基于单片机汽车信号灯控制系统的设计

合集下载

基于单片机的汽车信号灯控制系统的设计文稿

基于单片机的汽车信号灯控制系统的设计文稿

基于单片机汽车信号灯控制系统的设计摘要汽车信号灯汽车信号灯,,作为汽车的必备装置之一作为汽车的必备装置之一,,各式各样的汽车都离不开它。传统的汽车信号灯控制系统有很多类型的汽车信号灯控制系统有很多类型,,但使用寿命短但使用寿命短,,采用纯电路设计模式采用纯电路设计模式,,线路复杂,容易产生故障容易产生故障,,可靠性低。针对汽车信号灯控制系统存在的问题针对汽车信号灯控制系统存在的问题,,本文设计了一个以单片机为核心的控制系统一个以单片机为核心的控制系统,,该系统采用C51单片机为控制核心单片机为控制核心,,具有手动和自动两种模式可供驾驶员选择和自动两种模式可供驾驶员选择,,设计相对人性化。设计具有界面友好设计具有界面友好,,可靠性高可靠性高,,线路简单线路简单,,成本低廉成本低廉,,使用方便的优点使用方便的优点,,通过软件升级很容易实现功能扩展。关键词:汽车信号灯汽车信号灯;;单片机单片机;;手动控制手动控制;;自动控制ABSTRACTAutomobile signal lamp, as a necessary device of automobile, every kind of car can not be separated from it. The traditional automobile signal lamp control system has many types, but the service life is short, using pure circuit design mode, complex lines, lines, and and and prone prone prone to to to failure, failure, failure, low low low reliability. reliability. reliability. Aiming Aiming Aiming at at at the the the automobile automobile automobile signal signal signal lamp lamp control system, this paper describes the design of a single chip microcomputer as the core of the control system, the system uses the C51MCU as the control core, with two types of manual and automatic mode for the driver to select, design relative humanity. The design has a friendly specific, high reliability, simple circuit, low cost, convenient to use, through software upgrades are easy to achieve functional expansion. Key words: ;Single chip microcomputer; Manual control;Auto control; 目录摘 要要.............................................................. I ABSTRACT .......................................................... I I第1章 引言引言......................................................... 1 1.1 1.1 绪论绪论绪论 ........................................................ 1 1.2汽车信号灯简介汽车信号灯简介............................................... 1 1.2.1 1.2.1 汽车信号灯的作用汽车信号灯的作用汽车信号灯的作用....................................... 1 1.2.2 1.2.2 汽车信号灯发展历史汽车信号灯发展历史汽车信号灯发展历史..................................... 2 1.3 8051单片机简介单片机简介.............................................. 3 1.3.1 1.3.1 中断系统中断系统中断系统............................................... 7 1.3.2 1.3.2 时钟系统时钟系统时钟系统............................................... 7 1.4 1.4 章节规划章节规划章节规划................................................... 10 第2章 设计方案讨论设计方案讨论设计方案讨论............................................... 11 2.1设计的要求设计的要求.................................................. 11 2.2方案讨论方案讨论.................................................... 11 2.2.1继电器作为控制器继电器作为控制器 ...................................... 11 2.2.2 PLC 作为控制器作为控制器........................................ 12 2.2.3利用单片机作为控制核心利用单片机作为控制核心................................ 12 第3章 硬件设计方案硬件设计方案硬件设计方案............................................... 13 3.1工作原理图工作原理图.................................................. 13 3.2硬件连接图硬件连接图.................................................. 14 3.2.1手动原理硬件连接图手动原理硬件连接图.................................... 14 3.2.2自动报警原理硬件连接图自动报警原理硬件连接图................................ 15 3.3各电气原件选择思路各电气原件选择思路.......................................... 16 3.3.1ULN2003A 电路介绍电路介绍...................................... 16 3.3.2 3.3.2 各个开关功能介绍各个开关功能介绍各个开关功能介绍...................................... 16 3.3.3 LED 信号灯信号灯 ............................................ 17 3.3.4 3.3.4 数码显示器数码显示器数码显示器............................................ 17 3.3.5 3.3.5 自动报警系统自动报警系统自动报警系统.......................................... 18 3.4 3.4 芯片及其他硬件介绍芯片及其他硬件介绍芯片及其他硬件介绍......................................... 19 3.4.1ULN2003A .. (19)3.4.2光敏电阻简介光敏电阻简介.......................................... 20 3.4.3 LED 灯简介及其优点灯简介及其优点.................................... 22 3.4.4 74LS164简介简介.......................................... 23 第4章 软件设计方案软件设计方案软件设计方案............................................... 25 4.1程序设计思想程序设计思想................................................ 25 4.2程序流程图程序流程图.................................................. 25 4.2.1 4.2.1 手动模式手动模式手动模式 ............................................. 25 4.2.2 4.2.2 自动模式自动模式自动模式.............................................. 26 4.3调试与仿真调试与仿真.................................................. 26 第5章 结束语结束语结束语..................................................... 27 参考文献参考文献........................................................... 