基于51单片机的交通灯设计
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报告书干路—支路口交通信号灯控制器项目目的:通过对模拟交通灯控制系统的操作,让我们掌握定时器和中断系统的综合应用,进一步熟练51单片机的应用.项目要求:本项目主要通过感应开关控制交通灯的切换显示,实现主干路与支路车辆的分流。
(1)在正常情况下,主干道交通灯绿灯一直亮着。
(2)当支路检测到有车辆,60秒后,主干道禁止通行,支路放行。
(3)支路放行30 秒后,恢复正常情况。
项目电路如图:按键S1、S2模拟支路的车辆检测,当S1、S2为高电平(不按下按键)时,表示正常情况。
当S1或S2为低电平(按下按键)时,表示支路上有车辆,将S1、S2接到P3.0、P3.1把信号送入到单片机。
程序设计:源程序代码:#include<reg51.h>#define uchar unsigned char#define uint unsigned intuchar time,second,n,m;sbit k1=P3^0;sbit k2=P3^1;Uchar code Tab[10]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x 80,0x90};//数码管显示0~9的段码表void delay(uint t){uchar i;while(t--)for(i=0;i<255;i++);}void shumaguan(uchar s){P2=0xfd;P0=Tab[s/10];delay(1);P2=0xfe;P0=Tab[s%10];delay(1);}void main(){IE=0x82;TMOD=0x01;TH0=(65536-50000)/16;TL0=(65536-50000)%16;while(1){ uchar j;P1=0xde;if(k1==0||k2==0){delay(500);if(k1==0||k2==0){time=40;TR0=1;for(second=60;second>0;)shumaguan(second);TR0=0;P2=0x00;P1=0xf3;delay(3000);for(j=0;j<2;j++){P1=0xfb;delay(200);P1=0xf3;delay(200);}P1=0xeb;delay(500);}}}}void ld() interrupt 1{TR0=0;time--;if(time==0){time=40;second--;if(second==5)P1=0xdf;if(second==4)P1=0xde;if(second==3)P1=0xdf;if(second==2)P1=0xdd;if(second==1)P1=0xdd;}TH0=(65536-50000)/16;TL0=(65536-50000)%16;TR0=1;}项目小结:本项目程序主要包括四部分:主函数、延时函数、数码管显示函数、中断函数。
1. 设计思路............................................................................................................. 错误!未定义书签。
2.1电源提供方案 ............................................................................................... 错误!未定义书签。
2.2显示界面方案 ............................................................................................... 错误!未定义书签。
2.3输入方案: ................................................................................................... 错误!未定义书签。
