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模擬交通燈設(shè)計(jì)
摘 要 本次設(shè)計(jì)選用單片機(jī)，配合一些外圍電路完成交通控制系統(tǒng)。由于該單片機(jī)具有簡(jiǎn)單實(shí)用、高可靠性、良好的性能價(jià)格比以及體積小等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)在各個(gè)技術(shù)領(lǐng)域得到了迅猛發(fā)展。實(shí)現(xiàn)同樣的功能，這個(gè)方案既簡(jiǎn)單又經(jīng)濟(jì)！該燈控制邏輯可實(shí)現(xiàn)3種顏色燈的交替點(diǎn)亮、時(shí)間的倒計(jì)時(shí)，指揮車(chē)輛和行人安全通行，實(shí)時(shí)地控制當(dāng)前交通燈時(shí)間，經(jīng)仿真模擬的試驗(yàn),該系統(tǒng)得到了預(yù)期的實(shí)時(shí)控制效果。 關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī)芯片；倒計(jì)時(shí)；交通燈；仿真器 目 錄 摘 要 I 1前言 1 2、設(shè)計(jì)思路 1 3、系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 1 3.燈控制電路設(shè)計(jì)……………………………………………………….1 3.2倒計(jì)時(shí)顯示電路設(shè)計(jì)………………………………………………..2 3.3系統(tǒng)總硬件圖………………………………………………………..3 4、系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 3 4.1計(jì)算與實(shí)現(xiàn) 3 4.2流程圖 3 4.3源程序設(shè)計(jì) 5 5、仿真圖 11 6、課程設(shè)計(jì)總結(jié) 20 [參考資料] 21 致 謝 22 1、前言 本程序設(shè)計(jì)的是我們?nèi)粘Ｉ钪蟹浅６嘁?jiàn)的道路交通燈，它在現(xiàn)代社會(huì)中起到了相當(dāng)大的作用，有了一個(gè)這樣的機(jī)器，在人流密集的十字路口就可以順利的通車(chē)，這樣省下了不少的人力物力，給大家的生活也提供了很大的方便。當(dāng)然，看上去簡(jiǎn)單的交通燈，在如今如此繁華的大都市，也變得多樣化了。此次課程設(shè)計(jì)只選取了其中相對(duì)較為簡(jiǎn)單的交通燈設(shè)計(jì)，雖然簡(jiǎn)單，但運(yùn)用的知識(shí)是一樣的。因此，希望通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)的鍛煉，鞏固同學(xué)們平時(shí)所學(xué)的知識(shí)，并在以后的學(xué)習(xí)中，靈活運(yùn)用，不斷加深。 2.程序設(shè)計(jì)思路 利用嵌套和調(diào)用的方法設(shè)計(jì)程序。首先，設(shè)置子程序，有25s倒計(jì)時(shí)的子程序和5s倒計(jì)時(shí)的子程序，有東西（南北）紅燈亮，南北（東西）綠燈閃爍3s后變成黃燈亮的程序，另外還需要1s和0.5s的延時(shí)程序，其中，1s用于倒計(jì)時(shí)，0.5s用與綠燈閃爍的程序中；然后，設(shè)置主程序，先東西紅燈亮，南北綠燈亮，同時(shí)倒計(jì)時(shí)25s，再東西紅燈亮，南北綠燈閃爍3s后變成黃燈，同時(shí)倒計(jì)時(shí)5s，之后東西綠燈亮，南北紅燈亮，同時(shí)倒計(jì)時(shí)25s，接著南北紅燈亮，東西綠燈閃爍3s后變成黃燈，又返回到主程序開(kāi)始，實(shí)現(xiàn)循環(huán)。 3.系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 3.1燈控制電路設(shè)計(jì) 由于32個(gè)LED 來(lái)實(shí)現(xiàn)紅綠燈狀態(tài)，若直接接在單片機(jī)的口線(xiàn)，路口倒計(jì)時(shí)的顯示就不 能實(shí)現(xiàn)，所以本次設(shè)計(jì)中采用一種新型的電路如圖3－1 所示。 3.2倒計(jì)時(shí)顯示電路設(shè)計(jì) 前面已經(jīng)分析過(guò)相向的燈的狀態(tài)和倒計(jì)時(shí)都是相同的，所以為了節(jié)省，采用兩組四個(gè)數(shù)碼管 作為倒計(jì)時(shí)的顯示；同時(shí)為了節(jié)省口資源，采用串口顯示的方式驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管。見(jiàn)圖3－2 所 示。 3.3系統(tǒng)總硬件圖 硬件圖 4、系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 4.1計(jì)算與實(shí)現(xiàn) 在本程序設(shè)計(jì)中，計(jì)算的不多，主要是延時(shí)程序的計(jì)算。