28 附件1 PCB (29)附件22 原理图原理图 (30)原理图程序清单 (31)附件3程序清单第1章 引言1.1 1.1 绪论绪论随着改革开放的深入发展随着改革开放的深入发展,,国民综合收入不断提高国民综合收入不断提高,,越来越多的家庭选择了汽车作为交通工具。大量的汽车行驶在道路上大量的汽车行驶在道路上,,照成了交通拥挤照成了交通拥挤,,所以一套操作方便,性能可靠性能可靠,,界面友好界面友好,,容易升级的信号灯控制系统是现代汽车必不可少配件之一。以往的汽车信号灯控制系统都是纯电路设计的以往的汽车信号灯控制系统都是纯电路设计的,,不仅设计麻烦不仅设计麻烦,,而且故障率高,已经不能适应现代汽车所要发出的信号的任务。而基于单片机的电路设计模式则能很好的胜任这一任务式则能很好的胜任这一任务,,这是以后所有汽车信号灯控制系统的一个发展趋势。单片微型计算机简称为单片机单片微型计算机简称为单片机,,又称为微型控制器又称为微型控制器,,是微型计算机的一个重要分支。单片机是70年代中期发展起来的一种大规模集成电路芯片年代中期发展起来的一种大规模集成电路芯片,,是CPU 、RAM 、ROM 、I/O 接口和中断系统于同一硅片的器件。80年代以来年代以来,,单片机发展迅速单片机发展迅速,,各类新产品不断涌现新产品不断涌现,,出现了许多高性能新型机种。目前单片机渗透到我们生活的各个领域个领域,,几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹。导弹的导航装置导弹的导航装置,,飞机上各种仪表的控制仪表的控制,,计算机的网络通讯与数据传输计算机的网络通讯与数据传输,,工业自动化过程的实时控制和数据处理处理,,广泛使用的各种智能IC 卡,民用豪华轿车的安全保障系统民用豪华轿车的安全保障系统,,录像机、摄像机、全自动洗衣机的控制全自动洗衣机的控制,,以及程控玩具、电子宠物等等电子宠物等等,,这些都离不开单片机。更不用说自动控制领域的机器人、智能仪表、医疗器械以及各种智能机械了。Altium designer 软件是澳大利亚的公司制作并发行的软件是澳大利亚的公司制作并发行的,,支持多种语言格式支持多种语言格式,,是绘制各种电路图的不二选择。 , ,完全替代了完全替代了Protel 99。本次设计以8051单片机核心,通过1.2汽车信号灯简介1.2.1 .2.1 汽车信号灯的作用汽车信号灯的作用汽车信号灯对汽车有着十分重要的作用汽车信号灯对汽车有着十分重要的作用,,第一是为汽车行驶起照明的作用第一是为汽车行驶起照明的作用;;第二是表明汽车正在或者即将要做出的动作第二是表明汽车正在或者即将要做出的动作,,如刹车灯和转弯的如刹车灯和转弯的;;第三是在汽车处于紧急状态时提醒、警示过往车辆的目的警示过往车辆的目的; ;第四是汽车司机与司机之间交流的作用。还有一些其他方面的作用还有一些其他方面的作用,,如装饰、阅读。1.2.2 1.2.2 汽车信号灯发展历史汽车信号灯发展历史汽车信号灯发展历史1898年,哥伦比亚号电动汽车把电用于前灯和尾灯哥伦比亚号电动汽车把电用于前灯和尾灯,,这样车灯就诞生了。最初的前大灯不能调光初的前大灯不能调光,,所以在会车时有些晃眼所以在会车时有些晃眼,,为了克服这个缺点为了克服这个缺点,,后来采用了附加光度调节器。这种前大灯可以在垂直方向移动这种前大灯可以在垂直方向移动,,但驾驶员必须下车搬动夹具装置。从早期乙炔气前照灯发展到当今的自由面反射镜气体放电前照灯,差不多经历了120年,其演变过程如下其演变过程如下: :第一代——乙炔气前照灯前照灯具有高的轮廓亮度第一代——乙炔气前照灯前照灯具有高的轮廓亮度,,乙炔气火焰的亮度比当时的电光源所能达到的亮度高出一倍时的电光源所能达到的亮度高出一倍,,因而因而,,在1925 1925 年以前使用的汽年以前使用的汽年以前使用的汽{TodayHot}{TodayHot}车前照灯几乎全是乙炔前照灯。第二代——电光源前照灯1913年带螺旋灯丝的充气白炽灯泡问世年带螺旋灯丝的充气白炽灯泡问世,,因其具有较高亮度有较高亮度,,给电光源前照灯开辟了广阔的前景。然而由于当时汽车电气设备系统的制约统的制约,,直到1925年,电气照明才得到广泛的应用。第三代——双光灯芯前照灯具备有高轮廓亮度充气灯泡的电前照灯一装在汽车上汽车上,,就出现了在交会车时因前照灯的强光造成驾驶员炫目而导致发生交通事故和撞车的严重问题。因而因而,,对前照灯的设计提出了两个互不相容的要求对前照灯的设计提出了两个互不相容的要求::一个是如何在不小于100m 的距离内使道路和高度至少2-2.5m 的障碍物得到良好的照明的障碍物得到良好的照明;;另一个是如何使迎面车辆驾驶员不炫目。汽车会车时的这种炫目问题汽车会车时的这种炫目问题,,仍是汽车照明技术中最难以解决的问题。为解决会车炫目的问题为解决会车炫目的问题,1924,1924年,欧洲发明了双光灯芯前照灯之后光灯芯前照灯之后,,美国也出现了带双丝灯泡的前照灯。然而然而,,欧洲和美国具备不炫目近光的前照灯的光学系统结构原理不尽相同。其灯泡的差异在于灯丝的形状和位置不同和位置不同::配光镜的差异在于折光单元的图案和计算不同配光镜的差异在于折光单元的图案和计算不同,,因而因而,,近光的配光也有所不同。近光系统分为欧洲系统和美国系统两种近光系统分为欧洲系统和美国系统两种,,两大系统的协调问题是当今世界汽车灯光发展的重大课题之一。第四代——不对称近光前照灯第四代——不对称近光前照灯 双光灯芯前照灯系统属于对称近光系统双光灯芯前照灯系统属于对称近光系统,,近光光型的左右两侧完全相同光光型的左右两侧完全相同,,因而左、右两侧行驶皆适用。但由于行车光但由于行车光 ( ( ( 远光远光远光 ) )变到会车光变到会车光 ( ( ( 近光近光近光 ) ) ) 时时,视见距离缩短视见距离缩短,,迫使车速降低。为解决在会车过程中为解决在会车过程中,,前照灯既不产生炫目前照灯既不产生炫目,,又能保证对道路具有良好的照明又能保证对道路具有良好的照明,1932,1932年美国发明了不对称前照灯称前照灯,,它是以基准轴为中心它是以基准轴为中心,,将光束一分为二将光束一分为二,,靠近来车一侧的落地距离短靠近来车一侧的落地距离短 ( ( 即光束压低即光束压低即光束压低,,从而防炫从而防炫 ) , ) , ) ,而另一侧光束的落地距离长而另一侧光束的落地距离长而另一侧光束的落地距离长 ( ( ( 即光束抬高即光束抬高即光束抬高,,从而增加视见加视见 ) ) 。第五代——第五代——h4h4卤钨前照灯第一批装有卤钨灯泡的汽车前照灯是由法国 “ 斯贝“ 斯贝 ” 公司在1964年生产的年生产的,,其灯丝允许工作温度较普通白炽灯泡高其灯丝允许工作温度较普通白炽灯泡高,,光效增加约效增加约 50% , 50% , 50% ,寿命也增加一倍寿命也增加一倍。第六代——第六代——hid hid 前照灯以hid 前照灯为代表的现代汽车前照灯在发光原理、结构形式以及制造材料等方面又发生了一系列的重大变化。hid 氙气头灯是以高压击穿惰性气体电离而发光压击穿惰性气体电离而发光,,其产生的光照度强其产生的光照度强,,色温高色温高,,穿透力强穿透力强,,而且节约电能,是理想的汽车前照灯光源。第七代——第七代——led led 前照灯美国最新的研究结果表明前照灯美国最新的研究结果表明,,未来五年内未来五年内,,白光大功率led 技术将大幅度代替目前的各种照明产品技术将大幅度代替目前的各种照明产品,,而且将适用于汽车的各种照明而且将适用于汽车的各种照明,,包括:前照灯、刹车灯、雾灯、应急灯、车内照明等。led 具有高安全性、运行平稳、节约电力、寿命长等多种优点寿命长等多种优点,,是未来车辆照明的一个发展趋势。1.3 8051单片机简介单片机是一种集成在电路芯片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、定时器定时器//计时器等功能计时器等功能((可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。单片机具有体积小单片机具有体积小,,集成度高集成度高,,性能稳定性能稳定,,可靠性高等特点可靠性高等特点,,而且具有较高的性价比。单片机的种类繁多单片机的种类繁多,,一般按单片机数据总线的位数进行分类一般按单片机数据总线的位数进行分类,,主要分为4位、8位、16位和32位单片机。根据应用领域、总线类型来分总线类型来分: :(1)(1)工控型工控型工控型//家电型。工控型的单片机主要是面向测控工控型的单片机主要是面向测控,,要求寻址范围大要求寻址范围大,,运算能力强。家电型的单片机要求体积小、价格低价格低,,外围器件少外围器件少,,使用方便。(2)(2)总线型总线型总线型//非总线型。总线型单片机是指单片机设有并行总线总线型单片机是指单片机设有并行总线,,用以扩展并行外围器件。非总线型单片机是指单片机通过串行口与外围器件连接,或直接把外围器件、外设接口集成在片内。(3)(3)通用型通用型通用型//专用型。通用型单片机通用型单片机,,它的应用范围宽它的应用范围宽,,如Intel 公司的MCS MCS——5l 系列产品8031、80C51等通过不同的外围扩展就可以用在不同的设备中。专用型单片机是专门为某一产品设计生产的如电子体温计、计费电度表等。单片机广泛应用于仪器仪表、家用电器、医用设备、航空航天、专用设备的智能化管理及过程控制等领域能化管理及过程控制等领域,,大致可分如下几个范畴大致可分如下几个范畴: :在智能仪器仪表上的应用在智能仪器仪表上的应用; ;在工业控制中的应用在工业控制中的应用; ;在家用电器中的应用在家用电器中的应用; ;在计算机网络和通信领域中的应用在计算机网络和通信领域中的应用; ;单片机在医用设备领域中的应用单片机在医用设备领域中的应用; ;在各种大型电器中的模块化应用在各种大型电器中的模块化应用; ;单片机在汽车设备领域中的应用。