单片机交通灯课程设计
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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。
单片机交通灯实验报告简介本实验通过使用单片机设计并实现一个交通灯控制系统,模拟城市道路上的交通信号灯。
实验过程中,我们通过编程控制不同灯的亮灭状态,实现交通灯的循环变换,以此来模拟车辆和行人的行进。
实验材料•单片机•LED灯•电阻•连线•电源实验过程及结果1. 电路连接首先,我们根据实验需要将单片机和LED灯等材料进行连接。
具体连接方式如下:- 将电阻连接到单片机的IO口上,起到限流的作用。
- 将LED灯连接到电阻的另一端。
- 将单片机通过连线与电源进行连接。
2. 程序设计接下来,我们需要编写程序来实现交通灯的循环变换。
使用C语言编程,通过控制IO口的高低电平来控制LED灯的亮灭状态。
以下是程序的主要逻辑:#include <reg52.h>sbit redLed = P1^0; // 红灯sbit yellowLed = P1^1; // 黄灯sbit greenLed = P1^2; // 绿灯void delay(unsigned int t){while(t--);}void main(){while(1){// 红灯亮,其他灯灭redLed = 0;yellowLed = 1;greenLed = 1;delay(50000);// 红灯亮黄灯亮,绿灯灭redLed = 0;yellowLed = 0;greenLed = 1;delay(20000);// 绿灯亮,其他灯灭redLed = 1;yellowLed = 1;greenLed = 0;delay(50000);// 黄灯亮,其他灯灭redLed = 1;yellowLed = 0;greenLed = 1;delay(20000);}}3. 实验结果与分析通过实验,我们观察到LED灯按照我们设计的程序循环地变换亮灭状态,从而实现了交通灯的模拟效果。
红灯、黄灯、绿灯在规定的时间间隔内依次亮起,并在该时间间隔结束后熄灭。
智能电子产品设计制作课程设计(论文)题目:《十字路口交通灯控制》学院:电气与电子信息工程学院专业名称:电子信息工程技术学号:************学生姓名:***同组成员:郝俊节、陈婷、屈波、雒琦指导教师:艾青、邓彬伟课设时间:2011年6月13日—2011年6月2目录1 概述 (3)1.1 设计的意义 (3)1.2 设计的思想 (4)1.3 设计满足的基本功能 (5).1.4芯片选择 (5)2 系统方案及硬件设计 (6)2.1 系统方案的确定 (6)2.2 显示部分电路设计 (6)2.3 时钟部分电路设计 (7)2.4 复位部分电路设计 (8)3 软件设计 (9)3.1 主程序模块的设计 (9)3.2 功能实现模块的设计 (10)3.3延时程序模块的设计 (11).3.4 问题探究 (11)4 Proteus软件仿真 (11)4.1 Proteus软件系统仿真 (11)4.2 具体仿真结果显示 (12)5 课程设计体会 (15)6 参考文献 (16)7附录 (16)附1 源程序代码 (16)附2 系统原理图 (25)1 概述1.1 设计的意义交通的发达,标志着城市的发达,相对交通的管理则显得越来越重要。
交通灯是城市交通中的重要指挥系统,它与人们日常生活密切相关.随着人们生活水平的提高,对交通管制也提出了更高的要求,因此提供一个可靠、安全、便捷的多功能交通灯控制系统有着现实的必要性。
对于复杂的城市交通系统,为了确保安全,保证正常的交通秩序,十字路口的信号控制必需按照一定的规律变化,以便于车辆行人能顺利地通过十字路口。
单片机自问世以来,性能不断提高和完善,其资源又能满足很多场合的应用,加之单片机具有集成度高、功能强、速度快、体积小、功耗低、使用方便、性能可靠、价格低廉,其易于产品化、抗干扰能力强、可在各种恶劣环境下可靠的工作等特点。
特别是它强大的面向控制能力,使它在工业控制领域,智能仪表、外设控制、家用电器、机器人、军事装置等方面得到了广泛的应用。
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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MCS-51系列单片机AT89C51为中心器件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P3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P1口输出,显示时间通过P0口输出至双位数码管)。
本系统设计周期短、可靠性高、实用性强、操作简单、维护方便、扩展功能强。
关键词:单片机;交通灯AbstractIn recent years, with the rapid development of science and technology, the application of SCM is going deep, driving the traditional detection techniques to renew day by day. In the real-time examination and in the automatic control monolithicintegrated circuit application system, the monolithic integratedcircuit often took a core part uses. The monolithic integratedcircuit aspect knowledge is only insufficient, but should also act according to the concrete , to be improved.The intersection vehicles shuttle, the pedestrian is bustling,car dealership traffic lane, person sidewalk, methodical. Then depending on what to realizes this orderly order? the trafficlights on the automatic control system. There are great number kindsof modes to control the traffic lights. The system uses a seriesof MCS-51 as the center AT89C51 single-chip device designed tocontrol the traffic lights, so as to realize the function of settingred, green light time by 8051 chip’s P3 port according to the actualtraffic flows, lighting the red-light and green-light by turn andlighting the yellow-light to warm while 5 seconds left(outputtingthe traffic light signal by P1,outpuing the time by P0 and showingthe time on double-digits nixie tube). Short of