基于c語(yǔ)言單片機(jī)十字交通燈課程設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　課程設(shè)計(jì)報(bào)告</b></p><p>　　課程名稱：?jiǎn)纹瑱C(jī)課程設(shè)計(jì)</p><p>　　報(bào)告題目：十字路口交通燈控制</p><p><b>　　學(xué)生姓名：</b></p><p><b>　　所在學(xué)院：</b></p><p&

2、gt;<b>　　專業(yè)班級(jí)：</b></p><p><b>　　學(xué)生學(xué)號(hào)：</b></p><p><b>　　指導(dǎo)教師：</b></p><p>　　2013年12月25 日</p><p><b>　　課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)</b></p>&

3、lt;p><b>　　摘要</b></p><p>　　交通燈控制系統(tǒng)的原理框圖。它主要由控制器、定時(shí)器、譯碼器和秒脈沖信號(hào)發(fā)生器等部分組成。秒脈沖發(fā)生器是該 系統(tǒng)中定時(shí)器和控制器的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)鐘信號(hào)源，譯碼器輸出兩組信號(hào)燈的控制信號(hào)，經(jīng)驅(qū)動(dòng)電路后驅(qū)動(dòng)信號(hào)燈工作，控制器是系統(tǒng)的主要部分，由它控制定時(shí)器和譯碼器的工作。</p><p>　　本系統(tǒng)采用單片機(jī)AT89C51

4、為中心器件來(lái)設(shè)計(jì)交通燈控制器，系統(tǒng)實(shí)用性強(qiáng)、操作簡(jiǎn)單、擴(kuò)展性強(qiáng)。本設(shè)計(jì)就是采用單片機(jī)模擬十字路口交通燈的各種狀態(tài)顯示以及倒計(jì)時(shí)時(shí)間。本設(shè)計(jì)系統(tǒng)由單片機(jī)I/O口擴(kuò)展系統(tǒng)、交通燈狀態(tài)顯示系統(tǒng)、LED數(shù)碼顯示系統(tǒng)、復(fù)位電路等幾大部分組成。系統(tǒng)除基本的交通燈功能外，還具有倒計(jì)時(shí)等功能，較好的模擬實(shí)現(xiàn)了十字路口可能出現(xiàn)的狀況。 軟件上采用C51編程，主要編寫(xiě)了主程序，LED數(shù)碼管顯示程序，中斷程序延時(shí)程序等。經(jīng)過(guò)整機(jī)調(diào)試，實(shí)現(xiàn)了對(duì)十字路口交通燈

5、的模擬。</p><p>　　關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī)AT89C51；運(yùn)算器；控制器；譯碼器</p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　一、概述………………………………………………………………………………1</p><p>　　二、設(shè)計(jì)要求與原理器件介紹………………………………………………………1</p&

6、gt;<p>　　2.1、設(shè)計(jì)要求…………………………………………………………………1</p><p>　　2.2、工作原理…………………………………………………………………1</p><p>　　2.3、電路分析…………………………………………………………………2</p><p>　　三、器件選擇………………………………………………………………………

7、…2</p><p>　　3.1、單片機(jī)選擇………………………………………………………………2 3.2、編碼器選擇………………………………………………………………3</p><p>　　四、程序設(shè)計(jì)及總原理圖……………………………………………………4</p><p>　　4.1、程序設(shè)計(jì)……………………………………………………

8、……………4</p><p>　　4.2、總原理圖…………………………………………………………………6</p><p>　　五、結(jié)論與心得………………………………………………………………………6</p><p>　　六、參考文獻(xiàn)……………………………………………………………………7</p><p><b>　　一、概述</b&

9、gt;</p><p>　　隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，特別是計(jì)算機(jī)控制和電子技術(shù)以及大規(guī)模集成電路的迅速發(fā)展，使得現(xiàn)代電子設(shè)備得到廣泛的應(yīng)用。其中，單片機(jī)作為微型計(jì)算機(jī)的一個(gè)重要的分支，受到人們的重視和關(guān)注，發(fā)展快速。由于單片機(jī)具有抗干擾能力強(qiáng)，可靠性高，靈活性好，環(huán)境要求不高，價(jià)格低廉，開(kāi)發(fā)容易等特點(diǎn)，它已經(jīng)廣泛地應(yīng)用在工業(yè)自動(dòng)化控制、自動(dòng)檢測(cè)、家用電器、電力電子等各個(gè)方面。當(dāng)然，在十字路口交通燈的控制系統(tǒng)中，也應(yīng)用