3 单片机交通控制系统总体设计 ........................................................................... 错误!未定义书签。
3.1单片机交通控制系统的通行方案设计 ........................................................ 错误!未定义书签。
3.2单片机交通控制系统的功能要求................................................................ 错误!未定义书签。
3.3单片机交通控制系统的基本构成及原理 .................................................... 错误!未定义书签。
51单片机交通灯毕业设计方案
以下是一个基于51单片机的交通灯设计方案:
1. 硬件设计:
- 使用51单片机作为主控制器。
- 使用红黄蓝三个LED作为信号灯的显示器件。
- 使用按钮作为手动触发信号灯切换的输入设备。
- 使用数码管显示当前信号灯状态的计时器。
- 使用适当的电阻、电容、继电器等连接单片机和LED、按钮、数码管等。
2. 软件设计:
- 配置51单片机的I/O口,将LED、按钮和数码管连接到正
确的引脚。
- 编写主程序,设置中断或轮询等方式读取按钮状态,并根
据按钮状态切换信号灯状态。
- 通过控制LED引脚的输出电平,实现红黄蓝三个信号灯的
闪烁、亮灭和切换。
- 使用定时器计时,实现信号灯的定时控制。
根据交通规则,红灯、黄灯、绿灯的显示时间可以根据需要设定。
- 使用数码管显示当前信号灯的状态和剩余时间,方便车辆
和行人了解交通灯变化。
3. 功能设计:
- 根据交通规则,设置交通灯的变换顺序和时间,确保道路
的交通流畅和安全。
- 根据需要加入手动触发信号灯切换的功能,允许人工控制,
例如紧急情况下的交通调节。
- 可以考虑加入流量检测、车辆和行人优先等功能,提高交
通效率和安全性。
- 可以通过串口或无线通信模块,实现与其他设备的联动,
例如与车载导航系统、交通监控系统等的数据交换和协同控制。
以上是一个基本的51单片机交通灯设计方案,可以根据具体
需求进行进一步调整和优化。
十字路口交通灯控制系统的设计1.设计思路近年来,随着科技的飞速发展,电子器件也随之广泛应用,其中单片机也不断深入人民的生活当中。
本模拟交通灯系统利用单片机AT89C51作为核心元件,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。
本模拟系统由单片机硬/软件系统,两位8段数码管和LED灯显示系统。
和复位电路控制电路等组成,较好的模拟了交通路面的控制。
1.1 电源提供方案采用单片机控制模块提供电源。
1.2显示界面方案采用数码管显示。
这种方案只显示有限的符号和数码字符,简单,方便。
1.3 输入方案:直接在I/O口线上接上按键开关。
由于该系统对于交通灯及数码管的控制,只用单片机本身的I/O 口就可实现,且本身的计数器及RAM已经够用,故选择该方案。
2 单片机交通控制系统总体设计2.1单片机交通控制系统的通行方案设计设在十字路口,分为东西向和南北向,在任一时刻只有一个方向通行,另一方向禁行,持续一定时间,经过短暂的过渡时间,将通行禁行方向对换。
一共可以有四个状态。
通过具体的路口交通灯状态的分析我们可以把这四个状态归纳如下:(1)东西方向红灯灭,同时绿灯亮,南北方向黄灯灭,同时红灯亮,倒计时80秒。
此状态下,东西向禁止通行,南北向允许通行。
(2)东西方向绿灯灭,同时黄灯亮,南北方向红灯亮,倒计时3秒。
此状态下,除了已经正在通行中的其他所以车辆都需等待状态转换。
(3)南北方向红灯灭,同时绿灯亮,东西方向黄灯灭,同时红灯亮,倒计时60秒。
此状态下,东西向允许通行,南北向禁止通行。
(4)南北方向绿灯灭,同时黄灯亮,东西方向红灯亮,倒计时3秒。
