计算机控制技术课程设计

《计算机控制技术》课程设计报告

学院：沈阳工业大学

专业：电气工程及其自动化

班级：06电气2班

姓名：朱红云

学号：09

指导教师：李英顺

起止日期：2009年6月15日～2009年6月28日

目录

1. 课程设计目的 (1)

2.课程设计题目和要求 (1)

2.1课程设计题目 (1)

2.2系统要求 (2)

2.3控制方案 (2)

3设计内容 (3)

3.1硬件设计 (3)

3.1.1单片机最小硬件电路 (3)

3.1.2芯片介绍 (6)

3.1.3数码管显示电路 (8)

3.1.4键盘接口电路 (8)

3.2软件设计 (9)

3.2.1总体设计 (9)

3.2.2主程序设计 (10)

3.3.3显示及闪烁程序设计 (12)

3.3.4交通控制时间处理程序 (16)

3.3.5键盘功能处理程序设计 (20)

3.3.6AT24C02操作程序 (23)

4.设计总结 (25)

参考书目 (25)

附录............................................... 错误！未定义书签。

课程设计目的

1、通过单片机控制设计，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；

2、完成控制系统的硬件设计、软件设计；

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、通过交通信号灯控制系统的设计，掌握定时/计数器的使用方法，和简单程序

的编写，最终提高我们的逻辑抽象能力。

5、进一步熟悉和掌握单片机的结构和工作原理。

6、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，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。

7、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。

8、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。

2.课程设计题目和要求

2.1课程设计题目

交通灯的设计

在今天，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。它由红绿色两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，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。

2.2系统要求

1）允许过程中有时间提示

2）系统运行参数可以在运行现茶馆修改

3）控制灯切换原则：某一个灯方向的红灯显示时间比另一个方向绿灯显示多3s，绿灯结束黄灯闪烁2s，然后变红灯，红灯结束后变绿灯。

4）在修改参数过程中各个方向都黄灯闪亮，指示车辆减速慢行。

5）提供具体的修改参数方法，便于用户操作。

6）为简化设计，不考虑行人通道。

2.3控制方案

1）本例中用通用的LED数码管作为时间显示器件，LED二极管作为交通控制的指示灯（实际交通灯中都是高亮度的二极管点阵构成，和本例的区别仅是驱

动电路，控制的过程是一致的）。共需要8个数码管、12个二极管（红、黄、绿各4个）。

2）现场修改参数系统必须设计键盘，本例设计有4个按钮组成的独立式键盘，采用中断控制扫描方式，定义键的功能如下：

第一个键：从指挥交通状态进入参数修改状态，并调出系统原来的参数，前面两个数码管显示南北方向红灯时间，后两个显示南北方向绿灯时间（东西方向可以根据切换规则计算出来，修改参数只需要改变某一个方向的参数），以备修改，修改时有一个数码管闪烁，表示该位显示的数可以修改。

第二个键：（在指挥交通状态该键不起作用，后面两个键也只这样）加一键，使闪烁的数码管加1，并在0~9之间变化。

第三个键：移位键，使4个数码管杉树状态依次循环切换，和第二个键配合可以修改四个数码管上的数据，达到修改参数的目的。

第四个键：运行键，保存设置的参数，并按照修改的参数进入指挥交通状态3)考虑到现场可能停电，为防止片外的数据存储器来保存参数，数据量不是很多，也不经常变动，采用ATMEL公司的AT24C02。

图2.3交通灯控制系统结构框图

3设计内容

3.1硬件设计

3.1.1单片机最小硬件电路

单片机最小硬件电路组成简述：要使单片机工作起来，最基本的电路的构成