8051单片机是ATMEL 公司生产的低电压公司生产的低电压,,高性能的CMOS 8位单片机位单片机,,片内含4K bytes 的可反复擦写和只读程序存储器的可反复擦写和只读程序存储器(PEROM)(PEROM)(PEROM)和和128 bytes 的随机存取数据存储器数据存储器,,器件采用ATMEL 公司的高密度、非易失性存储技术非易失性存储技术,,兼容标准MCS-51指令系统指令系统,,片内置通用8位中央处理器和FLASH 存储单元。其主要性能参数为其主要性能参数为其主要性能参数为: :l 与MCS-51产品指令系统完全兼容产品指令系统完全兼容l 4k 字节可重擦写Flash 闪速存储器闪速存储器l 1000次擦写周期次擦写周期l 全静态操作全静态操作:0Hz-24MHz :0Hz-24MHzl 三级加密程序存储器三级加密程序存储器l 128 X 8字节内部RAMl 32个可编程I/O 口线口线l 2个16位定时位定时//计数器计数器l 6个中断源个中断源l 可编程串行UART 通道通道l 低功耗空闲和掉电模式低功耗空闲和掉电模式其内部结构图如下其内部结构图如下其内部结构图如下: :单片机的硬件主要包括中央处理器单片机的硬件主要包括中央处理器(CPU)(CPU)、 中央处理器是单片机的核心中央处理器是单片机的核心中央处理器是单片机的核心,,主要功能是产生各种控制信号主要功能是产生各种控制信号,,根据程序中每一条指令的具体功能根据程序中每一条指令的具体功能,,控制寄存器和输入和输入//输出端口的数据传送输出端口的数据传送,,进行数据的算术运算、逻辑运算以及位操作等处理。MCS-51系列单片机的CPU 字长是8位,能处理8位二进制数或代码位二进制数或代码,,也可处理一位二进制数据。单片机的CPU 从功能上一般可以分为运算器和控制器两部分。2.储存器储存器单片机内部包含随机存取存储器RAM 和程序存储器ROM,RAM 用于保存单片机运行的中间数据运行的中间数据; ; ; 单片机的单片机的ROM 不只是用来装载程序不只是用来装载程序,,增强51系列也可以在单片机运行过程中利用程序把数据存贮在ROM 的部分空间内。51系列单片机在系统结构上采用哈佛结构构上采用哈佛结构(Harvard architecture),(Harvard architecture),(Harvard architecture),即程序存储器和数据存储器的寻址即程序存储器和数据存储器的寻址空间是分开管理的。它共有4个物理上独立的存储器空间个物理上独立的存储器空间,,即内部和外部程序存储器及内部和外部数据存储器。从用户的角度看从用户的角度看,,单片机的存储器逻辑上分为三图1-1 51单片机内部结构图单片机内部结构图个存储空间个存储空间,,即统一编址的64KB 的程序存储器地址空间的程序存储器地址空间((包括片内ROM 和外部扩展ROM),ROM),地址从地址从0000H 0000H——FFFFH;256B 的片内数据存储地址空间的片内数据存储地址空间((包括128B 的片内RAM 和特殊功能寄存器的地址空间和特殊功能寄存器的地址空间);64KB );64KB 的外部扩展的数据存储器地址空间。1.3.1 1.3.1 中断系统中断系统51单片机的中断功能较强。51单片机共有5个中断源,即外部中断两个,定时/计数中断两个,串行口中断一个。全部中断分为高级和低级两个优先级别。1.3.2 1.3.2 时钟系统时钟系统时钟电路为单片机产生时钟脉冲序列。51单片机芯片的内部有时钟电路单片机芯片的内部有时钟电路,,但石英晶体和微调电容需外接石英晶体和微调电容需外接,,系统常用的晶振频率一般为6 MHz 或12 MHz 。由此可见由此可见,,单片机虽然只是一个芯片单片机虽然只是一个芯片,,但是它集成了一台计算机应该有的重要硬件要硬件,,所以它是一个微型的计算机系统。8051单片机外部结果如下图所示单片机外部结果如下图所示它的引脚功能如下它的引脚功能如下: : 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能够用于外部程序数据存储器,,它可以被定义为数据可以被定义为数据//地址的第八位。在FIASH 编程时编程时,P0 ,P0 ,P0 口作为原码输入口口作为原码输入口口作为原码输入口,,当FIASH 进行校验时进行校验时,P0,P0输出原码输出原码,,此时P0外部必须被拉高。 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,被内部上拉为高被内部上拉为高,,可用作输入可用作输入,P1,P1口被外部下拉为低电平时拉为低电平时,,将输出电流将输出电流,,这是由于内部上拉的缘故。在FLASH 编程和校验时,P1口作为第八位地址接收。P2口:P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O 口,P2口缓冲器可接收口缓冲器可接收,,输出4个TTL 门电流门电流,,当P2口被写“1”时口被写“1”时,,其管脚被内部上拉电阻拉高其管脚被内部上拉电阻拉高,,且作为输入。图1-2 51单片机外部结构图单片机外部结构图并因此作为输入时并因此作为输入时,P2,P2口的管脚被外部拉低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位地址外部数据存储器进行存取时,P2,P2口输出地址的高八位。在给出地址“1”时在给出地址“1”时,,它利用内部上拉优势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地址数据存储器进行读写时,P2,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”后口写入“1”后,,它们被内部上拉为高电平它们被内部上拉为高电平,,并用作输入。作为输入作为输入,,由于外部下拉为低电平于外部下拉为低电平,P3,P3口将输出电流口将输出电流(ILL)(ILL)(ILL)这是由于上拉的缘故这是由于上拉的缘故。 P3口也可作为AT89C51的一些特殊功能口的一些特殊功能口,,如下表所示如下表所示: : 口管脚口管脚口管脚 备选功能备选功能 P3.0 RXD( P3.0 RXD(串行输入口串行输入口串行输入口) ) P3.1 TXD( P3.1 TXD(串行输出口串行输出口串行输出口) ) P3.2 /INT0( P3.2 /INT0(外部中断外部中断0) P3.3 /INT1( P3.3 /INT1(外部中断外部中断1) P3.4 T0( P3.4 T0(记时器记时器0外部输入外部输入) ) P3.5 T1( P3.5 T1(记时器记时器1外部输入外部输入) ) P3.6 /WR( P3.6 /WR(外部数据存储器写选通外部数据存储器写选通外部数据存储器写选通) ) P3.7 /RD( P3.7 /RD(外部数据存储器读选通外部数据存储器读选通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地位字节。在FLASH 编程期间编程期间,,此引脚用于输入编程脉冲。在平时在平时,ALE ,ALE 端以不变的频率周期输出正脉冲信号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。然而要注意的是然而要注意的是::每当用作外部数据存储器时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。此时此时, , ALE 只有在执行MOVX,MOVC 指令是ALE 才起作用。另外另外,,该引脚被略微拉高。如果微处理器在外部执行状态ALE 禁止禁止,,置位无效。/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在由外部程序存储器取指期间,,每个机器周期两次周期两次/PSEN /PSEN 有效。但在访问外部数据存储器时但在访问外部数据存储器时,,这两次有效的这两次有效的/PSEN /PSEN 信号将不出现。/EA/VPP :当/EA 保持低电平时保持低电平时,,则在此期间外部程序存储器则在此期间外部程序存储器(0000H-FFFFH),(0000H-FFFFH),(0000H-FFFFH),不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;RESET;当当/EA 端保持高电平时保持高电平时,,此间内部程序存储器。在FLASH 编程期间编程期间,,此引脚也用于施加12V 编程电源编程电源(VPP)(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。 振荡器特性:XTAL1和XTAL2分别为反向放大器的输入和输出。该反向放大器可以配置为片内振荡器。石晶振荡和陶瓷振荡均可采用。如采用外部时钟源驱动器件如采用外部时钟源驱动器件,XTAL2,XTAL2应不接。有余输入至内部时钟信号要通过一个二分频触发器,因此对外部时钟信号的脉宽无任何要求号的脉宽无任何要求,,但必须保证脉冲的高低电平要求的宽度。1.4 章节规划第一章第一章::介绍单片机的发展情况、背景背景,,以及单片机的基础特性以及单片机的基础特性; ; 第二章第二章第二章::本章节介绍了设计方案的构思与讨论本章节介绍了设计方案的构思与讨论,,并最终确定设计方案并最终确定设计方案; ; 第三章第三章第三章::硬件设计。本章节重点介绍了总体硬件框图本章节重点介绍了总体硬件框图,,硬件原理图硬件原理图,,并分别介绍了各个分支系统的功能与构成绍了各个分支系统的功能与构成,,如开光系统、ULN2003A 芯片系统芯片系统,LED ,LED 信号灯信号灯,,数码显示器数码显示器,,自动报警系统。 第四章第四章第四章::本章节介绍了软解设计思想本章节介绍了软解设计思想,,程序流程图以及设计系统仿真程序流程图以及设计系统仿真; ; 第五章第五章第五章::结束语结束语; ; 参考文献参考文献参考文献; ;其他其他其他::本设计中需要用到的附件。。

