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交通信号灯在每个入口处设置红绿黄三色信号


  单片机具有性价比高、集成度高、可靠性好、抗干扰性强等特点,广泛运用于各种智能仪器中。基于新型规则的可编程交通控制系统,可以实现对车辆、行人的控制,使的交通便于管理。所以,采用单片机自动控制交通灯有现实的社会意义。

  通过本次设计,使学生不仅更加深刻领会微型计算机从硬件组成到软件编程的基本原理和知识,而且更要学会应用,务必做到理论和实践相结合,掌握硬件分析、软件设计的基本思想和方法,提高分析问题、解决问题和工程实践的能力。

  1)设计一个十字路通灯控制器。用单片机控制LED灯模拟指示。模拟东西方向的十字路通信号控制情况。南北方向主干道计时时间为60s,东西方向次干道计时时间为45s。

  3)计时到后5秒时,两个方向的黄灯同时闪烁直至计时到0。2 系统设计方案2.1设计思路

  模拟交通灯控制器就是使用单片机来控制一些LED灯和数码管,模拟真实交通灯的功能。当南北主干道通车时绿灯亮,而东西次干道干道红灯亮;当55s通车时间到后,主干道绿灯熄灭,黄灯亮,黄灯亮5s后由主干道切换到次干道通车。此时主干道黄灯熄灭,红灯亮,而次干道红灯熄灭,绿灯亮,次干道开始通车; 40s通车时间到后,次干道绿灯熄灭,黄灯亮,黄灯亮5s后由次干道切换到主干道通车。此时次干道黄灯熄灭,红灯亮;而主干道红灯熄灭,绿灯亮,如此不断循环。红、黄、绿交替闪亮,利用数码管倒计数显示间隔等,用于管理十字路口的车辆及行人交通。

  利用AT89C52单片机完成交通信号灯控制器的设计,该交通信号灯控制器由一条主干道和一条支干道汇合成十字路口,在每个入口处设置红、绿、黄三色信号灯,数码管显示剩余时间。红灯亮禁止通行,绿灯亮允许通行,黄灯亮则给行驶中的车辆有时间停在禁行线外。用红、绿、黄发光二极管作信号灯,8个共阴极数码管显示剩余时间,根据设计功能及要求,我们可得系统的原理框图如图2-1所示。

  AT89C52是一个低电压,高性能CMOS 8位单片机,片内含8k bytes的可反复擦写的Flash只读程序存储器和256 bytes的随机存取数据存储器(RAM),器件采用ATMEL的高密度、非易失性存储技术生产,兼容标准MCS-51指令系统,片内置通用8位中央处理器和Flash存储单元,AT89C52单片机在电子行业中有着广泛的应用。

  AT89C52有40个引脚,32个外部双向输入/输出(I/O)端口,同时内含2个外中断口,3个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口,2 个读写口线可以按照常规方法进行编程,也可以在线编程。其将通用的微处理器和Flash存储器结合在一起,特别是可反复擦写的 Flash存储器可有效地降低开发成本。

  时钟电路用于产生MCS-52单片机工作时所必须的时钟控制信号。其内部电路在时钟信号控制下,严格地按时序执行指令进行工作。在执行指令时,CPU首先要到程序存储器中取出需要执行的指令操作码,然后译码,并由时序电路产生一系列控制信号去完成指令所规定操作。

  本设计采用12MHz晶振和两个27Pf瓷片电容,他们构成一个稳定的自激振荡器。该电容的大小影响振荡器频率的高低、振荡器的稳定性和起振的快速性。为单片机提供标准时钟。其中两个瓷片电容起微调作用。 如图3-2所示:

  复位引脚RST通过一个斯密特触发器与复位电路相连,斯密特触发器用来抑制噪声,在每个机器周期的S5P2,斯密特触发器的输出电平由复位电路采样一次,然后才能得到内部复位操作所需要的信号。

  该设计采用加电直接复位,复位电容采用10uF,电阻10000欧。加电瞬间,RES管脚为高电平。通过电阻回路放电,使电压逐渐降为零,从而实现了复位功能。

  此处采用的数码管时共阴极数码管,G、F、E、D、C、B、A七个端口是输入端口,对其各位进行赋值,置位则亮,复位则灭,用此来显示出相应的数字;1、2两端口用来控制高位和低位的选通显示,只要对端口置位,便可以选择该端口,并对其所代表的位进行赋值,显示。数码管如下图3-5所示。

  一条主干道和一条次干道汇合成十字路口,南北方向道路为主干道,东西方向干道为次干道。每个路口都采用了三个LED灯来显示,分别代表了红黄绿三种灯,来模拟路通灯的变换。LED信号灯如下图3-6所示。

