(完整)基于89C51单片机交通灯课程设计要点
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基于AT89C51单片机的交通灯系统设计摘要:本文设计了一种基于AT89C51单片机的交通灯系统。
该系统通过使用AT89C51单片机作为控制核心,结合LED灯、红外传感器等硬件部件,实现了智能交通灯的功能。
利用AT89C51单片机的高性能和可编程性,本文提出了基于状态机的控制算法,实现交通灯的精确控制,以提高交通效率和安全性。
试验结果表明,所设计的交通灯系统稳定可靠,具有一定的应用价值。
关键词:AT89C51、单片机、交通灯、智能控制、状态机1. 引言交通灯作为城市道路交通的重要组成部分,对交通的顺畅和安全起着至关重要的作用。
传统的交通灯系统通常接受定时控制方式,无法依据实际交通状况进行灵活调整,导致交通拥堵和交通事故频发。
因此,设计一种智能交通灯系统,能够依据实时交通状况智能调整交通信号灯的状态,具有重要的现实意义。
2. 系统设计2.1 系统硬件设计本文所设计的交通灯系统接受AT89C51单片机作为控制核心,具有较高的性能和可编程性。
系统硬件部件包括LED灯、红外传感器、电路板等。
其中,LED灯用于表示交通灯的红、黄、绿三种状态;红外传感器用于感知车辆的存在与否。
这些硬件部件通过电路板毗连并与AT89C51单片机进行相应的电路毗连,构成完整的交通灯系统。
2.2 系统软件设计系统软件主要包括控制算法的设计和程序编写。
本文接受了基于状态机的算法,实现交通灯的智能控制。
系统依据红外传感器感知到的车辆状况和交通灯当前的状态来进行裁定,从而确定下一时刻交通灯的状态。
详尽实现过程如下:状态1:红灯状态。
当红灯亮起时,表示该方向的车辆需要停车等待。
系统检测到车辆通过红外传感器时,切换到状态2。
状态2:绿灯状态。
当绿灯亮起时,表示该方向的车辆可以通行。
系统计时一定时间后,切换到状态3。
状态3:黄灯状态。
当黄灯亮起时,表示该方向的车辆应注意停车。
系统计时一定时间后,切换到状态1。
该算法能够依据交通灯的当前状态和车辆的状况进行相应的状态切换,实现智能交通灯的控制。
摘要交通信号灯是交通信号中的重要组成部分,是道路交通的基本语言,是为了加强道路交通管理,减少交通事故的发生,提高道路使用效率,改善交通状况的一种重要工具。
适用于十字、丁字等交叉路口,由道路交通信号控制机控制,指导车辆和行人安全有序地通行。
交通信号灯由红灯(表示禁止通行)、绿灯(表示允许通行)、黄灯(表示警示)组成。
分为:机动车信号灯、非机动车信号灯、人行横道信号灯、车道信号灯、方向指示信号灯、闪光警告信号灯、道路与铁路平面交叉道口信号灯。
近年来随着科技的飞速发展,单片机的应用正在不断深入,同时带动传统控制技术日益更新。
接下来将介绍基于单片机控制的交通信号灯的自动指挥系统。
交通信号灯控制方式很多。
本系统采用MSC-51系列单片机80C51和芯片74LS245为中心器件来设计交通灯控制系统。
、关键字:单片机,信号灯,控制前言道路交通信号灯是交通安全产品中的一种类别,是为了加强道路交通管理,减少交通事故的发生,提高道路使用效率,改善交通状况的一种重要工具。
适用于十字、丁字等交叉路口,由道路交通信号控制机控制,指导车辆和行人安全有序地通行。
最早的时候只有红、绿两种颜色,后来经过改良后,增加了一盏黄色的灯,红灯表示停止,黄灯表示准备,绿灯则表示通行。
之所以采用这三种颜色,一方面是三原色,其他颜色也是在此基础上调出来的,另一方面,用这三种颜色作为交通讯号也和人们的视觉结构和心理反应有关。
人的视网膜含有杆状和三种锥状感光细胞,杆状细胞对黄色的光特别敏感,三种锥状细胞则分别对红光、绿光及蓝光最敏感。
由于这种视觉结构,人最容易分辨红色与绿色。
虽然黄色与蓝色也容易分辨,但因为眼球对蓝光敏感的感光细胞较少,所以分辨颜色,还是以红、绿色为佳。
交通信号灯是交通信号指挥中的重要组成部分,是道路交通的基本语言。
交通信号灯由红灯(表示禁止通行)、绿灯(表示允许通行)、黄灯(表示警示)组成。
分为:机动车信号灯、非机动车信号灯、人行横道信号灯、车道信号灯、方向指示信号灯、闪光警告信号灯、道路与铁路平面交叉道口信号灯。
东北林业大学单片机原理实验课程设计总结报告设计项目:基于51单片机的交通灯的设计项目完成人:罗鹏、孙思楚指导教师:赵伟教授学院:机电工程学院专业:电子信息工程2009级3班2011年 11 月 30 日综合电子课程设计任务书基于AT89C51单片机的电子交通灯的设计摘要本设计主要研究一种基于AT89C51单片机的交通灯的设计方案。
交通的出现有效地管制了交通,为人们的出行提供了便捷与安全的保障,为道路提供了交通运输能力,减小了交通事故的发生频率。