基于单片机的智能交通信号灯控制系统设计

基于单片机的智能交通信号灯控制系统设计

基于单片机的智能交通信号灯控制系统设计智能交通信号灯控制系统是通过单片机来实现的一种智能化交通管理系统。

本文将介绍这个系统的设计原理和实现过程。

首先,我们需要明确设计目标。

智能交通信号灯控制系统旨在提高交通信号灯的运行效率,减少交通拥堵,并提供更安全、更流畅的交通体验。

系统应具备以下特点:可智能化控制信号灯的时间和状态,能够实时感知交通流量和通过车辆的情况,并根据这些信息灵活调整信号灯的绿灯时间。

接下来是硬件的选型和设计。

考虑到单片机的性能和成本,我们选用一款功能强大的低功耗单片机作为系统的核心处理器。

在选取单片机时,需要考虑其处理能力、存储容量、通信接口以及对外设控制的能力。

在交通信号灯控制系统设计中,需要采集和处理交通流量和通过车辆的数据。

为了实现这一功能,我们可以使用传感器来收集数据,如车辆检测器、红外线传感器等。

这些传感器将采集到的数据通过数字信号发送给单片机,单片机再根据这些数据进行相应的控制操作。

为了将控制信号传递给信号灯,我们需要选择合适的继电器或开关来实现。

当单片机判断需要更改信号灯状态时,它会通过输出端口控制继电器或开关的闭合与断开,从而打开或关闭相应的灯光。

在软件设计方面,我们需要编写适当的程序来实现交通信号灯控制功能。

这包括交通流量和通过车辆数据的处理,以及控制信号灯和继电器的操作。

可以使用C语言或汇编语言等编程语言来编写程序,并使用相应的开发工具进行调试和烧录。

在系统测试和调试阶段,我们需要模拟不同交通流量和车辆通过情况,验证系统对于不同情况下的灵活控制能力。

可以使用示波器、逻辑分析仪等工具来检测和分析系统的工作过程,确保系统的稳定性和可靠性。

总结起来,智能交通信号灯控制系统的设计包括硬件选型和设计、软件编写以及系统测试和调试三个方面。

通过合理选择硬件和编写适当的程序,可以实现交通信号灯的智能控制和优化,提高交通流畅性和交通安全性。

这个系统是智能交通管理的一个重要组成部分,有着广泛的应用前景。

基于单片机CAN总线的车灯控制系统设计

基于单片机CAN总线的车灯控制系统设计

基于单片机C A N总线的车灯控制系统设计文件排版存档编号:[UYTR-OUPT28-KBNTL98-UYNN208]毕业设计(论文)设计(论文)题目:基于单片机CAN总线的车灯控制系统设计学生姓名:指导教师:二级学院:专业:班级:学号:提交日期: 2014年 5月15日答辩日期: 2014年 5 月17日目录1 绪论 (1)汽车电子的概念 (1)汽车电子的发展过程 (1)汽车电子的现状及发展趋势 (1)汽车网络技术综述 (2)汽车网络的分类及CAN协议 (3)发展和使用汽车网络的意义 (5)本课题研究的内容 (5)2 CAN总线的技术分析 (7)CAN总线的性能特点 (7)CAN总线的一些基本概念 (7)CAN总线的位数值表示与通信距离 (8)CAN总线协议的技术规范 (9)CAN总线的报文及其帧格式 (14)CAN总线的错误对策 (21)CAN总线的位定时和位同步 (22)3 硬件电路设计 (24)设计方案 (24)元器件选择 (26)电源电路 (31)按键电路 (32)输出电路 (33)4 车灯控制系统软件设计 (34)系统应用层协议制定 (34)标识符 ID 的定义 (34)数据域的编码 (36)车灯控制系统软件设计 (36)CAN 节点软件设计 (36)控制模块程序设计 (39)子模块程序设计 (41)软件测试 (42)5总结 (47)参考文献 (48)附录 (49)致谢 (68)基于单片机CAN总线的车灯控制系统设计摘要近年来,随着汽车内部电控系统的日益复杂,电子控制系统间的数据通讯变得越来越重要,汽车网络技术应运而生。

CAN(Controller Area Network)总线是一种串行局域网总线,能有效支持分布式实时控制的串行通信。

本文深入研究CAN 总线网络协议及其技术规范,在 CAN 技术规范的基础上,完成车灯控制系统应用层协议的制定。

对汽车车灯系统组成进行了分析,并将整车车灯控制系统分成了控制模块、左前模块、左后模块、右前模块、右后模块和车内照明模块。

基于MCS-51单片机的汽车信号灯控制器设计

基于MCS-51单片机的汽车信号灯控制器设计

毕业论文(设计)学院:专业:电子信息工程年级: 06级题目: 基于MCS-51单片机的汽车信号灯控制器设计学生:学号:指导教师:职称: 副教授本科毕业论文(设计)原创性声明本人郑重声明:所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。

除了文中特别加以标注引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。

本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。

作者签名:年月日目录摘要 (1)关键词 (1)Abstract (1)Key Words (1)1.绪论 (2)2.系统概述 (2)2.1 MSC-51芯片简介 (2)2.1.1 MCS-51单片机内部结构 (2)2.1.2 AT89C51微处理器 (4)2.1.3 AT89C51的引脚说明 (4)2.2 ULN2003A简介 (6)2.2.1 ULN2003A的结构 (6)2.2.2 ULN2003A的作用 (6)3.设计的技术指标及要求 (6)3.1 设计的要求 (6)3.2 设计方案与思想 (7)3.2.1 选定方案的论证 (7)3.2.2 硬件设计方案 (7)3.2.3 软件设计思想 (8)4.单元电路设计及元器件选择 (8)4.1 AT89C51的最小系统 (8)4.1.1 复位电路说明 (8)4.1.2 时钟电路说明 (8)4.2 信号灯的选择 (9)4.3 开关的连接 (9)4.4 ULN2003A的连接 (10)4.5 元件清单 (10)5.软件设计 (10)5.1 程序设计思想 (10)5.2 程序流程 (11)5.3 调试与仿真 (11)5.4 硬件装配与焊接及电路调试 (12)6.结论 (12)参考文献 (13)附录1 电路原理图 (14)附录2 源程序代码 (15)基于MCS-51单片机的汽车信号灯控制器设计摘要:汽车作为较为方便的代步工具已经成为我们生活中不可或缺的一部分,人们对于它的研究已经进入技术非常发达的阶段,为了使其更为完美的被人们更方便、更简单的利用,人们从没停止对它的各方面的研究。

