交通灯单片机课程设计
单片机课程设计交通灯(完整版)
门控串行数据输入
异步中央复位
符合 JEDEC 标准 no.7A
静电放电 (ESD) 保护:
·HBM EIA/JESD22-A114-B 超过 2000 V
·MM EIA/JESD22-A115-A 超过 200 V 。
多种封装形式
额定从-40 °C至 +85 °C和-40 °C至 +125 °C。
设计思想基于完成以上任务分析结合所学有关知识尤其是本学期所学关于单片机的中断系统和定时计数器的相关知识及应用我们知道对于15红绿黄四组各三盏灯的控制可以通过把这十二盏灯分别接到单片机的六个输出引脚若用p1口进行输出则分配如下at89c51l1l2l3l4l5l6东西红东西黄东西绿南北红南北黄南北绿led显示分布1642
亮灯规律:东西绿灯亮25s,南北红灯亮25s
东西绿灯闪5s,南北红灯亮5s
东西黄灯亮2s,南北红灯亮2s
东西红灯亮25s,南北绿灯亮25s
东西红灯亮5s,南北绿灯闪5s
东西红灯亮2s,南北黄灯亮2s
2.2.
(1)加强对单片机和汇编语言的认识,充分掌握和理解设计各部分的工作原理、设计过程、选择芯片器件、模块化编程等多项知识。
3.2.LED
3.2.1.七段数码显示器:
七段发光线段分别用a、b、c、d、e、f、g七个小写字母表示。
3.2.2.LED数码管:
半导体数码管又称LED数码管,是一种广泛使用的显示器件。LED有两种:共阳极型和共阴极型。
LED优点:亮度高、字形清晰,工作电压低(1.5~3V)、体积小、可靠性高、寿命长,响应速度极快。
1.引言
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。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。
交通信号灯单片机课程设计
交通信号灯单片机课程设计一、设计背景交通信号灯是城市道路上的重要设施,它能够指引行车和行人的方向,维护交通秩序和安全。
而现代交通信号灯则采用了单片机技术,使其更加智能化、可靠化和节能环保。
二、设计目标本课程设计旨在通过学习单片机原理和应用知识,掌握交通信号灯的设计与实现方法,并实现以下目标:1. 理解单片机工作原理及其应用;2. 掌握基本的电子元器件和电路知识;3. 学会使用Keil C51集成开发环境编写程序;4. 能够独立完成交通信号灯系统的设计与实现。
三、设计内容1. 系统硬件设计系统硬件主要由单片机、LED等元器件组成。
其中,单片机采用AT89C52型号,具有强大的计算能力和丰富的外设接口;LED则是光电转换元件,可将电能转换为光能进行显示。
2. 系统软件设计系统软件主要由Keil C51集成开发环境编写。
具体步骤如下:(1)编写程序框架:包括头文件引用、全局变量定义、主函数等;(2)编写延时函数:通过循环语句实现时间延迟,用于控制交通信号灯的闪烁和变换;(3)编写状态转换函数:根据交通信号灯的状态进行相应的控制操作,包括红灯、黄灯、绿灯等状态;(4)调试程序:通过单片机仿真器或实际硬件进行程序调试,确保程序运行正确。
四、设计步骤1. 系统硬件设计步骤:(1)确定系统功能需求和性能指标;(2)选取单片机和LED元器件,并进行电路原理图设计;(3)进行PCB布线和焊接工作,完成系统硬件设计。
2. 系统软件设计步骤:(1)安装Keil C51集成开发环境,并创建工程文件;(2)编写程序框架和延时函数,并测试其正确性;(3)编写状态转换函数,并测试其正确性;(4)将程序下载到单片机中,并进行实际运行测试。
五、设计成果展示经过以上步骤,我们成功地完成了交通信号灯系统的设计与实现。
下面是系统运行效果展示:当交通信号灯处于红灯状态时,车辆需停车等待;当交通信号灯处于黄灯状态时,车辆需减速慢行;当交通信号灯处于绿灯状态时,车辆可正常行驶。
单片机交通灯课程设计
单片机交通灯课程设计一、课程介绍:本课程名为“单片机交通灯课程设计”,旨在通过教授单片机的基本原理和应用,使学员能够设计和实现一个简单的交通灯控制系统。
课程将围绕单片机的硬件组成、编程语言、接口技术等方面展开,使学员深入了解单片机的运作机制,掌握交通灯控制系统的原理和设计方法。
通过本课程的学习,学员将能够独立设计和实现一个交通灯控制系统,提高他们的实践能力和创新能力。
二、学习者分析:目标受众为具有一定电子工程或计算机科学背景的大学生,他们的年龄一般在18-25岁之间,学历水平主要为本科或研究生。
他们对电子技术和编程语言有一定的了解,具备一定的逻辑思维能力和问题解决能力。
先备知识方面,学员应掌握基本电路原理、C语言编程和微控制器的基本概念。
三、学习目标:1.认知目标:学生应该了解单片机的硬件组成、工作原理和编程语言;掌握交通灯控制系统的原理和设计方法。
2.技能目标:学生应该能够使用单片机开发工具进行程序编写和调试;能够设计和实现一个简单的交通灯控制系统。
3.情感目标:学生应该培养对电子技术的兴趣和热情,提高他们的问题解决能力和创新意识。
四、课程内容:1.模块/单元划分:将课程内容划分为以下几个模块:模块一:单片机基础知识;模块二:C语言编程;模块三:单片机接口技术;模块四:交通灯控制系统设计。
2.内容描述:模块一将介绍单片机的硬件组成、工作原理和编程环境;模块二将教授C语言的基本语法和编程技巧;模块三将讲解单片机接口技术的原理和应用;模块四将引导学员设计和实现一个简单的交通灯控制系统。
3.核心概念:每个模块中都包含关键概念或理论,如单片机的硬件组成、C语言的编程语法、接口技术的原理等。
这些核心概念是课程的重点,学员需要深入理解和掌握。
五、教学策略:为了达到本课程的学习目标,我们将采用多种教学方法、活动设计和技术的整合。
1.教学方法:我们将结合讲授、讨论、合作学习和实验等方法。
讲授法用于向学生传授单片机和C语言的基础知识;讨论法用于激发学生的思考,解决学习过程中遇到的问题;合作学习使学生在团队中共同完成项目,培养沟通和协作能力;实验法让学生亲手操作,加深对知识的理解和应用。
单片机课程设计-交通灯
目录目录第一章课程设计内容与要求分析 (1)1.1 课程设计内容 (1)1.2 课程设计要求分析 (2)1.2.1 系统单元电路组成 (2)第二章控制系统程序设计 (4)第三章单片机原理及应用课程设计总结 (18)参考文献 (19)附录 (20)第一章课程设计内容与要求分析1.1 课程设计内容本题目以89C51单片机为核心器件组成交通灯控制系统,采用定时中断实现精确定时;利用提供的单元模块构成硬件系统。