此状态下,除了已经正在通行中的其他所以车辆都需等待状态转换。
用图表表示灯状态和行止状态的关系如下:表1交通状态及红绿灯状态灯禁止通行,转绿灯允许通行,之后黄灯亮警告行止状态将变换。
模拟交通灯控制系统的设计一、功能要求利用红、绿、黄三种不同颜色的LED显示不同的通行情况,利用2个数码管进行1秒倒计时显示,最大定时时间为90秒;要求LED点亮时间和倒计时时间准确;完成单片机最小系统及其扩展设计,焊接电路板,组成功能完整的样机。
模拟实际交通灯控制系统功能,完成控制软件的编写与调试。
二、方案论证采用标准AT89C51单片机作为控制器;东、西、南、北各方向通行倒计时显示采用2位LED数码管,LED显示采用直接驱动方式;模拟交通信号灯采用直径为ψ5mm的圆形发光二极管;紧急车辆通行采用实时中断完成;通过蜂鸣器实现盲人提示功能。
按以上系统构架设计,单片机端口资源刚好满足要求,该系统设计方便,电路简单。
三、系统硬件电路的设计整套电路系统由控制系统模块、通行灯控制显示模块、时间显示模块、特种车辆通行控制模块和盲人提示电路模块等组成。
1、主控制系统主控制器采用AT89C51单片机的P1.0~P1.5脚用于控制东西及南北方向的通行灯,P1.6脚用于控制盲人提示电路;P0口及P2 口用于4组2位LED计时器的控制;特种车辆通过时使用外部中断0口(P3.2).5、盲人提示电路模块道口控制系统设计中也考虑到了方便盲人过人行道的声音提示电路,采用蜂鸣器作为声括信号灯提示、数码管倒计时显示、盲人提示功能和紧急车辆通行功能等)。
1、初始化程序初始化程序主要包括声明IO口的连接对象、声明7段LED数码管驱动信号数组、声明基本变量、定义无返回函数(延时函数)。
2、主程序主程序主要负责总体程序管理功能,实现信号灯显示与数码管倒计时显示,以及蜂鸣器提示和特种车通行提示。
主程序流程图如下子程序流程图如下状态1状态2状态4 状态5五、调试及性能分析1、硬件部分首先应用Proteus软件对电路原理图进行检查,检查无误后进行焊接,焊接结束后利用万用表检查线路是否为通路。
2、软件部分首先应用keil u4软件对程序进行编译和调试,调试成功后,利用Proteus 软件进行在线仿真,经过对程序多次地修改后,仿真效果达到了预期的要求。
基于51单片机的交通灯设计2.AT89C51单片机最小实现电路及配套发光二极管电路。
3.设计要求1.编程要求:主程序利用 C 语言编写。
2.实现功能:使用AT89C51单片机控制 4个方向的交通灯(红﹑黄﹑绿)并用数码管显示其时间。
3. 实验现象:状态一:主干道、支干道均亮红灯5秒;状态二:主干道亮绿灯30秒、支干道亮红灯;状态三:主干道绿灯闪3次转亮黄灯、支干道亮红灯3秒;状态四:主干道亮红灯、支干道亮绿灯25秒;状态五:主干道亮红灯、支干道绿灯闪3次转亮黄灯3秒;返回到第二个状态。
4.设计相关知识4.1 硬件设计1. AT89C51简介:AT89C51是一种带4K字节闪存可编程可擦除只读存储器的低电压、高性能CMOS 8位微处理器。
它是一种带2K字节闪存可编程可擦除只读存储器的单片机。
AT89C51是一种高效微控制器,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。
2. 2位8段数码管工作原理:2位8段数码管电路采用“共阴”连接,阴极公共端(COM)由晶体管推动。
如图4-3所示:段码和位码,段码即段选信号 SEG,它负责数码管显示的内容,图中 a~g、dp组成的数据(a 为最低位,dp 为最高位)就是段码。
位码即位选信号 DIG,它决定哪个数码管工作,哪个数码管不工作。
当需要某一位数码管显示数字时,只需要先选中这位数码管的位信号,再给显示数字的段码。
4.2 软件应用1. Proteus7.5简介:Proteus软件不仅具有EDA工具软件的仿真功能,还能仿真单片机及外围器件Proteus从原理图布图、代码调试到单片机与外围电路协同仿真,一键切换到PCB设计,真正实现了将电路仿真软件、PCB设计软件和虚拟模型仿真软件三合一的设计平台,其处理器模型支持8051、HC11、PIC10/12/16/18/24/30/DsPIC33、AVR、ARM、8086和MSP430等。