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。
51单片机是基础入门的一个单片机,也是应用最广泛的一种。
8051单片机是常用于控制的芯片,在智能仪器仪表、工业检测控制、机电一体化等方面取得了令人瞩目的成果,用其作为交通灯控制系统的实例也很多。
使用8051单片机能够实现交通灯变化的自动控制,而且8051单片机易于学习、掌握、性价比高。
本系统采用单片机AT89C51为中心器件来设计交通灯控制器,系统实用性强、操作简单、扩展性强。
本设计采用单片机模拟十字路口交通灯的各种状态显示以及倒计时时间。
系统除基本的交通灯功能外,还具有时间日期显示、存储查询、定时器、中断显示等功能。
在设计中我们应用LJD-SY-5200单片机实验系统做系统仿真。
LJD-SY-5200实验系统具有丰富的硬件资源。
本设计采用AT89C51单片机控制可编程芯片CH451实现交通灯控制功能,并实现键盘输入、断码显示、修改日期时间、数据的存储与查询、定时器中断等功能。
关键词:AT89C51;LJD-SY-5200单片机芯片;交通灯目录摘要1 绪论 (1)1.1 引言 (1)1.2 系统方案设计 (1)1.3系统方案论证与实现 (1)2 系统主要器件选型及依据 (3)2.1 数码管驱动及键盘控制芯片CH451 (3)2.2 DS1302芯片简介 (4)2.3 LED8*8点阵 (5)2.4 74HC573芯片简介 (5)2.5 74HC138芯片简介 (6)2.6 AT24C02A芯片简介 (7)3 系统硬件设计 (8)3.1 系统的硬件设计总框图 (8)3.2 LED8*8点阵交通灯界面设计基础 (8)3.3 时间日期显示设计基础 (8)3.4 数据存储查询设计基础 (9)3.5 键盘显示模块设计基础 (10)4 系统软件设计 (11)4.1 系统主流程图 (11)4.2 LED8*8点阵显示交通灯功能模块 (13)4.3 时间日期修改、显示功能模块 (14)4.4 数据记录显示功能模块 (15)4.5 数据存储显示功能模块 (16)5 结论 (17)参考文献附录基于AT89C51单片机的电子交通灯的设计1绪论1.1引言单片机是一种集成在电路芯片,是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计时器等功能,还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路,集成到一块硅片上构成的一个小而完善的计算机系统。
课程设计(论文)题目名称基于单片机的交通灯系统的设计课程名称单片机原理及在电气测控学科中的应用学生姓名学号系、专业电气工程系、09电气测控类指导教师2011年7月1日课程设计(论文)任务书注:1.此表由指导教师填写,经系、教研室审批,指导教师、学生签字后生效;2.此表1式3份,学生、指导教师、教研室各1份。
指导教师(签字):学生(签字):邵阳学院课程设计(论文)评阅表学生姓名吴霞学号0941201250系电气工程系专业班级电本三班题目名称基于单片机的交通灯系统的设计课程名称单片机原理及在电气测控学科中的应用一、学生自我总结二、指导教师评定注:1、本表是学生课程设计(论文)成绩评定的依据,装订在设计说明书(或论文)的“任务书”页后面;2、表中的“评分项目”及“权重”根据各系的考核细则和评分标准确定。
本文将介绍一种基于AT89C51单片机设计的交通灯系统对于交通的控制,12个不同颜色的发光二极管来模拟东南西北四个方向的交通的,并通过单片机写入程序,来控制这些灯发光或者熄灭。
本系统采用MSC-51系列单片机89C51系列单片机设计交通灯控制器,实现了能根据实际车流量通过89C51芯片的P0口设置红、绿灯燃亮时间的功能;红绿灯循环点亮,倒计时剩5秒时黄灯闪烁警示;车辆闯红灯报警;绿灯时间可检测车流量并可通过双位数码管显示。
本系统实用性强、操作简单、扩展功能强。
关键字:交通灯;AT89C51单片;发光二极管;闪烁1、引言 (7)1.1简介 (7)2、方案论证与设计 (8)3、系统硬件设计 (9)3.1AT89C51芯片的介绍 (9)3.2电路原理图 (13)3.3仿真 (14)3.4实物图 (16)4.系统的软件设计 (17)5、系统调试与测试结果分析 (18)5.1系统调试 (18)总结 (19)参考文献 (20)附录 (21)致谢 (25)1、引言1.1简介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。
基于AT89c51的交通灯设计摘要交通灯是广泛应用于我们的日常生活中,它方便了我们的通行,使交通状况得到有效地改善。