交通灯控制系统的设计要求:1)基本功能:要求在一般工作方式下,十字路口为A、B道(A、B道交叉组成十字路口),每道设置红、绿、黄三盏灯,在灯的控制下各道轮流放行。
通行的流程是:B道红灯亮40秒,同时A道绿灯亮30秒,闪烁5秒,A道黄灯亮5秒;然后切换A道红灯亮40秒,同时B道绿灯亮30秒,闪烁5秒;B道黄灯亮5秒。
如此循环。
在A、B道红、绿、黄灯依次点亮时,A、B道对应的两位数码管分别倒计时显示本道红、绿、黄灯点亮的时间。
2)扩展功能:设置自动流量控制功能:即当一道有车而另一道无车(用按键开关S1、S2模拟车辆检测功能)时,使有车车道放行。
设置优先控制功能:当有紧急车辆通过时,用开关S0进行控制,将A、B 道均设定为红灯,第二次按下开关S0后,回复正常运行状态。
1.2 课程设计要求分析1.2.1 系统单元电路组成图1 交通灯外围电路图2 交通灯运行时电路图3 交通灯运行时电路第二章控制系统程序设计#include <reg51.h>unsigned char code dtab[]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90,0xff};//共阳极接法的数字0~9段码表unsigned char code selec[4]={0xFE,0xFD,0xFB,0xF7};//动态显示位选码表unsigned char disp[4];//定义4个显示缓冲单元unsigned char aa[25];sbit Key1=P1^4;//定义四个独立按键sbit Key2=P1^5;sbit Key3=P1^6;sbit Key4=P1^7;sbit YL_ledR=P3^0;//定义Y轴方向左转的红绿黄灯sbit YL_ledY=P3^1;sbit YL_ledG=P3^2;sbit YG_ledR=P3^3;//定义Y轴方向直行的红绿黄灯sbit YG_ledY=P3^4;sbit YG_ledG=P3^5;sbit XL_ledR=P2^0;//定义X轴方向左转的红绿黄sbit XL_ledY=P2^1;sbit XL_ledG=P2^2;sbit XG_ledR=P2^3;//定义X轴方向直行的红绿黄sbit XG_ledY=P2^4;sbit XG_ledG=P2^5;unsigned char flag=13,move_flag; //定义标志位unsigned char XGR,XGY,XGG;unsigned char XLR,XLY,XLG;unsigned char YGR,YGY,YGG;unsigned char YLR,YLY,YLG;unsigned char YYRR,XXRR;unsigned char num;void Delayms(unsigned int x) //定义xms延时函数,x就是形式参数{unsigned int i;unsigned char j;for(i=x;i>0; i--)for(j=110;j>0;j--);}/**************************************************************函数功能:定时器0中断服务函数,显示矩阵按键值**************************************************************/void Time0(void) interrupt 1//"interrupt"声明函数为中断服务函数{unsigned char count;TH0=(65536-50000)/256; //定时器T0的高8位赋初值TL0=(65536-50000)%256;//定时器T0的低8位赋初值if(++count>=20){count=0;YGG--; //Y轴绿灯时间减一XXRR--; //X轴红灯时间减一disp[2]=XXRR%10; //X轴数码管显示Y轴绿灯时间disp[3]=XXRR/10;disp[0]=YGG%10; //Y轴数码管显示X轴红灯时间disp[1]=YGG/10;if(YGG==0) //如果Y抽绿灯时间减为零,Y轴的黄灯开始亮,X轴的数码管显Y轴黄灯时间{disp[0]=YGY%10;disp[1]=YGY/10;YGG=1;YGY--;YG_ledG=1;//Y轴的绿灯熄灭YG_ledY=0;if(YGY==0XFF) //当Y轴黄灯闪烁时间变为零,Y轴红灯亮,黄灯灭,Y数码管显示X轴绿灯时间{ //同时X轴的绿灯亮,红灯灭,X轴数码管显示Y轴红灯时间disp[0]=YLG%10;disp[1]=YLG/10;YGY=0;YLG--;YL_ledG=0;YG_ledR=0;YG_ledY=1;YL_ledR=1;if(YLG==0XFF)//当X轴绿灯时间为零,X轴的绿灯灭,黄灯开始闪烁。
交通灯单片机课程设计报告
课程设计报告:交通灯单片机控制系统1. 设计目的本课程设计旨在让学生通过使用单片机开发一个简单的交通灯控制系统来加深对单片机编程和控制原理的理解。
该系统可以模拟道路上的交通灯,实现红灯、绿灯和黄灯的循环控制,并可以通过按键进行手动控制。
2. 设计原理2.1 交通灯状态交通灯状态包括红灯、黄灯和绿灯,它们按照固定的时间间隔循环切换。
2.2 按键控制设计中使用一个按键用于手动控制交通灯状态切换。
按下按键时,会切换到下一个灯状态。
3. 硬件方案3.1 单片机本设计采用ATmega328P单片机,它具有足够的GPIO引脚用于控制交通灯的LED。
3.2 LED使用红色、黄色和绿色LED模拟交通灯的三种状态。
3.3 按键一个按键连接到单片机的GPIO引脚,用于手动切换交通灯状态。
4. 软件方案4.1 控制逻辑编写单片机程序,实现交通灯状态的循环切换和按键控制逻辑。
4.2 定时器使用定时器来控制交通灯状态切换的时间间隔。
4.3 中断配置按键的中断,以便在按下按键时进行状态切换。
5. 实施过程连接硬件组件,包括LED、按键和单片机。
编写单片机程序,包括交通灯状态切换逻辑、定时器配置和按键中断处理。
编译并烧录程序到单片机。
运行程序,观察交通灯的状态切换和按键控制是否正常。
6. 测试结果经过测试,交通灯控制系统能够正常运行。
交通灯状态按照预定的时间间隔循环切换,同时按下按键可以手动切换状态,符合设计要求。