基于单片机的交通信号灯控制系统设计

基于单片机的交通信号灯控制系统设计

基于单片机的交通信号灯控制系统设计
1. 系统设计目标
设计一个基于单片机的交通信号灯控制系统,实现不同方向车辆和行人的交通规划。

2. 系统硬件设计
硬件组成:单片机、LED灯、电源、电阻、电容等。

系统结构:
- 单片机通过IO口控制LED灯显示红、黄、绿三种状态。

- 通过数码管和按钮实现人行道倒数计时和手动切换信号灯的功能。

- 通过外部输入检测传感器实现车辆和行人的检测。

- 接口技术:USB、串口通讯。

3. 系统软件设计
软件设计流程:
- 初始化IO口、定时器等资源。

- 通过程序控制LED灯的开关。

- 利用定时器完成各个状态的时长控制,将绿灯、黄灯和红灯的切换时间控制在合理的范围内。

- 通过IO口读取外部传感器的状态,确定行人和车辆的状态并作出相应的反应。

- 实现手动切换信号灯的功能,红色按钮为停止键,绿色按钮为启动键,通过按照不同的指令来切换信号灯状态。

- 显示人行道倒数计时的时间,可通过数码管显示。

以上就是基于单片机的交通信号灯控制系统的设计。

需要注意的是,在实际的应用中还需要考虑人车流量、路口情况等因素,获得更可靠的结果。

基于单片机的智能交通信号灯控制系统设计

基于单片机的智能交通信号灯控制系统设计

基于单片机的智能交通信号灯控制系统设计智能交通信号灯控制系统是一种基于单片机的智能交通管理系统,它能够实时感知交通流量、调整信号灯的运行状态,以最大化提高交通效率和减少交通事故。

本系统设计的目标是通过利用单片机的计算和控制能力,实现智能化的交通信号灯控制,包括交通流量检测、信号灯状态转换和交通信号灯的显示等功能。

首先,在本系统中,需要利用传感器对交通流量进行检测。

可以采用多种传感器来实现不同交通流量的检测,例如车辆探测器、红外线传感器等。

通过这些传感器,系统能够实时感知各个方向的交通流量。

其次,在信号灯状态转换方面,系统需要根据当前交通流量情况来决定信号灯的状态转换。

一般来说,我们可以通过设置不同的阈值,根据检测到的交通流量来判断是否需要进行信号灯状态的转换。

例如,当一条道路上的车辆数量超过一定的阈值时,系统可以判断当前方向的交通拥堵,从而改变信号灯的状态,增加对该方向的绿灯时间。

最后,在交通信号灯的显示方面,系统需要根据当前信号灯的状态来进行显示。

可以通过LED灯或其它显示设备来实现信号灯的显示。

根据不同的交通流量,系统可以控制不同方向的信号灯的显示状态,如红灯、绿灯或黄灯。

此外,为了提高系统的稳定性和可靠性,还可以在系统中添加一些自检和故障处理机制。

例如,可以设置系统定时进行自检,判断传感器和其他外部设备是否工作正常。

同时,可以设置故障处理机制,当系统检测到一些传感器或其他设备出现故障时,及时进行报警或采取其他措施来处理。

综上所述,基于单片机的智能交通信号灯控制系统设计考虑了交通流量检测、信号灯状态转换和交通信号灯的显示等功能,以实现交通信号灯的智能化控制。

通过优化交通流量的调度,本系统能够提高交通效率,减少交通事故的发生。

在实际应用中,还可以根据具体的情况进行功能的扩展和优化,以适应不同的交通环境和需求。

单片机控制汽车信号灯模拟系统的设计与实现

单片机控制汽车信号灯模拟系统的设计与实现

存器 进行 分配 ,再根 据功 能要 求编制 出20m  ̄ 50mS 5 S I0 的延 时子 程序 ,选择 开关 输入代 码和 信号 控制 代码 。 () 作 寄 存 器 的分 配 :主 程 序 使 用 工 作 寄 存 器 1工
R ,R1 2 3 0 ,R 和R ,延时20mS 5 子程序使用寄存器R 4
Absr c : ta t SCM sa sn l hi ir o p trr fre o, i e d veo m e fit g ae ic ttc noo y a o pe ec m p tr i ig e c p m co c m u e e er d t w t t e l p nto e rt d crui e h lg c n c m lt o u e hh n f ci na o po e s it g ae o hi,s c hi he c m p t rw ih a lo o toft e f nci ns no st i e c i un to lc m n nt n e r td n a c p u h a c p on t o u e t l rm s h u to ,k wn a he sngl hp
Si g ec p mi r c mp t rt o to h e ce sg a a i lto y t m e i n a n l hi c o o u e c n r l ev hil i n l mp smu a i n s se d sg nd o t l
i p e e tto m lm n a i n
汽 车 信 号 灯 控 制 系 统 是 汽 车 必 不 可 少 的 一 个 装
() 6汽车右转时,右头灯、右尾灯和右仪表灯 闪烁。 () 7出故障时,2 个仪表灯 闪烁 。 开关和信 号灯的闪烁关系见表1 。

基于单片机的交通灯控制系统的设计方案

基于单片机的交通灯控制系统的设计方案

设计一个基于单片机的交通灯控制系统可以帮助实现交通信号灯的自动控制,提高交通效率和安全性。

以下是一个简要的设计方案:设计方案概述该系统基于单片机(如Arduino、STM32等)实现交通灯的控制,包括红灯、黄灯、绿灯的切换以及定时功能。

通过传感器检测车辆和行人的情况,系统可以根据实际交通情况智能地调整交通灯的状态。

系统组成部分1. 单片机控制模块:负责接收传感器信号、控制交通灯状态,并实现定时功能。

2. 传感器模块:包括车辆检测传感器和行人检测传感器,用于感知交通情况。

3. LED灯模块:用于显示红灯、黄灯、绿灯状态。

4. 电源模块:为系统提供稳定的电源供电。

工作流程1. 单片机接收传感器信号,监测车辆和行人情况。

2. 根据监测结果,控制交通灯状态的切换:红灯亮时其他灯灭,绿灯亮时红灯和黄灯灭,黄灯亮时其他灯灭或闪烁。

3. 实现交通灯状态的定时切换:设定各个灯的持续时间,保证交通信号的周期性切换。

系统特点1. 智能化控制:根据实时交通情况自动调整交通灯状态,提高交通效率。

2. 节能环保:通过定时控制,减少交通信号灯的能耗。

3. 可靠性:采用单片机控制,系统运行稳定可靠。

可扩展功能1. 远程监控:添加通讯模块,实现对交通灯系统的远程监控和控制。

2. 数据记录:添加存储模块,记录交通流量数据,为交通规划提供参考。

3. 多路控制:扩展系统支持多个交通路口的交通信号控制。

通过以上设计方案,可以实现基于单片机的交通灯控制系统,提升交通管理的效率和智能化水平。

设计时需注意硬件选型、软件编程和系统调试,确保系统正常运行并满足实际需求。

基于单片机的汽车灯光控制系统设计

基于单片机的汽车灯光控制系统设计

2021年 / 第6期 物联网技术1090 引 言改革开放以来,我国城市及道路交通的建设飞速发展,汽车的使用日益普及。

随之而来的道路交通安全问题日渐凸显,其中大部分交通事故发生在夜间,是因为夜晚光照不足,视野受限,特别是在会车时由于对方来车开启了远光灯而引发交通事故的数量不断增多[1]。

因此,为了对汽车的安全行驶起到更好的保障作用,要求汽车灯光控制系统不仅能够在夜间起到基本的照明作用,在行车过程中给予后方车辆必要的安全提示信息,同时还应具备自动开启及切换灯光的功能,即汽车的智能化照明[2-3]。

