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摘要错误!未定义书签。 第1章绪论1
1.1设计背景1 1.2设计要求1 1.3设计思路1
第2章设计总电路图及硬件设计2 2.1设计总电路图2 2.2硬件设计2 2.3系统时钟电路3 2.4系统复位电路3 2.5数码管显示电路4 2.6路灯指示电路5 2.7按键电路设计6 第3章 软件系统设计6 3.1设计思路及关键技术6 3.2 软件流程7 3.3延时函数8 3.4 读状态函数8 3.5 显示函数9 3.6 定时器0中断函数10 第4章Proteus软件仿真10 4.1 Proteus软件仿真10 4.2 南北路灯切换时仿真11 4.3 紧急情况下的仿真11 4.4东西紧急情况下的仿真12 第5章结束语13 参考文献14 致谢15
附录Ⅰ源程序代码16
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第1章 绪论
1.1设计背景
近年来随着科技的飞速发展,单片机的应用正在不断深入,同时带动传统控制检测技术日益更新。在实时检测和自动控制的单片机应用系统中,单片机往往作为一个核心部件来使用,仅单片机方面知识是不够的,还应根据具体硬件结构软硬件结合,加以完善。
十字路口车辆穿梭,行人熙攘,车行车道,人行人道,有条不紊。那么靠什么来实现这井然秩序呢?靠的就是交通信号灯的自动指挥系统。
1.2设计要求
本系统采用8051系列单片机AT89C52为中心器件来设计交通灯控制器,实现了通过8051芯片的P1口设置红、绿灯燃亮时间显示的功能;P0口连接交通灯循环点亮,本系统操作简单、扩展功能强。
1.3设计思路
A、B两干道交于一个十字路口,各干道有一组红、黄、绿三色的指示灯,指挥车辆
和行人安全通行。红灯亮禁止通行,绿灯亮允许通行。黄灯亮提示人们注意红、绿灯的状态即将切换,且黄灯燃亮时间为A、B两干道的公共停车时间。设A道比B道的车流量大,指示灯燃亮的方案如表2-1-1。
1 A道 B道 4 1 5 1 4 ……
黄灯亮 红灯亮 黄灯亮 绿灯亮 黄灯亮 红灯亮 …… 黄灯亮 绿灯亮 黄灯亮 红灯亮 黄灯亮 绿灯亮 …… 表2-1-1
说明:
(1)当为黄灯时 A、B两道同时为黄灯;以提示行人或车辆下一个灯色即将到来 时间 1秒。
(2)当A到为红灯,A 道车辆禁止通行,A 道行人可通过;B 道为绿灯,B 道车辆通过,行人禁止通行。时间为4秒。
(3)当A道绿灯,A 道车辆通行;B 道为红灯,B 道车辆禁止通过,行人通行。时间为5秒。 A道车流大 通行时间长
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(4)这样如上表的时间和红、绿、黄出现的顺序依次出现这样行人和车辆就能安全畅通的通行。
(5)此表可根据车流量动态设定
在没有特殊情况下,即在两道均有车辆要求通过时,交通灯按常规运行。通过控制开关可以输入要模拟的其它状态,交通灯将按照其输入状态的情况进行运行。
第2章 设计总电路图及硬件设计
2.1设计总电路图
2.2硬件设计
交通灯控制系统的结构框图如图2-2-1所示。总体设计方案共有五个部分组成,分别是:单片机AT89C51、红、绿、黄灯显示电路、LED数显时间电路、晶振及复位控制电路、控制与调时开关电路。在进行仿真调试过程中,程序运行正确,五个部分就同时工作,从而实现了交通灯的基本功能及调时功能。
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电源部分AT89S51数码管显示紧急按键复位单片机路灯系统时钟 图2-2-1硬件设计方案
2.3系统时钟电路
晶振采用了内部时钟信号源的方式。对于时间要求不是很高的系统,只要按图进行设计就能使系统可靠起振并稳定运行。但由于图中的C1、C2电容起着系统时钟频率微调和稳定的作用,因此,在本系统的实际应用中一定要注意正确选择参数
(30±10 PF),并保证对称性(尽可能匹配)。
图2-3-1系统时钟电路
2.4系统复位电路
复位电路我采用上电+按钮复位的方式。当开关打开时,RST通过电阻接地,当有开关闭合时由于电容的作用使电源VCC通过电阻施加在单片机复位端RST上,实现单片机复位。只是可惜,在进行仿真器调试过程中,该复位电路是不起作用的。具体电路如图2-4-1所示。
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图2-4-1系统复位电路
2.5数码管显示电路
数码管工作原理这里我们介绍8段数码管的工作原理。8段数码管又称为8字型数码管,分为8段:A、B、C、D、E、F、G、DP。其中,DP为小数点。数码管常用的有10根管脚,每一段有一根管脚,另外两根管脚为一个数码管的公共段,两根之间相互连通。
发光二极管的发光原理,我们已经介绍过了,同理,8段LED数码管,则是在一定形状的绝缘材料上,利用不同形状点划的发光二极管组合,排列成“8”字型的数码管,分别引出它们的电极,点亮相应的点划来显示0-9的数字。
从电路上,按数码管的接法不同又分为共阴和共阳两种。图2-5-1是共阴和共阳极数码管的内部电路,它们的发光原理是一样的,只是它们的电源极性不同而已。
图2-5-1数码管的内部电路接法
在设计时,为了系统图的美观,我采用了6个数码管组成的数码管组,采用共阴极接法。如图2-5-2。
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