在编译方面,它支持IAR、Keil和MPLAB等多种编译器。
基于C51单片机的交通灯控制系统1、实验方案论证:进行十字路口的交通信号灯控制电路设计,画出电路原理图及实验电路图,进行软件编程、以及使用说明文档的建立等一整套工作任务。
进行十字路口的交通信号灯控制程序设计,提交一个符合上述功能要求的十字路口的交通信号灯控制系统设计。
2、控制流程分析:对设计要求进行分析后可得出以下交通工作状态表:3、硬件设计概要:根据设计要求,可用6个LED灯分别模拟东西、南北的交通灯。
具体接法如下:AT89C51的P1口接LED灯,P1.0、P1.1、P1.2分别接东西方向红、绿、黄交通灯,P1.3、P1.4、P1.5分别接南北方向的红、绿、黄交通灯。
P1口和LED灯之间要接限流保护电阻。
两位数码管段选接P2口,位选接P0口低两位,P0口低两位接上拉电阻使其可以输出高电平。
紧急情况按钮一端接地,另一端与外中断1引脚相连;恢复正常按钮一端接地,另一端与外中断0引脚相连。
三、原理图设计1、LED显示部分电路设计:把单片机AT89C51的P1口作为红黄绿灯显示部分,用6个LED灯分别模拟东西、南北的交通灯。
P1.0、P1.1、P1.2各通过一个300Ω的限流保护电阻接东西方向的红、绿、黄LED灯;P1.3、P1.4、P1.5各通过一个300Ω的限流保护电阻接南北方向的红、绿、黄LED灯。
LED 灯的一端接电源,另一端经电阻接P1口,因此当P1口引脚输出低电平时LED灯发光,即此方案采取低电平驱动方式。
具体电路如下:2、紧急情况处理电路设计:紧急情况按钮一端接地,另一端与外中断1引脚相连;恢复正常按钮一端接地,另一端与外中断0引脚相连。
在程序设计时,我会将其设置为下降沿触发方式。
具体电路如下:3、数字显示电路设计:选用共阴极两位数码管。
两位数码管A~G引脚各通过一个300Ω的限流保护电阻分别接P2.0~P2.6,位选1引脚和2引脚分别接P0.0口低两位,P0口低两位接5kΩ的上拉电阻使其可以输出高电平。
通过单片机仿真交通灯班级:10级电信姓名:***学号:***********第一章概述1.设计内容:用AT89S52单片机控制一个交通信号灯系统,晶振采用12MHZ。
设A车道与B车道交叉组成十字路口,A是主道,B是支道。
设计要求如下:用发光二极管模拟交通信号灯,用按键开关模拟车辆检测信号。
正常情况下,A、B两车道轮流放行,A车道放行50s,其中5s用于警告;B车道放行30s,其中5s 用于警告。
交通繁忙时,交通信号灯控制系统应有手控开关,可人为地改变信号灯的状态,以缓解交通拥挤状况。
在B 车道放行期间,若A车道有车而B车道无车,按下开关K1 使 A车道放行15s;在 A车道放行期间,若B车道有车而A车道无车,按下开关K1 使B 车道放行15s。
有紧急车辆通过时,按下K2开关使 A、B车道均为红灯,禁行20s。
2.设计目的:1)进一步熟悉和掌握单片机的结构和工作原理。
2)掌握单片机的接口技术及相关外围芯片的外特性,控制方法。
3)通过课程设计,掌握以单片机为核心的电路设计的基本方法和技术,了解有关电路参数的计算方法。
4)通过实际程序设计和调试,逐步掌握模块化程序设计方法和调试技术。
5)通过完成一个包括电路设计和程序开发的完整过程,为我们今后从事相应工作打下基础。
3.设计原理:利用“自动控制”控制交通灯的方法。
将事先编制好的程序输入单片机,利用单片机的定时、查询、中断功能;能够根据十字路口两个方向上车辆动态状况,采用查询的方式,根据具体情况,自动给予时间通行,其中利用中断方式来处理特殊情况。
这样既方便驾驶员、路人,同时还可以紧急处理一些紧急实况。
同样具有红、黄、绿灯的显示功能,为驾驶员、路人“照明”。
使用AT89C51单片机控制 4个方向的交通灯(红﹑黄﹑绿)并用数码管显示其时间。
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。
