西电单片机大作业Word下载.docx

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1设计出硬件电路

2设计出实现功能的软件编程

3利用相关的软件进行仿真

二系统的总体方案

交通灯在工作时应具有如下特点:

红灯亮表示该条道路禁止通行;

黄灯亮表示该条道路上未过停车线的车辆禁止通行,已过停车线的车辆继续通行;

绿灯亮表示该条道路允许通行。

（1）当东西方向为红灯，此道车辆禁止通行，东西道行人可通过；

南北道为绿灯，此道车辆通过，行人禁止通行。

时间为20秒。

（2）黄灯闪烁1秒，警示车辆和行人红、绿灯的状态即将切换。

绿灯转黄灯时先闪三下。

（3）当东西方向为绿灯，此道车辆通行；

南北方向为红灯，南北道车辆禁止通过，行人通行，时间为20秒。

三硬件设计

系统硬件电路如下图所示：

1主电路模块简介

（1）系统设计所用器件：

MCS51，电阻若干，电容、三种颜色（红、绿、黄）的LED（用来模拟交通灯的三种状态），开关，晶振（12MHz）。

（2）器件简单介绍

①晶振

晶振电路：

②发光二极管

信号灯采用超高亮度发光二极管开发的道路交通灯。

LED应用简单、可靠性高、成本低。

LED显示方式为共阳极动态显示方式。

③复位电路:

2MCS51电路各功能模块的设计

（1）采用MCS51微处理器为核心器件

MCS51片内数据存储器（RAM）空间为128B;

片内程序存储器（ROM）空间为4KB。

本系统所用到的数据单元不多,系统程序所占的空间也不大,利用MCS51片内的RAM与ROM就足够,不用外扩数据存储器与程序存储器。

（2）MCS51振荡电路的设计

本系统采用内部时钟方式。

外接石英晶体,电容C1与C2的值为30PF左右;

如果外接陶瓷谐振器,电容C1与C2的值为47PF左右。

在实际设计中采用的是外接晶体的方式。

为提高温度的稳定性采用温度稳定性较好的电容,晶体频率在1.2MHz—12MHz之间。

（3）MCS51复位电路的设计

系统采用的是按键复位的方式。

按下键后，通过电阻形成回路，使RESET端产生高电平。

（4）信号灯的设置

P1口接红、黄、绿三色LED

3硬件系统功能原理

设计要求：

⑴主、支干道交替通行，主、支干道每次通行时间均为20秒；

⑵绿灯亮时表示可以通行，红灯亮时表示禁止通行，红绿灯之间的转换通过黄灯来实现。

⑶每次绿灯变红灯时，黄灯先闪3秒（此时另一干道上的红灯不变）。

交通灯管理系统电路原理图：

其中P1.0-P1.6分别对应南北绿黄红东西绿黄红

交通灯管理系统电路原理图:

从上表中我们可以很容易的看出：

（4）这样如上表的时间和红、绿、黄出现的顺序依次出现这样行人和车辆就能安全畅通的通行。

四软件设计

1主要程序与流程

交通信号灯控制系统的程序流程如下图:

由初始状态状态（南北红，东西红），东西方向为红灯时，此时行人车辆禁止通行，南北方向为绿灯，时间为20秒，接着南北绿灯闪烁三次转黄灯1秒，此时东西红灯不变，接着南北红灯，东西绿灯接着绿灯闪3秒变黄灯1秒，再变红灯，期间，南北红灯，南北接着变绿灯。

该交通信号灯控制系统能够进行正常的交通模拟，能够使行人车辆顺利通行。

2主要程序的设计如下：

绿灯闪烁程序：

FLASH:

MOVA,#00100000B;

南北绿灯灭,东西红灯亮

MOVP1,A

MOVR2,#03H

LCALLDELAY

MOVA,#00100001B;

南北绿灯,东西红灯

MOVR2,#03H

DJNZR3,FLASH

MOVA,#00100010B;

南北转黄灯，东西红灯

MOVP1,A

MOVR2,#10;

延时1秒

RET

延时程序：

DELAY:

;

延时子程序

PUSH02H;

保护现场

PUSH01H

PUSH00H

DELAY1:

MOVR1,#00H

DELAY2:

MOVR0,#0C0H

DJNZR0,$

DJNZR1,DELAY2;

延时100ms

DJNZR2,DELAY1

POP00H

POP01H

POP02H

五Proteus软件仿真

1、绘制仿真电路图：

按照图3所示在protues软件中画出电路图。

2、调试方法：

首先用Keil软件将C编译成HEX文件，打开Keil软件，新建一个文档，输入汇编语言程序，保存成.asm格式文件，然后新建工程，连接单片机为AT89C51，选择Optionsfortarget，选择OUTPUT子菜单，在CreateHEXFi前打钩，DeBug子菜单中，Settings选择ProteusVSMSimulator，USE前打钩，再次运行文件，成功后在目录下会生成HEX文件，打开Proteus软件，或直接点击DSN文件，双击单片机模板，点击文件夹式样的图标选择对应的HEX驱动文件，然后点击开始，进行调试

仿真结果说明：

图5.1A道显示绿灯,B道显示红灯

如图5.1所示：

此时状态为初始状态，也就是东西南北的灯全为红，这是自己设置的初始状态。

图5.2东西绿灯南北红灯

图5.3东西黄灯南北红灯

图5.4东西红灯南北绿灯

图5.5东西红灯南北黄灯

图5.6东西绿灯南北红灯

六总结

基于51单片机的交通灯控制系统设计的优点是单片机价格低廉，专用性强。

但是可靠性差，抗干扰性能差，通用性差扩展能力比较弱，处理能力弱于PLC，通讯不如PLC方便。

通过这次单片机的大作业使我得到了一次用专业知识、专业技能分析和解决现实问题的能力。

使我在单片机的基本原理、单片机应用学习过程中，以及在常用编程设计思路技巧的掌握方面都能向前迈了一大步，为日后成为一名合格的应用型人才打下良好的基础。

单片大作业让我把以前学习到的知识得到巩固和进一步的提高认识，对已有知识有了更深层次的理解和认识。

本系统只是单片机广泛应用于各行各业的一例，相信通过大家的努力，一定会使单片机的应用更加广泛。