帶數(shù)碼管顯示地交通燈

1、實(shí)用文案帶數(shù)碼管顯示的交通燈大型作業(yè)實(shí)習(xí)報(bào)告系別：電子工程系標(biāo)準(zhǔn)文檔班級(jí)：應(yīng)用電子0901學(xué)號(hào)： 0503090136實(shí)用文案前言當(dāng)前，在世界范圍內(nèi)，一個(gè)以微電子技術(shù)，計(jì)算機(jī)和通信技術(shù)為先導(dǎo)的，以信息技術(shù)和信息產(chǎn)業(yè)為中心的信息革命方興未艾。而計(jì)算機(jī)技術(shù)怎樣與實(shí)際應(yīng)用更有效地結(jié)合并有效地發(fā)揮其作用是科學(xué)界最熱門的話題，也是當(dāng)今計(jì)算機(jī)應(yīng)用中空前活躍的領(lǐng)域。交通信號(hào)燈的出現(xiàn)，是交通得以有效管制，對(duì)于疏導(dǎo)交通流量、提高道路通行能力， 減少交通事故有明顯效果。 隨著中國(guó)加入 WTO ，我們不但要在經(jīng)濟(jì)、文化、科技等各方面與國(guó)際接軌，在交通控制方面也應(yīng)與國(guó)際接軌。俗話說“要想富，先修路”，但路修好了如果在

2、交通控制方面做不好道路還是無法保障暢通安全。作為交通控制的重要組成部分的交通信號(hào)燈也應(yīng)國(guó)際化，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，城市交通問題越來越引起人們的關(guān)注。人、車、路三者關(guān)系的協(xié)調(diào)，已成為交通管理部門需要解決的重要問題之一。交通控制系統(tǒng)是用于城市交通數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)、交通信號(hào)燈控制與交通疏導(dǎo)的計(jì)算機(jī)綜合管理系統(tǒng)，它是現(xiàn)在城市交通監(jiān)控指揮系統(tǒng)中最重要的組成部分。標(biāo)準(zhǔn)文檔實(shí)用文案隨著城市機(jī)動(dòng)車量的不斷增加，許多大城市如北京、上海、南京等出現(xiàn)了交通超負(fù)荷運(yùn)行的情況，因此，自80 年代后期，這些城市紛紛修建城市高速道路，在高速道路建設(shè)完成的初期，它們也曾有效的改善了交通情況。然而，隨著交通量的快速增長(zhǎng)和缺乏對(duì)高速道路

3、的系統(tǒng)研究和控制，高速道路的交通狀況必然受高速道路與普通道路耦合處交通情況的制約。所以，如何采用合適的控制方法，最大限度利用好耗費(fèi)巨資修建的城市高速道路，緩解主干道與匝道、城區(qū)同周邊地區(qū)的交通擁堵狀況，越來越成為交通運(yùn)輸管理和城市規(guī)劃部門亟待解決的主要問題。本文主要從單片機(jī)的應(yīng)用上來實(shí)現(xiàn)十字路口交通燈智能化的管理，用以控制過往車輛的正常運(yùn)作。這次設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是設(shè)計(jì)一個(gè)單片機(jī)控制的交通燈控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。首先設(shè)計(jì)出各個(gè)功能模塊、在搭建出完整的硬件系統(tǒng)，選好合適的單片機(jī)型號(hào)并依照硬件鏈接圖設(shè)計(jì)出相應(yīng)的軟件系統(tǒng)，通過編譯軟件編譯出可執(zhí)行的目標(biāo)文件，最后做出原理圖并在仿真軟件上仿真出設(shè)計(jì)結(jié)果。河南工業(yè)

4、職業(yè)技術(shù)學(xué)院標(biāo)準(zhǔn)文檔實(shí)用文案大型作業(yè)任務(wù)書類別：三年制高職專業(yè)：應(yīng)用電子技術(shù)班級(jí) :姓名：大型作業(yè)題目：帶數(shù)碼顯示的交通燈指導(dǎo)教師姓名：劉彥華負(fù)責(zé)人簽字：劉明黎2011 年 5月 15日標(biāo)準(zhǔn)文檔實(shí)用文案一、項(xiàng)目功能：設(shè)計(jì)十字路口紅、黃、綠燈指示與倒計(jì)時(shí)數(shù)碼管顯示的硬件原理圖，并進(jìn)行硬件制作。編程實(shí)現(xiàn)十字路口紅、黃、綠燈指示與倒計(jì)時(shí)數(shù)碼管顯示，具體參數(shù)到獨(dú)山大道與光武路交叉口觀察確定。二、設(shè)計(jì)要求：1. 總體設(shè)計(jì)；2. 硬件設(shè)計(jì)；3. 軟件設(shè)計(jì)與調(diào)試；4. Proteus 仿真；5. 硬件制作與測(cè)試；三、大型作業(yè)說明書要求：1. 封面、前言、目錄2. 大型作業(yè)任務(wù)書3. 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)4. 硬件設(shè)