现代科技的发展,使交通灯变得更加先进,更加灵敏,更为智能化,也更加人性化,这些进步都让社会获得巨大的进步,所以对交通灯的研究是非常具有现实意义的。
而利用单片机实现的交通灯,具有编程灵活、精度高、功能易扩展等优点,不仅拥有广阔的市场,也很有发展潜力,更重要的是具有科学价值。
本文是是选用AT89C51单片机,此交通灯的核心要点包括硬件的设计和软件编程。
本设计由主控制系统、键盘及状态显示系统、计时模块组成,选用七段共阳极数码管来显示结果。
软件用C语言来实现。
七段数码管上显示倒计时的时间。
同时通过按钮由用户设定时间,交通灯有很多优势,如成本低、精度高、寿命长、安全可靠,调整方便。
系统性能稳定,控制准确。
关键词:模块;数码管;系统;ABSTARCTTraffic lights are widely used in our daily lives, which facilitated our passage, so that the traffic situation has been effectively improved. The development of modern science and technology, so that the traffic lights become more advanced, more sensitive, more intelligent, more humane, these advances have let the community get a huge progress, so the study of traffic lights is very realistic. The use of SCM traffic lights, with programming flexibility, high precision, functional and easy to expand, etc., not only has a vast market, but also great potential for development, it is important to have scientific value.This article is a choice of AT89C51 microcontroller, core elements of the traffic lights, including hardware design and software programming. The design by the main control system, the keyboard and display system status, timing modules, use common anode seven-segment digital tube to display the results. Software using C language. Countdown time is displayed on the tube segment digital. At the same time set by the user through the button, the traffic lights have many advantages, such as low cost, high precision, long life, safe, reliable, easy to adjust. Stable performance andaccurate control.Key words:Module; digital pipe; systems;第一章绪论1.1 交通信号灯的发展及其研究的意义现在,在每个路口都在用交通灯,交通灯是最常见的和最有价值的技术措施,以纾缓交通车辆,这项技术有着悠久的发展历史。
基于单片机的交通信号灯设计交通信号灯是城市道路交通管理的重要组成部分,通过控制交通信号灯的亮灭顺序,可以有效地调控车辆和行人的通行,保证道路的交通流畅和安全。
本文将介绍基于单片机的交通信号灯设计。
一、设计目标本设计的目标是利用单片机控制交通信号灯的亮灭顺序,并根据交通状况进行动态调控,以提高道路通行效率和安全性。
二、硬件设计硬件设计包括交通信号灯、单片机、红外传感器等。
1.交通信号灯:根据道路情况选择适当的信号灯布局,一般包括红灯、黄灯和绿灯。
2.单片机:选用一款具有较好性能和稳定性的单片机,如STC89C513.红外传感器:用于检测车辆和行人的存在,以及计算通过时间。
三、软件设计软件设计分为信号灯控制程序和调控算法设计。