由6MHz晶振，得其指令周期為0.2us，所以延時(shí)0.5s的計(jì)算為（248﹢2）×20×50×2us，延時(shí)1s的計(jì)算為（248﹢2）×20×100×2us。 綠燈閃爍的實(shí)現(xiàn)：反復(fù)給東西或南北方向的綠燈賦高低電平，各0.5s。 4.2流程圖 本程序多用子程序調(diào)用和嵌套來(lái)實(shí)現(xiàn)編程，其中包含了主程序，5s、10s、25s倒計(jì)時(shí)子程序，南北或東西方向綠燈閃爍3s變成黃燈在程序。下面是各程序的流程圖。 流程圖 主程序流程圖 5s或10s倒計(jì)時(shí)程序流程圖 25s倒計(jì)時(shí)程序流程圖 東西（南北）紅燈亮，南北（東西）綠燈閃爍3s后黃燈亮程序流程圖 4.3源程序設(shè)計(jì) 此程序的設(shè)計(jì)方法比較簡(jiǎn)單，主要利用了程序的嵌套和子程序的調(diào)用，其特點(diǎn)是容易被讀懂。下面是程序設(shè)計(jì)內(nèi)容。 org 00h ljmp start org 30h start: mov p1,#0deh ;東西紅燈亮，南北綠燈亮 lcall s25s ;25s倒計(jì)時(shí) lcall s5sshnb ;東西紅燈亮，南北綠燈閃爍3s后變成黃燈亮3s，5s倒計(jì)時(shí) mov p1,#0f3h ;東西綠燈亮，南北紅燈亮 lcall s25s ;25s倒計(jì)時(shí) lcall s5sshdx ;南北紅燈亮，東西綠燈閃爍3s后變成黃燈亮3s，5s倒計(jì)時(shí) ljmp start s25s: ;25s倒計(jì)時(shí)程序 mov p2,#0a4h lcall s5s mov p2,#0f9h lcall s10s mov p2,#0c0h lcall s10s ret s5s: ;5s倒計(jì)時(shí)子程序 mov dptr,#tab s0: mov a,#04h movc a,@a+dptr cjne a,#01h,s1 ljmp s5s s1: mov p0,a lcall delay1s inc dptr cjne a,#0c0h,s0 ret s10s: ;10s倒計(jì)時(shí)子程序 mov dptr,#tab s2: mov a,#00h movc a,@a+dptr cjne a,#01,s3 ljmp s10s s3: mov p0,a lcall delay1s inc dptr cjne a,#0c0h,s2 ret s5sshnb: ;東西紅燈亮，南北綠燈閃爍3s后變成黃燈亮3s，5s倒計(jì)時(shí)子程序 mov p0,#92h lcall s1sshnb mov p0,#99h lcall s1sshnb mov p0,#0b0h lcall s1sshnb mov p0,#0a4h mov p1,#0eeh ;東西紅燈亮，南北黃燈亮 lcall delay1s mov p0,#0f9h lcall delay1s mov p0,#0c0h lcall delay1s ret s1sshnb: ;東西紅燈亮，南北綠燈閃爍子程序 mov p1,#0deh lcall delay05s mov p1,#0feh lcall delay05s ret s5sshdx: ;南北紅燈亮，東西綠燈閃爍3s后變成黃燈亮3s，5s倒計(jì)時(shí)子程序 mov p0,#92h lcall s1sshdx mov p0,#99h lcall s1sshdx mov p0,#0b0h lcall s1sshdx mov p0,#0a4h mov p1,#0f5h ;南北紅燈亮，東西黃燈亮 lcall delay1s mov p0,#0f9h lcall delay1s mov p0,#0c0h lcall delay1s ret s1sshdx: ;南北紅燈亮，東西綠燈閃爍子程序 mov p1,#0f7h lcall delay05s mov p1,#0f3h lcall delay05s ret delay1s: ;1s延時(shí)程序 mov r5,#100 d2: mov r6,#20 d1: mov r7,#248 djnz r7,$ djnz r6,d1 djnz r5,d2 ret delay05s: ;0.5s延時(shí)程序 mov r2,#50 d4: mov r3,#20 d3: mov r4,#248 djnz r4,$ djnz r3,d3 djnz r2,d4 ret tab: db 90h,80h,0f8h,82h,92h,99h,0b0h,0a4h,0f9h,0c0h end 5、仿真圖 東西方向紅燈亮，南北方向綠燈亮25s 東西方向紅燈亮，南北方向綠燈閃爍3s 東西方向紅燈亮，南北方向黃燈亮 東西方向綠燈亮，南北方向紅燈亮25s 南北方向紅燈亮，東西方向綠燈閃爍3s 東西方向黃燈亮，南北方向紅燈亮 6、課程設(shè)計(jì)總結(jié) 在此次課程設(shè)計(jì)中，我學(xué)會(huì)了很多。一方面，使我在知識(shí)上的應(yīng)用上了一個(gè)層次，更深一層地了解到書(shū)本上我們應(yīng)該掌握的理論，并將其付諸實(shí)踐，應(yīng)用到人們的日常生活中去，從而使我找到了更濃厚的學(xué)習(xí)興趣，也認(rèn)識(shí)到單片機(jī)技術(shù)在現(xiàn)代生活中的重要地位，看到這個(gè)“口香糖大小的迷你主機(jī)”的無(wú)限潛能。