the design cycle, ,easy maintenance, the expansion of powerful is this system.Key words:SCM; MCU; traffic light目录中英文摘要························1 设计要求·························2设计目的·························3 方案比较、设计与论证···················4 原理分析·························4.1 交通灯显示时序的理论分析···············4.2 交通灯显示的理论分析·················5 程序设计流程图······················6 总体设计与电路图·····················6.1 芯片选择·······················6.2 设计电路图 (1)6.3 PROTEUS仿真图: (1)6.4 交通灯程序 (1)7 仿真测试、数据及结果分析 (1)8 总结与展望 (1)致谢 (2)参考文献: (2)附录 (2)1 设计要求1.1 程序开始运行先南北段通行、东西段禁止60s,后东西段通行、南北段禁止60s,依此循环。
安徽农业大学毕业论文(设计)论文题目基于51单片机的十字路口交通灯设计姓名学号院系专业指导教师职称中国·合肥二o一二年六月摘要近年来,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STC89C52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AbstractIn recent years, with the rapid development of science and technology, the application of SCM is going deep, driving the traditional detection techniques to renew day by day. In the real-time examination and in the automatic control monolithic integrated circuit application system, the monolithic integrated circuit often took a core part uses., but should also act according to the concrete hardware architecture software and hardware union, to be improved.The intersection vehicles shuttle, the pedestrian is bustling, car dealership traffic lane, person sidewalk. Then depending on what to realizes this orderly order? The traffic lights depends on the automatic control system. There are great number kinds of modes to control the traffic lights. The system uses a series of MCS-51 as the center STC89C52 single-chip device designed to control the traffic lights. Short of the design cycle, high reliability, practical, simple operation, easy maintenance, the expansion of this system is powerful.Key words:traffic light;SCM; Digital tube摘要 (2)(一)总体设计思路 (4)1.1设计背景 (4)1.2 设计目的及思路 (5)1.2.1 设计目的 (5)1.2.2 设计思路 (5)1.3 交通灯显示时序及状态转换的理论分析 (6)(二)方案比较、设计与论证 (8)2.1 总体设计方案 (8)2.2 控制模块选择方案 (8)2.3 电源模块方案 (9)2.4显示界面方案 (9)2.4.1 倒计时显示界面方案 (9)2.4.2 状态灯显示 (9)(三)硬件设计 (10)3.1系统总体硬件方案论证 (10)3.2 STC89C52RC单片机简介 (10)3.3单片机最小系统 (13)3.3.1 时钟电路 (13)3.3.2.复位电路 (14)3.4 显示电路 (14)3.5 电路图 (15)(四)软件设计 (16)4.1 程序流程图 (16)4.2具体程序 (16)4.3 程序烧至单片机过程 (22)参考文献 (23)(一)总体设计思路1.1 设计背景自从1858年英国人,发明了原始的机械扳手交通灯之后,随后的一百多年里,交通灯改变了交通路况,也在人们日常生活中占据了重要地位,随着人们社会活动日益增加,经济发展,汽车数量急剧增加,城市道路日渐拥挤,交通灯更加显示出了它的功能,使得交通得到有效管制,对于交通疏导,提高道路导通能力,减少交通事故有显著的效果。
专业课程设计—基于51单片机的交通灯设计组员:蔡余敏、覃珍、李海浪、于小艳(按字母顺序)学院:电气工程学院班级: 10自动化3班指导教师:***摘要:交通信号灯是城市交通安全、有序、快速运行的重要保障。
本文提出了一种基于单片机的交通信号灯控制系统的设计方案。
该系统模拟现实中十字路口的通行指示,倒计时和紧急车辆强行通过等功能。
采用STC89C52芯片为中心器件来设计交通灯控制电路,结合七段共阴极数码管显示时间的模块,交通灯显示模块,晶振电路,复位电路以及按键电路等模块组成。
通过软件仿真与硬件调试,实现红、黄、绿灯燃亮时间以及双位数码管显示倒计时,三种颜色灯交替点亮以及紧急情况下的中断处理功能。
本系统性价比高,实用性强,操作简单,功能全面,有广泛的应用前景。
关键词:交通信号灯;STC89C52单片机;紧急通行;中断处理Abstract:The traffic lights are an important guarantee of city traffic safety, order and rapid running. This paper presents a design scheme of traffic signal lamps control system, which is based on MCU. The system simulates the functions of the traffic indication, counting down and emergency vehicles passing at real crossroads. STC89C52 chip device is used as the center device to design the traffic lights control circuit, combined with common cathode seven segments digital tube display time module, traffic lights display module, crystals circuit, reset circuit and key circuit modules. By software