5、計(jì)5. 軟件設(shè)計(jì)（包括軟件流程圖及源程序清單）6. 設(shè)計(jì)心得7. 參考資料指導(dǎo)教師（簽字） ： 劉彥華2011 年 5月 15 日標(biāo)準(zhǔn)文檔實(shí)用文案系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)一、總體設(shè)計(jì)方案? 設(shè)計(jì)基本要求：設(shè)計(jì)十字路口紅、 黃、綠燈指示與倒計(jì)時(shí)數(shù)碼管顯示的硬件原理圖，并運(yùn)行硬件制作。編程實(shí)現(xiàn)十字路口紅、黃、綠燈指示與倒計(jì)時(shí)數(shù)碼管顯示，具體參數(shù)到獨(dú)山大道與光武路交叉口觀察確定。? 實(shí)現(xiàn)功能：1.正常情況；東西車道和南北車道上的車輛交替運(yùn)行，每次通行時(shí)間為60s ；東西向和南北向轉(zhuǎn)換時(shí)黃燈閃爍 3s。東西南北四個(gè)方向，東西綠燈亮60S，再黃燈閃爍 3S，最后紅燈亮 60S，同時(shí)東西綠燈亮?xí)r，南北紅燈亮60S ，

6、綠燈亮 60S ，黃燈閃亮3S。用 LED 數(shù)碼管作為模擬交通燈亮與滅的時(shí)間延遲控制的倒計(jì)時(shí)顯示；2.緊急情況：有緊急通道，即按壓“東西緊急鍵” ，則東西方向綠燈，南北方向紅燈；松開“東西緊急鍵”，5s 后解除東西緊急通行狀態(tài)。按壓“南北緊急鍵”，則南北方向綠燈，東西方向紅燈；松開“南北緊急鍵”， 5s 后解除南北緊急通狀態(tài)。? 交通燈顯示狀態(tài)：東西方向（簡(jiǎn)稱A 方向）南北方向（簡(jiǎn)稱 B 方向）狀態(tài)說明標(biāo)準(zhǔn)文檔實(shí)用文案紅燈黃燈綠燈紅燈黃燈綠燈滅滅亮亮滅滅A 方向通行， B 方向截止滅滅閃爍亮滅滅A 方向警告， B 方向禁行滅亮滅亮滅滅A 方向警告， B 方向禁行亮滅滅滅滅亮A 方向禁行， B

7、方向通行亮滅滅滅滅閃爍A 方向禁行， B 方向警告亮滅滅滅亮滅A 方向禁行， B 方向警告二、總體設(shè)計(jì)方案的框圖單LED 顯示部分片機(jī)STC89C51芯片單片機(jī)最小系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)文檔數(shù)碼管顯示部分緊急情況控制部分實(shí)用文案圖一框圖說明：? 電源提供方案：采用單片機(jī)控制模塊提供電源。改方案的優(yōu)點(diǎn)是系統(tǒng)簡(jiǎn)明扼要，節(jié)約成本；缺點(diǎn)是輸出功率不高。? 計(jì)時(shí)控制方案：利用 89C51 內(nèi)部的定時(shí) / 計(jì)數(shù)器進(jìn)行定時(shí)，配合軟件延時(shí)實(shí)現(xiàn)倒計(jì)時(shí)。? .顯示控制方案：采用數(shù)碼管與 LED 相結(jié)合的方法因?yàn)樵O(shè)計(jì)既要求倒計(jì)時(shí)數(shù)字輸出，又要求有狀態(tài)燈輸出等，為方便觀看并考慮到現(xiàn)實(shí)情況，用數(shù)碼管與LED 燈分別顯示時(shí)間與提示信息

8、。?緊急情況下：采用外部中斷 0 來控制東西緊急情況，用外部中斷1 來控制南北緊急情況。三、落實(shí)實(shí)施：? 用 C 語言編程并用 PROTEUS 進(jìn)行仿真測(cè)試， 看軟件功能是否齊全， 最后用實(shí)物圖連接看能否實(shí)現(xiàn)預(yù)定功能。標(biāo)準(zhǔn)文檔實(shí)用文案硬件電路原理與分析一、原器件清單交通燈控制電路原器件清單元器件名稱參數(shù)數(shù)量元器件名稱參數(shù)數(shù)量IC 插座DIP401電阻12K 3單片機(jī)89C511電解電容22uF1晶體振蕩器12MHZ1彈性按鍵3瓷片電容30pF2電阻300 20發(fā)光二極管12LED 數(shù)碼管4二、主電路原理本次本次設(shè)計(jì)的交通燈控制器采用單片機(jī)最小應(yīng)用系統(tǒng)作為控制器，由數(shù)碼管顯示紅燈與綠燈時(shí)間，并用