7. 问题解决在实施过程中,遇到了一些问题,如硬件连接错误和程序逻辑错误。
通过仔细检查和调试,成功解决了这些问题。
8. 总结本课程设计使我深入了解了单片机编程和控制系统的原理,通过实际动手操作,更好地掌握了这些概念。
设计交通灯控制系统是一个有趣且教育性的项目,我对单片机编程有了更深入的理解,这对我的学习和职业发展都有所帮助。
这个示例课程设计报告可以作为参考,你可以根据具体的课程设计要求和硬件平台的不同来进行调整和扩展。
单片机交通灯课程设计
单片机交通灯课程设计单片机交通灯课程设计简介:单片机交通灯课程设计是一项基于单片机控制的交通灯系统设计任务。
通过使用单片机的控制和处理能力,设计出实现交通灯的红绿灯控制、时间自动调整等功能的系统。
该设计能够帮助学生提升对单片机的理解和应用能力,同时加深对交通灯控制原理的理解。
需求分析:根据交通灯的基本原理,我们需要实现交通灯的红灯、绿灯和黄灯的切换控制,并且能够按照一定时间间隔进行自动调整。
通过按键控制可以手动改变交通灯的状态。
我们需要选取适当的控制电路和编程语言来实现这一功能。
本设计的目标是使交通灯的切换过程平稳、稳定,并且在故障发生时能够按照预定的故障处理机制进行处理。
设计方案:1. 硬件设计:(1) 选取合适的单片机,可根据实际情况选择合适的型号;(2) 设计电路板,将单片机与交通灯的灯组连接起来;(3) 使用合适的电源供电,保证电路的正常运行;(4) 调试电路,确保电路的连接正常、无故障。
2. 软件设计:(1) 选择合适的编程语言和开发环境,如C语言和Keil等;(2) 设计主循环程序,实现交通灯的红、黄、绿灯的切换功能;(3) 设计按键检测处理程序,实现按键控制交通灯的手动切换功能;(4) 设计时间调整程序,实现交通灯切换时间的自动调整功能;(5) 设计故障处理程序,实现在故障发生时的处理机制。
实验步骤:1. 连接硬件电路,保证电路连接正确;2. 使用适当的编程语言编写程序,并导入单片机中;3. 打开电源,观察交通灯的切换状态,并尝试按键控制;4. 观察交通灯的自动调整功能,验证其正常工作;5. 模拟故障情况,测试故障处理机制;6. 对实验结果进行总结和分析,修正可能存在的问题。
注意事项:1. 实验中要注意电路连接和开关的正确使用,确保电路安全;2. 编写程序时要注意代码的规范性和可读性,方便后续修改和维护;3. 在实验过程中及时记录实验数据和观察结果,以便后续分析和总结。
结论:通过本次课程设计,我学会了如何使用单片机来实现交通灯的控制功能,并加深了对交通灯控制原理的理解。
单片机课程设计报告1 交通灯
单片机课程设计报告1 交通灯1. 引言本文档是单片机课程设计的报告,主题为交通灯。
交通灯是城市交通管理的重要组成部分,合理的交通灯设置可以提高交通效率、保障交通安全。
本文将介绍交通灯的设计方案、实现过程以及遇到的问题及解决方法。
2. 设计方案2.1 总体设计思路本次交通灯设计采用的是基于单片机的控制系统。
通过在单片机上编程设计,控制交通灯的状态和时间,实现交通灯的自动切换,并保证交通流畅。
2.2 硬件设备本次设计所需的硬件设备包括:•单片机:采用STC89C52型单片机•交通灯信号灯模块:包括红灯、黄灯、绿灯三个灯泡及控制电路板•电源模块:用于提供电力供给2.3 软件设计本次设计的软件部分主要包括:•交通灯控制程序:通过编写程序控制单片机,实现交通灯的自动切换3. 实现过程3.1 准备工作在开始设计之前,我们首先进行了一些准备工作。
包括准备好所需的硬件设备,如单片机、交通灯信号灯模块和电源模块;同时也对单片机进行了初始化配置,以及编写好了交通灯控制程序的框架。
3.2 硬件连接我们将单片机与交通灯模块进行连接。
具体的连接方式如下:1.将单片机的IO口与交通灯模块的各个灯泡的控制引脚相连,以实现对灯泡亮灭的控制。
2.将电源模块与单片机进行连接,以提供电力供给。
3.3 软件设计与编程在硬件连接完成后,我们开始着手进行软件设计和编程。
主要的步骤包括:1.定义交通灯的状态:根据交通灯的信号变化规律定义交通灯状态,如红灯亮、黄灯亮、绿灯亮等。
2.编写控制程序的逻辑:根据交通灯的状态定义,编写控制程序的逻辑,实现不同状态之间的切换和持续时间的控制。
3.编程实现:根据以上设计,在单片机上编写程序,并通过烧录将程序烧录到单片机上。
3.4 测试与调试在程序编写完成后,我们进行了测试与调试。
通过在交通灯工作状态下的观察与测试,我们可以判断出程序是否符合设计要求,并进行必要的调试。
4. 遇到的问题与解决方法在设计与实现过程中,我们遇到了一些问题,具体包括:•问题1:单片机与交通灯模块的连接出现问题,导致交通灯无法正常工作。
单片机课程设计红绿灯
单片机课程设计红绿灯一、教学目标本章节的教学目标是让学生了解和掌握单片机在交通信号灯控制系统中的应用。
通过本章节的学习,学生应能理解交通信号灯的工作原理,掌握单片机的基本编程和电路连接,培养学生的实际操作能力和创新思维。
具体来说,知识目标包括:1.了解交通信号灯的工作原理和作用。
2.掌握单片机的基本编程和电路连接。
3.了解如何利用单片机实现交通信号灯的控制。
技能目标包括:1.能够独立设计和连接单片机电路。
2.能够编写简单的单片机程序。
3.能够对交通信号灯控制系统进行调试和优化。
情感态度价值观目标包括:1.培养学生的团队合作意识和沟通能力。
2.培养学生对科技创新的兴趣和热情。
3.培养学生对交通安全的重视和责任感。
二、教学内容本章节的教学内容主要包括交通信号灯的工作原理、单片机的基本编程和电路连接,以及如何利用单片机实现交通信号灯的控制。
具体来说,教学大纲如下:1.交通信号灯的工作原理和作用:介绍交通信号灯的基本工作原理和其在交通管理中的作用。
2.单片机的基本编程:学习单片机的基本编程语言和编程技巧,包括数据的输入输出、逻辑运算和控制语句等。
3.单片机电路连接:学习单片机的基本电路连接方法,包括电源电路、输入输出电路和传感器电路等。
4.交通信号灯控制系统的实现:学习如何利用单片机实现交通信号灯的控制,包括编程设计、电路连接和系统调试等。
三、教学方法为了达到本章节的教学目标,将采用多种教学方法相结合的方式进行教学。
包括讲授法、讨论法、案例分析法和实验法等。
通过讲授法,向学生传授交通信号灯的工作原理和单片机的基本编程知识。
通过讨论法,引导学生进行思考和交流,培养学生的团队合作意识和沟通能力。
通过案例分析法,让学生通过分析实际案例,深入理解交通信号灯控制系统的实现方法。
