模拟交通控制灯设计.docx
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模拟交通控制灯设计
交通灯远程控制灯的设计
一、总体设计
１、任务
交通灯的任务要求为：
模拟十字路口的交通灯的亮、灭及闪烁控制及时间显示。
.
基本工作原理：
根据交通灯的亮灭情况，可以分为四种状态，利用定时计数器每5毫秒产生一次中断，完成对LED显示模块的刷新，红绿灯的切换。
通过串口对交通灯进行远程控制，实现pc机和单片机之间的通信程序编写，学习单片机和pc机之间的串口连接方法和编程技巧。
２、要求
设计并实现单片机交通灯控制系统，实现以下三种情况下的交通灯控制。
（1）正常情况下双方向轮流点亮。
（2）特殊情况时A道运行。
（3）有紧急车辆通行时，AB道均为红灯。
紧急情况优先级高于特殊情况。
3、说明
本任务实现用pc机作为控制机、单片机控制信号灯为从机的远程控制系统。
主从机双方除了要有一定的通信格式，波特率外，还要约定一些握手应答信号，即通信协议。
通信协议如下：
二、硬件设计
1、根据总体设计要求，确定系统功能接口，设计出系统的电路原理图。
2、若不考虑左行转弯，则南北方向只用红、绿、黄3只灯控制，东西方向也只用红、绿、黄3只灯控制，即共用6只灯。
不必对单片机的I/O口进行扩展。
3、4个共阳极数码管自右至左以两位数的形式显示秒数。
为了保证数码管的亮度，必须保证输入电流的大小，因此，选用PNP型三极管作为位驱动放大器。
如下图：
分析可知，三极管相当于反向器，数码管位选低电平有效。
4、按键模拟紧急情况和特殊情况的发生，当s1、s2为高电平时（不按按键时）表示正常情况，当s1为低电平时表示紧急情况，s1信号接至INT0*引脚，s2为低电平时表示特殊情况,s2信号接至INT1*引脚（若为矩阵式键盘，可采用扫描方式识别按键）。
三、软件设计
1、根据图表可以画出各个函数流程图
P1.5
P1.4
P1.3
P1.2
P1.1
P1.0
P1端口数据
状态说明
A红灯
A黄灯
A绿灯
B红灯
B黄灯
B绿灯
F3
1
1
0
0
1
0
状态1：
A通行，B禁止
1
1
0，1交替变换
0
1
1
EB
状态2：
A绿灯闪，B禁止
1
0
1
0
1
1
状态3：
A警告，B禁止
0
1
1
1
1
0
DE
状态4：
A禁，B通
0
1
1
1
0，1交替变换
状态5：
A禁，B闪
0
1
1
1
0
1
DD
状态6：
A禁，B警告
2、函数流程图
四、硬件电路图
五、源程序
#include
#defineucharunsignedchar
#defineuintunsignedint
ucharled[]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90};
ucharDispX[]={0xfb,0xf3,0xfb,0xeb,0xde,0xdf,0xde,0xdd};
voidAFangXing（void）;//函数声明
voidShanShuo（uchar*PTR）;
voidJingGao（uchar*PTR）;
voidBFangXing（void）;
voiddelay_5ms（void）//5ms定时
{
uchari;
for（i=0;i<5;i++）//T0方式1，定时1毫秒，循环5次即实现5毫秒定时
{
TH0=0xfc;
TL0=0x18;
TR0=1;//T/C0开始工作
while（!
TF0）;
TF0=0;
}
}
voidint_0（）interrupt0
{
uinti,x,y,l,m;
EA=0;//关中断
i=P1;
l=TH1;
m=TL1;
EA=1;
P1=0xdb;
for（x=10;x>0;x--）{
for（y=100;y>0;y--）{
P2=0xf5;
P0=led[x%10];
delay_5ms（）;
P2=0xfa;
P0=led[x/10];//紧急情况倒计时
delay_5ms（）;
}
}
EA=0;
P1=i;
TH1=l;
TL1=m;
EA=1;
}
voidint_1（）interrupt2//特殊情况中断
{
uinti,l,m,x,y;
EA=0;//关中断
i=P1;
l=TH1;
m=TL1;
EA=1;
P1=0xF3;
for（x=10;x>0;x--）{
for（y=100;y>0;y--）{
P2=0xf5;
P0=led[x%10];
delay_5ms（）;
P2=0xfa;
P0=led[x/10];//特殊情况倒计时
delay_5ms（）;
}
}
EA=0;
P1=i;
TH1=l;
TL1=m;
EA=1;
}
voidmain（）//主函数
{
uchar*PTR=&DispX;
TMOD=0x21;//工作方式寄存器TMOD用于选择定时器/计数器的工作模式和工作方式，由TMOD可知，定时器T1工作在方式2，定时器T0工作在方式1
TH1=0xf4;//由波特率为2400kb/s,晶体频率为11.0592MHz,可知定时器T1的初值，又因为定时器T1采用方式2，8位初值自动重装入的8位定时器/计数器，故TH1,TL1初值相同
TL1=0xf4;
TR0=1;
TR1=1;
SCON=0x50;//SCON为串行口控制寄存器，采用方式1，允许串行接收
