單片機控制交通燈應用設計說明

1、 . . . 工程大學科信學院課程設計說明書（2011 /2012學年第二學期） 課程名稱 ： 單片機應用 題 目 ： 交通燈控制器 專業(yè)班級 ： 電氣09-01 學生 ： 程波 學 號： 090062105 指導教師 ： 岑毅南 設計周數(shù) ： 兩周 設計成績 ：2012年6月11日目錄1. 課程設計目的 22. 課程設計正文 22.1軟件設計 22.1.1系統(tǒng)分析 22.1.2繪制交通控制器原理圖 22.1.3軟件仿真 52.2硬件設計52.2.1核心器件簡介52.2.2小系統(tǒng)板原理圖和器件清單82.2.3大板器件清單 82.2.4單元電路設計 92.2.5電路板焊接 112.3軟件程序設計

2、 123課程設計總結 244參考文獻 2526 / 271.課程設計目的加強對單片機和其編程語言的認識，充分掌握和理解設計各部分的工作原理、設計過程、選擇芯片器件、模塊化編程等多項知識。用單片機模擬實現(xiàn)具體應用，使個人設計能夠真正使用。把理論知識與實踐相結合，充分發(fā)揮個人能力，并在實踐中鍛煉。提高利用已學知識分析和解決問題的能力。提高實踐動手能力。2.課程設計正文2.1軟件設計2.1.1系統(tǒng)分析設計交通燈控制器，要求：（1）A道和B道上均有車輛要求通過時，A，B道輪流放行。即A道放行時，B道禁行；（2）用2個數(shù)碼管顯示秒數(shù)，簡化設計，不同時段顯示放行時間和禁行時間。（3）有緊急車輛要求通過時，

3、系統(tǒng)要能禁止普通車輛通行，A，B道均為紅燈，緊急車由K1開關模擬。（4）東西和南北各用3個發(fā)光二極管，分別是紅燈，黃燈，綠燈。（5）上電時，默認紅燈時間為10秒，綠燈時間為15秒。設置5個按鍵，分別為加1，減1，調節(jié)切換，緊急狀態(tài)，開始運行。2.1.2繪制交通控制器原理圖 在拿到設計說明書后，和同組同學討論設計方案，通過在美食林門前交差路口觀察交通燈原理，通過網上查資料初步設計好原理圖，使用altium designer6繪制好原理圖。繪制原理圖期間，由于altium designer6中沒有STC90C52AD器件圖，所以首先繪制其器件圖，如下所示：根據(jù)單片機課設資料，設計好最小系統(tǒng)和外圍設

4、備的連接圖原理圖與PCB：原理圖：PCB:2.1.3軟件仿真為了更快更好的設計成功，我們需要在硬件設計前進行一些與實際差不多的軟件仿真，這樣做可以減少器件的損壞，在電路板焊接前初步了解電路的原理和所實現(xiàn)的功能，軟件仿真圖如下：2.2硬件設計2.2.1核心器件簡介 STC90C52AD管腳功能STC90C52單片機為40引腳芯片如圖23所示。I/O口線: P0、P1、P2、P3共四個八位P0口是三態(tài)雙向口, 通稱數(shù)據(jù)總線口, 因為只有該口能直接用于對外部存儲器的讀寫操作。P0口也用以輸出外部存儲器的低8位地址。由于是分時輸出, 故應在外部加鎖存器將此地址數(shù)據(jù)鎖存, 地址鎖存信號用ALE。P1口是

5、專門供用戶使用的I/O口, 是準雙向口。P2口是從系統(tǒng)擴展時作高8位地址線用。不擴展外部存儲器時, P口也可以作為用戶I/O口線使用, P2口也是準雙向口。P3口是雙功能口, 該口的每一位均可獨立地定義為第一I/O 功能或第二I/O功能。作為第一功能使用時操作同P1口。P3口的第二功能如表21。圖2-3 90C52引腳圖控制口線: PSEN (片外取控制)、AL E( 地址鎖存控制)、EA (片外儲器選擇)、RE2SET (復位控制) ;電源與時鐘: CCC、VSS; XTAL 1, XTAL 2表2-1 引腳功能表74LS245雙向總線發(fā)送器/接收器(3S)簡要說明:245為三態(tài)輸出的八組總

