单片机交通灯控制设计讲义演示ppt

• (详细内容请参照本书)
32.3.4 获取命令函数
• 获取命令函数getline用来编辑从串口接收到的字 符，该函数位于GETCOMMAND.C文件中。这里通过 _getkey函数获取串行口输入的命令，然后对不同 的命令进行不同的处理。程序规定了如下几个命 令键及其代码：
• CNTLQ，对应的字符代码为0x11； • CNTLS，对应的字符代码为0x13； • DEL，对应的字符代码为0x7F； • BACKSPACE，对应的字符代码为0x08； • CR，对应的字符代码为0x0D； • LF，对应的字符代码为0x0A。
32.3 多任务交通灯控制系统程序
• 这里在Keil μVison3集成开发环境中，使用Keil C51语言进行道路交通灯控制系统的设计。其中采 用了RTX-51 Tiny的实时多任务操作系统。
32.3.1 建立项目
• 首先在Keil μVison3集成开发环境中建立项目， 具体操作步骤如下：
第32章 道路交通灯控制系统
• 实时多任务操作系统（RTOS）常用于处理复杂的 多任务控制系统。8051单片机支持典型的RTX-51 实时多任务操作系统。通过RTX-51的任务管理工 具，可以使单个51系统微处理器可以管理多个任 务或者进程。目前，51系列单片机最常用的是 RTX-51 Tiny实时多任务操作系统。本章通过一个 道路交通灯控制系统，来讲解RTX-51 Tiny实时多 任务操作系统的设计。
里以后，控制交通灯的交错变化； • 任务5：读取行人按钮是否按下，如果按钮按下则向任务4
发送信号； • 任务6：如果在串行指令里遇到了ESC字符，则向任务1发送
一个信号，并且终止显示命令。
32.3.3 串行通信函数
• 串行通信函数用于处理串行口的中断数据通信。 其函数包含在SERIAL_Communication.c文件中。 这里包含基本的串行口初始化、字符输入输出以 及串行中断处理等。下面在介绍各个函数之前 首先给出程序需要用到的一些头文件及预定于， 示例如下：

AT89S51系列单片机主要引脚
第三部分 智能交通灯控制系统的软件设计
Байду номын сангаас
第三部分 智能交通灯控制系统的软件设计
3.1 软件设计流程图
第三部分 智能交通灯控制系统的软件设计
3.2 定时1秒的方法
我们采用在主程序中设定一个初值为20的软件计数器和使T0定时50 毫秒．这样每当T0到50毫秒时CPU就响应它的溢出中断请求，进入他的 中断服务子程序。
第四部分 交通灯的未来与总结
4.2 总结 通过本次的毕业设计，我受益匪浅，充分意识到 自己所学的东西还是非常有限的，不过通过设计，还 是学到了一些书本上没有学到的东西，为自己以后的 工作奠定了一定的基础。 在此，我要感 谢曾经教导过我的老师和帮助过我 们的同学，他们在整个课程设计中给予了我们很大的 帮助。本文能够顺利完成，要特别感谢我的导师老师， 感谢各位。
该系统由车辆检测电路、信号灯电路、时间显示电路、紧急转换电路四部分 组成。以低功耗，高性能CMOS 8位AT89S51单片机为控制芯片，利用汇编语言设 计。
控制器的系统框图
第一部分 设计课题的背景及其意义
1.4
基于单片机的智能交通灯控制系统设计的意义
国内的交通灯一般设在十字路门，在醒目位置用红、绿、黄三种颜色的 指示灯。加上一个倒计时的显示计时器来控制行车。对于一般情况下的安 全行车，车辆分流尚能发挥作用，但根据实际行车过程中出现的情况，还 存在以下缺点： 1．两车道的车辆轮流放行时间相同且固定， 在十字路口，经常一个 车道为主干道，车辆较多，放行时间应该长些；另一车道为副干道，车辆 较少，放行时间应该短些。 2．没有考虑紧急车通过时，两车道应采取的措施，臂如，消防车执行 紧急任务通过时，两车道的车都应停止，让紧急车通过。 基于传统交通灯控制系统设计过于死板，红绿灯交替是间过于程式化 的缺点，智能交通灯控制系统的设计就更显示出了它的研究意义，它能根 据道路交通拥护，交叉路口经常出现拥堵的情况。利用单片机控制技术． 提出了软件和硬件设计方案，能够实现道路的最大通行效率。

