模擬交通燈設計

模擬交通燈設計

摘 要 本次設計選用單片機，配合一些外圍電路完成交通控制系統。由于該單片機具有簡單實用、高可靠性、良好的性能價格比以及體積小等優點，已經在各個技術領域得到了迅猛發展。實現同樣的功能，這個方案既簡單又經濟！該燈控制邏輯可實現3種顏色燈的交替點亮、時間的倒計時，指揮車輛和行人安全通行，實時地控制當前交通燈時間，經仿真模擬的試驗,該系統得到了預期的實時控制效果。 關鍵詞：單片機芯片；倒計時；交通燈；仿真器 目 錄 摘 要 I 1前言 1 2、設計思路 1 3、系統硬件設計 1 3.燈控制電路設計……………………………………………………….1 3.2倒計時顯示電路設計………………………………………………..2 3.3系統總硬件圖………………………………………………………..3 4、系統軟件設計 3 4.1計算與實現 3 4.2流程圖 3 4.3源程序設計 5 5、仿真圖 11 6、課程設計總結 20 [參考資料] 21 致 謝 22 1、前言 本程序設計的是我們日常生活中非常多見的道路交通燈，它在現代社會中起到了相當大的作用，有了一個這樣的機器，在人流密集的十字路口就可以順利的通車，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。當然，看上去簡單的交通燈，在如今如此繁華的大都市，也變得多樣化了。此次課程設計只選取了其中相對較為簡單的交通燈設計，雖然簡單，但運用的知識是一樣的。因此，希望通過這次課程設計的鍛煉，鞏固同學們平時所學的知識，并在以后的學習中，靈活運用，不斷加深。 2.程序設計思路 利用嵌套和調用的方法設計程序。首先，設置子程序，有25s倒計時的子程序和5s倒計時的子程序，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的延時程序，其中，1s用于倒計時，0.5s用與綠燈閃爍的程序中；然后，設置主程序，先東西紅燈亮，南北綠燈亮，同時倒計時25s，再東西紅燈亮，南北綠燈閃爍3s后變成黃燈，同時倒計時5s，之后東西綠燈亮，南北紅燈亮，同時倒計時25s，接著南北紅燈亮，東西綠燈閃爍3s后變成黃燈，又返回到主程序開始，實現循環。 3.系統硬件設計 3.1燈控制電路設計 由于32個LED 來實現紅綠燈狀態，若直接接在單片機的口線，路口倒計時的顯示就不 能實現，所以本次設計中采用一種新型的電路如圖3－1 所示。 3.2倒計時顯示電路設計 前面已經分析過相向的燈的狀態和倒計時都是相同的，所以為了節省，采用兩組四個數碼管 作為倒計時的顯示；同時為了節省口資源，采用串口顯示的方式驅動數碼管。見圖3－2 所 示。 3.3系統總硬件圖 硬件圖 4、系統軟件設計 4.1計算與實現 在本程序設計中，計算的不多，主要是延時程序的計算。由6MHz晶振，得其指令周期為0.2us，所以延時0.5s的計算為（248﹢2）×20×50×2us，延時1s的計算為（248﹢2）×20×100×2us。 綠燈閃爍的實現：反復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用和嵌套來實現編程，其中包含了主程序，5s、10s、25s倒計時子程序，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倒計時程序流程圖 25s倒計時程序流程圖 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源程序設計 此程序的設計方法比較簡單，主要利用了程序的嵌套和子程序的調用，其特點是容易被讀懂。下面是程序設計內容。 