6、線收發(fā)器,其主要電器特性的典型值如下(不同廠家 具體值有差別):型號tPLHtphlPD54LS245/74LS2458ns8ns275mW引出端符號:AA總線端BB總線端/G三態(tài)允許端(低電平有效) DIR方向控制端邏輯圖:2.2.2小系統(tǒng)板原理圖和器件清單標識符器件名稱規(guī)格型號數(shù)量標識符器件名稱規(guī)格型號數(shù)量U1單片機STC90C52AD1C11 C12瓷片電容22p 或30p2U2RS232驅動MAX2321C13-C17獨石電容0.22uF(224)5J1-J4, CRYLsts Hsts接線插孔座排母86針C1 C2電解電容1.0uF / 50V2C3 C4 C0電解電容10uF /

7、50V3CRY晶體諧振器6MHz1C5-C8電解電容47uF(22uF)4High,Low,PS發(fā)光二極管33JPS接線端子電源用1R1金屬膜電阻2001RST按鈕?。?.2×0.3）1R0金屬膜電阻6.8K1JDBDB9插座DB9針形座1R2 R3 R4金屬膜電阻3.3K3U1DIP插座DIP401R9金屬膜電阻1M1U2DIP插座DIP1612.2.3大板器件清單4個共陰極數(shù)碼管4個NPN三極管8個1K電阻8個550歐電阻7個330歐電阻5個按鍵1個74LS2453個綠色發(fā)光二極管3個紅色發(fā)光二極管2個黃色發(fā)光二極管2.2.4單元電路設計晶振電路復位電路顯示電路2.2.5電路板焊

8、接焊接小板時按老師給的資料焊接，大板按自己設計的原理圖焊接，焊接時應注意利用大板的結構，利用好板上的接地和電源。焊接時注意按照器件引腳圖焊接而不要按原理圖的引腳焊接。焊接好的實物圖如下： 2.3軟件程序設計#include<reg52.h>#define uchar unsigned char#define uint unsigned intsbit we0=P10;sbit we1=P11;sbit we2=P12;sbit we3=P13;sbit s0=P14;/調時模式開關sbit s1=P15;/加1開關sbit s2=P16;/減1開關sbit s3=P17;/南北向轉

9、換開關sbit k1=P32;/緊急車輛通過開關uchar b,aa,ge,shi,ge1,shi1;uint t1,t2,t3,i,red,green;int check,yellow;uchar code table=0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x77,0x7c,0x39,0x5e,0x79,0x71;void init();void checkdisplay();void delay(uint z);void display(uchar shi,uchar ge,uchar shi1,uchar ge1);void

10、 main()init();while(1)change:if(s0=0)/進入調時模式delay(5);if(s0=0)i=1;P0=0xbf;TR0=0;green=t1;red=t2;while(!s0);delay(5);while(!s0);while(i=1)if(s0=0)delay(5);if(s0=0)i=0;if(s1=0)delay(5);if(s1=0)if(t3%2!=1)t1+;green=t1;if(t3%2=1)t2+;red=t2;while(!s1);delay(5);while(!s1);if(s2=0)delay(5);if(s2=0)if(t3%2!=

11、1)t1-;green=t1;if(t3%2=1)t2-;red=t2;while(!s2);delay(5);while(!s2);if(s3=0)delay(5);if(s3=0)t3+;if(t3%2=1)P0=0x7f;elseP0=0xbf;while(!s3);delay(5);while(!s3);shi=green/10;ge=green%10;shi1=red/10;ge1=red%10;display(shi,ge,shi1,ge1);check=t1-t2;if(check<0)check=-check;if(check>=10)/檢查黃燈時間是否超出10s圍

12、while(1)checkdisplay();TR0=1;while(!s0);delay(5);while(!s0); /到此調時程序結束shi=green/10;ge=green%10;shi1=red/10;ge1=red%10;display(shi,ge,shi1,ge1);P0=0xde;if(aa=10)aa=0;green-;red-;if(red=0|green=0)/紅燈時間走完進入黃燈倒計時狀態(tài)yellow=t1-t2;if(yellow<0)yellow=-yellow;while(yellow!=0)P0=0xdd;if(s0=0)goto change;/跳回

13、調試模式if(red=0)P2=tableyellow;we3=0;delay(1);we3=1;if(green=0)P2=tableyellow;we1=0;delay(1);we1=1;if(aa=10)aa=0;if(red=0)yellow-;green-;if(green=0&&yellow!=0)yellow-;red-;P2=0xff;shi=green/10;ge=green%10;shi1=red/10;ge1=red%10;display(shi,ge,shi1,ge1);shi=green/10;ge=green%10;shi1=red/10;ge1=r

14、ed%10;display(shi,ge,shi1,ge1);if(green=0&&yellow=0)/東西方向和南北方向紅綠燈換路green=t1;red=t2;if(green=t1&&red=t2)while(green!=0&&red!=0)P0=0xf3;if(s0=0)goto change;shi=red/10;ge=red%10;shi1=green/10;ge1=green%10;display(shi,ge,shi1,ge1);if(aa=10)aa=0;green-;red-;if(red=0|green=0)/紅燈時間走