可见,设计实现一套功能完善的汽车灯光控制系统对减少交通事故,保障人车安全具有重要意义。

以往传统的汽车灯光控制系统采用手动方式切换远近光灯,这将导致驾驶者忘记切换或者操作不熟练等人为因素的交通事故发生。

本文介绍的汽车灯光控制系统以80C52单片机作为主要的控制核心,包括控制开关电路、输入光线检测电路和超声波测距电路、输出调光控制及开关控制电路等模块。

系统利用超声波测距方式获得汽车与前方障碍物的距离数据,输入到单片机主控单元,在单片机控制下自动切换远近光灯。

单片机根据以光敏电阻为核心的光照检测电路提供的光照度信息,在光照不足时自动打开前照灯。

同时,系统还利用LCD1602液晶作为显示器,显示光检测输入电路及超声波测距输入电路测得的光照度和距离信息,提高系统的人机交 互性。

1 系统硬件设计1.1 系统整体设计方案本系统以80C52单片机为核心,由控制开关电路、光检测输入电路、超声波测距输入电路、调光控制输出电路、开关控制输出电路、时钟电路和复位电路等模块组成,其系统组成如图1所示。

电路总开关用于控制整个灯光系统的启动,单片机根据光检测输入电路获取的光照度信息在光照不足的情况下控制开关输出电路自动打开前照灯;利用超声波测距模块获得汽车与前方障碍物的距离数据,当距离小于预先设置的数值时控制调光输出电路,将远光灯自动切换为近光灯,反之亦然。

基于51型单片机汽车信号灯控制系统的设计

基于51型单片机汽车信号灯控制系统的设计
后左转向灯
D1
D5
左头灯
R3 R5 R11 R9 R1 R7
左尾灯
VCC R9
右头灯
R4 R6 R12 R10 R2 R8
右尾灯
前右转向灯
右侧开门灯 D9 D7
右侧警示灯
后右转向灯
D2
D6
车尾上部警示灯灯
D7
图 3 信号灯显示电路 2.2 主要功能模块电路设计
2.2.1 开关手动控制电路 如图 2 所示,前照灯开 关控制电路由开关 S2,电阻和施密特触发器构成,置于 汽车远光灯开关上;转向灯等信号灯的开关控制电路则 由 8 个单独的开关组成,分别控制 P3.0~P3.7,通过程控 使 P1.0~P1.7 为低电平,从而完成对 LED 信号灯的控制。


D15
D16
´
»˘
1K 1K 1K 1K 1K 1K 1K
VCC
为正角度,且大于一定角度时,驱动 P1.0、P1.2 口为低电 平,从而控制左转向灯闪烁。当传感器检测到方向盘转 角度为负角度,且大于一定角度时,驱动 P1.1、P1.3 口为 低电平,从而控制右转向灯闪烁。 3.2 程序设计
主 程 序 初 始 化 后,首 先 判 断 P0.0 口 是 否 低 电 平, P0.0 口为手动模式与自动模式转换开关接口,当 P0.0 为 低电平时,为自动模式;反之,若为高电平则为手动模式。
2.2.2 信 号 灯 显 示 电 路 如 图 3 所 示,对 于 开 关 控 制 电 路 的 不 同 操 作,AT89C51 根 据 程 序 处 理,使 得 P1.0~P1.6 七个接口中的某些为低电平,完成转向,紧急 停靠,停车,开车门以及警示灯的正常显示。另外,通过 程控延时使信号灯作长亮或闪烁两种模式的反应。

基于单片机的交通信号灯模拟控制系统设计任务书

基于单片机的交通信号灯模拟控制系统设计任务书

毕业设计(论文)基于单片机的交通信号灯模拟控制系统设计The MCU Control System Design Of Traffic Light一.选题意义及背景现代城市生活中,交通显得日渐重要。

车辆的逐渐增多、城市道路的拥挤不堪都需要良好的城市道路交通管理,信号灯控制非常重要,本课题针对十字路口的交通情况设计相应的控制时间和控制流程,利用单片机良好的控制功能来进行设计,实用性强。

本课题主要利用红、绿、黄三种颜色的发光二极管做信号指示灯,通过编写程序控制信号灯的颜色显示和保持时间,让学生增强动手能力,并进一步了解单片机的工作原理。

二.毕业设计(论文)主要内容:交通灯控制系统主要包括硬件部分设计制作和软件程序设计两大部分。

要求设计的系统能对东西方向和南北方向的车流进行控制,按照设定的时间准确进行显示部分的剩余时间的显示和切换。

应完成的主要工作包括单片机的选型、硬件电路设计、电路图绘制、软件程序的设计、实物电路制作等。

熟练使用Proteus 软件和伟福仿真软件编写程序,模拟电路运行,并完成毕业论文。

利用单片机丰富的IO端口,及其控制的灵活性,实现基本的信号切换和时间显示。

三.计划进度:第8周确定分组以及在小组中的分工,通过各种途径查阅资料,确定总体系统设计,购买原材料第9周——第10周系统设计,电路板制作,开始撰写论文第11周硬件系统基本完成,调试修缮。

论文初稿完成第12周论文修改完善,准备答辩第13周答辩四.毕业设计(论文)结束应提交的材料:1、毕业设计实物2、毕业设计论文3、任务书4、教师评阅书指导教师:林蒙丹、徐冬云教研室主任:张明金2011年10月17日2011年10月17日论文真实性承诺及指导教师声明学生论文真实性承诺本人郑重声明:所提交的作品是本人在指导教师的指导下,独立进行研究工作所取得的成果,内容真实可靠,不存在抄袭、造假等学术不端行为。

除文中已经注明引用的内容外,本论文不含其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。

基于51单片机的交通信号灯控制系统设计

基于51单片机的交通信号灯控制系统设计

毕业综合实践报告题目:基于单片机信号灯控制系统设计姓名张文轩学号2013191294096学院应用科技学院专业电子信息工程指导教师钮文良企业指导教师协助指导教师2016年 04 月 25 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,单片机往往作为核心器件来使用。

十字路口车辆穿梭,行人熙攘,车行车道,人行人道,有条不紊。

交通信号灯控制方式很多,本系统采用MSC-51系列单片机AT9S51和可编程并行I/O接口芯片89S51位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89S51的P1口设置红绿灯点亮时间的功能,红绿灯循环点亮,倒计时剩5秒时黄灯闪烁警告,本系统实用性强,操作简单,扩展功能强。

交通的亮灭规则为:初始状态南北方向红灯亮,东西方向绿灯亮,延迟50s后,东西方向黄灯亮。

延迟10s后,南北方向绿灯亮,同时东西方向红灯亮,延迟40s后,南北黄灯亮,延迟10s后,南北方向红灯亮,东西方向黄灯亮,重复上述过程。

关键词:交通灯 AT89S51 单片机目录摘要...................................................... 错误!未定义书签。

第1章绪论............................................................................................ 错误!未定义书签。

1.1 课题背景............................................................................................ 错误!未定义书签。

1.2 国内外研究现状........................................ 错误!未定义书签。

基于单片机的红绿灯智能控制系统设计

基于单片机的红绿灯智能控制系统设计

基于单片机的红绿灯智能控制系统设计摘要随着社会经济的快速发展以及人们生活水平的提高,机动车数量也在急剧增加,交通问题逐渐成为人们关注的重点对象,因城市发展所带来的交通拥堵等问题,利用智能交通来解决传统交通日渐出现的问题成为大势所趋。

本设计基于传统交通,详细介绍了交通灯控制系统软件以及硬件的设计过程,并且使用 Proleus 软件对整体系统进行仿真,采用了单片机作为基础的开发模板,结合plc等其他技术进行交通的智能化的交通设计,可自动控制红绿灯的交替闪烁,观察车流情况自动改变倒计时的情况,已达到改善交通拥堵的情况。

本设计是基于理想情况下设计的交通控制系统,基于实际道路情况的复杂程度,不同的车辆高度长度的和随机出现的行人以及出现交通事故等突发情况,本设计结合实际的交通系统还是存在一定难度,但该发展方向存在大量实际利益,是值得我们去探讨如何发展的,在硬件开发成熟后可以优先享用该成果。

关键词:单片机;信号灯;智能交通1引言信号灯的出现,是人类交通出现的雏形,在其出现之前,主要依靠人力进行指挥,不同于人力指挥,信号灯对提高道路通行能力有巨大好处,它可以24小时无休止指挥道路,极少出现故障,对减少交通事故起到了积极作用,是交通迈向复杂的必经途径。