9、LED 發(fā)光二極管作為紅、黃、綠三色指示信號(hào)燈，且，紅燈亮 30S ，黃燈亮 5S，綠燈亮 25S。其電路原標(biāo)準(zhǔn)文檔實(shí)用文案圖二二、單元電路設(shè)計(jì)：1.單片機(jī)最小應(yīng)用系統(tǒng)（ 1）單片機(jī) 89C51 引腳圖89C51 引腳圖下圖：圖三（ 2）時(shí)鐘電路和復(fù)位電路單片機(jī)是一種時(shí)序電路， 必須供給脈沖信號(hào)才能正常工作，在單片機(jī)內(nèi)部已集成了振蕩電路，只需要使用18 、19 腳連接晶體振蕩器，并外用兩個(gè)33PF 電標(biāo)準(zhǔn)文檔11實(shí)用文案容，幫助晶振起振，并使其頻率穩(wěn)定。其工作原理如圖所示。MCS-51 系列單片機(jī)的有效復(fù)位信號(hào)為兩個(gè)周期以上的高電平。其復(fù)位的實(shí)現(xiàn)通常可以采2用開機(jī)上電復(fù)位和外部手動(dòng)3復(fù)位兩種方

10、式。加電瞬間4RST 端的電位與 VCC 相同，隨著 RC 電路充電電流的減小， RST 端的點(diǎn)位逐漸下降。只要保持 10ms 以上的高電平就能使單片機(jī)有效復(fù)位。它們的工作原理圖如下圖：+5VC110 UFR1200 KRSTR3 56 0AT 89S51P1.0VC CP1.1P0. 0LE DP1.2P0. 1P1.3P0. 2P1.4P0. 3P1.5P0. 4P1.6P0. 5P1.7P0. 6RSTP0. 7P3.0EAP3.1AL EP3.2PSENP3.3P2. 7P3.4P2. 6P3.5P2. 5R210 KC230PP3.6P2. 4ZP3.7P2. 3HXTAL2P2.

11、2MY1XT AL1P2. 12GNDP2. 01C330P2.數(shù)碼管顯示電路（1 ）驅(qū)動(dòng)電路本文采用PNP 三極管作為驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管的顯示，由于每個(gè)發(fā)光二極管額定電流3-10UA ，故在電路中加限流電阻，經(jīng)計(jì)算取該電阻為300 。其顯示電路如圖五：2345Titl eSizeNumberBDate:30-Aug-20File:產(chǎn)品 2M5標(biāo)準(zhǔn)文檔實(shí)用文案圖五（ 2 ）數(shù)碼管顯示方式因此根據(jù)數(shù)碼管的驅(qū)動(dòng)方式不同，可以分為靜態(tài)顯示和動(dòng)態(tài)顯示兩類。本次設(shè)計(jì)采用的是動(dòng)態(tài)顯示驅(qū)動(dòng)，數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示接口是單片機(jī)中應(yīng)用最為廣泛的一種顯示方式之一，動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)是將所有數(shù)碼管的8 個(gè)顯示筆段同名端連在一起，另外為

12、每個(gè)數(shù)碼管的公共極 COM 增加位選通控制電路，位選通有各自獨(dú)立的I/O 線控制， 當(dāng)單片機(jī)輸出字型碼時(shí)， 所有數(shù)碼管都接收到相同的字型碼，但究竟是哪個(gè)數(shù)碼管會(huì)顯示出字形，取決于單片機(jī)對(duì)位選通COM 端電路的控制， 所以我們只要將需要顯示的數(shù)碼管的選通控制打開，改為就顯示出字形，沒有選通的數(shù)碼管就不會(huì)亮。通過分時(shí)輪流控制各個(gè)數(shù)碼管的點(diǎn)亮?xí)r間為12毫秒，由于人的視覺暫留現(xiàn)象及發(fā)光二極管的余輝效應(yīng)，盡管實(shí)際上個(gè)位數(shù)碼管并非同時(shí)點(diǎn)亮， 但只要掃描的速度足夠快，給人的印象就是一組穩(wěn)定的顯示數(shù)據(jù)，不會(huì)有閃爍感，動(dòng)態(tài)顯示的效果和靜態(tài)是一樣的，能夠節(jié)省大量的I/O 端口，而且功耗更低，標(biāo)準(zhǔn)文檔實(shí)用文案軟件設(shè)

