論文-單片機控制交通燈

1、- PAGE II -. z題目 單片機控制交通燈-. z目 錄TOC o 1-3 h z uHYPERLINK l _Toc292622381目錄 PAGEREF _Toc292622381 h IHYPERLINK l _Toc292622382摘要 PAGEREF _Toc292622382 h IIHYPERLINK l _Toc292622383Abstract PAGEREF _Toc292622383 h IIIHYPERLINK l _Toc292622384第一章緒論 PAGEREF _Toc292622384 h - 1 -HYPERLINK l _Toc292622385

2、1.1 課題背景 PAGEREF _Toc292622385 h - 1 -HYPERLINK l _Toc2926223861.2 課題的目的和意義 PAGEREF _Toc292622386 h - 1 -HYPERLINK l _Toc292622387第二章設計原理 PAGEREF _Toc292622387 h - 2 -HYPERLINK l _Toc2926223882.1單片機概述 PAGEREF _Toc292622388 h - 2 -HYPERLINK l _Toc2926223892.2 芯片簡介 PAGEREF _Toc292622389 h - 2 -HYPERLI

3、NK l _Toc2926223902.2.1 MSC-51芯片簡介 PAGEREF _Toc292622390 h - 2 -HYPERLINK l _Toc2926223912.3 原理圖 PAGEREF _Toc292622391 h - 5 -HYPERLINK l _Toc292622392第三章系統(tǒng)軟件設計 PAGEREF _Toc292622392 h - 6 -HYPERLINK l _Toc2926223933.1程序框圖 PAGEREF _Toc292622393 h - 6 -HYPERLINK l _Toc2926223943.2 程序： PAGEREF _Toc292

4、622394 h - 7 -HYPERLINK l _Toc292622395第四章系統(tǒng)調試 PAGEREF _Toc292622395 h - 9 -HYPERLINK l _Toc2926223964.1 硬件檢測 PAGEREF _Toc292622396 h - 9 -HYPERLINK l _Toc2926223974.2 軟件調試 PAGEREF _Toc292622397 h - 9 -HYPERLINK l _Toc292622398完畢語 PAGEREF _Toc292622398 h - 10 -HYPERLINK l _Toc292622399參考文獻 PAGEREF _

5、Toc292622399 h - 11 -HYPERLINK l _Toc292622400致 PAGEREF _Toc292622400 h - 12 -摘 要近年來隨著科技的飛速開展，單片機的應用正在不斷深入，同時帶動傳統(tǒng)控制檢測技術日益更新。在實時檢測和自動控制的單片機應用系統(tǒng)中，單片機往往作為一個核心部件來使用，僅單片機方面知識是不夠的，還應根據(jù)具體硬件構造軟硬件結合，加以完善。十字路口車輛穿梭，行人熙攘，車行車道，人行人道，有條不紊。則靠什么來實現(xiàn)這井然秩序呢.靠的就是交通信號燈的自動指揮系統(tǒng)。交通信號燈控制方式很多。本系統(tǒng)采用MSC-51系列單片機ATSC51和可編程并行I/O接口

6、芯片8255A為中心器件來設計交通燈控制器，實現(xiàn)了能根據(jù)實際車流量通過8051芯片的P1口設置紅、綠燈燃亮時間的功能；紅綠燈循環(huán)點亮，倒計時剩5秒時黃燈閃爍警示交通燈信號通過PA口輸出，顯示時間直接通過8255的PC口輸出至雙位數(shù)碼管；車輛闖紅燈報警；綠燈時間可檢測車流量并可通過雙位數(shù)碼管顯示。本系統(tǒng)實用性強、操作簡單、擴展功能強。 關鍵詞：單片機 交通燈 闖紅燈 -. z第一章 緒論1.1 課題背景當今，紅綠燈安裝在各個道口上，已經(jīng)成為疏導交通車輛最常見和最有效的手段。但這一技術在19世紀就已出現(xiàn)了。1858年，在英國倫敦主要街頭安裝了以燃煤氣為光源的紅，藍兩色的機械扳手式信號燈，用以指揮馬

7、車通行。這是世界上最早的交通信號燈。1868年，英國機械工程師納伊特在倫敦威斯敏斯特區(qū)的議會大廈前的廣場上，安裝了世界上最早的煤氣紅綠燈。它由紅綠兩以旋轉式方形玻璃提燈組成，紅色表示“停頓，綠色表示“注意。 1918年，又出現(xiàn)了帶控制的紅綠燈和紅外線紅綠燈。帶控制的紅綠燈，一種是把壓力探測器安在地下，車輛一接近紅燈便變?yōu)榫G燈；另一種是用擴音器來啟動紅綠燈，司機遇紅燈時按一下嗽叭，就使紅燈變?yōu)榫G燈。紅外線紅綠燈當行人踏上對壓力敏感的路面時，它就能發(fā)覺到有人要過馬路。紅外光束能把信號燈的紅燈延長一段時間，推遲汽車放行，以免發(fā)生交通事故。信號燈的出現(xiàn)，使交通得以有效管制，對于疏導交通流量、提高道路通