绿灯,是广泛存在于现行交通系统中的一种信号灯,绿色一般给人比较舒适的感觉,其寓意着享有此道路的优先通行权利,在没有其他交通指示的情况下,绿灯的车道上可以执行直行或者转弯。

转弯车辆涉及变道,一般行车时须对十字路口其他的合法行动直行车辆和过人行横道的行人进行避让,也就是直行的车辆一般拥有高优先通行的权利。

红灯通常有警告和紧张的意义,红灯所对应的车道属于低优先级,一般车辆需要在规定的十字路口前的停止线前进行有序等待。

黄灯在不同的地方有不同的内涵,一般是警告信号,常用于十字路口交通信号灯待变更时,警示车辆停止执行当前信号灯的指示,等待信号更改完成后,在继续遵从当前指示灯,目前根据我国交通法规定,在亮起黄灯前车辆越过起止线,且位置不安全的情况下,可以驶入交叉路口。

基于单片机的智能交通红绿灯控制系统设计

基于单片机的智能交通红绿灯控制系统设计

基于单片机的智能交通红绿灯控制系统设计摘要
本论文介绍了一种基于单片机的智能交通红绿灯控制系统设计。

系统
首先采用PIC16F877A单片机作为控制核心,然后使用距离传感器的输出
信号控制红绿灯的亮灭,实现车辆自动检测和动态调度调度的智能红绿灯
控制系统。

系统的实现过程中,对硬件电路和软件编程进行了详细的介绍,并对采用的PIC16F877A单片机进行了介绍,以及使用MikroC编程语言编
写的软件程序。

最后,实验结果表明,该智能交通红绿灯控制系统可以有
效地控制交通灯的变化,以实现有效的交通管理。

关键词:单片机;距离传感器;智能交通;红绿灯
1. Introduction
现今交通的发展非常迅速,面临着管理能力和现有的基础设施差距的
难题。

当前的交通管理方法已不能有效地缓解拥堵,因此有必要研究智能
化交通管理的新技术。

智能交通管理系统采用智能传感器、信息处理技术、自动控制技术等技术将路面车辆信息采集和交通监控与智能灯的电子信号
控制有机结合起来。

实现了交通信号灯的动态控制。

汽车信号灯控制系统设计

汽车信号灯控制系统设计

机械创新综合训练课程设计题目:汽车信号灯控制系统班级:测控技术与仪器071班学号:*********姓名:***指导老师:**目录1概述 (3)2系统组成 (3)3 总体设计方案 (3)4 硬件设计方案 (4)5软件设计方案 (10)6 调试及运行结果 (13)7设计小结 (14)参考资料 (15)汽车信号灯控制系统摘要:本设计是利用AT89C51单片机来实现的汽车信号灯控制系统,在系统中利用5个开关来模拟汽车驾驶操作,然后用6个灯来作为汽车信号灯;当拨动开关改变相应的状态时,单片机就会检测到相关类型的状态后,根据内部程序,来驱动相关的汽车信号灯(发光二极管)闪烁或长亮,以次达到设计的目的和要求。

关键词:控制系统 信号灯 单片机 组成 设计1.概述 随着自动化机械作业的发展,控制系统从20世纪40年代就开始使用了,早期的现场基地式仪表和后期的继电器构成了最初的控制系统。

现在所说的控制系统,多指采用电脑或微处理器进行智能控制的系统,20世纪后半叶,由于计算机、通信、控制、仪表、软件等技术的飞速发展,不仅产生了多种多样的自控产品,也丰富了人们进行自控设计的思路与方案。

我国在交通信号控制系统开发与应用方面起步较晚,1973年开始进行单点信号机的研制,1985年在北京前三门大街实现城市交通线控系统控制。

作为七五国家重大攻关项目,南京市在同济大学的协助下开发了一套国产智能化交通信号控制系统,由于种种原因,一些重要功能如实时自适应配时等没有使用。

2. 系统组成本系统硬件主要由控制开关、AT89C51单片机、74LS240芯片、信号灯等设备所组成,其系统硬件框图如图2-1所示。

图2-1 系统硬件框图 AT89C51 单片机 信号灯开关控制 左转右转信号 紧急或停靠信号74LS240芯片 驱动3.总体设计方案本设计为汽车信号灯控制系统,是利用AT89C51单片机来实现的汽车信号灯控制系统,在系统中利用5个开关来模拟汽车驾驶操作,然后用6个灯来作为汽车信号灯;当拨动开关改变相应的状态时,单片机就会检测到相关类型的状态后,根据内部程序,来驱动相关的汽车信号灯(发光二极管)闪烁或长亮,以次达到设计的目的和要求,其设计任务为设计并制作出汽车信号灯微机控制系统,控制的信号灯有仪表板左/右转弯灯、左/右头灯和左/右尾灯共六类灯,在不同的驾驶操作控制下可驱动相对应的汽车信号灯闪烁或长亮。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

摘要在生活的环境中,自动控制要求中都会有单片机的控制的一部分;从简单到复杂,凡是能想象到的地方几乎都有使用单片机的需求。

单片机的应用有利于产品的小型化、多功能化和智能化,能够提高劳动效率、减轻劳动强度,提升产品质量,改善劳动环境。

例如,在工业自动化方面:自动化能使工业系统处于最佳状态、提高经济效益和改善产品质量。

自动化控制原理有应用于电子、电力、石油、化工、纺织、食品等轻重工业领域中,无论数据采集和测控技术,还是生产线上的机器人技术,都有单片机的参与。

有时,在仪器仪表、信息和通信等产品方面,它在其中发挥着重大作用。

现在,虽然单片机的应用很普遍了,但仍有许多项目尚未实现,所以单片机的应用有很大的发展空间。

本设计是设计一个单片机控制系统。

在汽车进行左转弯、右转弯、刹车、合紧急开关等操作时,实现对各种信号指示灯的控制。

本设计主要是对单片机的并行输入/输出口电路的应用,通过I/O口控制发光二极管的亮﹑灭﹑闪烁,加上一些复位电路﹑按键电路﹑驱动电路来模拟汽车尾灯的功能。

汽车在驾驶时有左转弯、右转弯、刹车、合紧急开关等操作。

在左转弯或右转弯时,通过转弯操作杆应使左转开关或右转开关合上,从而使左头灯、左尾灯或右头灯、右尾灯闪烁;合紧急开关时要求前面所述的4个信号灯全部闪烁;汽车刹车时,两个尾灯点亮。

目录1.绪论 (1)1.1设计意义 (1)1.2设计内容 (1)1.3设计过程 (1)2.设计的原理分析及实现 (2)2.1系统简介 (2)2.2硬件组成 (2)2.3设计原理 (3)3.应用软件简介 (4)3.1单片机简介 (4)3.2 AT89C51单片机简介 (4)3.3 Proteus软件介绍 (8)4.硬件设计 (10)4.1 AT89C51芯片图 (10)4.2汽车信号灯控制电路 (10)4.2.1硬件接线图 (10)4.2.2复位电路 (11)4.2.3显示电路 (11)4.2.4按键电路 (12)4.2.5振荡电路 (13)4.3 Proteus仿真结果 (14)5.软件设计 (17)5.1汽车信号灯控制程序 (17)5.2汽车信号灯控制程序流程图 (19)5.3利用伟福软件编译程序图 (20)5.3.1伟福软件简介 (20)5.3.2伟福软件编译程序图 (21)6.心得体会 (22)7.参考文献 (23)1.绪论1.1设计意义利用单片机控制汽车信号灯,通过所学知识进行软硬件设计,提高各方面技能,巩固对理论知识的掌握,把理论知识应用到实际中。

使生活更方便、安全。

1.2设计内容本系统中要求设计汽车信号灯控制系统,在驾驶汽车时有左转弯、右转弯、刹车、合紧急开关、四个操作;所以可以用四个开关来模拟这几个操作,当单片机检测到相关操作后,然后判断属于那一类操作,再通过软件来驱动控制相应的信号灯闪烁。