10、的非常的廣泛。十字路口交通燈控制系統(tǒng)指揮著人和車(chē)的安全運(yùn)行，是解決城市交通問(wèn)題的重要手段和有效途徑，這樣減少了交通事故，提高了道路的安全度?，F(xiàn)在用單片機(jī)設(shè)計(jì)一個(gè)十字路口交通燈的控制系統(tǒng)。 </p><p>　　由于我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展從而導(dǎo)致了汽車(chē)數(shù)量的猛增，大中型城市的城市交通，正面臨著嚴(yán)峻的考驗(yàn)，從而導(dǎo)致交通問(wèn)題日益嚴(yán)重，其主要表現(xiàn)如下：交通事故頻發(fā)，對(duì)人類(lèi)生命安全造成極大威脅；交通擁堵嚴(yán)重，導(dǎo)致出行時(shí)間增加

11、，能源消耗加大；空氣污染和噪聲污染程度日益加深等。日常的交通堵塞成為人們司空見(jiàn)慣而又不得不忍受的問(wèn)題，在這種背景下，結(jié)合我國(guó)城市道路交通的實(shí)際情況，開(kāi)發(fā)出真正適合我們自身特點(diǎn)的智能信號(hào)燈控制系統(tǒng)已經(jīng)成為當(dāng)前的主要任務(wù)。隨著電子技術(shù)的發(fā)展，利用單片機(jī)技術(shù)對(duì)交通燈進(jìn)行智能化管理，已成為目前廣泛采用的方法。</p><p>　　二、設(shè)計(jì)要求與原理器件介紹</p><p><b>　　2

12、.1、設(shè)計(jì)要求</b></p><p>　　設(shè)計(jì)一個(gè)十字路口交通燈控制器。用單片機(jī)控制LED燈模擬指示。模擬東西方向的十字路口交通信號(hào)控制情況。東西向通行時(shí)間為80s，南北向通行時(shí)間為60s，緩沖時(shí)間為3s。</p><p><b>　　2.2、工作原理</b></p><p>　　本設(shè)計(jì)為典型的LED顯示和中斷定時(shí)電路。利用定時(shí)器

13、T0產(chǎn)生每10ms一次的中斷，每100次中斷為1s。對(duì)兩個(gè)方向分別顯示紅、綠、黃燈，以及相應(yīng)的剩余時(shí)間即可。值得注意的是，需要意識(shí)到，A方向紅燈時(shí)間=B方向綠燈時(shí)間+黃燈緩沖時(shí)間這一常識(shí)</p><p><b>　　2.2、電路分析</b></p><p>　　假設(shè)一個(gè)十字路口的南北方向?yàn)锳,東西方向?yàn)锽。分為以下幾個(gè)狀態(tài)：狀態(tài)1：南北紅燈，東西綠燈通車(chē)。過(guò)一段時(shí)間轉(zhuǎn)

14、狀態(tài)2：東西綠燈滅，黃燈閃爍幾次，南北仍然紅燈。再轉(zhuǎn)狀態(tài)3：南北綠燈通車(chē)，東西紅燈。過(guò)一段時(shí)間轉(zhuǎn)狀態(tài)4：南北綠燈滅，閃幾次黃燈，東西仍然紅燈。最后循環(huán)至狀態(tài)1。 </p><p><b>　　三、器件選擇</b></p><p><b>　　3.1、單片機(jī)選擇</b></p><p>　　一、AT89C51芯片，它是一種帶