simulation and hardware debugging, the functions have been achieved, which include red, yellow, and green lights brightening, on-off digital tube displaying time countdown, as well as 3 kinds of color lamps lightening alternately and interrupt processing function of emergencies. This system is cost-effective, strong practicability, simple operation, fully functional. It has a broad application prospect.Key words: traffic signal lamp; MCU STC89C52; emergency access;interrupt processing目录摘要............................................................ - 1 -(一)总体设计思路.............................................. - 4 -1.1设计背景................................................ - 4 -1.2 设计目的及思路.......................................... - 6 -1.2.1 设计目的........................................... - 6 -1.2.2 设计思路........................................... - 6 -1.3 交通灯显示时序及状态转换的理论分析...................... - 7 -(二)方案比较、设计与论证...................................... - 7 -2.1 总体设计方案........................................... - 7 -2.2 控制模块选择方案........................................ - 8 -2.3 电源模块方案............................................ - 9 -2.4显示界面方案............................................ - 9 -2.4.1 倒计时显示界面方案................................. - 9 -2.4.2 状态灯显示......................................... - 9 -(三)硬件设计................................................. - 10 -3.1系统总体硬件方案论证................................... - 10 -3.2 STC89C52RC单片机简介................................. - 11 -3.3单片机最小系统......................................... - 15 -3.3.1 时钟电路.......................................... - 15 -3.3.2.复位电路.......................................... - 16 -3.4 显示电路............................................... - 17 -3.5紧急通车电路模块....................................... - 18 -3.6 总电路图................................................. - 19 -3.7各元器件选择及其功能介绍................................. - 21 -(四)软件设计................................................... - 22 -4.1 程序流程图............................................. - 22 -4.1.1程序总流程图...................................... - 22 -4.2具体程序............................................... - 23 - (五)结果分析................................................. - 35 -5.1软件仿真与结果分析...................................... - 35 -5.1.1.Proteus的仿真结果................................ - 35 -5.1.2各状态仿真结果.................................... - 36 -5.1.3.红绿灯状态转换过程:.............................. - 39 -5.2硬件调试与结果分析...................................... - 41 - (六)总结..................................................... - 43 - (七)参考文献................................................. - 44 - (八)附录....................................................... - 46 -(一)总体设计思路1.1设计背景自从1858年英国人,发明了原始的机械扳手交通灯之后,随后的一百多年里,交通灯改变了交通路况,也在人们日常生活中占据了重要地位,随着人们社会活动日益增加,经济发展,汽车数量急剧增加,城市道路日渐拥挤,交通灯更加显示出了它的功能,使得交通得到有效管制,对于交通疏导,提高道路导通能力,减少交通事故有显著的效果。
课程设计报告题目交通灯的设计课程名称微机原理及应用院部名称机电工程学院专业电气工程及其自动化班级XXXXXXXXXXX学生姓名 XXXXX学号XXXXXXXXXX课程设计地点工科楼 C304课程设计学时20指导教师 XXXXXXXXX金陵科技学院教务处制成绩运用了8086 CPU芯片以及8255A芯片、8253芯片和数码管等辅助硬件电路,进行了数码管倒计时的设计。
进行了软件设计并编写了源程序。
交通在人们的日常生活中占有重要的地位,随着人们社会活动的日益频繁,这点更是体现的淋漓尽致。
交通信号灯的出现,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。
本系统采用8086为中心器件来设计交通灯控制器,系统实用性强、操作简单、扩展强。
本设计就是采用8086最小方式下在Protues7.8SP2软件下模拟十字路口交通灯的各种状态显示以及倒计时显示时间。
本设计系统由8255AI/O口扩展系统、交通灯状态显示系统、LED数码显示系统等几大部分组成。