org 00h ljmp start org 30h start: mov p1,#0deh ;東西紅燈亮，南北綠燈亮 lcall s25s ;25s倒計時 lcall s5sshnb ;東西紅燈亮，南北綠燈閃爍3s后變成黃燈亮3s，5s倒計時 mov p1,#0f3h ;東西綠燈亮，南北紅燈亮 lcall s25s ;25s倒計時 lcall s5sshdx ;南北紅燈亮，東西綠燈閃爍3s后變成黃燈亮3s，5s倒計時 ljmp start s25s: ;25s倒計時程序 mov p2,#0a4h lcall s5s mov p2,#0f9h lcall s10s mov p2,#0c0h lcall s10s ret s5s: ;5s倒計時子程序 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倒計時子程序 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倒計時子程序 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倒計時子程序 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、課程設計總結 在此次課程設計中，我學會了很多。一方面，使我在知識上的應用上了一個層次，更深一層地了解到書本上我們應該掌握的理論，并將其付諸實踐，應用到人們的日常生活中去，從而使我找到了更濃厚的學習興趣，也認識到單片機技術在現代生活中的重要地位，看到這個“口香糖大小的迷你主機”的無限潛能。另一方面，我學會了獨立的完成一項小小的科技任務，編程，畫硬件圖，仿真的實現等等，這些都鍛煉了我思維謹慎的能力，使我更深刻地懂得，以后遇到問題要多思考，多研究。而且，在課程設計過程中，帶給了我一些小小的成就感，我會帶著這些興趣和成就感繼續我的求學之旅，相信這對我今后的學習會帶來很大的幫助�？偨Y這次課程設計，此次設計使用的是靜態顯示，使用的是一位數碼管，如果能使用動態顯示，并且用二位數碼管顯示倒計時，將是設計比較完美。另外，程序的設計采用的是子程序調用和嵌套的方式，方法比較簡單，但容易出錯，而且內容也比較繁瑣，不容易修改，所以要找一個更靈活和簡潔的設計方案才是最理想的。與此同時，我們可以設計更為先進且多功能化的道路交通燈，比如能夠自動報警等等。不過，總體上來說，這次課程設計給我帶來的提升是不小的，我會帶著這次的經驗和教訓，繼續學習，使自己提升的更多。 [參考資料] [1] 徐愛鈞.《智能化測量控制儀表原理與設計》（第二版）[M].北京：北京航空航天大學出版社，2004. [2] 吳金戌，沈慶陽，郭庭吉.《8051單片機實踐與應用》[M].北京：清華大學出版社，2002. [3] 張國勛，《縮短ICL7135A/D采樣程序時間的一種方法》［J］. 《電子技術應用》，1993，第一期. [4] 高峰，《單片微型計算機與接口技術》[M].北京：科學出版社，2003. [5] 劉偉，趙俊逸，黃勇，《一種基予C8051F單片機的SOC型數據采錄器的設計與實現》［A］.天津市計算機學會單片機分會編. 《2003年全國單片機及嵌如入式系統學術年會論文集（下冊）》. 致 謝 在做課程設計的半個月以來，我收獲了很多。除了感激陳老師教給我們知識外，也非常感謝課程設計輔導老師余老師這么長時間以來的教導和培養，在您嚴格的要求和細心的指導下，我學會了獨立思考，不懂就問。剛開始的時候我覺得自己落了幾節課，對這門課沒有系統的理解，也覺得自己這門課學的很不好，一直沒有信心和勇氣獨立完成，但經過嘗試，我最終成功地完成了這次的課程設計，雖然在課程設計的過程中遇到了很多的困難，但都一一克服了。同時，也對課程設計的格式和要求有了詳細的了解，相信這會給以后帶來很大的方便。當然，最重要的是，在您的監督下，通過我自己的學習和研究，對單片機這門課有了宏觀的理解，并使我所學的知識掌握的更加牢固，在設計完成之后，平�？此茝碗s的交通燈控制，居然自己也能做出來，這讓我對自己的能力刮目相看了，這也告訴我，只要自己肯下功夫，沒有什么不可能的。另一方面，在本次課程設計中，我更加熟練的掌握了偉福軟件和PROTEUS的應用，這將會為我的學習和工作帶來很大的幫助。不過，我所學的知識和本次運用而能熟練掌握的技能實在有限。因此，在今后，我將更加充滿信心地充實自己，更加認真和深入的鉆研，繼續發揚獨立思考，不懂就問的學習習慣。再次感謝！

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