基于51单片机的交通灯设计交通信号灯是指示人和交通工具在道路交通中行进方向或行为的一种交通设施。
在设计交通信号灯时,应考虑交通流量、车辆速度、交叉口结构等因素,以确保交通的顺畅和安全。
本文将基于51单片机设计一种交通信号灯系统,并详细介绍其原理和实现方法。
交通信号灯系统的设计目的是通过控制红、黄、绿三种不同颜色的灯,指示车辆和行人在交通路口安全行驶。
在单片机设计中,我们将使用三个LED灯分别代表红、黄、绿三种状态。
通过控制LED的亮灭,来实现交通信号灯的变换。
首先,我们需要选择适当的硬件设备进行交通信号灯的设计。
在51单片机设计中,可以选择STC89C51或者AT89C51等型号的单片机。
此外,还需要准备三个LED灯、电阻、电容、按键等器件。
接下来,我们将进行电路设计。
在设计电路时,首先将三个LED灯连接到单片机的三个IO口上,每个IO口通过一个电阻与正极连接,负极与GND连接。
此外,在单片机的一个IO口上连接一个按键,通过按下按键触发程序的执行。
在编写程序之前,首先需要确立交通信号灯的运行逻辑。
一般而言,交通信号灯的运行逻辑如下:1.全红状态:所有车辆和行人均停止,任何方向都不可行驶。
2.绿灯状态:一些方向的车辆和行人可以行驶,其他方向均不可行驶。
3.黄灯状态:信号灯将要变成红灯或绿灯,此时车辆和行人应注意刹车或等待。
接下来,我们将编写程序并烧录到单片机中。
在程序中,需要使用到定时器和中断来进行交通信号灯的控制。
具体步骤如下:1.在程序中定义三个LED灯所对应的IO口。
2.初始化定时器,并设置定时时间,用于控制信号灯的变化。
3.设置中断,用于按键的检测和处理。
4.在主循环中,不断检测按键状态,当按键按下时,切换信号灯的状态。
5.根据信号灯的状态,控制LED灯的亮灭。
在程序设计中,应充分考虑各种异常情况和执行顺序,以保证交通信号灯的正常运行。
此外,还可以增加一些辅助功能,如倒计时显示等,以提高交通信号灯的可视性和安全性。
毕业论文题目:基于单片机的交通灯设计系别:姓名:指导教师:单片机交通灯设计摘要:近年来随着科技的飞速发展,一个以微电子技术、计算机技术和通信技术为先导的信息革命正在蓬勃发展。
计算机技术作为三者之一,怎样与实际应用更有效的结合并发挥其作用。
单片机作为计算机技术的一个分支,正在不断的应用到实际生活中,同时带动传统控制检测的更新。
在实时检测和自动控制的应用系统中,单片机往往是作为一个核心部件使用,针对具体应用对象的特点,配以其它器件来加以完善。
十字路口车辆穿梭,行人熙攘,车行车道,人行人道,有条不紊。
那么靠什么来实现交通的井然秩序呢?靠的是交通信号灯的自动指挥系统,来实现交通的井然有序。
交通信号灯控制方式很多。
本系统采用美国ATMEL公司生产的单片机AT89S51,以及其它芯片来设计交通灯控制。
实现了通过AT89S51芯片的P1口设置红、绿灯点亮的功能,通过AT89S51芯片的RXD、TXD输入、输出设置显示时间。
交通灯的点亮采用发光二极管实现,时间的显示采用七段数码管实现。
单片机系统采用的直流供电。
为了系统稳定可靠,系统内集成了“看门狗”芯片,避免了系统因为死机而停止工作的情况发生。
系统实用性强、操作简单、扩展性好。
目录1 引言 (1)2 交通管理方案论证 (2)2.1 设计任务 (2)2.2 方案介绍 (2)3 交通灯系统硬件设计 (4)3.1 单片机概述 (4)3.2 系统构成 (5)3.3芯片选择与介绍 (6)3.3.1 AT89S51芯片 (6)3.3.2 74HC164芯片介绍 (8)3.3.3 74LS04输出信号与信号灯 (9)3.3.4 交通灯控制线路图 (10)4 交通灯软件设计 (11)4.1 程序设计流程图 (11)4.2延时的设定 (13)4.2.1 计数器初值计算 (13)4.2.2 相应程序代码 (13)4.3 程序的主控制循环调用 (14)4.4 对现有程序的扩充 (15)5实验平台 (16)5.1实验平台 (16)5.2实验步骤 (16)5.2.1 编写程序代码 (16)5.2.2 按照系统硬件连线图连接好系统并调试 (16)结论 (18)致谢 (18)参考文献 (19)程序实现代码 (20)单片机交通灯设计1 引言今天,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。