以此来实现对汽车信号灯的控制。

当合上左转弯开关后,仪表板左前灯、左尾灯闪烁;当合上右转弯开关后,仪表板右前灯、右尾灯闪烁。

当刹车开关合上时,两侧尾灯闪烁;在紧急开关合上后,所有灯都闪烁。

1.3设计过程1.先编译软件程序;2.执行软件程序;3.用Proteus画出硬件图,引入软件程序并运行。

2.设计的原理分析及实现2.1系统简介该课设是基于单片机利用开关控制二极管亮暗来实现。

是一个典型的控制系统。

图2-1 系统结构2.2硬件组成汽车信号灯控制硬件电路元器件如表2-1。

表2-1 汽车信号灯控制硬件电路元器件表2.3设计原理利用单片机控制汽车信号灯,硬件电路比较简单,并可以通过软件完成所需要的控制功能。

以下是利用单片机控制的四个汽车信号灯,它们分别为左尾灯LR、左前灯LH、右前等RH、右尾灯RR。

4个按键SB1、SB2、SB3、SB4,它们分别是左拐弯键、刹车键、紧急信号键、右拐弯键。

汽车信号灯控制功能见表2-2。

表2-2 汽车信号灯控制功能表3.应用软件简介3.1单片机简介单片机是一种集成在电芯路片,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(可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。

诚然,单片机的应用意义远不限于它的应用范畴或由此带来的经济效益,更重要的是它已从根本上改变了传统的控制方法和设计思想。

是控制技术的一次革命,是一座重要的里程碑单片机广泛应用于仪器仪表、家用电器、医用设备、航空航天、专用设备的智能化管理及过程控制等领域,大致可分如下几个范畴:1.在智能仪器仪表上的应用;2.在工业控制中的应用;3.在家用电器中的应用;4.在计算机网络和通信领域中的应用;5.单片机在医用设备领域中的应用;6.在各种大型电器中的模块化应用;7.单片机在汽车设备领域中的应用。

3.2 AT89C51单片机简介AT89C51是ATMEL公司生产的低电压,高性能的CMOS 8位单片机,片内含4K bytes 的可反复擦写和只读程序存储器(PEROM)和128 bytes的随机存取数据存储器,器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术,兼容标准MCS-51指令系统,片内置通用8位中央处理器和FLASH存储单元。

其引脚图如图3-1所示。

其主要性能参数为:与MCS-51产品指令系统完全兼容4k字节可重擦写Flash闪速存储器1000次擦写周期全静态操作:0Hz-24MHz三级加密程序存储器128 X 8字节内部RAM32个可编程I/O口线2个16位定时/计数器6个中断源可编程串行UART通道低功耗空闲和掉电模式图3-1 AT89C51引脚图AT89C51提供以下标准功能:4K字节Flash闪速存储器,128字节内部RAM,32个I/O口线,两个16位定时/计数器,一个5向量两级中断结构,一个全双工串行通信口,片内振荡器及时钟电路。

同时,AT89C51可隆至0Hz的静态逻辑操作,并支持两种软件可选的节电工作模式。

空闲方式停止CPU的工作,但允许RAM,定时/计数器,串行通信口及中断系统继续工作。

掉电方式保存RAM中的内容,但振荡器停止工作并禁止其它所有部件工作直到下一硬件复位。

引脚功能说明:Vcc :电源电压 GND :地P0口:P0口是一组8位漏极开路型双向I/O 口,也即地址/数据总路线复用口。

作为输出口用时,每位能吸收电流的方式驱动8个TTL 逻辑门电路,对端口写“1”可作为高阻抗输入端用。

在访问外部数据存储器或程序存储器时,这组口线从那时起转换地址(低8位)和数据总线复用,在访问期间激活内部上拉电阻。

图3-2 AT89C51内部结构图P1口:P1是一个内部带上拉电阻的8位双向I/O 口,P1的输出缓冲级可驱动(吸收或输出电流)4个TTL 逻辑门电路.对端口写“1”,通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平,些时可作输入口。

作输入口使用时,因为内部存在上拉电阻,某个引脚被外部信号拉低时会输出一个电流。

计数器 输出Flash编程和程序校验期间,P1接收低8位地址。

P2口:P2是一个带有内部上拉电阻的8位双向I/O口,P2的输出缓冲级可驱动(吸收或输出电流)4个TTL逻辑门电路.对端口写“1”,通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平,些时可作输入口。

作输入口使用时,因为内部存在上拉电阻,某个引脚被外部信号拉低时会输出一个电流。

在访问外部程序存储器或16位地址的外部数据存储器(例如执行MOVX @DPTR指令)时,P2口送出高8位地址数据。

在访问8位地址的外部数据存储器(如执行MOVX @RI 指令)时,P2口线上的内容(也即特殊功能寄存器(SFR)区中R2寄存器的内容),在整个访问期间不改变。

Flash编程或校验时,P2亦接收高位地址和其它控制信号。

P3口:P3口是一组带有内部上拉电阻的8位双向I/O口,P2的输出缓冲级可驱动(吸收或输出电流)4个TTL逻辑门电路。

对端口写”1”,通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平,些时可作输入口。

作输入口使用时,因为内部存在上拉电阻,某个引脚被外部信号拉低时会输出一个电流。

P3口除了作为一般的I/O口线外,更重要的用途是它的第二功能,如下所示:表3-1 P3口功能P3口还接收一些用于Flash闪速存储器编程和程序校验的控制信号。

RST:复位输入。

当振荡器工作时,RST引脚出现两个机器周期以上高电平将使单片机复位。

ALE/PROG:当访问外部程序存储器或数据存储器时,ALE(地址锁存许器)。

输出脉冲用于锁存地址的低8位字节.即使不访问外部存储器,ALE仍以时钟振荡频率的1/6输出固定的正脉冲信号,因此它可对外输出时钟或用于定时目的。

要注意的是:每当访问外部数据存储器时将跳过一个ALE脉冲。

对Flash存储器编程期间,该引脚还用于输入编程脉冲(PROG)。

如有必要,可通过对特殊功能寄存器(SFR)区中的8EH单元的D0位置位,可禁止ALE 操作。

该位置位后,只有一条MOVX和MOVC指令ALE才会被除数激活。

此外,该引脚会被微弱拉高,单片机执行外部程序时,应设置ALE无效。

PSEN:程序储存允许(PSEN)输出是外部程序存储器的读选通信号,当AT89C51由外部程序存储器取指令(或数据)时,每个机器周期两次PSEN有效,即输出两个脉冲。

在此期间,当访问外部数据存储器,这两次有效的PSEN信号不出现。

EA/VPP:外部访问允许。

欲使CPU仅访问外部程序存储器(地址为0000H-FFFFH),EA端必须保持低电平(接地)。

需注意的是:如果加密位LB1被编程,复位时内部会锁存EA端状态。

如EA端为高电平(接Vcc端),CPU则执行内部程序存储器中的指令。

Flash存储器编程时,该引脚加上+12V的编程允许电源Vcc,当然这必须是该器件是使用12V编程电压Vcc。

3.3 Proteus软件介绍本软件是英国Labcenter electronics公司出版的EDA工具软件(该软件中国总代理为广州风标电子技术有限公司)。

它不仅具有其它EDA工具软件的仿真功能,还能仿真单片机及外围器件。

它是目前最好的仿真单片机及外围器件的工具。

虽然目前国内推广刚起步,但已受到单片机爱好者、从事单片机教学的教师、致力于单片机开发应用的科技工作者的青睐。

Proteus是世界上著名的EDA工具(仿真软件),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,真正实现了从概念到产品的完整设计。

是目前世界上唯一将电路仿真软件、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,2010年即将增加Cortex和DSP系列处理器,并持续增加其他系列处理器模型。

相关文档
最新文档