13、計(jì)一、程序設(shè)計(jì)流程圖開始A綠燈， B紅燈延時(shí) 55秒A 綠燈閃爍三次A黃燈，B紅燈主程序流程圖標(biāo)準(zhǔn)文檔實(shí)用文案延時(shí) 2秒A紅燈B綠燈延時(shí) 55秒B 綠燈閃爍三次A紅燈、B黃燈延時(shí) 2秒標(biāo)準(zhǔn)文檔實(shí)用文案1.中斷東西流程圖中斷響應(yīng)關(guān)中斷保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)開中斷A綠燈，B紅燈延時(shí) 5秒關(guān)中斷標(biāo)準(zhǔn)文檔實(shí)用文案恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)開中斷返回標(biāo)準(zhǔn)文檔實(shí)用文案2.中斷南北流程圖中斷響應(yīng)關(guān)中斷保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)開中斷B綠燈， A紅燈延時(shí) 5秒關(guān)中斷標(biāo)準(zhǔn)文檔實(shí)用文案恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)開中斷返回標(biāo)準(zhǔn)文檔實(shí)用文案二、原程序清單#include#define uint unsigned int#define uchar unsigned charsbit d

14、x_green=P10;/ 東西方向的綠燈sbit dx_yellow=P11;/東西方向的黃燈sbit dx_red=P12;/ / 東西方向的紅燈sbit nb_green=P15;/南北方向的綠燈sbit nb_yellow=P16;/南北方向的黃燈sbit nb_red=P17;/南北方向的紅燈uint count_down=30;/注意必須是 char 型 而不能是 uchar 型uchar sign;uchar k=0,i=0;uchar disp=0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90,0xc0;uchar time=0

15、,0,0,0;uchar wei=0xfe,0xfd,0xf7,0xfb; /數(shù)碼管位選void Countdown() interrupt 1/ 倒計(jì)時(shí)及紅綠燈控制函數(shù)TH0=0x3c;TL0=0xb0;i+;標(biāo)準(zhǔn)文檔實(shí)用文案if(i=20)i=0;count_down-;if(count_down=7)if(sign)/東西方綠燈亮 / 南北方紅燈亮dx_green=0;dx_yellow=1;dx_red=1;nb_green=1;nb_yellow=1;nb_red=0;else/ 東西方紅燈亮 / 南北方綠燈亮標(biāo)準(zhǔn)文檔實(shí)用文案dx_green=1;dx_yellow=1;dx_red

16、=0;nb_green=0;nb_yellow=1;nb_red=1;else if(count_down3)if(sign) /東西方綠燈閃爍 / 南北方紅燈亮dx_green=!dx_green;nb_red=0;else/ 東西方紅燈亮 / 南北方綠燈閃爍dx_red=0;nb_green=!nb_green;else if(count_down=0)標(biāo)準(zhǔn)文檔實(shí)用文案if(sign)/ 東西方黃燈亮 / 南北方紅燈亮dx_green=1;dx_yellow=0;nb_red=0;else/ 東西方紅燈亮 / 南北方黃燈亮dx_red=0;nb_green=1;nb_yellow=0;if

17、(count_down=0)sign=!sign;void time_disp() interrupt 3/ 數(shù)碼管顯示中斷函數(shù)標(biāo)準(zhǔn)文檔實(shí)用文案TH1=(65536-10000)/256;TL1=(65536-10000)%256;k+;if(k3)k=0;time0=count_down/10;time1=count_down%10;time2=count_down/10;time3=(count_down%10)-1;P2=weik;P0=disptimek;void dx_key() interrupt 0TR0=!TR0;dx_green=0;dx_red=1;dx_yellow=1;

18、nb_red=0;標(biāo)準(zhǔn)文檔實(shí)用文案nb_green=1;nb_yellow=1;count_down=0;void nb_key() interrupt 2TR0=!TR0;dx_green=1;dx_red=0;dx_yellow=1;nb_red=1;nb_green=0;nb_yellow=1;count_down=0;void main()EA=1;ET0=1;ET1=1;標(biāo)準(zhǔn)文檔實(shí)用文案EX0=1;EX1=1;IT0=1;IT1=1;TMOD=0x11;TH0=0x3c;TL0=0xb0;TH1=(65536-10000)/256;TL1=(65536-10000)%256;TR0=1;TR1=1;while(1);三、仿真測(cè)試在程序編寫完成后，運(yùn)用Proteus仿真軟件，進(jìn)行仿真。將編好的程序下載到仿真電路圖中的89C52 單片機(jī)中，進(jìn)行運(yùn)行調(diào)試，看與設(shè)計(jì)目標(biāo)是否一致如圖 3-1 和圖 3-2 ，看設(shè)計(jì)的功能是否能夠?qū)崿F(xiàn)，如果有問題對(duì)照源程序找出問題所在并改正。標(biāo)準(zhǔn)文檔實(shí)用文案圖 3-1圖 3-2四、硬件的實(shí)際測(cè)試待確認(rèn)仿真現(xiàn)象與設(shè)計(jì)要求的功能一致且不出現(xiàn)錯(cuò)誤時(shí)仿真完成。將編好調(diào)試完成的源程序下載到自己焊