15、4K字節(jié)FLASH存儲(chǔ)器的低電壓、高性能CMOS 8位微處理器 ，該器件采用ATMEL高密度非易失存儲(chǔ)器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MCS-51指令集和輸出管腳相兼容 。單片機(jī)微型計(jì)算機(jī)是微型計(jì)算機(jī)的一個(gè)重要分支，也是頗具生命力的機(jī)種。單片機(jī)微型計(jì)算機(jī)簡(jiǎn)稱單片機(jī)，特別適用于控制領(lǐng)域，故又稱為微控制器。在MCS-51系列單片機(jī)中，有兩個(gè)子系列：51子系列和52子系列。每個(gè)子系列有諾干中型號(hào)。51系列有8051、8751和8031三個(gè)型號(hào)，后

16、來(lái)經(jīng)過(guò)改進(jìn)產(chǎn)生了80c51、87c51、80c31三個(gè)型號(hào)；52系列有5021、8752、8032三個(gè)型號(hào)，改進(jìn)后的型號(hào)是80c52/87c52、80c32。改進(jìn)后的型號(hào)更加省電。52系列比對(duì)應(yīng)的51系列增加了定時(shí)器T2并將內(nèi)部程序存貯器增加到8KB。Inter公司停止生產(chǎn)MCS-51系列單片機(jī)之后將生產(chǎn)權(quán)轉(zhuǎn)讓給了許多其他公司，于是出現(xiàn)了許多與Mcs-51兼容的單片機(jī)。我們現(xiàn)在使用比較的多的是AT89C51/AT89s51等。。改它的引

17、腳分配圖如下圖1所示：</p><p><b>　　圖-1 </b></p><p>　　AT89C51 提供以下標(biāo)準(zhǔn)功能：4k 字節(jié)Flash 閃速存儲(chǔ)器，128字節(jié)內(nèi)部RAM，32 個(gè)I/O 口線，兩個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器，一個(gè)5向量?jī)杉?jí)中斷結(jié)構(gòu)，一個(gè)全雙工串行通信口，片內(nèi)振蕩器及時(shí)鐘電路。同時(shí)，AT89C51可降至0Hz的靜態(tài)邏輯操作，并支持兩種軟件可選的節(jié)電工

18、作模式?？臻e方式停止CPU的工作，但允許RAM，定時(shí)/計(jì)數(shù)器，串行通信口及中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作。掉電方式保存RAM中的內(nèi)容，但振蕩器停止工作并禁止其它所有部件工作直到下一個(gè)硬件復(fù)位。 </p><p>　　這里將用P1口作為車(chē)道交通燈控制輸出口，分別對(duì)應(yīng)南北方向上的綠黃紅燈和東西方向上的紅黃綠燈。</p><p><b>　　3.2、編碼器選擇</b></p>

19、;<p>　　二、MAX7219/MAX7221同樣允許用戶對(duì)每一個(gè)數(shù)據(jù)選擇編碼或者不編碼。整個(gè)設(shè)備包含一個(gè)150μA的低功耗關(guān)閉模式，模擬和數(shù)字亮度控制，一個(gè)掃描限制寄存器允許用戶顯示1-8位數(shù)據(jù)，還有一個(gè)讓所有LED發(fā)光的檢測(cè)模式。這里選用MAX7219芯片。 MAX7219/MAX7221是一種集成化的串行輸入/輸出共陰極顯示驅(qū)動(dòng)器，如圖2所示： </p><p><b>　　圖-

20、2 </b></p><p>　　四、程序設(shè)計(jì)及總理圖</p><p><b>　　4.1、 程序設(shè)計(jì)</b></p><p>　　#include <reg52.h></p><p>　　#define uchar unsigned char</p><p>　　void

21、 diyi();</p><p><b>　　uchar t;</b></p><p>　　void main()</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　diyi();</b></p><p><b>　　whil

22、e(1);</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　void diyi()</p><p><b>　　{</b></p><p>　　P2=0xbf;P0=0xbf; </p><p>　　TMOD=0x01;</p>

23、<p>　　TH0=(65536-50000)/256;</p><p>　　TL0=(65536-50000)%256;</p><p><b>　　EA=1;</b></p><p><b>　　ET0=1;</b></p><p><b>　　TR0=1;</b&