系统除基本的交通灯功能外,还具有倒计时、紧急情况处理等功能,较好的模拟实现了十字路口可能出现的状况。
本系统采用8086汇编语言编写,主要编写了主程序,LED数码管显示程序等。
总体上完成了软件的编写。
关键词:带倒计时功能的交通灯;8255A;8086微机系统一、概述1.1 课程设计的目的 (3)1.2课程设计的要求 (3)二、总体设计方案及说明2.1 系统总体设计方案 (4)2.2系统工作框图 (4)三、系统硬件电路设计3.1 Intel 8086 微处理器的简介 (5)3.2 8255A芯片的工作原理 (7)3.3多位数码管的工作原理 (8)3.4 74LS273芯片简介 (10)3.5系统电路图设计 (11)3.5.1.系统总电路图设计 (11)3.5.2.8086最小系统原理图设计 (12)四、系统软件部分设计4.1 系统流程图 (14)4.2 系统软件源程序 (15)4.2.3 汇编源程序及说明 (16)五、总结5.1系统调试 (18)5.2 心得与体会 (20)六、参考文献 (22)一、概述1.课程设计应达到的目的通过本课程设计,使学生掌握控制系统设计的一般步骤,掌握系统总体控制方案的设计方法。
单片机的智能交通灯设计交通灯是现代交通非常重要的一个组成部分,一套好的交通灯系统往往对提升城市交通运输效率,降低事故发生率有至关重要的影响。
选用单片机作为此次设计的控制系统主要是考虑到单片机的通用性和廉价性。
通用性是指单片机的电路以与编程语言相对比其他控制模块来说更加简单和通用这个对于往后功能的添加以与系统的维护来说更加简便和易行。
本文首先对智能交通灯的研究意义和智能交通灯的研究现状进行了分析,指出了现状交通灯存在的缺点,并提出了改进方法。
智能交通灯控制系统通常要实现自动控制和在紧急情况下能够手动切换信号灯让特殊车辆优先通行。
本文还对AT89S51单片机的结构特点和重要引脚功能进行了介绍,同时对智能交通灯控制系统的设计进行了详细的分析。
最后介绍了PROTEUS嵌入式系统仿真与开发平台的使用方法,利用Proteus软件对交通灯控制系统进行了仿真,仿真结果表明系统工作性能良好。
关键词:单片机,智能交通灯控制系统,PROTEUS仿真引言智能的交通信号灯指挥着人和各种车辆的安全运行,实现红、黄、绿灯的自动指挥是城乡交通管理现代化的重要课题.在城乡街道的十字交叉路口,为了保证交通秩序和行人安全,一般在每条道路上各有一组红、黄、绿交通信号灯,其中红灯亮,表示该条道路禁止通行; 黄灯亮,表示该条道路上未过停车线的车辆停止通行,已过停车线的车辆继续通行; 绿灯亮,表示该条道路允许通行.交通灯控制电路自动控制十字路口两组红、黄、绿交通灯的状态转换,指挥各种车辆和行人安全通行,实现十字路口城乡交通管理自动化.本文为了实现交通道路的管理,力求交通管理先进性、科学化. 分析应用了单片机实现智能交通灯管制的控制系统,以与该系统软、硬件设计方法,实验证明该系统实现简单、经济,能够有效地疏导交通,提高交通路口的通行能力.目录一、绪论 (4)1.1 交通灯控制系统的研究现状 (4)1.2单片机的智能交通灯控制系统设计的意义 (4)1.3本专业设计主要工作 (4)二、单片机智能交通灯的相关设计 (5)2.1 智能交通灯的技术指标 (5)2.2 智能交通灯设计的方案选择 (5)2.3智能交通灯方案的实现 (6)三、单片机智能交通灯的设计 (7)3.1 AT89S51单片机的主要性能参数和主要引脚功能 (7)3.2 各模块控制电路 (10)3.3交通灯的软件设计流程图 (13)四、单片机智能交通灯方案的仿真 (14)五、分析与改进措施 (15)结束语 (16)致 (16)参考文献 (17)一、绪论1.1 交通灯控制系统的研究现状当今,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,但这一技术在19世纪就已出现了。
单片机实验报告温度的测量与显示姓名:薛博璠学号:0703110129班级:电信1101(一)实验要求1.硬件电路的单片机芯片采用AT89C51芯片,进行数据处理。
2.温度测量范围为:0-100摄氏度,测量精度正负0.1摄氏度,数据采集部分的传感器采用DS18B20芯片数字温度传感器。
3.总线驱动使用ZLG7290B 芯片,用六位七段LED 数码显示器显示测量的温度值。
4.键盘按键S1实现测量控制,按下按键S1则刷新测量的温度值。
(二)芯片介绍硬件电路的单片机芯片采用A T89C51芯片,进行数据处理。
数据采集部分的传感器采用DS18B20芯片数字温度传感器。
总线驱动使用ZLG7290B 芯片,用六位七段LED 数码显示器显示测量的温度值,键盘按键S1实现测量控制,按下按键S1则刷新测量的温度值。
系统硬件总体框图:DS18B20芯片DS18B20是由美国DALLAS 公司生产的单线数字温度传感器芯片。
与传统的热敏电阻有所不同,DS18B20可直接将被测温度转化为串行数字信号,以供单片机处理,它还具有微型化、低功率、高性能、抗干扰能力强等优点。
通过编程,DS18B20可以实现9~12位的温度读数。
信息经过单线接口送入DS18B20或从DS18B20送出,因此从微处理器到DS18B20仅需连接一条信号线和地线。
读、写和执行温度变换所需的电源可以由数据线本身提供,而不需要外部电源。
DS18B20的引脚功能:DS18B20的引脚(图7-10),其功能如表7-8所示。
DS18B2ZLG7290BAT89C5键盘 LEDS18B20的主要特点:1.采用单线技术,与单片机通信只需一个引脚;2.通过识别芯片各自唯一的产品序列号从而实现单线多挂接,简化了分布式温度检测的应用;3.实际应用中不需要外部任何器件即可实现测温;4.可通过数据线供电,电压的范围在3~5.5V;5.不需要备份电源;6.测量范围为-55~+125℃,在-10~+85℃范围内误差为0.5℃;7.数字温度计的分辨率用户可以在9位到12位之间选择,可配置实现9~12位的温度读数;8.将12位的温度值转换为数字量所需时间不超过750ms;9.用户定义的,非易失性的温度告警设置,用用户可以自行设定告警的上下限温度。
摘要本系统由单片机系统、键盘、LED显示、交通灯演示系统组成。
系统包括人行道、左转、右转、以及基本的交通灯的功能。
系统除基本交通灯功能外,还具有倒计时、时间设置、紧急情况处理、分时段调整信号灯的点亮时间以及根据具体情况手动控制等功能。
随着社会经济的发展,城市交通问题越来越引起人们的关注。
人、车、路三者关系的协调,已成为交通管理部门需要解决的重要问题之一。
城市交通控制系统是用于城市交通数据监测、交通信号灯控制与交通疏导的计算机综合管理系统,它是现代城市交通监控指挥系统中最重要的组成部分。
关键词单片机;交通灯;控制器目录第一章绪论 (3)第二章方案论证与设计 (5)第三章系统硬件设计 (5)3.1总体设计 (5)3.2 单片机的选择 (5)3.3 单片机的基本结构 (8)3.4 单片机最小系统 (11)2.时钟电路 (12)3. 复位电路 (12)4.输入输出引脚 (13)3.5 LED显示电路 (14)第四章系统软件设计 (17)4.1软件流程图设计 (17)4.2 软件主要子程序设计 (17)3.4 交通灯控制程序 (18)第四章系统仿真 (23)4.1 PROTUES软件介绍 (23)4.2 交通灯系统PROTUES仿真 (23)第五章调试与功能说明 (14)5.1 硬件调试 (14)5.2 软件调试问题及解决 (14)结论 (14)致谢 (14)第一章绪论随着我国社会经济的发展,城市化、城镇化进程的加快,道路交通堵塞问题日趋严重,如何对交通进行合理的管理和调度而尽可能减少堵车现象成为目前我国很多地方尤其是特大城市急需解决的问题,显然交通灯在其中起着不可缺少的作用。
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。