8、行能力，減少交通事故有明顯效果。1968年，聯(lián)合國?道路交通和道路標志信號協(xié)定?對各種信號燈的含義作了規(guī)定。綠燈是通行信號，面對綠燈的車輛可以直行，左轉彎和右轉彎，除非另一種標志制止*一種轉向。左右轉彎車輛都必須讓合法地正在路口行駛的車輛和過人行橫道的行人優(yōu)先通行。紅燈是禁行信號，面對紅燈的車輛必須在穿插路口的停車線后停車。黃燈是警告信號，面對黃燈的車輛不能越過停車線，但車輛已十分接近停車線而不能平安停車時可以進入穿插路口。1.2 課題的目的和意義本論文是在學完單片機原理及課程之后綜合利用所學單片機知識完成一個單片機應用系統(tǒng)設計并在實驗室實現(xiàn)。該論文的主要任務是通過一兩個實際問題，穩(wěn)固和加深“

9、單片機原理與應用課程所學的理論知識和實際能力，根本掌握單片機應用電路的一般設計方法，提高電子電路的設計和實驗能力，加深對單片機軟硬知識的理解，獲得初步的應用經(jīng)歷，為以后從事生產(chǎn)和科研工作打下一定的根底。第二章 設計原理2.1單片機概述 單片機微型計算機是微型計算機的一個重要分支，也是頗具生命力的機種。單片機微型計算機簡稱單片機，特別適用于控制領域，故又稱為微控制器。 通常，單片機由單塊集成電路芯片構成，部包含有計算機的根本功能部件：中央處理器、存儲器和I/O接口電路等。因此，單片機只需要和適當?shù)能浖巴獠吭O備相結合，便可成為一個單片機控制系統(tǒng)。 單片機經(jīng)過1、2、3、3代的開展，目前單片機正朝

10、著高性能和多品種方向開展，它們的CPU功能在增強，部資源在增多，引角的多功能化，以及低電壓底功耗。2.2 芯片簡介 MSC-51芯片簡介MCS-51單片機部構造8051是MCS-51系列單片機的典型產(chǎn)品，我們以這一代表性的機型進展系統(tǒng)的講解。8051單片機包含中央處理器、程序存儲器(ROM)、數(shù)據(jù)存儲器(RAM)、定時/計數(shù)器、并行接口、串行接口和中斷系統(tǒng)等幾大單元及數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線等三大總線，現(xiàn)在我們分別加以說明：中央處理器 中央處理器(CPU)是整個單片機的核心部件，是8位數(shù)據(jù)寬度的處理器，能處理8位二進制數(shù)據(jù)或代碼，CPU負責控制、指揮和調度整個單元系統(tǒng)協(xié)調的工作，完成運算和

11、控制輸入輸出功能等操作。數(shù)據(jù)存儲器RAM8051部有128個8位用戶數(shù)據(jù)存儲單元和128個專用存放器單元，它們是統(tǒng)一編址的，專用存放器只能用于存放控制指令數(shù)據(jù)，用戶只能，而不能用于存放用戶數(shù)據(jù)，所以，用戶能使用的RAM只有128個，可存放讀寫的數(shù)據(jù)，運算的中間結果或用戶定義的字型表。圖1程序存儲器(ROM)：8051共有4096個8位掩膜ROM，用于存放用戶程序，原始數(shù)據(jù)或表格。 定時/計數(shù)器(ROM)：8051有兩個16位的可編程定時/計數(shù)器，以實現(xiàn)定時或計數(shù)產(chǎn)生中斷用于控制程序轉向。并行輸入輸出(I/O)口：8051共有4組8位I/O口(P0、 P1、P2或P3)，用于對外部數(shù)據(jù)的傳輸。

12、全雙工串行口：8051置一個全雙工串行通信口，用于與其它設備間的串行數(shù)據(jù)傳送，該串行口既可以用作異步通信收發(fā)器，也可以當同步移位器使用。 交通燈控制電路設計交通燈8051LED蜂鳴器按鍵74HC595圖2對于交通信號燈來說，應該有東西南北共四組燈，但由于同一道上的兩組信號燈的顯示情況是一樣的，所以只要用兩組就行了，因此，采用單片機部的/口上的0口中的個引腳即可來控制個信號燈。通過編寫程序，實現(xiàn)對發(fā)光二極管的控制，來模擬交通信號燈的管理。每延時一段時間，燈的顯示情況都會按交通燈的顯示規(guī)律進展狀態(tài)轉換。通過延時時間的設置，可以在原有的交通信號燈系統(tǒng)的根底上，增添其倒計時間的顯示功能，實現(xiàn)其功能的擴