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• INT1外部中断设计
在这部分程序里，首先定义了一个变量flag，flag用来判 断该执行哪种模式，flag的值是由外部中断INT1来控制。 Flag初值为0当外部中断边沿触发一次。 Flag值取反，再 一次触发，flag的值再次取反。当flag的值与其中一种模 式的判断值相符时，便执行该种模式，达到四条路口与五 条路口之间切换。 switch (flag) {case 0: { } //执行四路口模式 case 0xff:{ } //执行五路口模式
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5 软件模块设计
• 主程序设计
主程序负责系统整个 软件的初始化。
包括8051本身的初 始化中断、初始化的 设置及启动设置。
开始 系统初始化
外部中断
0xff
四条路口
INT1 模式选择
0
五条路口
四条路口 选择方案
Y
运行 正常？
N
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结束
五条路口 选择方案
Y
运行 正常？
N
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4 硬件模块设计
系统硬件框图
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• 时间显示模块设计
时间显示模块硬件电路主要由CD4511芯片、74HC154组成， CD4511用来给数码管传送数据，74HC154负责数码管的片选工作。通 过4根地址线和4根控制线和单片机P1口相连，单片机P1.0~P1.3引脚与 CD4511芯片A1~A4输入引脚连接， P1.4~P1.7引脚与74HC154芯片 的A0~A3输入引脚相连。在工作模式中，CD4511将LE引脚置低，BI和 LT 引 脚 置 高 电 平 ， 并 由 A 1 ~ A 4 送 出 相 应 的 数 据 来 点 亮 数 码 管 ， 从 而 实 现 数码管的亮灭。

东西黄灯 南北红灯
N
计时5s
Y
东西红灯 南北绿灯
N 计时60s
Y
东西红灯 南北黄灯
N
Y
计时5s
精选PPT
18
▪
结束
精选PPT
19
系统中要求有45s,60s,5s三种定时信号，定时起始 信号由主控制电路给出，定时时间结束信号也输 入到主控制电路，并通过主控制电路去开起或关 闭三色交通灯。
主控制电路实本题的核心，它的输入信号来自三
个定时信号。
精选PPT
3
东西方向 红黄绿
南北方向 红黄绿
显
译码驱动电路
示 驱
动
电
主控电路
路
45s定时
精选PPT
12
复位电路
▪ 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。
▪ 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
精选PPT
13
计时显示
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
COQ3 Q2 Q1 Q0 CTp
1
74LS163
CTt
CR D3 D2 D1 D0
CP
精选PPT
7
返回
控制器
控制器是交通管理的核心，它能够按照交通管理规则控制信号灯 工作状态的转换。
TX=5s，TL=45s，TY=60s，
选用两个D触发器FF1、FF0
为时序寄存器产生 4种状态，
控制器状态转换的条件为
18 ARDY 16 ~ASTB 21 BRDY 17 ~BSTB

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。
实物
实物
软件设计
… 10S
9S 3S …
…
…
… 绿 东 红 红 灯…
…灯西灯亮 …
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
亮道亮
… 红 南 绿 黄 灯…
…灯北灯亮 …
亮道亮
硬件电路方案设计
系统组成及工作原理

