJNZR0,L0
DELAY1:
MOVA,TEMN
MOVR2,#10
L2:
MOVR3,#250
L3:
DECR3
DJNZR3,L3
DECR2
DJNZR2,L2
DELAY11:
Y0:
Y1:
MOVP2,A
CLRP2.6
SETBP2.6
MOVP2,R6
CLRP2.7
SETBP2.7
DJNZR1,Y1
DJNZR0,Y0
DIMS:
MOVR7,#250
RET
END
5.2.2按照系统硬件连线图连接好系统并调试
1）调试程序
打开仿真软件，新建文件；
选择芯片；
新建文档，把编写好代码写入文档并保存了ASM文件；
把保存的文档加载到SourceGroup；
编译程序；
设置转换成16进制；
运行程序的结果；
2）把编写好的16进制文件（jtd.hex）输入单片机AT89S51仿真器和对其进行初始化。
3）给实验板进行通电，观察运行结果，不一致则跳到第一步进行反复调试，直到与预定目的一致。
6结论
本系统就是利用了AT89C51芯片的I/O引脚。
系统采用单片机AT89C51，以及其它芯片来设计交通灯控制器，实现了红灯亮45秒,绿灯亮40秒。
并通过AT89C51来控制7448芯片的输出口控制七段数码管上的时间显示；
系统设计简便、实用性强、操作简单、程序设计简便。
系统不足：
时间设定中没有黄灯的等待闪烁时间，以及自动根据车流改变红绿灯时间，使城市的交通管理更加人性化。
使人们远离目前的交通拥塞的现象。
参考文献
[1]胡汉才.单片机原理及其接口技术.清华大学出版.1996
[2]蔡美琴.MCS-51系列单片机系统及其应用.高等教育出版社.2004.2
[3]蒋万君.在论循环时序电路的简便设计.机电一体化.2005.5
[4]何立民.MCS-51系列单片机应用系统设计.北京航空航天大学出版社.1995.
[5]李华.MCS-51系列单片机实用接口技术.北京航空航天大学出版社.1993
[6]周航慈.单片机应用程序设计技术.北京航空航天大学出版社.1991.
[7]张志良等.单片机原理与控制技术.机械工业出版社.2001
[8]陆坤.电子设计技术.电子科技大学出版社.1997
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