13、展。下面是交通燈的幾種狀態(tài)： 北 西 南 東綠 黃 紅綠 黃 紅綠 黃 紅綠 黃 紅狀態(tài)0 狀態(tài)1 狀態(tài)2 狀態(tài)3 狀態(tài)4 、初始狀態(tài)0為東西南北皆為紅燈亮；、然后轉入1狀態(tài)，東西綠燈可以通車，南北方向紅燈點亮；、過一段時間后，轉入狀態(tài)2，東西綠燈滅，東西黃燈開場閃爍，同時南北還是紅燈；、閃爍5秒后轉入狀態(tài)3，南北綠燈可以通車，東西紅燈點亮；、再過一段時間后轉入狀態(tài)4，南北方向綠燈滅，南北黃燈開場閃爍，東西方向為紅燈亮；南北黃燈閃爍秒后，轉入狀態(tài)1。正常情況下，如此循環(huán)，周而復始。、另外還設置了一緊急按鍵，當緊急按鍵按下時，為特殊情況，轉入狀態(tài)，此時為 南北方向綠燈，東西方向禁行，報警器長鳴，

14、再次按下緊急按鍵，回復正常。其中計時可自由設置。2.3 原理圖第三章 系統(tǒng)軟件設計3.1程序框圖主程序： 緊急情況下中斷效勞程序：是中斷響應關中斷保護現(xiàn)場開中斷南北綠燈亮東西紅燈亮判斷是否再次有鍵按下恢復現(xiàn)場否關中斷開中斷返回初 始 化開 始東西綠燈，南北紅燈延時25S東西黃燈閃爍南北黃燈閃爍延時45南北綠燈，東西紅燈延時延時3.2 程序：ORG 0000H AJMP MAIN ORG 0013H AJMP INTT1MAIN: MOV TCON,*00H MOV IE,*84H DISP: MOV TMOD,*01H SETB P2.0 MOV P1,*0E7H MOV R2,*20DISP

15、1: ACALL DELAY DJNZ R2,DISP1 MOV R2,*05 L1: MOV P1,*0B7H ACALL DELAY MOV P1,*0F7H ACALL DELAY DJNZ R2,L1 MOV P1,*7EH MOV R2,*30DISP2: ACALL DELAY DJNZ R2,DISP2 MOV R2,*05L2: MOV P1,*7DH ACALL DELAY MOV P1,*7FH ACALL DELAY DJNZ R2,L2 AJMP DISP INTT1: PUSH P1 JNB P3.3,$ CLR EA PUSH 03H PUSH TH1 PUSH T

16、L1 SETB EA MOV P1,*7EH MOV R5,*30 CLR P2.0 L6: ACALL DELAY JNB P3.3,LL1 DJNZ R5,L6 AJMP DP LL1: ACALL DEY10 NOP NOP NOP JNB P3.3,LL2 AJMP L6 LL2: P3.3,DP AJMP LL2 DP: CLR EA POP TL1 POP TH1 POP 03H POP P1 SETB EA SETB P2.0 RETI DEY10: MOV R7,*20DELL2: MOV R6,*100DELL1: NOP NOPDJNZ R6,DELL1 DJNZ R7,D

17、ELL2RET DELAY: MOV R3,*10 MOV TH0,*3CH MOV TL0,*0B0H SETB TR0 L3: C TF0,L4 SJMP L3 L4: MOV TH0,*3CH MOV TL0,*0B0H DJNZ R3,L3 RET END 第四章 系統(tǒng)調試4.1 硬件檢測硬件檢測又分為，靜態(tài)檢測和動態(tài)檢測靜態(tài)檢測為:第一步：目測，檢查外部的各種原件或電路是否有斷點；第二部:用萬用表測試。先用萬用表復核目測電路中有疑問的連接點，再檢測各種電源線與底線之間是否有短路現(xiàn)象；第三部：加電檢測。給板加電，檢測所有的插板或是期間器件端是否符合要求的值；第四步：聯(lián)機檢查。因為只有用

18、單片機開發(fā)成對用戶系統(tǒng)的調試。動態(tài)檢測：動態(tài)檢測是在用戶系統(tǒng)工作的情況下發(fā)現(xiàn)和排除用戶系統(tǒng)硬件中存在的器件部故障、器件連接邏輯錯誤等的一種硬件檢查。動態(tài)調試的一般方法是由近及遠、有分到合。由分到合是指首先按邏輯功能將用戶系統(tǒng)硬件電路分為假設干塊，當調試電路時，與該元件無關的器件全部從用戶系統(tǒng)中去掉，這樣可以將故障圍限定在*個局部的電路上。當各塊電路無故障后，將各電路逐塊參加系統(tǒng)中，在對各塊電路功能機各電路間可能存在的相互聯(lián)系進展調試。由分到合的調試既告完成。由近及遠是將信號流經(jīng)的各器件按照距離單片機的邏輯距離進展由近及遠的分層，然后分層調試。調試時，仍采用去掉無關元件的方法，逐層調試下去，就會定位故障元件了。4.2 軟件調試軟件調試是通過對用戶程序的編程、連接、執(zhí)行來發(fā)現(xiàn)程序中存在的語法錯誤與邏輯錯誤并加以排除糾正的過程。程序后，編輯，查看程序是否有邏輯的錯誤。完畢語通過本次論文設計，加強了我的思考和解決問題的能力，寫論文的同時也是對課本知識的穩(wěn)固和加強，由于課本上的知識太多，平時課間的學習并不能很好的