通过实验法,让学生亲自动手进行电路连接和编程设计,提高学生的实际操作能力和创新思维。
四、教学资源为了支持本章节的教学内容和教学方法的实施,将选择和准备适当的教学资源。
单片机交通灯课程设计
单片机 交通灯课程设计一、课程目标知识目标:1. 理解单片机的基本原理,掌握交通灯控制器的设计方法;2. 学会使用编程软件进行单片机程序设计,实现交通灯控制功能;3. 了解交通灯系统的基本构成和运行原理,提高对电子工程实践的认识。
技能目标:1. 能够运用所学知识,独立完成单片机交通灯控制器的硬件搭建;2. 掌握基本的编程技巧,实现交通灯的定时切换和异常处理功能;3. 提高动手实践能力,培养团队协作和问题解决能力。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对单片机及电子工程的兴趣,激发创新意识;2. 培养学生的责任心和敬业精神,使其在项目实践中体会工程实践的重要性;3. 增强学生的环保意识,理解交通灯系统在节能减排方面的作用。
课程性质:本课程为实践性较强的课程,结合单片机原理与应用,让学生在实际操作中掌握知识,提高技能。
学生特点:学生具备一定的电子基础和编程能力,对单片机有一定了解,但实践经验不足。
教学要求:注重理论与实践相结合,充分调动学生的积极性,培养其动手实践和团队协作能力。
通过课程学习,使学生能够独立完成单片机交通灯控制器的设计与实现。
1. 单片机基础理论:回顾单片机的组成、工作原理和编程基础,重点讲解I/O 口控制、定时器及中断系统等知识点。
教材章节:第二章 单片机原理与应用。
2. 交通灯控制器设计:介绍交通灯系统的基本构成、工作原理及设计要求,分析控制器硬件设计方法,包括电路图绘制、元器件选型等。
教材章节:第三章 交通信号灯控制系统设计。
3. 程序设计:结合单片机编程语言,讲解交通灯控制程序的编写方法,包括主程序、定时器中断服务程序等。
教材章节:第四章 单片机编程与应用。
4. 硬件搭建与调试:指导学生进行交通灯控制器硬件的搭建、程序烧录及系统调试,分析并解决实际问题。
教材章节:第五章 单片机系统调试与优化。
5. 项目实践:组织学生分组进行项目实践,要求每组完成一个具有定时切换和异常处理功能的单片机交通灯控制器设计。
单片机课程设计(交通灯程序)
单片机课程设计基于单片机的交通灯设计2007.07.05 一.设计目的:1、通过交通信号灯控制系统的设计,掌握8255A并行口传输数据的方法,以控制发光二极管的亮与灭;2、用8255作为输出口,控制十二个发光二极管熄灭,模拟交通灯管理.3、通过单片机课程设计,熟练掌握汇编语言的编程方法,将理论联系到实践中去,提高我们的动脑和动手的能力;4、完成控制系统的硬件设计、软件设计、仿真调试。
二.设计要求:交通信号灯模拟控制系统设计利用单片机的定时器定时,令十字路口的红绿灯交替点亮和熄灭,并且用LED数码管显示时间。
用8051做输出口,控制十二个发光二极管燃灭,模拟交通灯管理。
在一个交通十字路口有一条主干道(东西方向),一条从干道(南北方向),主干道的通行时间比从干道通行时间长,四个路口安装红,黄,蓝,灯各一盏;1、设计一个十字路口的交通灯控制电路,要求南北方向(主干道)车道和东西方向(支干道)车道两条交叉道路上的车辆交替运行,时间可设置修改。
2、在绿灯转为红灯时,要求黄灯先亮,才能变换运行车道3、黄灯亮时,要求每秒闪亮一次。
4、东西方向、南北方向车道除了有红、黄、绿灯指示外,每一种灯亮的时间都用显示器进行显示(采用计时的方法)。
5、同步设置人行横道红、绿灯指示。
三.设计任务和内容:任务:设计一个能够控制十二盏交通信号灯的模拟系统。
并且要求交通信号灯按照交通规则的模试来运行。
内容:因为本课程设计是交通灯的控制设计,所以要了解实际交通灯的变化情况和规律。
假设一个十字路口为东西南北走向。
初始状态0为东西红灯,南北红灯。
然后转状态1东西红灯,南北绿灯通车,。
过一段时间转状态2南北绿灯灭,黄灯闪烁几次,东西仍然红灯。
再转状态3,东西绿灯通车,南北红灯。
过一段时间转状态4,东西绿灯灭,闪几次黄灯,南北仍然红灯。
最后循环至状态1。
四.控制系统的总体要求:1.执行程序时,初始态为四个路口的红灯全亮之后;2.东西路口的绿灯亮,南北路口的红灯亮,东西路口方向通车;3.延时一段时间后,东西路口的绿灯熄灭,黄灯开始延时并且开始闪烁,闪烁5次后,东西路口红灯亮,而同时南北路口的绿灯亮,南北路口方向开始通车;4.延时一段时间之后,南北路口的绿灯熄灭,黄灯开始延时并且开始闪烁,闪烁3次之后,再切换到东西路口方向;之后重复2到4过程。
单片机课程设计(交通灯、秒表)
单片机课程设计
在单片机课程设计中,学生通常会接触到各种实际的应用场景,比如交通灯控
制和秒表功能。
这些实际项目既能帮助学生巩固所学的理论知识,又能培养他们的实际动手能力和解决问题的能力。
交通灯设计
项目简介
交通灯控制是一个常见的单片机应用项目,通过控制红绿灯的亮灭顺序,模拟
实际道路的交通流量控制。
学生可以通过这个项目了解控制流程和时序控制。
设计思路
在这个项目中,学生可以设计一个简单的交通灯系统,包括红灯、黄灯和绿灯。
他们需要考虑如何控制各个灯的亮灭顺序,以及红绿灯的时间间隔。
实现步骤
1.设计红绿灯的控制逻辑,确定各个灯的亮灭顺序。
2.编写程序,实现控制逻辑。
3.测试程序,检查红绿灯的切换顺序和时间间隔是否符合要求。
秒表设计
项目简介
秒表是用来计时的工具,通常用于测量短暂时间间隔。
在单片机课程设计中,
学生可以通过设计秒表项目来巩固定时器的使用和计时逻辑。
设计思路
学生可以设计一个简单的秒表系统,通过单片机的定时器功能实现计时功能。
他们需要考虑如何初始化计时器、开始计时、暂停计时和重置计时。
实现步骤
1.初始化定时器,设置时间间隔。
2.编写计时功能的程序,包括开始、暂停和重置功能。
3.测试程序,检查计时功能是否准确。
总结
通过交通灯和秒表项目的设计,学生可以巩固单片机的编程技能和实际应用能力。
这些项目不仅有助于加深对单片机工作原理的理解,还可以培养学生解决实际问题的能力。
希望学生在完成这些项目的过程中,能够不断学习和进步,成为优秀的单片机工程师。
单片机交通灯课程设计
单片机交通灯课程设计一、课程目标知识目标:1. 理解单片机的原理及交通灯控制系统的基本构成;2. 掌握单片机编程的基本语法,如C语言或汇编语言;3. 学习并掌握交通灯控制流程图的绘制及程序设计;4. 了解交通灯控制系统在实际应用中的功能与作用。