但这一技术在19世纪就已出现了。
1858年,在英国伦敦主要街头安装了以燃煤气为光源的红、蓝两色的机械扳手式信号灯,用以指挥马车通行。
这是世界上最早的交通信号灯。
一、摘要:随着科技的飞速发展,越来越多的控制功能强大的芯片出现在我们生活中,但8051系列单片机,因为其的廉价几成本,在我们生活中依然处于十分重要的地位。
在实时检测和自动控制的单片机应用系统中,单片机是作为一个核心部件来使用,但是仅单片机方面知识是不够的,还需要根据具体硬件结构,以及针对具体应用对象特点的软件结合,加以完善。
交通信号灯的出现,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。
作为交通控制的重要组成部份单片机。
因此,本人选择制作交通灯作为课题加以设计并实现。
交通管制应当以人性化、智能化为目的,做出相应的改善。
以此为出发点,本系统采用的单片机控制的交通信号灯。
系统具有结构简单、可靠性高、成本低、实时性好、安装维护方便等优点,有广阔的应用前景。
关键词:交通灯,51单片机,数码管二、实习目的和意义1.学习51单片机的最小系统及硬件接口设计与应用2.熟练掌握电路原理图绘制软件DPX的使用。
3.熟练单片机的程序设计与调试。
4. 自主设计出具有实际意义的能用于生活的电路系统。
5. 本次课程设计对以后的毕业设计甚至工作打下了动手自己设计的基础。
三、实习要求1. 完成以8051系列单片机为核心处理器的模拟十字路口交通灯控制的硬件设计(在altium designer下画出硬件原理图)。
布线,印制电路板,并焊接原件搭载硬件电路,做出实物。
2. 完成交通灯控制系统的软件编程。
3. 软硬件综合调试,模拟实现对交通灯控制系统的控制。
4. 撰写实验报告:报告中给出硬件方案、软件流程图、软件关键代码四、实习内容1.设计题目:基于51单片机交通十字路口信号灯设计2.实现功能:具有红、绿、黄三种颜色彩灯,并有一个数码管进行倒计时显示倒计时时间为三十秒。
还应具有按键控制特殊情况下十字路口不需要红绿灯的显示(车流量很少的地段深夜可以不设红绿灯)。
五、系统实现1.电路设计:51单片机介绍:本实验使用的51单片机为STC89C52STC89C52是一个低电压,高性能CMOS8位单片机,片内含8kbytes的可反复擦写的只读程序存储器(PEROM)和128 bytes的随机存取数据存储器(RAM)。
引言:随着城市交通的发展,交通灯作为交通管理的重要组成部分,起着至关重要的作用。
为了研究和实践交通灯的基本原理和实现方法,本文进行了单片机交通灯实验。
本实验通过使用单片机来模拟和控制交通灯的运行,以实现交通流畅和安全。
概述:交通灯是城市交通管理的重要组成部分,通过控制交通灯的信号变化,可以实现不同车辆和行人的交通流畅和安全。
单片机作为实验的控制器,可编程控制交通灯的运行,增强交通流畅性。
正文:一、单片机交通灯实验的背景和意义1.单片机交通灯实验的背景交通灯在城市交通管理中具有重要的地位和作用,通过控制交通灯的信号变化,可以实现车辆和行人的有序通行。
单片机交通灯实验为进一步研究交通灯原理和实现方式提供了实践基础。
2.单片机交通灯实验的意义单片机交通灯实验可以帮助学生理解并掌握交通灯的基本原理和控制方式,培养学生的创新思维和动手能力,并为进一步研究和改进交通灯系统提供参考。
二、单片机交通灯实验的设计和实施1.设计交通灯的硬件结构a.硬件元件选择和连接方式b.单片机选择和编程2.实施交通灯的控制逻辑和操作a.基本的交通灯控制逻辑b.交通灯的运行和状态转换三、单片机交通灯实验的分析和评价1.对交通流畅性的影响分析a.不同信号时间间隔对交通流量的影响b.交通灯控制方式对交通流畅性的影响2.对交通安全性的评价a.不同交通灯参数对交通安全的影响b.交通灯设施对行人安全的影响3.对实验结果的分析和总结a.实验数据的收集和处理b.结果的呈现和解释四、单片机交通灯实验的改进和优化方向1.优化交通灯的控制算法a.基于流量的自适应控制算法b.基于信号的智能预测算法2.改进交通灯的硬件设计a.使用更高效的电子元件和材料b.结合无线通信技术和传感器技术进行实时监测和控制五、单片机交通灯实验的应用和展望1.在城市交通管理中的应用前景a.提高交通流畅性和安全性的需求b.单片机交通灯技术的潜在优势2.可能的进一步研究方向a.基于互联网的智能化交通灯系统b.基于算法的全自动交通控制系统总结:通过本次单片机交通灯实验,我们对交通灯的原理和实现方法有了更深入的了解。
课程设计报告课程名称:单片机原理及应用课程设计系部:电气与信息工程学院专业班级:__________________________学生姓名:__________________________指导教师:__________________________完成时刻:___________________________报告成绩:__________________________评阅意见:评阅教师日期目录No table of contents entries found.交通灯控制系统设计一、设计题目交通灯控制系统设讣二、设计要求(1)设计一个十字路口的交通灯控制电路,要求当东西方向为红灯,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。
时刻为60秒。
(2)黃灯闪烁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。
时刻为80秒。
东西方向车流大通行时刻长。
(4)东西、南北方向车道除有红、绿、黃三色指示灯外,每一种灯亮的显示时刻都用显示器进行显示,釆用计时的方式设计。
三、设计作用与目的最近儿年来随着科技快速的进展,单片机的应用正在不断地走向深切,同时带动传统检测日新月异更新。
在实验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利用,针对具体应用对象的特点,配以其他器件来家以完善,伴随人口的日趋增加,那么十字路口车辆穿梭,如何才能让交通井然有序呢?靠的就是交通信号的自动指挥系统。
信号灯的出现,使交通得以有效的管制,对于交通流量、提高道路通行能力,减少交通事故有明显的效果。
绿灯是通行信号,面对绿灯信号的车辆能够直行,左拐弯和右拐弯,除非另一种禁止转向。
左右转弯车辆都必需让正在路口内直行的车辆和过人行横道行人优先通行。
红灯是禁I匕信号面对红灯的车辆必需停车。
黃灯是警告信号,面对黄灯信号的车辆不呢么好越过安全停车线,可是车辆十分接近停车线而不能安全停车时能够进入交义路口。
单片机控制交通灯设计方案一、单片机设计交通灯的设计要求:状态一:南北绿灯亮,东西红灯亮,南北人行道绿灯,东西人行道红灯,南北左拐绿灯,东西左拐红灯。
(时间为15S)状态二:南北黄灯亮,东西红灯亮,南北人行道绿灯,东西人行道红灯,南北左拐绿灯,东西左拐红灯。
(时间为5S)状态三:南北红灯亮,东西绿灯亮,南北人行道红灯,东西人行道绿灯,南北左拐红灯,东西左拐绿灯。
(时间为15S)状态四:南北红灯亮,东西黄灯亮,南北人行道红灯,东西人行道绿灯,南北左拐红灯,东西左拐绿灯。
(时间为5S)二、设计原理分析1、首先了解实际交通灯的变化情况和规律。
假设一个十字路口如上图所以,为东南西北走向。
初始状态0:为东西绿灯亮,南北红灯亮;然后转状态1:东西绿灯亮黄灯亮,南北红灯亮黄灯亮;过后转状态2:东西红灯亮,南北绿灯亮;再转状态3:东西红灯亮黄灯亮,南北绿灯亮黄灯亮。
一段时间后,又循环至状态0。
中间可通过中断按钮产生中断,跳入中断程序执行中断。
2、对于交通信号灯来说,应该有东西南北共四组灯,但由于同一道上的两组的信号灯的显示情况是相同的,所以只要用两组就行了,因此,采用单片机内部的I/O口上的P1口中的6个引脚即可来控制6个信号灯。