15、完進入黃燈倒計時狀態(tài)yellow=t1-t2;if(yellow<0)yellow=-yellow;while(yellow!=0)P0=0xeb;if(s0=0)goto change;if(red=0)P2=tableyellow;we1=0;delay(1);we1=1;if(green=0)P2=tableyellow;we3=0;delay(1);we3=1;if(aa=10)aa=0;if(red=0)yellow-;green-;if(green=0&&yellow!=0)yellow-;red-;P2=0xff;shi=red/10;ge=red%10;s

16、hi1=green/10;ge1=green%10;display(shi,ge,shi1,ge1);shi=green/10;ge=green%10;shi1=red/10;ge1=red%10;display(shi,ge,shi1,ge1);red=t2;green=t1;void init()t1=15;t2=10;t3=0;red=t2;yellow=0;green=t1;P1=0xff;/有可能導致仿真出錯P3=0xff;TMOD=0x01;TH0=(65536-50000)/256;TL0=(65536-50000)%256; EA=1;EX0=1;ET0=1;TR0=1;IT0

17、=1;void checkdisplay()/黃燈超時檢查子程序P2=0x40;we0=0;delay(1);we0=1;P2=0xff;P2=0x40;we1=0;delay(1);we1=1;P2=0xff;P2=0x40;we2=0;delay(1);we2=1;P2=0xff;P2=0x40;we3=0;delay(1);we3=1;P2=0xff;void display(uchar shi,uchar ge,uchar shi1,uchar ge1)/數(shù)碼管顯示子程序if(shi!=0)P2=tableshi;we0=0;delay(1);we0=1;elsewe0=1;P2=0x

18、ff;if(ge!=0|shi!=0)P2=tablege;we1=0;delay(1);we1=1;elsewe1=1;P2=0xff;if(shi1!=0)P2=tableshi1;we2=0;delay(1);we2=1;elsewe2=1; P2=0xff;if(ge1!=0|shi1!=0)P2=tablege1;we3=0;delay(1);we3=1;elsewe3=1;P2=0xff;void delay(uint z)uint x,y;for(x=z;x>0;x-)for(y=55;y>0;y-);void timer0() interrupt 1TH0=(655

19、36-50000)/256;TL0=(65536-50000)%256;aa+;void exter0() interrupt 0/緊急車輛通過中斷程序if(k1=0)delay(5);if(k1=0)b=1;TR0=0;while(!k1);delay(5);while(!k1);while(b)if(k1=0)b=0;P0=0xf6;we0=1;we1=1;we2=1;we3=1;while(!k1);delay(5);while(!k1);TR0=1;3課程設計總結轉眼間兩周的單片機課程設計又過去了，在這兩周的課程設計中我們忙碌且充實著，從對單片機當時的懵懵懂懂，到現(xiàn)在熟練運用，我們都覺

20、得受益頗多，每當有同學經過辛勤的努力，在單片機課題的設計上有了一個又一個小小的進步時我都看到，他們的臉上流露出的興奮喜悅，同時我也會同他們一道分享那種突破困難的喜悅。在這兩周的設計中我們不僅學到了關于自己課程設計題目方面的東西。同時我們也從課程設計中的相互交流和互幫互助中學到了很多關于單片機應用方面的其它知識，這下知識都是我們在這次實踐中一點一滴的積累下來的。至于我們的課程設計，我就有更多深切的體會了，我們組制作的是交通燈控制器，從最初的實地考察到原理圖設計，再到程序編程，最后的焊接調試我都有參與和同組人的合作，從這些制作過程中我體會到了一套完整系統(tǒng)實施下來的不易，這況且是一套小小的交通燈控制器裝置，如果是整個交通系統(tǒng)控制又會是什么樣呢？由此我又不得不被人類的勤勞與智慧所折服了！好了言歸正傳，先從原理圖的最初設計開始說起，起初我們也都是只對交通這個天天見到的東西半知半解，也沒有想到交通燈這東西還有這么多名堂，于是我們組的幾個同學來了一次親臨實地的考察活動，我們在學校東門的美食林旁的十字路口足足看了有半個小時的交通燈變化情況才對其的運作方式才有了一個較為全面的了解，如關于其時間變換方式、黃燈的作用等等。之后我們就回到宿舍開始了原理圖的設計了，根據(jù)我們之前觀察的實際情況和我們的現(xiàn)有電子元器件，在我們的細心討論下最終我們我們設計出了一