技能目标:1. 能够运用所学知识设计简单的单片机交通灯控制系统;2. 能够独立编写程序,实现交通灯的红、黄、绿灯控制逻辑;3. 能够对所设计的系统进行调试和优化,确保其正常运行;4. 学会使用相关工具和仪器,进行电路搭建和程序烧录。
情感态度价值观目标:1. 培养学生的团队协作意识,学会与他人共同解决问题;2. 激发学生对电子技术的兴趣,提高创新意识和动手能力;3. 增强学生的社会责任感,认识到科技在生活中的重要应用;4. 培养学生严谨、认真、细心的学习态度,为今后的学习和工作打下基础。
本课程针对单片机交通灯的设计,结合学生年级特点,注重理论与实践相结合,旨在提高学生的知识水平和实践能力。
通过本课程的学习,使学生能够掌握单片机的基本原理和应用,培养其在电子技术领域的实际操作技能,同时注重培养其情感态度和价值观,为学生的全面发展奠定基础。
二、教学内容1. 单片机基础理论:介绍单片机的组成、工作原理及性能特点,结合课本第二章内容,让学生对单片机有全面的了解。
2. 编程语言学习:以C语言或汇编语言为基础,讲解单片机编程的基本语法和编程技巧,对应课本第三章。
3. 交通灯控制系统原理:分析交通灯控制系统的基本构成、工作流程和功能,结合课本第四章内容,让学生了解实际应用场景。
4. 程序设计:学习并掌握交通灯控制流程图的绘制及程序设计,对应课本第五章,让学生能够实际操作编写程序。
5. 系统调试与优化:介绍系统调试的方法和技巧,分析常见的故障原因,对应课本第六章,让学生学会调试和优化程序。
6. 电路搭建与程序烧录:学习使用相关工具和仪器,进行电路搭建和程序烧录,对应课本第七章,培养学生的动手能力。
交通灯单片机课程设计
3.串行通信接口设计:引入串行通信的概念,设计交通灯系统与上位机或其他系统的通信接口。
4.系统测试与故障排查:教授学生如何对系统进行全面的测试,以及面对常见故障如何进行排查和修复。
5.创新设计思考:鼓励学使用传感器检测车辆和行人流量,实现自适应控制。
4.实际案例分析:分析现实生活中的交通灯控制系统案例,理解理论与实践相结合的重要性。
5.课程总结与展示:组织学生进行课程学习总结,展示各自设计的交通灯单片机控制系统,分享设计心得和经验。
5、教学内容
1.安全规范教育:强调在交通灯单片机系统设计和实施过程中遵守安全规范,确保系统安全可靠运行。
2.项目评估标准:介绍评估交通灯单片机控制系统的标准,包括功能性、稳定性、节能性、用户体验等方面。
3.交通灯程序扩展:引入交通流量检测功能,实现智能调节信号灯变化。
4.硬件电路保护措施:分析并设计过流、过压保护电路,确保交通灯系统稳定运行。
5.课程实践:分组进行交通灯单片机控制系统设计,动手搭建电路,编写程序,并进行调试。
3、教学内容
1.交通灯系统模块化设计:引导学生理解模块化设计的重要性,将交通灯系统分为时钟模块、控制模块、显示模块等。
3.仿真软件应用:引入Proteus、Keil等仿真软件的使用,让学生在虚拟环境中模拟交通灯系统的运行,提前发现问题。
4.团队合作能力培养:通过分组项目实践,培养学生团队合作能力,学会分工协作、共同解决问题的方法。
5.课程反馈与改进:收集学生对课程的意见和建议,对教学内容和方法进行总结与改进,为下一阶段的学习做好准备。
4、教学内容
1.系统可靠性分析:讲解如何提高交通灯单片机控制系统的可靠性,包括硬件冗余设计、软件容错机制等。
51单片机交通灯课程设计
51单片机交通灯课程设计一、课程目标知识目标:1. 理解51单片机的基本原理和结构,掌握其在交通灯控制系统中的应用。
2. 学习并掌握C语言编程基础,能运用C语言编写51单片机的程序代码。
3. 了解交通灯的工作原理,掌握交通灯时序控制方法。
技能目标:1. 能运用51单片机设计并实现一个简单的交通灯控制系统。
2. 掌握使用Keil软件进行51单片机程序编写、编译和调试。
3. 学会分析并解决实际交通灯控制中可能出现的问题。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对电子技术及嵌入式系统开发的兴趣,激发创新意识。
2. 增强学生的团队合作精神,培养在项目实践中主动沟通、协作解决问题的能力。
3. 提高学生的实践操作能力,使其认识到理论知识在实际应用中的价值。
分析课程性质、学生特点和教学要求:本课程为电子信息类专业的实践课程,旨在帮助学生将所学的51单片机理论知识运用到实际项目中。
学生已具备一定的电子技术和C语言基础,但实际操作能力和项目经验不足。
针对此情况,课程目标设定以实用性为主,注重培养学生的动手能力和团队协作能力。
二、教学内容1. 51单片机原理及结构复习:回顾51单片机的内部结构、工作原理,重点掌握其I/O口特性及编程方法。
相关教材章节:第三章《51单片机结构及工作原理》。
2. C语言编程基础:巩固C语言基础,学习51单片机程序设计中的常用语法和编程技巧。
相关教材章节:第五章《51单片机的C语言编程》。
3. 交通灯工作原理:介绍交通灯的基本工作原理及时序控制方法,分析实际应用中的交通灯控制系统。
相关教材章节:第七章《嵌入式系统应用实例》。
4. 51单片机交通灯控制系统设计:结合实际项目,学习51单片机在交通灯控制中的应用。
教学内容安排:a. 交通灯控制系统需求分析b. 硬件电路设计与搭建c. 软件程序编写与调试d. 系统测试与优化5. 教学进度安排:第1周:复习51单片机原理及结构,介绍C语言编程基础。
第2周:讲解交通灯工作原理,分析交通灯控制系统实例。
单片机交通灯课程设计
单片机交通灯课程设计一、引言单片机交通灯课程设计是电子信息类专业中的一门重要课程,其涵盖了单片机程序设计、电路设计和交通信号控制等多个方面。
本文将详细介绍单片机交通灯课程设计的相关内容。
二、课程设计目标和要求1. 目标:通过本课程设计,学生应该能够掌握以下技能:(1)掌握单片机程序设计的基本原理和方法;(2)了解常用的交通信号灯控制方式;(3)具备电路设计和调试能力;(4)能够独立完成一个小型交通信号灯系统的设计和实现。
2. 要求:根据教师提供的需求,学生需要完成以下任务:(1)根据需求分析,确定交通信号灯系统的功能。
(2)进行电路设计,并进行仿真验证。
(3)编写单片机程序,实现交通信号灯系统的控制。
(4)进行实验验证,并对结果进行分析。
三、课程内容1. 单片机程序设计(1)C语言基础:变量类型、运算符、流程控制语句等。