  图3-7 系统硬件总电路图4 系统软件程序设计4.1主程序设计4.1.1总体流程图

  打开Proteus软件,按照硬件系统图3-7所示接线,连线完毕后,通过keil把编好的c语言程序转换为.hex文件,并将其放入单片机内。

  1.如下图5-1仿真图所示,南北方向主干道亮绿灯,东西次干道方向亮红灯。

  课程设计是培养学生综合运用所学知识,发现,提出,分析和解决实际问题,锻炼实践能力的重要环节,是对学生实际工作能力的具体训练和考察过程.随着科学技术发展的日新日异,单片机已经成为当今计算机应用中空前活跃的领域, 在生活中可以说得是无处不在。因此作为二十一世纪的大学来说掌握单片机的开发技术是十分重要的。

  这次的单片机课程设计大概用了一个月的时间,在这一个月的时间当中,虽然开始遇到了很多的困难,但是由于合理地进行设计安排,分工合作,并各自查阅了相关的资料,后在大家共同努力下我们顺利地完成了本次单片机课程设计,同时也学到了很多东西。

  回顾起此次单片机课程设计,至今我仍感慨颇多,的确,从选题到定稿,从理论到实践,在整整一星期的日子里,可以说得是苦多于甜,但是可以学到很多很多的的东西,同时不仅可以巩固了以前所学过的知识,而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。例如我们在设计数码管显示的时候,刚开始的时候,由于对数码管引脚的不熟悉,我们都无法让数字显示,后来发现时十位和个位的置位、复位发生了问题,我们对此进行了修改,可以正确的显示出十位及个位的数值,但是数字的显示不稳定,不停的跳动,我们为此查阅了很多的资料,但还是未能解决,后我们不停地对程序进行修改,终于发现了问题所在,在显示子程序上存在缺陷未能快速的切换对十位、个位的置位和复位,经过这样的修改,终于可以完美的显示时间了。我们也更好地掌握了对数码管的使用,这都是课堂上学不到的知识。

  这次的单片机课程设计是通过实践操作和理论相结合,提高动手实践能力,提高科学的思维能力。与此同时,我们也对分工合作有了进一步的认识,只有通过合理的分工合作,我们们才能够在短短一周的时间内完成设计任务,相信这对以后在社会上工作和学习会有很多帮助,让我们能更好的进入工作状态。重要的是,这次课程设计也增加了我们对问题的研究和探讨,们以后的学习中会有更多的帮助。

  单片机为我们的主要专业课之一,对我们还是很有帮助的,课程设计也是为我们以后的工作提前进行了一次练手,也是我们学习生活之中少有的一次自己探索、研究,发现问题、解决问题的机会。当然要做好一个课程设计也不是很简单的,我认为有以下几步:

  在设计程序之前,对所用单片机的内部结构有一个系统的了解,知道该单片机内有哪些资源;

  要有一个清晰的思路和一个完整的的软件流程图,善于将大的程序段缩小为每个子函数来实现;

  在设计程序时,不能妄想一次就将整个程序设计好,反复修改、不断改进是程序设计的必经之路;

  要养成注释程序的好习惯,写程序是应该思路清晰,结构明了,应该让人一看就能明白你的思路,方便资料的保存和交流;

  我们们应该将每次遇到的问题记录下来,并分析清楚,以免下次再碰到同样的问题的

  在设计的过程中发现了自己的不足之处,对以前所学过的知识理解得不够深刻,掌握得不够牢固。我们们通过查阅大量有关资料,并在小组中互相讨论,交流经验和自学,若遇到实在搞不明白的问题就会及时请教老师,或者与其他小组成员讨论,共同解决,使自己学到了不少知识,也经历了不少艰辛,但收获同样巨大。通过这次课程设计我们也发现了自身存在的不足之处,虽然感觉理论上已经掌握,但在运用到实践的过程中仍有意想不到的困惑,经过一番努力才得以解决。

  通过这次课程设计使我更加懂得了理论与实际相结合是很重要的,只有理论知识是远远不够的,只有把所学的理论知识与实践相结合起来,从理论中得出结论,才能真正将一个东西学好学透,从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。我想这对于我今后的学习生活和工作都会是有很大帮助的!