另一方面，我學(xué)會(huì)了獨(dú)立的完成一項(xiàng)小小的科技任務(wù)，編程，畫(huà)硬件圖，仿真的實(shí)現(xiàn)等等，這些都鍛煉了我思維謹(jǐn)慎的能力，使我更深刻地懂得，以后遇到問(wèn)題要多思考，多研究。而且，在課程設(shè)計(jì)過(guò)程中，帶給了我一些小小的成就感，我會(huì)帶著這些興趣和成就感繼續(xù)我的求學(xué)之旅，相信這對(duì)我今后的學(xué)習(xí)會(huì)帶來(lái)很大的幫助�？偨Y(jié)這次課程設(shè)計(jì)，此次設(shè)計(jì)使用的是靜態(tài)顯示，使用的是一位數(shù)碼管，如果能使用動(dòng)態(tài)顯示，并且用二位數(shù)碼管顯示倒計(jì)時(shí)，將是設(shè)計(jì)比較完美。另外，程序的設(shè)計(jì)采用的是子程序調(diào)用和嵌套的方式，方法比較簡(jiǎn)單，但容易出錯(cuò)，而且內(nèi)容也比較繁瑣，不容易修改，所以要找一個(gè)更靈活和簡(jiǎn)潔的設(shè)計(jì)方案才是最理想的。與此同時(shí)，我們可以設(shè)計(jì)更為先進(jìn)且多功能化的道路交通燈，比如能夠自動(dòng)報(bào)警等等。不過(guò)，總體上來(lái)說(shuō)，這次課程設(shè)計(jì)給我?guī)?lái)的提升是不小的，我會(huì)帶著這次的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，繼續(xù)學(xué)習(xí)，使自己提升的更多。 [參考資料] [1] 徐愛(ài)鈞.《智能化測(cè)量控制儀表原理與設(shè)計(jì)》（第二版）[M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2004. [2] 吳金戌，沈慶陽(yáng)，郭庭吉.《8051單片機(jī)實(shí)踐與應(yīng)用》[M].北京：清華大學(xué)出版社，2002. [3] 張國(guó)勛，《縮短ICL7135A/D采樣程序時(shí)間的一種方法》［J］. 《電子技術(shù)應(yīng)用》，1993，第一期. [4] 高峰，《單片微型計(jì)算機(jī)與接口技術(shù)》[M].北京：科學(xué)出版社，2003. [5] 劉偉，趙俊逸，黃勇，《一種基予C8051F單片機(jī)的SOC型數(shù)據(jù)采錄器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)》［A］.天津市計(jì)算機(jī)學(xué)會(huì)單片機(jī)分會(huì)編. 《2003年全國(guó)單片機(jī)及嵌如入式系統(tǒng)學(xué)術(shù)年會(huì)論文集（下冊(cè)）》. 致 謝 在做課程設(shè)計(jì)的半個(gè)月以來(lái)，我收獲了很多。除了感激陳老師教給我們知識(shí)外，也非常感謝課程設(shè)計(jì)輔導(dǎo)老師余老師這么長(zhǎng)時(shí)間以來(lái)的教導(dǎo)和培養(yǎng)，在您嚴(yán)格的要求和細(xì)心的指導(dǎo)下，我學(xué)會(huì)了獨(dú)立思考，不懂就問(wèn)。剛開(kāi)始的時(shí)候我覺(jué)得自己落了幾節(jié)課，對(duì)這門(mén)課沒(méi)有系統(tǒng)的理解，也覺(jué)得自己這門(mén)課學(xué)的很不好，一直沒(méi)有信心和勇氣獨(dú)立完成，但經(jīng)過(guò)嘗試，我最終成功地完成了這次的課程設(shè)計(jì)，雖然在課程設(shè)計(jì)的過(guò)程中遇到了很多的困難，但都一一克服了。同時(shí)，也對(duì)課程設(shè)計(jì)的格式和要求有了詳細(xì)的了解，相信這會(huì)給以后帶來(lái)很大的方便。當(dāng)然，最重要的是，在您的監(jiān)督下，通過(guò)我自己的學(xué)習(xí)和研究，對(duì)單片機(jī)這門(mén)課有了宏觀(guān)的理解，并使我所學(xué)的知識(shí)掌握的更加牢固，在設(shè)計(jì)完成之后，平�？此茝�(fù)雜的交通燈控制，居然自己也能做出來(lái)，這讓我對(duì)自己的能力刮目相看了，這也告訴我，只要自己肯下功夫，沒(méi)有什么不可能的。另一方面，在本次課程設(shè)計(jì)中，我更加熟練的掌握了偉福軟件和PROTEUS的應(yīng)用，這將會(huì)為我的學(xué)習(xí)和工作帶來(lái)很大的幫助。不過(guò)，我所學(xué)的知識(shí)和本次運(yùn)用而能熟練掌握的技能實(shí)在有限。因此，在今后，我將更加充滿(mǎn)信心地充實(shí)自己，更加認(rèn)真和深入的鉆研，繼續(xù)發(fā)揚(yáng)獨(dú)立思考，不懂就問(wèn)的學(xué)習(xí)習(xí)慣。再次感謝！【模擬交通燈設(shè)計(jì)】相關(guān)文章：
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