(2)单片机编程基础:寄存器操作、中断处理等。
(3)常用模块库函数:延时函数、串口通信函数等。
(4)单片机应用案例分析。
2. 交通信号灯控制方式(1)定时控制方式:根据预设时间控制交通信号灯的变化。
(2)车辆检测控制方式:通过车辆检测器感应到车辆的存在,从而控制交通信号灯的变化。
(3)手动控制方式:通过人工操作来控制交通信号灯的变化。
3. 电路设计(1)采用8051单片机作为核心,实现交通信号灯系统的控制。
(2)使用LED作为交通信号灯的光源,通过三色LED来实现红、黄、绿三种颜色的显示。
(3)使用光敏电阻和红外传感器等传感器来实现车辆检测功能。
4. 实验验证(1)在实验室中搭建交通信号灯系统,并进行调试。
(2)对系统进行测试,并对测试结果进行分析和总结。
四、课程设计流程1. 需求分析:确定交通信号灯系统的功能需求和性能指标。
2. 电路设计:根据需求分析和性能指标,进行电路设计,并进行仿真验证。
3. 单片机程序设计:编写单片机程序,实现交通信号灯系统的控制。
4. 实验验证:在实验室中搭建交通信号灯系统,并进行调试和测试。
单片机控制交通灯课程设计
单片机控制交通灯课程设计1. 引言交通灯是城市中非常重要的交通设施之一,它能够有效地引导车辆和行人的交通流动,确保交通的平安与有序。
本课程设计旨在通过单片机控制交通灯的设计和实践,帮助学生理解和掌握单片机的根本原理和编程技巧,同时培养学生的创新思维和动手能力。
2. 设计目标本课程设计的目标是设计一个基于单片机的交通灯控制系统,实现交通灯的自动切换和人行横道的控制。
具体的设计目标包括: - 使用单片机控制交通灯的红、黄、绿三个信号灯的切换; - 设置适当的时间延迟,模拟真实交通流量; - 设计人行横道的信号灯,确保行人的平安过马路。
3.1 单片机选择在设计中,我们选择常用的AT89S52型号单片机作为控制器。
它具有良好的性能和丰富的接口资源,非常适合本课程设计的要求。
3.2 交通灯模块我们设计一个交通灯模块,包含红、黄、绿三个信号灯。
每个信号灯使用LED灯作为显示,通过与单片机相连的IO口进行控制。
3.3 人行横道模块为了确保行人的平安过马路,我们设计一个人行横道模块,包含红、绿两个信号灯。
同样地,每个信号灯也使用LED灯作为显示,并与单片机相连的IO口进行控制。
4.1 程序框架我们使用C语言进行单片机的编程,设计以下几个函数: - void delay(int time):延时函数,用于设置适宜的时间间隔; - void trafficLightControl():交通灯控制函数,实现交通灯的循环切换;- void pedestrianCrossingControl():人行横道控制函数,确保行人过马路的平安。
4.2 交通灯控制在交通灯控制函数中,我们使用一个状态变量来记录当前信号灯的状态。
根据不同的状态,我们通过控制IO口来点亮相应的LED灯。
同时,我们通过延时函数来控制每个信号灯的亮灭时间,以模拟真实交通流量。
4.3 人行横道控制在人行横道控制函数中,我们使用类似的方法来控制红、绿灯的亮灭。
交通灯单片机课程设计
交通灯单片机课程设计一、课程目标知识目标:1. 让学生理解单片机的基本原理和功能,掌握交通灯控制系统的组成和工作原理。
2. 学会使用编程软件进行单片机程序设计,实现交通灯的定时切换功能。
3. 了解交通灯控制系统在实际生活中的应用,认识到科技与生活的紧密联系。
技能目标:1. 培养学生动手操作能力,能够独立完成交通灯单片机电路的搭建和程序编写。
2. 提高学生问题分析能力,能够针对实际交通灯控制需求进行程序设计和优化。
3. 培养学生团队协作能力,学会在小组合作中共同解决问题和分享成果。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对单片机技术的兴趣,激发学习热情,树立科技创新意识。
2. 培养学生遵守交通规则的意识,提高社会责任感和道德素养。
3. 培养学生勇于挑战困难的精神,增强自信心和自我成就感。
课程性质:本课程为实践性较强的课程,结合单片机技术,通过实际操作和编程实践,使学生掌握交通灯控制系统的设计与实现。
学生特点:学生具备一定的电子基础和编程能力,对单片机有一定了解,喜欢动手实践,善于合作学习。
教学要求:教师应注重理论与实践相结合,引导学生主动参与课堂,鼓励学生提出问题、解决问题,关注学生的个体差异,提供个性化指导。
通过本课程的学习,使学生能够将所学知识运用到实际项目中,提高综合运用能力。
二、教学内容1. 单片机基础知识:介绍单片机的组成、工作原理及特点,使学生了解单片机在交通灯控制系统中的应用。
教学内容:第一章单片机概述,第二节单片机的基本组成。
2. 交通灯控制系统原理:讲解交通灯控制系统的工作原理,分析各模块功能及相互关系。
教学内容:第三章控制系统,第四节交通灯控制系统。
3. 编程软件使用:学习使用编程软件进行交通灯控制程序的设计与调试。
教学内容:第二章编程软件,第三节Keil编程软件的使用。
4. 单片机程序设计:学习C语言编程基础,掌握交通灯控制程序的设计方法。
教学内容:第四章C语言编程,第五节控制语句与函数。
交通灯单片机课程设计报告书
交通灯单片机课程设计报告书交通灯单片机课程设计报告书一、课程设计背景作为计算机科学与技术专业的一门重要课程,单片机技术的学习和应用具有很大的实际意义。
通过单片机课程的学习,可以深入理解计算机系统的运作原理,了解计算机控制技术的基础知识,掌握单片机程序设计的方法,并通过实际应用培养学生的创新能力和实践能力。
本次课程设计以交通灯控制为主题,旨在提高学生对单片机程序设计的理论和实践能力,为学生今后的专业技术学习和实践奠定基础。
二、课程设计目标本课程设计的目标为:1.了解交通灯控制的基本原理、设计方法和应用领域;2.了解单片机程序设计的基本原理和技术;3.掌握单片机程序设计的方法和技巧;4.了解目前在交通灯控制领域常用的单片机实现方式;5.能够使用单片机设计和实现交通灯控制系统;6.培养学生的编程能力、实践能力和团队协作能力。
三、课程设计内容本课程设计主要涉及以下内容:1.交通灯控制的原理和设计方法,包括定时器、计数器、中断等基本知识;2.单片机基本结构、指令系统和编程语言,包括汇编语言和C语言;3.单片机程序设计方法和技巧,包括程序框架、状态转移、调试技巧等;4.交通灯控制系统的硬件设计和软件实现,包括电路设计、程序编写、测试和调试等。