24、gt;</p><p><b>　　}</b></p><p>　　void exer1() interrupt 1</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　uchar t1;</b></p><p>　　TH0=(65536

25、-50000)/256;</p><p>　　TL0=(65536-50000)%256;</p><p><b>　　t1++;</b></p><p>　　if(t1==20)</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　t1=0;<

26、;/b></p><p><b>　　t++;</b></p><p><b>　　if(t==3)</b></p><p>　　{ P2=0x9f; P0=0x0f; }</p><p><b>　　if(t==63)</b></p><p>

27、　　{ P2=0x9f; P0=0xff; }</p><p><b>　　if(t==66)</b></p><p>　　{ P2=0x9f; P0=0xf0; }</p><p>　　if(t==146)</p><p>　　{ P2=0x9f; P0=0xff; t=0; }</p><

28、;p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　4.2、總原理圖</b></p><p><b>　　五、結(jié)論心得</b></p><p>　　在維持半個(gè)月的課程設(shè)計(jì)里，讓我明白了理論與實(shí)踐的真正區(qū)別

29、，即使理論正確無(wú)誤，但在實(shí)踐過(guò)程中也許不能達(dá)到預(yù)期的效果。所以，通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)使我懂得了理論與實(shí)際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有把所學(xué)的理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合起來(lái)，從理論中得出結(jié)論，才能真正為社會(huì)服務(wù)，從而提高自己的實(shí)際動(dòng)手能力和獨(dú)立思考的能力。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中遇到問(wèn)題，可以說(shuō)得是困難重重，這畢竟第一次做的，難免會(huì)遇到過(guò)各種各樣的問(wèn)題，同時(shí)在設(shè)計(jì)的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處，對(duì)以前所學(xué)過(guò)的知識(shí)理解得不夠深刻，掌握得不夠牢

30、固。此次課程設(shè)計(jì)，學(xué)到了很多課內(nèi)學(xué)不到的東西，比如獨(dú)立思考解決問(wèn)題，出現(xiàn)差錯(cuò)的隨機(jī)應(yīng)變，和與人合作共同提高，都受益非淺，今后的制作應(yīng)該更輕松，自己也都能扛的起并高質(zhì)量的完成項(xiàng)目。</p><p>　　通過(guò)這次交通燈的課程設(shè)計(jì)，使我得到了一次用專業(yè)知識(shí)、專業(yè)技能分析和解決現(xiàn)實(shí)問(wèn)題的能力。使我在單片機(jī)的基本原理、單片機(jī)應(yīng)用學(xué)習(xí)過(guò)程中，以及在常用編程設(shè)計(jì)思路技巧的掌握方面都能向前邁了一大步，為日后成為一名合格的應(yīng)用型人

31、才打下良好的基礎(chǔ)。綜合課程設(shè)計(jì)讓我把以前學(xué)習(xí)到的知識(shí)得到鞏固和進(jìn)一步的提高認(rèn)識(shí)，對(duì)已有知識(shí)有了更深層次的理解和認(rèn)識(shí)。在此，由于自身能力有限，在課程設(shè)計(jì)中碰到了很多的問(wèn)題，我通過(guò)查閱相關(guān)書(shū)籍、資料以及和周?chē)瑢W(xué)交流得到解決。 還有交通燈是我們生活中非常常見(jiàn)的一種東西，對(duì)于我們學(xué)以致用的這種能力得到了很好鍛煉，能夠?yàn)槲覀円院蟮墓ぷ饔趯W(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。 由于本人的水平有限，設(shè)計(jì)中難免會(huì)有一些不合理的部分，系統(tǒng)的穩(wěn)定性還有待提高。 最后，對(duì)在

32、這個(gè)專周幫助我的所有同學(xué)和各位指導(dǎo)老師再次表示衷心的感謝！</p><p><b>　　六、參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 張毅剛.《單片機(jī)原理及應(yīng)用》.高等教育出版社，2009</p><p>　　[2] 譚浩強(qiáng).《C程序設(shè)計(jì)教程》.清華大學(xué)出版社</p><p>　　[3] 周興華.《單片機(jī)C程序設(shè)計(jì)》