PCON=0x00;//设置波特率SMOD
IE=0x95;//IE为中断允许寄存器,允许串行口中断，允许外部中断1中断，允许外部中断0中断
IP=0x11;//串行口中断、外部中断0设定为高优先级中断
IT0=1;//外部中断0的中断请求信号为边沿触发（下降沿有效）
IT1=1;//外部中断1的中断请求信号为边沿触发（下降沿有效）
while
（1）{
AFangXing（）;//A道绿灯B道红灯
ShanShuo（PTR）;//A绿灯闪烁2次，B道红灯
ShanShuo（++PTR）;
ShanShuo（++PTR）;
JingGao（++PTR）;//A道黄灯B道红灯
BFangXing（）;//B道绿灯A道红灯
ShanShuo（++PTR）;//B绿灯闪烁2次，A道红灯
ShanShuo（++PTR）;
ShanShuo（++PTR）;
JingGao（++PTR）;//B道黄灯A道红灯
PTR=&DispX;
}
}
voidAFangXing（void）
{
uchari,j;
P1=0xf3;//A道绿灯B道红灯
for（i=55;i>0;i--）
{
for（j=50;j>0;j--）
{
P2=0xfd;
P0=led[i%10];//显示A方向秒个位
delay_5ms（）;
P2=0xfe;
P0=led[i/10];//显示A方向秒十位
delay_5ms（）;
P2=0xf7;
P0=led[（i+5）%10];//显示B秒个位
delay_5ms（）;
P2=0xfb;
P0=led[（i+5）/10];//显示B秒十位
delay_5ms（）;
}
}
}
voidShanShuo（uchar*PTR）
{
uchari,j;
for（i=1;i>0;i--）
{
P1=*PTR;
for（j=25;j>0;j--）
{
P2=0xfd;
P0=led[i%10];//显示A方向秒个位
delay_5ms（）;
P2=0xfe;
P0=led[i/10];//显示A方向秒十位
delay_5ms（）;
P2=0xf7;
P0=led[i%10];//显示B方向个位
delay_5ms（）;
P2=0xfb;
P0=led[i/10];//显示B方向十位
delay_5ms（）;
}
}
}
voidJingGao（uchar*PTR）
{
uchari,j;
P1=*PTR;
for（i=2;i>0;i--）
{
for（j=50;j>0;j--）
{
P2=0xfd;
P0=led[i%10];//显示A方向秒个位
delay_5ms（）;
P2=0xfe;
P0=led[i/10];//显示A方向秒十位
delay_5ms（）;
P2=0xf7;
P0=led[i%10];//显示B方向个位
delay_5ms（）;
P2=0xfb;
P0=led[i/10];//显示B方向十位
delay_5ms（）;
}
}
}
voidBFangXing（void）
{
uchari,j;
P1=0xde;//A道红灯B道绿灯
for（i=55;i>0;i--）
{
for（j=50;j>0;j--）
{
P2=0xfd;
P0=led[（i+5）%10];//显示A方向秒个位
delay_5ms（）;
P2=0xfe;
P0=led[（i+5）/10];//显示A方向秒十位
delay_5ms（）;
P2=0xf7;
P0=led[i%10];//显示B方向个位
delay_5ms（）;
P2=0xfb;
P0=led[i/10];//显示B方向秒十位
delay_5ms（）;
}
}
}
voidserial（）interrupt4
{
uchari;
EA=0;
if（RI==1）
{
RI=0;
if（SBUF==0x01）
{
SBUF=0x01;
while（!
TI）;
TI=0;
i=P1;
P1=0xdb;
while（SBUF!
=0x02）
{
while（!
RI）;
RI=0;
}
SBUF=0x02;
while（!
TI）;
TI=0;
P1=i;
EA=1;
}
else
{
EA=1;
}
}
}
六、设计总结
本次实训运用Keil作为编译环境，用Proteus作为仿真软件。
然后将程序下载到自己焊接的硬件电路中。
由于Proteus软件功能的局限性，当仿真电路的数码管位选加上三极管作为驱动放大器时，数码管不能成功显示要显示的数，只显示8888或者9999这两个数，但为了与硬件电路一致，用Proteus仿真时改用非门代替三极管。
当老师给我们布置这个课程设计时，我感到无从下手，不知道该怎样写程序。
后来通过读老师的程序，慢慢明白了，知道了如何去做。
对于这样的课程设计，应该先用Proteus画出仿真电路，然后根据电路图编写程序。
通过编写程序，对单片机Ｃ语言有了更进一步的掌握。
经过本次设计对Keil和Proteus更加熟悉了。
在焊接电路的过程中，一定要注意：
不能虚焊，更不能连焊，对某个元件焊接时间不能太长，焊锡不要用太多，容易造成连焊。
电路上电前一定要仔细检查单片机等芯片是否装反，确认无误后再下载程序。
总的来说，通过本次课程设计，学到了很多知识，为以后再用单片机做电路时积累了经验。
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