1868年,英国机械工程师纳伊特在伦敦威斯敏斯特区的议会大厦前的广场上,安装了世界上最早的煤气红绿灯。
它由红绿两块以旋转式方形玻璃提灯组成,红色表示“停止”,绿色表示“注意”。
1869年1月2日,煤气灯爆炸,使警察受伤,遂被取消。
1914年,电气启动的红绿灯出现在美国。
这种红绿灯由红绿黄三色圆形的投光器组成,安装在纽约市5号大街的一座高塔上。
红灯亮表示“停止”,绿灯亮表示“通行”。
1918年,又出现了带控制的红绿灯和红外线红绿灯。
带控制的红绿灯,一种是把压力探测器安在地下,当车辆接近时,红灯便变为绿灯;另一种是用扩音器来启动红绿灯,司机遇红灯时按一下喇叭,就使红灯变为绿灯。
红外线红绿灯当行人踏上对压力敏感的路面时,它就能察觉到有人要过马路。
红外光束能把信号灯的红灯延长一段时间,推迟汽车放行,以免发生交通事故。
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。
1968年,联合国《道路交通和道路标志信号协定》对各种信号灯的含义作了规定。
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。
随着经济的发展,交通运输中出现了一些传统方法难以解决的问题。
道路拥挤现象日趋严重,造成的经济损失越来越大,并一直保持大比例的增长。
现在交通系统已不能满足经济发展的需求。
由于生活水平的提高,人们对交通运输的安全性及服务水平提出了更高的要求。
在交通中管理引入单片机交通灯控制代替交管人员在交叉路口服务,有助于提高交通运输的安全性、提高交通管理的服务质量。
并在一定程度上尽可能的降低由道路拥挤造成的经济损失,同时也减小了工作人员的劳动强度。
中国车辆数量不断增加,交通控制在未来的交通管理中起着越来越重要的作用。
智能交通灯的管理比重修一条马路无论在经济、交通运行速率上都有很好的效益、更加节约资源。
使交管人员有更多的精力投入到管理整个城市交通控制,带来更大的经济和社会效益,为创造美好的城市交通形象发挥更多的作用。
- 1 -运城学院计算机科学与技术系毕业论文- 2 - 2 交通管理方案论证2.1 设计任务东西(A)、南北(B)两干道交于一个十字路口,各干道有一组红、左转绿、绿三个指示灯,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。
红灯的设计时间为40秒,绿灯及左转绿灯各为20秒。
设A道和B道的车流量相同。
2.2 方案介绍把设计任务细化为四个状态,其对应状态:如图1图1 状态转换图整个交通灯控制由四个状态组成,可以用程序设计实现,也可用时序逻辑实现.以下方案就是分别用了这两种方法。
方案1设计思想:采用分模块设计的思想,程序设计实现的基本思想是一个计数器,选择一个单片机,其内部为一个计数,是十六进制计数器,模块化后,通过设置或程序清除来实现状态的转换,由于每一个模块的计数多不是相同,这里的各模块是以预置数和计数器计单片机交通灯设计- 3 - 数共同来实现的,所以要考虑增加一个置数模块,其主要功能细分为,对不同的状态输入要产生相应状态的下一个状态的预置数, 如图中A 道和B 道,分别为次干道的置数选择和主干道的置数选择。
以主干道为例,简述其设计思想。
如前分析,已经确定该系统有四个状态,而置数子模块可定要将下一状态的预置数准备好,所以很容易得到主干道的置数表如:表1表1 置数表由该表,就可以通过程序循环的方法设计该模块,主要思想是通过数据判断指令、跳转指令实现,由主控制器计时和中断产生的四个状态去译码,从而得到不同的输出,即预置数,由上分析可用一个计数器和跳转指令去完成的预置数。