1.信号灯控制程序:根据信号灯的布局和时序要求,编写程序实现交通信号灯的亮灭控制。
通过单片机的输出口控制灯的状态切换,可以使用各种延时函数来控制各个灯的亮灭时间。
2.调控算法设计:根据交通状况和道路拥堵情况进行调控。
可以通过红外传感器检测车辆和行人的存在与否,并计算通过时间。
根据不同的情况,编写算法来动态调节交通信号灯的亮灭顺序和时间。
例如,当有车辆和行人需要通行时,可以延长绿灯时间;当一些方向车辆较多时,可以调节配时绿灯的时间比例。
四、系统功能设计完成后的交通信号灯系统具备以下功能:1.自动控制:根据预设的时序和调控算法,系统能够自动控制交通信号灯的亮灭。
2.动态调控:根据红外传感器检测到的交通状况和拥堵情况,系统能够动态调控信号灯的亮灭顺序和时间,以提高道路通行效率。
3.人工干预:在需要进行维护或出现特殊情况时,可以通过人机交互界面对信号灯进行手动控制。
4.报警功能:当交通信号灯系统出现故障时,系统能够及时报警,以提醒维修人员进行处理。
五、系统优势与传统的交通信号灯相比1.灵活性更高:通过单片机的程序设计,交通信号灯可以根据交通状况进行动态调控,提高道路通行效率。
2.可靠性更强:采用单片机控制,系统工作稳定可靠,可避免由于传统信号灯老化等原因导致的故障。
课程设计目的本课程设计是在学完单片机原理及课程之后综合利用所学单片机知识完成一个单片机使用系统设计并在实验室实现。
该课程设计的主要任务是通过解决一、两个实际问题,巩固和加深“单片机原理和使用”课程中所学的理论知识和实验能力,基本掌握单片机使用电路的一般设计方法,提高电子电路的设计和实验能力,加深对单片机软硬知识的理解,获得初步的使用经验,为以后从事生产和科研工作打下一定的基础。
课程设计要求交通信号灯模拟控制系统设计利用单片机的定时器定时,令十字路口的红绿灯交替点亮和熄灭,并且用LED数码管显示时间(其中黄灯亮时数码管关闭。
用8051做输出口,控制六个发光二极管燃灭,模拟交通灯管理。
课程设计注意事项(1)了解实际交通信号灯的变化情况和规律性;(2)根据实际情况思考程序,编程中注意不可出现时间延迟失误;(3)编程过程中,思路要清晰;(4)运行时注意交通灯的管理。
课程设计内容因为本课程设计是交通灯的控制设计,所以要了解实际交通灯的变化情况和规律。
假设一个十字路口为东西南北走向。
初始状态0为东西红灯,南北绿灯。
此时可以设置红绿灯时间,按下ok开始键之后,过一段时间转状态1东西和南北的黄灯亮,并关闭数码管显示(设有延时程序)之后再转状态2,东西绿灯通车,南北红灯。
过一段时间转状态3,东西和南北黄灯亮,最后循环至状态0.课程设计简要操作步骤1..给单片机(交通灯系统)上电(或者已上电按复位键)。
2..以连续方式从0100H开始执行程序,初始态0为南北路口的红灯亮东西路口的绿灯亮,并设置了初始时间24秒,数码管显示24秒。
3.此时可以设置红绿灯时间(ADD键加,DEC键减每次各一,注意本设置红灯和绿灯为同一初始时间)。
4.按下ok开始键系统关闭设置红绿灯时间功能进入倒计时,系统进入运行,经过一段时间,转为状态1东西和南北路口黄灯亮经过5秒延时并关闭数码管显示,进入状态2南北路口绿灯亮东西路口红灯亮经过倒计时之后返回初始0状态实现循环。
51单⽚机交通灯设计要点摘要交通信号灯是交通信号中的重要组成部分,是道路交通的基本语⾔,是为了加强道路交通管理,减少交通事故的发⽣,提⾼道路使⽤效率,改善交通状况的⼀种重要⼯具。
适⽤于⼗字、丁字等交叉路⼝,由道路交通信号控制机控制,指导车辆和⾏⼈安全有序地通⾏。
交通信号灯由红灯(表⽰禁⽌通⾏)、绿灯(表⽰允许通⾏)、黄灯(表⽰警⽰)组成。
分为:机动车信号灯、⾮机动车信号灯、⼈⾏横道信号灯、车道信号灯、⽅向指⽰信号灯、闪光警告信号灯、道路与铁路平⾯交叉道⼝信号灯。
近年来随着科技的飞速发展,单⽚机的应⽤正在不断深⼊,同时带动传统控制技术⽇益更新。
接下来将介绍基于单⽚机控制的交通信号灯的⾃动指挥系统。
交通信号灯控制⽅式很多。
本系统采⽤MSC-51系列单⽚机80C51和芯⽚74LS245为中⼼器件来设计交通灯控制系统。
、关键字:单⽚机,信号灯,控制前⾔道路交通信号灯是交通安全产品中的⼀种类别,是为了加强道路交通管理,减少交通事故的发⽣,提⾼道路使⽤效率,改善交通状况的⼀种重要⼯具。
适⽤于⼗字、丁字等交叉路⼝,由道路交通信号控制机控制,指导车辆和⾏⼈安全有序地通⾏。
最早的时候只有红、绿两种颜⾊,后来经过改良后,增加了⼀盏黄⾊的灯,红灯表⽰停⽌,黄灯表⽰准备,绿灯则表⽰通⾏。
之所以采⽤这三种颜⾊,⼀⽅⾯是三原⾊,其他颜⾊也是在此基础上调出来的,另⼀⽅⾯,⽤这三种颜⾊作为交通讯号也和⼈们的视觉结构和⼼理反应有关。
