課程設計（論文）-太陽能紅綠燈課程設計.doc

一、任務設計一個使用太陽能供電的紅綠交通燈。二、要求1. 基本要求1) 點亮交通燈。使用太陽能電板供電驅(qū)動紅綠交通燈(led)，點亮即可；2) 手動運行。使用按鍵控制模擬，符合實際交通燈閃爍變化，即四個方向的交通燈的紅綠燈變換；3) 自動運行。使用MCU等嵌入式控制芯片自動控制led模擬交通燈的閃爍，允許此芯片使用外部供電； 4) 顯示倒計時。使用MCU等嵌入式控制芯片顯示紅燈倒計時，黃燈倒計時，綠燈倒計時（四個方向其中一個方向即可）。2. 發(fā)揮部分1) 當基本要求2實現(xiàn)的情況下，手動運行，實現(xiàn)基本要求4的顯示倒計時。2) 在不使用MCU等嵌入式控制芯片的情況下，實現(xiàn)基本要求3（交通燈閃爍）的自動運行。3) 在不使用MCU等嵌入式控制芯片的情況下，實現(xiàn)基本要求4的顯示倒計時。4) 設計使用太陽能供電的紅綠交通燈，即不能使用任何外部供電。僅需實現(xiàn)基本要求3（交通燈閃爍）的自動運行。5) 設計使用太陽能供電的紅綠交通燈，即不能使用任何外部供電，僅需實現(xiàn)基本要求4的顯示倒計時。6) 其它功能。目錄1 設計目的2 設計思路3 設計過程3.1方案比較與論證 3.2電路設計和設計說明3.2.1 89C52單片機3.2.2 紅綠燈3.2.3（顯示部分）數(shù)碼管與按鍵3.2.4 太陽能電池板供電電路3.2.4 原理圖4測試數(shù)據(jù)與分析5結(jié)論與體會6附件6.1實物電路圖6.2源程序交通燈控制電路摘要：交通信號燈常用于城市、街道主、支路口，用來控制車輛的流量，提高交叉路口車輛的通行能力，緩沖交通壓力。本交通燈設計主要由51單片機，太陽能電池板供電電路和模擬交通燈，數(shù)碼管和鍵盤等組成。51單片機由ATC89c52芯片控制模擬交通燈電路、數(shù)碼管電路實現(xiàn)，供電主要采用采用太陽能電池板電路和儲能電路，從而顯示紅黃綠燈的轉(zhuǎn)換。關(guān)鍵字：交通燈 數(shù)碼管倒計時 太陽能電池板供電 1 、設計目的（1）熟悉MCU等集成電路的引腳安排。（2）了解太陽能電池板結(jié)構(gòu)及其使用。（3）了解交通燈控制電路的組成及工作原理。（4）學會用仿真軟件對設計的原理圖進行仿真。（5）熟悉數(shù)字交通燈控制電路的設計與制作。2、設計思路（1）利用MCU芯片控制模擬交通燈的轉(zhuǎn)換（2）利用數(shù)碼管電路充當交通燈定時電路（顯示倒計時）（3）設計交通燈控制電路（4）利用太陽能電池板為MCU電路供電（5）其他功能的實現(xiàn)3 設計過程 3.1方案論證與比較方案一 用單片機技術(shù)來實現(xiàn)交通燈控制 用單片機技術(shù)來來實現(xiàn)交通燈控制，容易實現(xiàn)，而且該電路可靠性也很高。由于本組隊員單片機剛剛進入學習，一方面更快地學習單片機，另一方面也更快地進入設計，所以選用了MCU來實現(xiàn)交通燈控制。交通燈控制系統(tǒng)的原理框圖如下圖所示。51單片機按鍵模擬交通顯示燈數(shù)碼管顯示倒計時緊急按鍵太陽能供電或pc交通燈控制狀態(tài)分析： Stste1 東西亮紅燈，南北亮綠燈； Stste2 東西亮紅燈，南北亮黃燈； Stste3 東西亮綠燈，南北亮紅燈； Stste1 東西亮黃燈，南北亮紅燈； 在緊急狀況下，實現(xiàn)四個方向的亮紅燈；方案二 用數(shù)電電子技術(shù)來實現(xiàn)交通燈控制 它主要由控制器、定時器、譯碼器和秒脈沖信號發(fā)生器等部分組成。秒脈沖發(fā)生器是該系統(tǒng)中定時器和控制器的標準時鐘信號源，譯碼器輸出兩組信號燈的控制信號，經(jīng)驅(qū)動電路后驅(qū)動信號燈工作，控制器是系統(tǒng)的主要部分，由它控制定時器和譯碼器的工作。電路設計相對復雜，所以我們并沒有采取這個方案。3.2單元電路的設計 （1）太陽能供電電路 （2）紅綠燈電路設計4系統(tǒng)調(diào)試與結(jié)果（1）程序的編寫及調(diào)試，均有結(jié)果和現(xiàn)象。（2）交通燈、太陽能電池板電路設計部分等（3）調(diào)試交通燈按鍵控制以及數(shù)碼管倒計時顯示部分。 5結(jié)論1、能實現(xiàn)的功能 交通燈的狀態(tài)轉(zhuǎn)換和計時時間的顯示，基本能實現(xiàn)甲、乙道路直行和轉(zhuǎn)彎燈的顯示功能，太陽能可以為交通模擬燈充分供電。并且在緊急狀況下實現(xiàn)四個方向全亮紅燈，數(shù)碼管倒計時停止。2、不足之處 交通燈設計中沒有形成模塊化。6、設計心得體會通過這次的參與，發(fā)現(xiàn)了許多欠缺的知識，在答辯時，也認識到了差距。不過在不斷的學習和設計中，還是有些意外的收獲的，團隊的合作，也讓我們充分體會到了過程的艱辛和愉快的。希望通過不斷地學習，不斷地努力，做到更好！附件總電路圖1.太陽能電板或蓄電池2.