而红绿灯的显示也是一样,由状态分析可以得出红绿灯的变化表如:表2表2 红绿灯变化表通过这张表就可以用组合电路实现该功能了,可以用数据选择器的思想,在本系统中,直接通过门电路的译码,接下来就是计数模块了,其主要的功能细分为,要从预置数开始递减计数,一个状态结束,通过判断,通知主控制模块,使之进入下一模块。
还有一个必须考虑到的就是,预置数必须在下一个状态来之前准备好,而红绿灯的状态变化,必须和计数状态同步,于是引起预置数变化的程序要超前于系统本身的状态变化,所以,系统中的两个状态转换时,在上一状态结束时设置预置数,而控制红绿灯的是随着系统本身状态的变化而变化,体现在本子电路中就是有两组电路去判断符合的状态。
方案2 设计思想:状态转换表如:表3运城学院计算机科学与技术系毕业论文- 4 - 表3 状态转换表本方案分三步:(1)要建立三路信号灯的控制系统,本设计采用7408 芯片通过组合逻辑控制三路灯的显示关系。
(2)建立显示控制系统,本设计采用74190 芯片倒计时控制,每个方向用两片相连实现,另外用74153芯片,因为分析中设置的时间末位均为5,所以只要用一片74153 对高位置位,将低位的初值预置锁定为5,而高位则根据需要由反馈部分提供预置值。
(3)建立反馈和细节连接部分,本部分主要解决显示和灯控的同步问题本系统采用倒计时系统减为0,如当系统减为0 时通过两个D触发器得到两个变量,即为开头分析中的状态,通过它的变化得到不同的逻辑关系,驱动74153 控制哪组灯亮(对应关系如表所示),另外他还要同步反馈到显示系统的置数环节。
注意:本实验中若采用更复杂的四片74190控制主干道的两组灯,再用八片74153分别对74190置数可实现任意数值的交通灯系统。
另外对7408 片子的控制红灯的端口用一个与门将一端再接一个频率一定的方波,使一边为黄灯时,另一边的红灯在闪烁。
方案比较:方案1(以下称1)用了模块设计,而方案2(以下称2)采用的是一般设计,相比之下1有较强的可读性和较强的可修改性,而2则在设计上显得较简单,设计纯朴,便于测试,它的优势则在于提供了一条较为便捷的解决方案。
2首先将许多逻辑关系简化到极点,而后将其一起集成用较少的芯片去完成所需功能。
我们从中可以得出的是,我们最终的设计应该尽量使用模块化设计。
对工程设计人员来说,将来的产品无论从修改还是升级考虑对有好处,但另外我们又需将设计简单化,因此我觉得在设计初期尽可能的简单化设计,而一旦设计的各项测试通过了,在有可能的条件下将设计模块化,所以本设计以第一方案为主进行。
3 交通灯系统硬件设计3.1 单片机概述单片机是由运算器、控制器、存储器、输入设备以及输出设备共五个基本部分组成的。
单片机是把包括运算器、控制器、少量的存储器、最基本的输入输出口电路、串行口电路、中断和定时电路等都集成在一个尺寸有限的芯片上。
通常,单片机由单个集成电路芯片构成,内部包含有计算机的基本功能部件:中央处理器、存储器和I/O接口电路等。
因此,单片机只需要和适当的软件及外部设备相结合,便可成为一个单片机控制系统。
单片机经过1、2、3、3代的发展,目前单片机正朝着高性能和多品种方向发展,它们的CPU功能在增强,内部资源在增多,引脚的多功能化,以及低电压、低功耗。
可以说,二十世纪跨越了三个“电”的时代,即电气时代、电子时代和现已进入的电脑时代。
不过,这种电脑,通常是指个人计算机,简称PC机。
它由主机、键盘、显示器等组成。
还有一类计算机,大多数人却不怎么熟悉。
这种计算机就是把智能赋予各种机械的单片机。
顾名思义,这种计算机的最小系统只用了一片集成电路,即可进行简单运算和控制。
因为它体积小,通常都藏在被控机械的“肚子”里。
它在整个装置中,起着有如人类头脑的作用,它出了毛病,整个装置就瘫痪了。
现在,这种单片机的使用领域已十分广单片机交通灯设计- 5 -泛,如智能仪表、实时工控、通讯设备、导航系统、家用电器等。
各种产品一旦用上了单片机,就能起到使产品升级换代的功效,常在产品名称前冠以形容词——“智能型”,如智能型洗衣机等。
现在有些工厂的技术人员或其它业余电子开发者搞出来的某些产品,不是电路太复杂,就是功能太简单且极易被仿制。