⼈的视⽹膜含有杆状和三种锥状感光细胞,杆状细胞对黄⾊的光特别敏感,三种锥状细胞则分别对红光、绿光及蓝光最敏感。
由于这种视觉结构,⼈最容易分辨红⾊与绿⾊。
虽然黄⾊与蓝⾊也容易分辨,但因为眼球对蓝光敏感的感光细胞较少,所以分辨颜⾊,还是以红、绿⾊为佳。
交通信号灯是交通信号指挥中的重要组成部分,是道路交通的基本语⾔。
交通信号灯由红灯(表⽰禁⽌通⾏)、绿灯(表⽰允许通⾏)、黄灯(表⽰警⽰)组成。
分为:机动车信号灯、⾮机动车信号灯、⼈⾏横道信号灯、车道信号灯、⽅向指⽰信号灯、闪光警告信号灯、道路与铁路平⾯交叉道⼝信号灯。
摘要对电子信息工程专业来说,如何把自己学到的知识变为现实,提高自己的动手能力变得尤为重要。
本次课程设计是制作基于单片机的可控制交通灯。
一个好的交通灯控制系统,将给道路拥挤、违章控制等方面给予技术革新。
本课程设计是以AT89S51芯片作为主要芯片,同时结合部分外围电路,使用DXP软件作为辅助,把设计电路焊接在铜板上。
本系统实习目标:每个路口绿灯亮20秒,黄灯亮5秒,然后红灯亮25秒,如果按下紧急按键,则全部路口亮红灯,倒计时停止。
按下恢复健则回到原来状态。
关键词:单片机;AT89S51;交通灯AbstractFor Electronic and Information Engineering, how to put their acquired knowledge into reality, to improve their practical ability becomes particularly important. This course is designed to create a controllable trafficlight system which base MCU(AT89S51). A good controllable trafficlight system can be a technological innovation of road congestion, illegal control and other issues.To AT89S51 as the main part, combined with part of the peripheral circuits, the use of DXP software as a supplement to weld the copper on the circuit design. function of the system: green light for 20 seconds , the yellow light for 5 seconds, and then the red light 25 seconds in each intersection, if you press the emergency button, the whole intersection red light will turn on, the countdown stops. Press restore button is back to its original state.Key words: MCU; AT89S51; traffic light目录引言 (3)1 概述 (3)1.1 课题引入 (3)1.2 课题描述 (3)1.3 设计任务 (3)2 基于单片机的可控交通灯系统设计方案 (3)2.1 主要元器件介绍 (3)2.1.1 AT89S51芯片介绍 (3)2.1.2 部分电路功能 (8)2.2 方案分析 (9)2.3 电路设计 (9)2.4 软件设计 (10)3 结论 (14)谢辞 (15)参考文献 (16)引言随着社会科技、经济的高速发展,人才竞争越来越激烈,如何成为具有创新能力的高素质人才已经成为当今大学生的的当务之急。
电子产品实训报告基于单片机的交通灯控制学院:机电工程学院专业:应用电子技术班级:09应电1班摘要: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。
交通信号灯控制方式很多。
本系统采用STC-51系列单片机STC89C51来设计交通灯控制器,实现了能根据实际车流量通过8051芯片的P1口设置红、绿灯燃亮时间的功能;红绿灯循环点亮,倒计时剩5秒时黄灯闪烁警示(交通灯信号通过PA口输出,显示时间直接通过8255的PC口输出至双位数码管);车辆闯红灯报警;绿灯时间可检测车流量并可通过双位数码管显示。
本系统实用性强、操作简单、扩展功能强。
关键词:单片机交通灯电路连接图 Proteus仿真图一.引言当今,红绿灯安装在各个道口上,已经成为疏导交通车辆最常见和最有效的手段。