四、课程设计流程本课程设计的流程如下:1.了解交通灯控制的基本原理和设计方法,学习单片机程序设计的基本知识;2.进行小组讨论,确定交通灯控制系统的设计目标和要求;3.进行交通灯控制系统的硬件设计,确定电路元件、电路图和PCB布局;4.对交通灯控制系统进行软件设计,确定程序框架、状态转移和调试方法;5.进行交通灯控制系统的调试和测试,确定系统的性能和稳定性;6.进行课程总结和成果展示,分享交通灯控制系统的设计思路和实现过程。
五、课程设计实施1.项目阶段在项目阶段,学生需要组成小组进行交通灯控制系统的硬件设计和软件实现。
每个小组成员需要完成一定的任务,包括电路设计、程序编写、测试和调试等。
单片机交通灯课程设计
单片机交通灯课程设计一、课程目标知识目标:1. 理解单片机的基础知识,掌握交通灯系统的基本原理;2. 学会使用特定编程语言(如C语言)编写单片机程序,实现交通灯控制功能;3. 了解并掌握交通灯系统的电路连接和调试方法。
技能目标:1. 能够运用所学知识,设计并搭建一个简单的单片机交通灯控制系统;2. 通过实际操作,提高编程能力和动手实践能力;3. 学会分析并解决交通灯控制过程中出现的问题。
情感态度价值观目标:1. 培养学生热爱科学、勇于探索的精神,增强学习单片机及相关课程的兴趣;2. 培养学生的团队协作意识和沟通能力,提高解决实际问题的信心;3. 增强学生的环保意识,了解交通灯系统在现实生活中的重要作用。
课程性质:本课程为实践性较强的课程,结合单片机原理、编程和电路知识,旨在培养学生的动手能力和创新能力。
学生特点:本课程针对的是初中或高中年级的学生,他们对单片机有一定了解,具备一定的编程基础和动手能力。
教学要求:教师应注重理论与实践相结合,引导学生主动探索,关注学生的个体差异,鼓励学生相互交流、合作,提高课堂教学效果。
在教学过程中,将课程目标分解为具体的学习成果,以便进行有效的教学设计和评估。
二、教学内容1. 单片机基础知识:回顾单片机的组成、工作原理,重点掌握I/O口控制、定时器、中断等基本功能;教材章节:第一章 单片机概述,第二章 单片机硬件结构。
2. 编程语言:学习C语言基础,掌握语法结构,能运用C语言编写交通灯控制程序;教材章节:第三章 编程语言基础,第四章 C语言编程。
3. 交通灯系统设计:了解交通灯系统的电路设计、程序设计及调试方法;教材章节:第五章 单片机应用实例,第六章 交通灯控制系统设计。
4. 实践操作:分组进行电路搭建、程序编写、系统调试,实现交通灯控制功能;教材章节:第七章 实践操作。
教学进度安排:1. 前两周:回顾单片机基础知识,学习C语言基础;2. 中间两周:学习交通灯系统设计,进行分组讨论和实践操作;3. 最后两周:总结、展示、评估,针对学生个体差异进行辅导。
- 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、"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、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)。
1 序言交通灯的形成当今,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。
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。
它由红绿两色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。
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,1914年始安装于纽约市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,车辆一接近红灯便变为绿灯;另一种是用扩音器来启动红绿灯,司机遇红灯时按一下嗽叭,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。
我们设计的单片机控制交通灯就是基于信号灯。
技术指示设计一个十字路口(方向为东西南北四个方向)的交通灯控制电路,每条道路上各配有一组红、黄、绿交通信号灯,其中红灯亮,表示该道路禁止通行;黄灯亮表示该道路上未过停车线的车辆禁止通行,已过停车线的车辆继续通行;绿灯表示该道路允许通行。
该电路自动控制十字路口两组红、黄、绿交通灯的状态转换,实现十字路口自动化。
图为一十字路口交通灯控制图的简化图。
^图十字路口交通灯控制图简化图任务和要求设计一个交通灯系统,通过单片机如AT89C51并接数码管及发光二极管来模拟交通灯的变化规律,8个数码管用来显示秒值,东西南北各两个,12个发光二极管,东西南北各三个,分为红绿黄三种颜色。
设计思路,首先东西方向绿灯亮,南北方向红灯亮,同时开始计时20s,在7段数码管上显示时间。
当20s倒计时结束后,开始3s 倒计时,并且东西方向绿灯开始闪烁,南北方向红灯亮。
当3s倒计时结束后再开始2s倒计时,并且东西方向黄灯亮,南北方向还是红灯亮。
当2s倒计时结束后开始20s 的倒计时,此时是南北方向绿灯亮,东西方向红灯亮。
接下来就是南北方向绿灯闪烁3s,再南北方向黄灯闪烁2s,接着又开始循环。
要求设计出电气原理图、要求设计出程序流程图、要求设计出程序。
·2 硬件电路的描述和设计单片机的简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、4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。
单片机体积小、功能全、性价比等诸多优点而独具特色,在工业控制、尖端武器、通信设备、家用电器等嵌入式应用领域中独占鳌头。
如果说C语言程序设计课程设计的基础课,那么单片机以其系统硬件构架完整、价格低廉、学生能动手等特点,成为工科学生硬件设计基础课。
《电源电路稳压的稳压电源电路图如图所示。
220V电压经过降压后得到12V交流电,经二极管整流成脉动直流电,经过电容滤波后再又经过LM7805稳压得到5V的直流电供系统工作,后面的发光二极管是起一个电源指示的作用,470UF的电容是起一个再次滤波的作用。
IN4007VI1VO3GND27805FU1 1AC1 1000nF R150047UFinout+_图电源电路芯片的选择与简单介绍此设计主控芯片采用AT89C51(如图)芯片。