電腦pc供電源代碼/自動控制交通燈的閃爍#include#define uchar unsigned char#define uint unsigned int uchar t0,s1,g1,temp,state=1;int t=-1;uchar code table=0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x77,0x7c,0x39,0x5e,0x79,0x71; /-依次為南北 紅 黃 綠 燈亮sbit d1=P10;sbit d2=P11;sbit d3=P12; /-依次為東西 黃 綠 紅 燈亮sbit d6=P15;sbit d7=P16;sbit d8=P17;void display(uchar s1,uchar g1);void init();void judg();void state_led();void keyscan();void delay(uint z)uint x,y;for(x=z;x0;x-) for(y=115;y0;y-);/-主函數(shù)-void main() init(); keyscan();void timer() interrupt 1 /一個定時器中斷TH0=(65536-50000)/256;TL0=(65536-50000)%256;t0+; void judg() /計時函數(shù) if(t!=-1) s1=t/10;g1=t%10; display(s1,g1); / 數(shù)碼管上顯示倒計時 if(t0 = 20) / 1s 20*50000=1s t0=0; /清零 if(t=-1) state_led();/進入狀態(tài)選擇 if(state=4)/狀態(tài)循環(huán) state=0; state+; /狀態(tài)切換 t-;/一秒減一次，倒計時實現(xiàn) /-狀態(tài)函數(shù)-void state_led()if(state=1) d3=1; d8=1; d1=0; d7=0; /-南北紅燈亮 東西綠燈亮 t=15; else if(state=2)d1=1; d7=1; d1=0; d6=0; /-南北紅燈亮 東西黃燈亮 t=3;else if(state=3) d1=1; d6=1; d2=0; d8=0; /-南北綠燈亮 東西紅燈亮 t=15;else if(state=4) d2=1; d8=1; d3=0; d8=0; /-南北黃燈亮 東西紅燈亮 t=3; void init()/初始化子程序 /*定時器*TMOD=0x01;TH0=(65536-50000)/256;TL0=(65536-50000)%256;EA=1;ET0=1;TR0=1;void display(uchar s1,uchar g1) /顯示子函數(shù) P0=tables1;/倒計時的顯示位P2=0xfb;delay(1); P0=tableg1; P2=0xf7; delay(1); void keyscan() while(1) judg();P3=0xfe;/*賦初值*temp=P3; temp=temp&0xf0;/*檢測*if(temp!=0xf0)/*用while語句要小心，產(chǎn)生死鎖*delay(100);/*延遲一會*temp=P3; temp=temp&0xf0;/*再檢測，鍵盤是否真的按下*if(temp!=0xf0) temp=P3; if(temp=0xde) d1=0; d8=0;d2=1;d3=1;d6=1;d7=1; if(temp!=0xf0)/*松手檢測*delay(100);temp=P3;temp=temp&0xf0; /程序功能：用按鍵模擬控制交通燈的閃爍/*#include#define uchar unsigned char#define uint unsigned int uchar t,s1,g1,k1,state; uint k;uchar code table=0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x77,0x7c,0x39,0x5e,0x79,0x71; /-依次為南北 紅 黃 綠 燈亮sbit d1=P10;sbit d2=P11;sbit d3=P12; /-依次為東西 黃 綠 紅 燈亮sbit d6=P15;sbit d7=P16;sbit d8=P17;void display(uchar s1,uchar g1);void judg();void state_led();void keyscan();void delay(uint z)/ 延時函數(shù)uint x,y;for(x=z;x0;x-) for(y=115;y0;y-);/主函數(shù)void main() state=1; t=-1; while(1) judg(); keyscan(); if(t=-1) state_led(); if(state=4)/狀態(tài)循環(huán) state=0; state+; void judg() /狀態(tài)循環(huán) if(t!=-1) /實現(xiàn)倒計時時燈的即時變化 s1=t/10;g1=t%10; display(s1,g1); /顯示倒計時/-狀態(tài)子函數(shù)void state_led() if(state=1) d3=1; d8=1; d1=0; d7=0; /-南北紅燈亮 東西綠燈亮 t=15; else if(state=2) d1=1; d7=1; d1=0; d6=0; /-南北紅燈亮 東西黃燈亮 t=3;else if(state=3) d1=1; d6=1; d2=0; d8=0; /-南北綠燈亮 東西紅燈亮 t=15;else if(state=4) d2=1; d6=1; d3=0; d8=0; /-南北黃燈亮 東西紅燈亮