信号灯的出现,使交通得以有效管制,对于疏导交通流量、提高道路通行能力,减少交通事故有明显效果。
绿灯是通行信号,面对绿灯的车辆可以直行,左转弯和右转弯,除非另一种标志禁止某一种转向。
左右转弯车辆都必须让合法地正在路口内行驶的车辆和过人行横道的行人优先通行。
红灯是禁行信号,面对红灯的车辆必须在交叉路口的停车线后停车。
黄灯是警告信号,面对黄灯的车辆不能越过停车线,但车辆已十分接近停车线而不能安全停车时可以进入交叉路口。
二.单片机概述1单片机的历史自1971年美国INTEL公司制造出第一块4位微处理器以来,其发展十分迅猛,到目前为止,大致可分为以下五个阶段[1]。
(1)4位单片机(1971-1974)(2)低档8位单片机(1974-1978)(3)高档8位单片机(1978-1982)(4)16位单片机(1982-1990)(5)新一代单片机(90年代以来)2单片机的应用因单片机具有体积小、重量轻、价格便宜、功耗低、控制功能强及运算速度快等特点,故在国民经济建设、军事及家用电器等领域均得到广泛的应用。
基于单片机控制的交通灯系统设计第1章系统设计方案论证1.1设计方案方案一:控制系统主要控制东西方向和南北方向交通状况,系统以单片机芯片STC89C51为主控单元,通过控制三种颜色LED的亮灭来来指导各车道的通行,上电时复位电路使系统进入运行状态。
方案二:采用STC89C51单片机为控制器,采用2段数码管作为倒计时显示;车道指示灯采用三色发光二极管,LED显示采用动态扫描,用来节省端口[2]。
用手动按键通过中断完成紧急情况下车辆的通行。
本方案中芯片端口刚好满足要求。
本方案电路设计简单,显示亮度高,耗电少,可靠性高,但是占用单片机资源太多。
方案三:采用STC89C51单片机为主控单元,用单块LCD对东西方向和南北方向车道通行进行倒计时显示。
这种方案设计端口和硬件的需求最少,但是亮度太暗,所以较少采用。
对上述三种方案的优缺点分析可知,方案一最好。
1.2功能概述在东西方向和南北方向的十字路口分别设立红黄绿交通指示灯,用数码管倒计时显示。
正常情况下两个主干线上的红黄绿灯进行转换。
红灯亮表示禁止通行,绿灯亮表示可以通行,每次绿灯变红灯前,黄灯亮5秒,方便那些未能及时通过十字路口的车辆能继续通过。
十字路口设立数码管具有倒计时功能,方便人们直观的把握通过时间。
本设计也考虑到紧急情况,当按下紧急模式按键后,四个方向红灯都会常亮。
对于夜晚车流量比较少,本设计设计了夜晚模式,按下按键后四个方向黄灯会常亮。
第2章系统硬件设计2.1交通灯控制系统组成2.1.1 ATC89C51芯片选用的ATC89C51与同系列的AT89C51在功能上有明显的提高,最突出是的可以实现在线的编程。
用于实现系统的总的控制。
其主要功能列举如下: ATC89C51各引脚功能介绍:VCC:ATC89C51 电源正端输入,接+5V。
VSS:电源地端。
XTAL1:单芯片系统时钟的反向放大器输入端。
XTAL2:系统时钟的反向放大器输出端,一般在设计上只要在 XTAL1 和XTAL2 上接上一只石英振荡晶体系统就可以动作了,此外可以在两个引脚与地之间加入一个 20PF 的小电容,可以使系统更稳定,避免噪声干扰而死机。
(完整)基于89C51单片机交通灯课程设计要点 (完整)基于89C51单片机交通灯课程设计要点
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姓 名:田坤
班 级:125 专 业:电子信息科学与技术 指导老师:辛艳辉 刘明堂
2013年1月16日
摘要
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,正在不断的应用到实际生活中,并且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。交通信号灯控制方式很多。本系统采用MCS-51系列单片机STC89C51为中心器件来设计交通灯控制器,实现了通过信号灯对路面状况的智能控制。从一定程度上解决了交通路口堵塞、车辆停车等待时间不合理、急车强通等问题.系统具(完整)基于89C51单片机交通灯课程设计要点 有结构简单、可靠性高、成本低、实时性好、安装维护方便等优点,有广泛的应用前景。 关键词:交通灯 单片机 数码管
一 。总体设计思路 1.1设计目的及思路 设计目的 了解交通灯管理的基本工作原理,熟练掌握STC89C51的工作原理和应用编程,熟悉STC89C51单片机并行接口的各种工作方式和应用,并了解计数器/定时器的工作方式和应用编程外部中断的方法,掌握多位LED显示问题的解决。 设计思路 (1)分析目前交通路口的基本控制技术,提出自己的交通控制的初步方案。 (2)确定系统交通控制的总体设计,增加了倒计时显示提示。 (3)进行显示电路。 (4)进行软件系统的设计。