3、通过编写程序,实现对发光二极管的控制,来模拟交通信号灯的管理。
每延时一段时间,灯的显示情况都会按交通灯的显示规律进行状态转换。
4、通过延时时间送显,可以在原有的交通信号灯系统的基础上,增添其倒计时间的显示功能,实现其功能的扩展。
5.通过脉冲中断编写中断程序,可实现中断。
三、设计的仿真图如下;其接法为:P0接数码管的端选段,P1接数码管的位选端,P2接交通灯,接法如下:P20,P21,P22,分别接南北向的红黄绿灯,P23接南北左拐绿灯,P24,P25,P26,分别接东西向的红黄绿灯,P27接东西左拐红灯东西人行到红绿灯和南北红绿灯接到一起南北人行到红绿灯和东西红绿灯接到一起四、AT89C51的KILL程序#include "reg51.h"#define uchar unsigned char#define uint unsigned intuchar code wei[]={0x01,0x02,0x04,0x08}; //位码选择uchar code duan[]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90};//段码选择uchar table[4]={0,0,0,0};//四位为选端赋值区间uchar num=0;uchar ID=1;uchar sec=15;uchar n=0;void init(void){P0=0xff;//端口初始化P1=0x00;//端口初始化P2=0x00;//端口初始化TMOD=0x01;//使用定时器0的工作方式EA=1;//开总中断ET0=1;//开定时器0的中断TH0=(65536-10000)/256;//定时10毫秒TL0=(65536-10000)%256;TR0=1;}void main(void){init();while(1){switch(ID)//选择函数{case 1:P2=0x14;break;//东西红,南北绿,case 2:P2=0x12;break;//东西红,南北黄,case 3:P2=0x41;break;//东西绿,南北红,case 4:P2=0x21;break;//东西黄,南北红,default:break;}}}void timer0() interrupt 1//对应中断定时器0{TH0=(65536-10000)/256;TL0=(65536-10000)%256;P1=wei[num];//位选端送值P0=duan[table[num]];//端选端送值num++;if(num==4)num=0;table[0]=(sec-1)/10;table[1]=(sec-1)%10;table[2]=(sec-1)/10;table[3]=(sec-1)%10;n++;if(n==100)//10毫秒执行一百次为一秒{n=0;sec--;if(sec==0){ID++;if(ID==5)//ID=1;switch(ID){case 1:sec=15;break; //case 2:sec=3;break;//case 3:sec=15;break;//case 4:sec=3;break;//default:break;/*default就是默认情况,这个是用在switch中,意思是若case都不满足,则执行default后面的语句*/}}}}。
湖南文理学院课程设计报告课程名称:专业综合课程设计专业班级:自动化10101班学号39 学生姓名:贺铁梅指导教师:周志刚完成时间:2013年6 月15 日报告成绩:湖南文理学院制目录一、设计要求..................................................................................................................... - 1 -二、设计的作用与目的..................................................................................................... - 2 -2.1 专业课程设计的作用......................................................................................... - 2 -2.2 通过专业课程设计的目的................................................................................. - 2 -三、所有设备及软件......................................................................................................... - 2 -3.1 KEIL IDE Vision4集成开发环境的组成.......................................................... - 2 -3.2 proteus仿真软件使用环境 ................................................................................ - 3 -四、系统设计方案............................................................................................................. - 4 -4.1 系统总体设计方案............................................................................................. - 4 -4.2 设计思路............................................................................................................. - 4 -4.3 交通控制系统的功能要求................................................................................. - 5 -五、系统硬件设计............................................................................................................. - 6 -5.1 单片机简介........................................................................................................... - 6 -5.2 时钟复位电路....................................................................................................... - 9 -5.3 交通灯演示模块................................................................................................. - 9 -5.4 LED显示模块 .................................................................................................. - 