  [3].周润景.基于PROTEUS的51单片机设计与仿线单片机开发入门与典型实例[M];

  、MSP430、STM32、PIC、AVR、Freescale、TMS、STC单片机。其中51单片机应用广泛的8位单片机,也是初学者们容易上手学习的单片机,早由Intel推出,由于其典zhi型的结构和完善的总线专用寄存器的集中管理,众多的逻辑位操作功能及面向控制的丰富的指令系统,堪称为一代“经典”,为以后的其它单片机的发展奠定了基础。自己手里的KST51开发板2、自己学习单片机方法2.1 所学学习单片机的种类为宏晶科技的 STC89C52RC 的 51单片机。(实物见图一)2.2 学习途径学院推荐的单片机学习方法,宋雪松老师的《手把手教你51学单片》图书及其配套的教学视频和KST51–开发板。 学习资料链接: 金沙滩工作室.2.3 相关

  】1 -- 初步认识单片机和单片机基础知识介绍 /

  1、 外设 LED 介绍LED小灯 即发光二极管,发光二极管为二极管中的一种,二极管中有阳极和阴极,电流从正极流向负极导通,反向阻断。其中贴片发光二极管,正向导通电压在1.8V — 2.2V之间,靠电流驱动,工作电流在1mA – 20mA之间,1mA – 5 mA之间LED小灯亮度变化明显,5 mA – 20mA之间LED小灯亮度变化不大,20mA以上LED小灯易烧坏。贴片发光二极管2、计算限流电阻LED小灯电路1. 限流电阻: 电阻的阻值大小变化可以直接改变整条电路的电流大小,称为限流电阻。2. 该开发板VCC电压为5V,GND接地为0V,贴片LED电压大概在2V左右,限流电阻电压为3V左右,要使LED灯亮电流控制在1mA – 2

  】2 --​keil软件编写程序、烧录程序和点亮LED /

  1、电磁干扰电磁干扰简称EMI,包括 ESD(静电放电现象)、EFT(快速瞬间群脉冲效果)、Surge(浪涌效果)等等,ESD、EFT、Surge都是高频信号,对半导体元器件损害较大,在电路设计中要去除电磁干扰影响。2、电容介绍1. 电容分类: 铝电解电容、钽电容、陶瓷电容等。三种电容比较:相同容值下铝电解电容便宜,铝电解电容个头大,钽电容和陶瓷电容个头小,性能好,但贵 。2. 电容单位:在国际单位制里,电容的单位是法拉,简称法,符号是F,由于法拉这个单位太大,所以常用的电容单位有毫法(mF)、微法(μF)、纳法(nF)和皮法(pF)等,换算关系是:1法拉(F)= 103毫法(mF)=106微法(μF)=109纳法(nF)=1012

  】3 -- ​硬件基础知识介绍和闪烁LED小灯 /

  /16=4余下0所以1024=(7)2000=2000/16=125余下0再将125化为16进制,125=125/16=7余下13,找到13对应的数是D所以2000=7D0对于10进制化为16进制,当数字大于16的时候就一直除以16,从低位往高位写。2、C语言基础2.1 C语言变量类型及在C51的范围变量类型:C 语言的数据基本类型分为字符型、整型、长整型以及浮点型,每个基本类型又包含了两个类型。字符型、整型、长整型,除了可表达的数值大小范围不同之外,都只能表达整数,表达小数的话,必须用浮点型。变量在C51的范围:见下表(注:C51指51单片机里的C语言标准)编程宗旨:能用小的变量类型不用大的。 1 个字节 char 解决问题

  】4---进制转换、C语言变量种类和运算符 /

  为:11.0592M)机器周期:单片机完成一个操作的短时间。标准架构下的51单片机的一个机器周期等于12个时钟周期(12 / 时钟周期 S),有的增强型51单片机一个机器周期等于4个时钟周期或等于1个时钟周期,以下讲解标准框架下的51单片机。2.2 定时器的介绍单片机中定时器和计数器是内部的同一模块,计数器功能读者自己去了解,我们来介绍定时器功能。定时器:用于定时,标准51单片机有T0和T1两个定时器。定时器内部有一个寄存器,该寄存器的值每通过一个机器周期自动加1,可以把机器周期理解为定时器的计数周期,如同钟表,每经过一秒,数字自动加1,而寄存器每通过12/11059200秒,数值自动加1。当钟表加到60秒后,秒自动跳为0,这种情况在单片机

  】5 --- 定时器、数码管、逻辑运算、 /

  执行时间,而下一个数码管的点亮时间就变为1ms - 该程序运行时间。这就是数码管显示抖动的成因。解决办法:运用中断机制即可解决该问题,下面来介绍单片机中断系统。2、单片机的中断系统2.1 中断系统的引入当单片机专心的做一件事(比如打游戏)的时候,突然有一件或多件紧急的事(比如水开了)要去处理,应该先停下这件事(打游戏),先去处理紧急的事(水开了)。这就应用了单片机中断系统,利用中断处理突发情况,让单片机能够同时“完成”多项任务。2.2定器中断模块应用2.2.1中断系统的IE-中断使能寄存器标准51单片机控制中断模块有两个寄存器,一个是中断使能寄存器,另一个是中断优先级寄存器。下面来介绍IE-中断使能寄存器。上表为IE-中断使能寄存器的位

  】6 ---数码管动态显示、中断系统介绍 /

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