任务决策——交通灯 ON交通灯的时序图
启动 OFF
南北红灯 Y0
东西绿灯 Y1
东西黄灯 Y2
东西红灯 Y3
南北绿灯 Y4
南北黄灯 Y5
时间轴
20s 3s 2s
25s
3s 2s
T0
T1 T2 T3
T4 T5 T0
资金是运动的价值，资金的价值是随 时间变 化而变 化的， 是时间 的函数 ，随时 间的推 移而增 值，其 增值的 这部分 资金就 是原有 资金的 时间价 值
任务资讯——上节回顾
图1-2 振荡电路的梯形图及输出时序图
资金是运动的价值，资金的价值是随 时间变 化而变 化的， 是时间 的函数 ，随时 间的推 移而增 值，其 增值的 这部分 资金就 是原有 资金的 时间价 值
任务分析——引例
喷泉控制设计：
有A、B、C三组喷头，要求启动后A先 喷5秒，之后B、C同时喷，5秒后B停止， 再过5秒，C停止。而A、B同时喷，再过2 秒，C也喷，A、B、C同时喷5秒后全部停 止。再过3秒，重复前面过程，当按下停 止按钮后，马上停止。试写出控制程序。
1.PLC安装连线
2.编程软件的应用
二
技能 3.定时器指令的应用
4.程序的下载与调试
5.电气设备的正确操作
1.学生的沟通能力及团队协作精神 三 职业素养 2.良好的职业道德
3.质量、成本、安全、环保意识
资金是运动的价值，资金的价值是随 时间变 化而变 化的， 是时间 的函数 ，随时 间的推 移而增 值，其 增值的 这部分 资金就 是原有 资金的 时间价 值
任务决策——交通灯 用经验法写出交通灯的控制程序
资金是运动的价值，资金的价值是随 时间变 化而变 化的， 是时间 的函数 ，随时 间的推 移而增 值，其 增值的 这部分 资金就 是原有 资金的 时间价 值

A车道与B车道交叉组成十字路口，A是主道，B是支道；正常 情况下，A、B两车道轮流放行。具体放行时间和要求如下： (1) A车道放行50s，其中绿灯常亮44s，绿灯闪烁3s(用于警告)，黄 灯常亮3s(用于警告)。 (2) B车道放行30s，其中绿灯常亮24s，绿灯闪烁3s(用于警告)，黄 灯常亮3s(用于警告)。 (3) 有紧急车辆通过时，按下开关使A、B车道均为红灯，禁行15s。
-
16
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*5.1.3.3 外部中断扩展的应用实例
*【例3】 用发光二极管模拟交通信号灯，用逻辑电平开关模拟控 制开关，设计一个交通信号灯控制系统。设计要求如下：
A车道与B车道交叉组成十字路口，A是主道，B是支道；正常情况下，A、 B两车道轮流放行。具体放行时间和要求如下：
(1) A车道放行50s，其中绿灯常亮44s，绿灯闪烁3s(用于警告)，黄灯常亮3s(用于 警告)。
;转向主程序 ;转向紧急车辆中断服务程序
0032H
0035H
0038H 003BH 003DH 0040H 0042H 0044H 0046H
75 88 00 75 A8 85
75 90 F3 79 58 12 03 50 D9 FB 79 06 B2 92 12 03 50
ORG 0030H
Main: MOV TCON,#01H MOV IE,#81H
1
0
10
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控制系统电路示意图
-
11
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主程序
交
开始
通
信
初始化
号
A 绿 灯 、 B 红 灯 延时 44s
灯
控
A 绿 灯 闪 、 B 红 灯 延时 3s

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五、系统调试
• A、输入程序；
• B、静态调试：
•
按系统接线图，正确连接好输入设备，进行PLC的模拟静态调试，观
察PLC的输出指示灯和数码管是否按要求指示的运行和倒计时，否则，检
查并修改程序，直至指示灯和数码按要求工作为止；
• C、动态调试：
•
按所示的系统接线图正确连接好输出设备，进行动态调试，观察交通
HL南 HL北
绿灯
黄灯
红灯
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（4）I/O分配
X000
·自动启动按钮
输入与输出设备 Y002
东西向红灯
X001
停止开关
Y004
南北向绿灯
X002 Y000
手动开关 东西向绿灯
Y005 Y006
南北向黄灯 南北向红灯
Y001
东西向黄灯 X003
热继电器开关
Y010—Y016：对应数码管a、b、c、d、e、f、g接口
的更好！
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感谢您的观看。
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灯和数码管能否按要求动作，否则，检查并修改程序，直至指示灯和数码
按要求工作为止。
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六、初步设计方案<二>：
• (1)在步进状态方法 的基础上，也可以改 进直接用梯形图去设 计程序，设计分析并 用FXGP软件绘制梯 形图如下：
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• 计算机一台（已安装FXGP软 件）；
• 实验控制台一个；
• 按钮开关4个;
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三、设计控制要求：
• 用功能指令设计一个交通 灯且用数码管倒计时的控 制系统，其要求如下：