1。2 实际交通灯显示时序及状态转换的理论分析 图1所示为红绿灯转换的状态图。
图1 红绿灯状态转换图 表1 十字路口指示灯燃亮方
状态 S1 S2 S3 S4 时间 30s 5s 30s 5s 东西道 红灯亮 红灯亮 绿灯亮 黄灯亮 南北道 绿灯亮 黄灯亮 红灯亮 红灯亮
S1 S4 S3 S2 (完整)基于89C51单片机交通灯课程设计要点 案 说明: (1)当东西方向为红灯,此道车辆禁止通行,东西道行人可通过;南北道为绿灯,此道车辆通过,行人禁止通行。时间为60秒。 (2)黄灯闪烁5秒,警示车辆和行人红、绿灯的状态即将切换. (3)当东西方向为绿灯,此道车辆通行;南北方向为红灯,南北道车辆禁止通过,行人通行。 时间为80秒。 东西方向车流大 通行时间长。 (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红绿灯初始值。 共四种状态,分别设定为S1、S2、S3、S4,交通灯以这四种状态为一个周期,循环执行如下图所示:
程序就是在上述四种状态下循环转化的。一个周期四个状态,在正常模式下共花费1分10秒。
二。具体设计方案 2。1方案要求: 本设计要求与交通信号实际控制一致,采用LED模拟信号灯,信号灯分东西、南北二组,分别有红、黄、绿三色。其工作状态由程序控制,启动、停止按钮分别控制信号灯的启动与停止。白天/黑夜转换开关可对信号进行控制转换.并且要求能用两位数码管(或者一位数码管)来显示红灯或者绿灯等待的时间,在黄灯的时候数码管不显示.信号灯的控制要求如下: ⑴假设东西方向交通繁忙为主干道,车流量为南北交通的两倍。因此东西方向的绿灯通行时间为是南北方向上的两倍。 ⑵开始时东西方向绿灯先亮,南北为红灯。 ⑶按下启动按钮开始工作,,按下停止按钮,停止工作。白天/黑夜转换开关闭合时为黑夜工作状态,这时只有黄灯来回闪烁,断开为白天工作状态。白天工作状态要求:东西方向绿灯亮40s,然后黄灯闪三下(1下/秒,共5秒),然后红灯亮20s,而南北方向为红灯亮40s然后绿灯亮20s,然后黄灯也闪三下;如此周期循环下去. 示意图
图2 交通灯状态循环图 (完整)基于89C51单片机交通灯课程设计要点 2。2方案分析 根据十字路口交通灯的要求,可将本系统分为三个模块,第一模块是控制模块,主要负责整个系统的控制和运算,从而使各模块正常工作,第二个模块式显示模块包括LED灯和数码管;第三是电源模块,给各模块提供电源,让各模块工作。其系统设计结构如图:
2.3 89C51单片机引脚功能说明 89C51外部引脚图:(可以直接拷入ASM程序文件中,作注释使用,十分方便) ┏━┓┏━┓ P1。0 ┫1 ┗┛40┣ Vcc P1.1 ┫2 39┣ P0。0 P1。2 ┫3 38┣ P0。1 P1。3 ┫4 37┣ P0。2
图3.系统设计结(完整)基于89C51单片机交通灯课程设计要点 P1。4 ┫5 36┣ P0.3 P1。5 ┫6 35┣ P0。4 P1.6 ┫7 34┣ P0.5 P1。7 ┫8 33┣ P0。6 RST/Vpd ┫9 32┣ P0.7 RXD P3。0 ┫10 31┣ -EA/Vpp(内1/外0 程序地址选择) TXD P3.1 ┫11 30┣ ALE/—P (地址锁存输出) -INT0 P3.2 ┫12 29┣ —PSEN (外部程序读选通输出) —INT1 P3。3 ┫13 28┣ P2。7 T0 P3.4 ┫14 27┣ P2。6 T1 P3。5 ┫15 26┣ P2。5 —WR P3。6 ┫16 25┣ P2.4 -RD P3。7 ┫17 24┣ P2。3 X2 ┫18 23┣ P2。2 X1 ┫19 22┣ P2.1
GND ┫20 21┣ P2。0 ┗━━━━┛ 引脚说明: ①电源引脚 Vcc(40脚):典型值+5V. Vss(20脚):接低电平。 ②外部晶振 X1、X2分别与晶体两端相连接.当采用外部时钟信号时,X2接振荡信号,X1接地 ③输入输出口引脚: P0口:I/O双向口。作输入口时,应先软件置“ 1"。 P1口:I/O双向口。作输入口时,应先软件置“ 1”。 P2口:I/O双向口。作输入口时,应先软件置“ 1”。 P3口:I/O双向口.作输入口时,应先软件置“ 1"。 ④控制引脚: RST/Vpd、ALE/-PROG、—PSEN、-EA/Vpp组成了MSC—51的控制总线。 RST/Vpd(9脚):复位信号输入端(高电平有效)。
第二功能:加+5V备用电源,可以实现掉电保护RAM信息不丢失。 ALE/-PROG(30脚):地址锁存信号输出端.