10 -5.5 按键开关模块................................................................................................... - 10 -六、系统软件设计........................................................................................................... - 11 -6.1 主程序流程图.................................................................................................. - 11 -6.2 外部中断0处理函数....................................................................................... - 11 -6.3 外部中断1处理函数...................................................................................... - 11 -6.4 定时器处理函数................................................................................................ - 12 -七、实验调试结果........................................................................................................... - 13 -7.1 系统电路仿真................................................................................................... - 13 -7.2仿真结果分析...................................................................................................... - 14 -八、设计中的问题及解决方法......................................................................................... - 1 -九、设计心得..................................................................................................................... - 1 -十、参考文献..................................................................................................................... - 1 - 十一、附录......................................................................................................................... - 1 - 附录1:原理图.............................................................................................................. - 1 - 附录二:程序源代码................................................................................................... - 1 -交通灯控制器交通信号灯常用于交叉路口,用来控制车的流量,提高交叉口车辆的通行能力,减少交通事故。
xxxxxxxxx基于AT89S52交通灯设计学院:电子信息工程专业班级:xxxxxxxxxxxxxx姓名:xx xx学号:xxxxxxxxxxx指导老师:xxxxxxxxxx摘要交通灯在我们日常生活中随处可见,它在交通系统中处于至关重要的位置。
交通灯的使用大大减少了交通繁忙路口的事故发生,给行人和车辆提供一个安全的交通环境,人们的生命和财产安全有了保障。
本设计旨在模拟十字路口的交通灯,以AT89S51单片机为基础,结合按键和数码管等元器件设计出一个简单且完全的交通灯系统。
关键词:交通灯AT89S52 单片机目录一、设计任务 (4)二、AT89S52单片机及其他元器件简介 (4)(1)AT89S52单片机 (4)三、系统硬件电路设计 (6)(1)时钟电路设计 (6)(2)复位电路设计 (6)(3)灯控制电路设计 (7)(4)按键控制电路设计 (7)四、元件清单及实物图 (8)1、程序清单 (8)2、原理图 (9)五、实验心得 (9)附1 源程序代码 (10)附2 原理图 (16)一、设计任务(1)、设计一个十字路口的交通灯控制电路,要求南北方向和东西方向两条交叉道路上的车辆交替运行,每次通行时间都设30秒,时间可设置修改。
(2)、在绿灯转为红灯时,要求黄灯先亮5秒钟,才能变换运行车道,且黄灯亮时,要求每秒亮一次。
(3)、有紧急车辆要求通过时,系统要能禁止东西和南北两条路上所有的车辆通行。
二、AT89S52单片机及其他元器件简介(1)AT89S52单片机AT89S52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器。
片上Flash允许程序存储器在系统可编程,亦适于常规编程器。
在单芯片上,拥有灵巧的8位CPU和在系统可编程Flash,使得AT89S52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。
AT89S52具有以下标准功能:8K字节Flash,256字节RAM,32位I/O口线,看门狗定时器,2个数据指针,三个16位定时器/计数器,一个6位向量2级中断结构,全双工串行口,片内晶振及时钟电路。
单片机原理及应用 课程设计报告
系 别:物理系 专 业:电子信息工程 指导教师: 班 级: 1504 学 号: 姓 名:
2018.5 课程设计任务书 院(系): 专业: 学 号 学生姓名 班级 课程设计题目 交通灯控制系统
课程设计任务
设计任务: 1.交通灯控制系统能产生四个方向的交通信号; 2.每个方向交通灯由红、绿和黄三个灯组成,在实验板上交通灯用发光二极管代替; 3.交通灯点亮时间由设计者自行确定。
设计要求: 1 .分析设计要求,明确性能指标。必须仔细分析课题要求、性能、指标及应用环境等,广开思路,构思出各种总体方案,绘制结构框图。 2 .确定合理的总体方案。对各种方案进行比较,以电路的先进性、结构的繁简、成本的高低及制作的难易等方面作综合比较,并考虑器件的来源,敲定可行方案。 3 .设计各单元电路。总体方案化整为零,分解成若干子系统或单元电路,逐个设计。 4.组成系统。在一定幅面的图纸上合理布局,通常是按信号的流向,采用左进右出的规律摆放各电路,并标出必要的说明。
指导教师评语及成绩
成绩: 指导教师签字:
年 月 日