这次毕业设计，我深刻地认识到学好专业知识的重要性，也理 解了理论联系实际的含义，并且检验了大学三年的学习成果。虽然 在这次设计中对知识的运用和衔接还不够熟练。但是我将在以后的 工作和学习中继续努力、不断完善。这三周的设计是对过去所学知 识的系统提高和扩充的过程，今后我将不断加深理论基础和实践能 力，在以后的工作学第习8页中/共1取0页得更大的进步。
2、系统款图
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整体流 程图
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总结
通过这三个大周的不断努力，本次毕业设计的任务——基于单 片机交通灯的设计已经完成。虽然对于完成题目的基本要求而言难 度并不十分大，但能够从设计、论证、制板、编程到最终的调试成 功，完整系统地独立完成一项单片机作品这是一次难得的实践机会 。
。
本交通灯基于STC89C51单片机为核心控制芯片，通过单片机
IO口控制采集按键的状态，实现交通灯的切换和暂停等功能。通过
单片机P0口给出数据信号，可以通过二极管来观察交通灯的运行。
本设计的主要工作过程是通过按下功能键实现交通灯的循环往
复。
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目录
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CHAPTER 01 设计
基于单片机交通灯控制
会计学
1
设计简介
作为电子专业的学生，掌握交通灯的制作是很好检验我们所学
知识应用。它所包含的知识基本上覆盖我们的模拟电子技术基础、
数字电子技术基础、电子线路、单片机基础以及接口技术课程的重
要章节。虽然我们不能设计出很复杂的交通灯，主要是考虑到设备
以及成本等一系列问题，因此我打算设计并制作一个简易的交通灯
2、设计要求
显示： 东西和南北方向各一组（红、黄、绿）指示灯，按一般交通规则 进行循环顺序开通和断开。

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（8）Debug选项卡
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5.1.3 Keil μVision调试技巧
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1．程序复位
• 8051芯片复位后程序计数器将从0000H重新开始，另外一些内部特殊功能寄存器在复位期间也将重新赋值， 例如A将变为00H，DPTR变为0000H，SP变为07H，I/O端口变为0FFH等。程序复位有以下方法。 ①点击图标 。 ②选择Peripherals→Reset CPU。 ③在命令输入窗口输入“RESET”。
具栏
仿真 工具栏
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1. 原理图编辑窗口
• 它是用来绘制原理图的，蓝色方框内为可编辑区，元件要放到它里面。注意，这 个窗口是没有滚动条的，你可用预览窗口来改变原理图的可视范围。
• 正确的操作是：鼠标滚轮用来放缩原理图；左键放置元件；右键选择元件；按两 次右键删除元件；先右键后左键编辑元件属性；先右键后左键拖动元件；连线用 左键，删除用右键。
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6．定时器/计数器的使用方法
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7．外部中断的使用方法
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5.2 Proteus的使用
Proteus是由Labcenter Electronics开发的功能强大的单片机仿真软件。 该软件可以仿真模拟电路、数字电路、数模混合电路，其最大的亮点在于能 够对单片机进行实物级的仿真。
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建议学时
(1)Keil菜单功能 (2)Proteus菜单功能 (3) 单片机最小系统及复位电路 (4)硬件仿真器、烧录器
Proteus与Keil μVision的联调