AT89C51是一种带4K字节闪存可编程可擦除只读存储器(FPEROM—Flash Programmable andErasable Read Only Memory)的低电压、高性能CMOS 8位微处理器,俗称单片机。
单片机,亦称单片微电脑或单片微型计算机。
它是把中央处理器(CPU)、数据存储器(RAM)、程序存储器(ROM)、输入/输出端口(I/O)等主要计算机功能部件都集成在一块集成电路芯片上的微型计算机。
单片机的最小系统图 AT89C51芯片单片机最小系统如图所示是以89C51为核心,电路结构简单,抗干扰能力强,成本相对较低,非常符合本设计的所有要求。
89C51单片机系列是MCS-51系列的基础上发展起来的,是当前8位单片机的典型代表,采用CHMOS工艺,即互补金属氧物的HMOS工艺。
CHMOS是CMOS和HMOS的结合,具有HMOS高速度和高密度的特点,还具有C MOS低功耗的特点。
、时钟电路在单片机的外部通过XTAL1、X TAL2这两个引脚跨接晶体振荡器和微调电容,构成稳定的自激振荡器。
本系统采用的为12MHz 的晶振,一个机器周期为1us,C1、C2为30pF。
显示电路因为系统要求南北和东西方向的信号灯时间不一样,所以就利用单片机的P0口送出数据的段码,位选信号用 P2口送出,用动态图单片机最小系统扫描的方法显示东西、南北的倒计时间。
数码管使用共阴数码管,需要接上470欧上拉电阻以提供足够大的电流来驱动数码管,数码管的每段的电流是约10毫安。
显示电路组件如图所示:图显示电路信号灯电路本设计利用单片机的P2口来驱动和控制各种信号灯的燃亮和燃亮时间,在实际中,交通灯的信号灯需要用高电压控制,在这里我们只是模拟一下它的控制信号,所以我们就只用单片机的信号引脚直接来控制发光二极管,如图所示。
|图信号灯电路电路原理图电路原理如图,此图主要由一块主芯片AT89C51、四个7SEG-MPX2-CC、十二个发光二极管(分别为四个LED RED、四个LED YELLOW、四个LED GREEN)、一块RESPACK-8组成。
系统除具有基本交通灯功能外,还具有时间设置、LED信息显示功能,是交通实现有效控制。
详图见下一页:图电路原理图…3 软件设计流程及描述设计方案思想先了解交通灯的变化规律,假设这个十字路口为东西南北走向。
转状态1东西绿灯通行,南北红灯禁行。
过20s转状态2,南北仍然红灯,东西绿灯闪烁3s后转为黄灯亮2s。
再转状态3,南北变为绿灯通行,东西变为红灯禁行。
过20s转状态4,东西仍然红灯,南北绿灯闪烁3s转黄灯亮2s。
最后回到状态1,不断循环。
系统统采用MSC-51系列单片机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单片机芯片的P1口控制红、黄、绿灯的燃亮与熄灭;P0口外接数码管来显示各个信号灯的时间。
设计要求流程图设计流程图如图:图设计流程图以上设计流程图,在编制主程序流程图和编写程序源代码的时候,以此作为参考。
程序开始时状态一为东西绿灯亮南北红灯亮,延时并倒计时;然后进入第二个状态东西绿灯闪南北红灯亮,延时倒计时结束后再改变状态,第三个状态为东西黄灯亮南北红灯亮,延时。
第四个状态东西变为红灯,南北变为绿灯,这是东西禁行,南北通行。
第五个状态东西依然红灯亮,南北绿灯闪烁,倒计时。
第六状态东西不变还是红灯,南北黄灯亮。
依次按照设计流程图进行下去,一个周期结束后马上进入现已周期,依次循环。
主程序流程图主程序流程图如图所示:—N*图主程序流程图4 仿真效果仿真软件利用wave软件进行编程,利用proteus软件设计原理图并接线。
》系统仿真效果图图(a)、(b)为用proteus软件模拟交通灯的部分状态仿真图。
图(a)是在仿真电源接通之前的效果图,此时处于初始状态。
当接通电源的瞬间,东西方向从20s倒计时并且绿灯亮,南北方向从25s倒计时并且红灯亮。
图(a)仿真效果图图(b)为东西方向从20s倒计时至9秒时,南北方向从25s倒计时至14秒的状态图。
并且在倒计时的同时东西方向绿灯亮,南北方向红灯亮。
图(b)仿真效果图<仿真结果分析从仿真的过程来看,在接通电源时仿真能够正常运行。
红灯、黄灯、绿灯状态能够符合要求转换。
仿真开始东西方向为绿灯倒计时20s,南北方向红灯25s,当东西方向20s倒计时结束马上转变为绿灯倒计时3s,南北方向仍然是红灯倒计时,东西方向3s绿灯倒计时结束后转变为黄灯倒计时2s。
在东西方向黄灯倒计时2s结束的同时,南北方向也刚好结束了红灯25s的倒计时,然后南北方向马上转变为20s的绿灯倒计时,东西方向转变为25s的红灯倒计时,循环下去。
此程序仿真可以准确显示每个状态所剩余的时间,可以自主的实现设计要求的各状态的转换。
完成一个周期后此系统都将会进入下一个周期的开始,实现循环控制交通灯的变换,符合课程设计的要求。
;\课程设计体会总结>第一次做课程设计,刚拿到题目的时候很茫然,不知道从什么地方下手,也不知道该怎么做。
通过对设计题目和要求的反复琢磨,咨询了指导老师,参考了很多资料后,了解了设计的大概,并且对此次课程设计也有了大体的思路。
在做的过程中,我遇到了很多困难,比如对知识的不深入,让我不得不查阅很多资料,花费很多时间理解每一个难关。
在不懈的努力下终于完成了此次课程设计。
通过这次课程设计,加强了我思考、解决问题和动手的能力。
电路原理和连接,和芯片上的选择,也懂得了一些。
巩固数字逻辑电路的理论知识,并对芯片有了新的认识,懂得它的功能与其它芯片替换等。
更重要的是如何将逻辑电路灵活运用于实际生活。
协作的重要性。
我懂得做课程设计同时也是对课本知识的巩固和加强,平时看课本时,有时问题老是弄不懂,做完课程设计,很多问题都解决了,而且还可以记住很多东西。
比如一些芯片的功能,平时看课本,这次看了,下次就忘了,主要是因为没有动手实践。
这次的实践后,让我获益匪浅。
经过这次课程设计,也让我更加深刻的认识到学好单片机的重要意义。
当今单片机渗透到我们生活的各个领域比如从导弹的导航装置、飞机上各种仪表的控制、计算机的网络通讯与数据传输、自动控制领域的机器人、智能仪表、医疗器械、工业自动化过程的实时控制和数据处理等等到我们生活中接触到的各种智能IC卡、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以及程控玩具、电子宠物等等,这些都离不开单片机。