目 录 一、 绪 言 .............................................. 1 二、方案比较与论证 ...................................... 1 2.1 系统整体流程图 .................................... 1 2.2 单片机的选择方案论证 .............................. 1 2.3 89C51单片机引脚功能说明 ........................... 2 2.4单片机最小系统 ..................................... 5 三、硬件电路设计 ........................................ 6 3.1 交通灯控制系统电路图 .............................. 6 3.2 晶振电路的设计 .................................... 7 3.3 LED灯电路的设计 ................................... 7 3.4 主要元器件选择 .................................... 8 四、 程序设计 ........................................... 8 五、 交通灯控制系统仿真 ................................. 10 六、 结束语 ............................................ 11 七、 参考文献 .......................................... 11 1
一、绪 言 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。本系统采用单片机AT89C51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。
二、方案比较与论证 2.1 系统整体流程图
2.2 单片机的选择方案论证 方案一:采用可编程逻辑期间CPLD 作为控制器。CPLD可以实现
AT89C51 单片机 晶振电路
电源电路
显示模块
显示模块
显示模块
显示模块 2
各种复杂的逻辑功能、规模大、密度高、体积小、稳定性高、IO资源丰富、易于进行功能扩展。采用并行的输入输出方式,提高了系统的处理速度,适合作为大规模控制系统的控制核心。但本系统不需要复杂的逻辑功能,对数据的处理速度的要求也不是非常高,且从使用及经济的角度考虑我们放弃了此方案 方案二:采用Atmel公司的单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除1000次。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造,与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪速存储器组合在单个芯片中,ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器,AT89C051是它的一种精简版本。AT89C51单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。 综合考虑,选择方案二,采用Atmel公司的AT89C51单片机作为控制器。
2.3 89C51单片机引脚功能说明 VCC:供电电压。
GND:接地。 P0口:P0口为一个8位漏级开路双向I/O口,每脚可吸收8TTL门电流。当P0口的管脚第一次写1时,被定义为高阻输入。P0能够用于外部程序数据存储器,它可以被定义为数据/地址的低八位。在FIASH编程时,P0 口作为原码输入口,当FIASH进行校验时,P0输出原码,此时P0外部必须接上拉电阻。 3
P1口:P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口,P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。P1口管脚写入1后,被内部上拉为高,可用作输入,P1口被外部下拉为低电平时,将输出电流,这是由于内部上拉的缘故。在FLASH编程和校验时,P1口作为低八位地址接收。
P2口:P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口,P2口缓冲器可接收,输出4个TTL门电流,当P2口被写“1”时,其管脚被内部上拉电阻拉高,且作为输入。并因此作为输入时,P2口的管脚被外部拉低,将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时,P2口输出地址的高八位。在给出地址“1”时,它利用内部上拉优势,当对外部八位地址数据存储器进行读写时,P2口输出其特殊功能寄存器的内容。P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。
P3口:P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口,可接收输出4个TTL门电流。当P3口写入“1”后,它们被内部上拉为高电平,并用作输入。作为输入,由于外部下拉为低电平,P3口将输出电流(ILL)这是由于上拉的缘故。
P3口也可作为AT89C51的一些特殊功能口,如下表所示: 口管脚 备选功能 P3.0 RXD(串行输入口) 4
P3.1 TXD(串行输出口) P3.2 /INT0(外部中断0) P3.3 /INT1(外部中断1) P3.4 T0(计时器0外部输入) P3.5 T1(计时器1外部输入) P3.6 /WR(外部数据存储器写选通) P3.7 /RD(外部数据存储器读选通) P3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。 RST:复位输入。当振荡器复位器件时,要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。
ALE/PROG:当访问外部存储器时,地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的低位字节。在FLASH编程期间,此引脚用于输入编程脉冲。在平时,ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号,此频率为振荡器频率的1/6。因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。然而要注意的是:每当用作外部数据存储器时,将跳过一个ALE脉冲。如想禁止ALE的输出可在SFR8EH地址上置0。此时, ALE只有在执行MOVX,MOVC指令是ALE才起作用。另外,该引脚被略微拉高。如果微处理器在外部执行状态ALE禁止,置位无效。 5
/PSEN:外部程序存储器的选通信号。在由外部程序存储器取指期间,每个机器周期两次/PSEN有效。但在访问外部数据存储器时,这两次有效的/PSEN信号将不出现。
/EA/VPP:当/EA保持低电平时,则在此期间外部程序存储器(0000H-FFFFH),不管是否有内部程序存储器。注意加密方式1时,/EA将内部锁定为RESET;当/EA端保持高电平时,此间内部程序存储器。在FLASH编程期间,此引脚也用于施加12V编程电源(VPP)。
XTAL1:反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。 XTAL2:来自反向振荡器的输出。
2.4单片机最小系统 晶振电路
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