第二功能:编程脉冲输入。 —PSEN(29脚):外部程序存储器读选通信号。 -EA/Vpp(31脚):外部程序存储器使能端。 (完整)基于89C51单片机交通灯课程设计要点 第二功能:编程电压输入端(+21V)。
2。4单片机最小系统 时钟电路
图7. 时钟电路 XTAL1是片内振荡器的反相放大器输入端,XTAL2则是输出端,使用外部振荡器时,外部振荡信号应直接加到XTAL1,而XTAL2悬空.内部方式时,时钟发生器对振荡脉冲二分频,如晶振为12MHz,时钟频率就为6MHz。晶振的频率可以在1MHz-24MHz内选择。电容取30PF左右.系统的时钟电路设计是采用的内部方式,即利用芯片内部的振荡电路.AT89单片机内部有一个用于构成振荡器的高增益反相放大器.引脚XTAL1和XTAL2分别是此放大器的输入端和输出端。这个放大器与作为反馈元件的片外晶体谐振器一起构成一个自激振荡器。外接晶体谐振器以及电容C1和C2构成并联谐振电路,接在放大器的反馈回路中。对外接电容的值虽然没有严格的要求,但电容的大小会影响震荡器频率的高低、震荡器的稳定性、起振的快速性和温度的稳定性.因此,此系统电路的晶体振荡器的值为12MHz,电容应尽可能的选择陶瓷电容,电容值约为22μF.在焊接刷电路板时,晶体振荡器和电容应尽可能安装得与单片机芯片靠近,以减少寄生电容,更好地保证震荡器稳定和可靠地工作。
图6。 单片机8051的内部结构 (完整)基于89C51单片机交通灯课程设计要点 复位电路
在振荡器运行时,有两个机器周期(24个振荡周期)以上的高电平出现在此引腿时,将使单片机复位,只要这个脚保持高电平,51芯片便循环复位。复位后P0-P3口均置1引脚表现为高电平,程序计数器和特殊功能寄存器SFR全部清零。当复位脚由高电平变为低电平时,芯片为ROM的00H处开始运行程序.复位是由外部的复位电路来实现的。片内复位电路是复位引脚RST通过一个斯密特触发器与复位电路相连,斯密特触发器用来抑制噪声,它的输出在每个机器周期的S5P2,由复位电路采样一次.复位电路通常采用上电自动复位和按钮复位两种方式,此电路系统采用的是上电与按钮复位电路.当时钟频率选用6MHz时,C取22μF,Rs约为200Ω,Rk约为1K。复位操作不会对内部RAM有所影响。 常用的复位电路如下图所示:
图8。 复位电路图 显示电路
显示器普遍地用于直观地显示数字系统的运行状态和工作数据,按照材料及产品工艺,单片机应用系统中常用的显示器有: 发光二极管LED显示器、液晶LCD显示器、CRT显示器等。LED数码管是现在最常用的显示器之一。发光二极管(LED)由特殊的半导体材料砷化镓、磷砷化镓等制成,可以单独使用,也可以组装成分段式或点阵式LED显示器件(半导体显示器)。分段式显示器(LED数码管)由7条线段围成8字型,每一段包含一个发光二极管。外加正向电压时二极管导通,发出清晰的光。只要按规律控制各发光段亮、灭,就可以显示各种字形或号。LED数码管有共阳、共阴之分.本系统采用的是两位共阴极数码管