交通灯系统设计

合集下载
相关主题
  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)。
通常,单片机由单块集成电路芯片构成,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。由单片机和交通等模组即可构成交通灯,在单片机内运行适当的程序即构成了交通灯控制系统。
第二章
2.1
本系统采用 MSC-51 系列单片机 AT89C52 和可编程并行 I/O 接口芯片 8255A 为中心器件来设计交通灯控制器,实现了红绿灯循环点亮黄灯闪烁警示,7279用来显示倒计时间;系统设置有东西方向和南北方向放行的急行键,用于处理紧急事件。
图4-3
4.
有了上面的程序流程图,程序的大致构架有了,编写程序中需要非常仔细,考虑好每一个功能、子程序之间的逻辑关系。本程序尤其要控制中断程序在主程序中执行的位置,所以要通过设置条件进行判断选择。
第五章 调试与测试结果分析
5
软件调试主要是利用proteus仿真软件完成电路的搭建并加载在keil c中编译生成的文件,运行以发现设计中的错误并及时正。
紧急按键连89C52的INT0和INT1。
PA.0-PA.5,PB.0-PB.5分别连12个LED灯(如图2.2.3)。
2.3
2.3.1
通过软件编程控制PA口、PB口的高低电平来实现交通灯的亮灭,这里LED灯是共阳极相连的所以需要低电平来点亮,通过调用延时程序来让黄灯闪烁。各个路口交通灯的状态如表2-3-1所示。
图3.2.2
(3)紧急通行键电路(如图3.2.3)
键按下和释放时存在着机械抖动,其对应的列线电压波形如图示,通常抖动时间为5-10mS。
图3.2.3
这里需要两个按键为了保证CPU对键的闭合只作一次处理,必须消除抖动有两种解决方法一种是软件消抖,一种是硬件消抖(如图3.2.3.1)。因为这里将两个紧急通行键与89C52的INT0和INT1相连,用外部中断的方式来判断是否有键按下,硬件消抖比软件更方便所以这里使用硬件消抖。利用电容的放电延时特性做到消除抖动的作用。
0000:显0 1001:显9
1010:显 - 1111:显空白
小数点的显示由DP位控制:DP=1时,小数点显示,DP=0时,小数点不显示。
图3.1.57279时序图
说明:7279的显示wenku.baidu.com键盘程序是严格按照时序图得到的。
3.2
(1)7279键盘及显示电路(如图3.2.1)
图3.2.1
(2)8255的管理交通灯电路(如图3.2.2)
5.2
在软件仿真成功的基础上,领取元器件焊接实体电路。硬件调试主要是检查是否有短路、断路、虚焊等,所以在焊接电路时便一边用万用表检测是否存在这些问题。焊接完成后,使用单片机开发板将程序下载到单片机中,然后连接电源观察系统工作现象。
5.3
硬件的检查是根据proteus仿真软件上的电平显示对一些关键引脚的电平用万用表进行测试看是否正常。比如,89C52、8255、74LS373的VCC和GND电平是否正常,74LS373的OE一直为低电平等。
(1)控制指令
HD7279A的控制指令分为二大类——纯指令和带有数据的指令(注:这里只是写出了此次编程需要的知识)。
A. 纯指令
B.带有数据的指令
表3.1下载数据且按方式0译码
D7
D6
D5
D4
D3
D2
D1
D0
D7
D6
D5
D4
D3
D2
D1
D0
1
0
0
0
0
a2
a1
a0
DP
X
X
X
d3
d2
d1
d0
命令由二字节组成,前半部分为指令,其中a2,a1,a0为位地址。d0-d3为数据,收到此指令时,按以下规则进行译码。
3.1.1 AT89C52
AT89C52(如图3.1.1)是一个低电压,高性能CMOS8位单片机,片内含8kbytes的可反复擦写的Flash只读程序存储器和256bytes的随机存取数据存储器(RAM),器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产,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,AT89C52单片机在电子行业中有着广泛的应用。AT89C52除了有AT89C51所有的定时/计数器0 和定时/计数器1 外,还增加了一个定时/计数器2。
根据课设题目要求可以分析出交通灯系统工作有5个模块:① 单片机AT89C52模块; ② 7279数码显示电路;③ 紧急放行键电路;④ 8255模块;⑤ LED交通灯模块。模块之间关系如图2.1。
图2.1
硬件连线:
AT89C52接上晶振和复位电路使其可以工作(如图2.2.1);
8255的数据总线与单片机的数据总线相连,CS接P2.7口,RESET接单片机的RESET,A0,A1接地址线的低两位,这里是通过74LS373锁存输出(如图2.2.2),WR、RD与单片机的WR、RD分别相连;
交通灯可以采用PLC、单片机等控制方法。利用单片机实现对交通信号灯的实时控制,只要采用一块单片机,加上简单的接口与驱动放大电路,即可实现,具有成本低,可靠性高的特点。
第一章
1.1
题目: 交通灯模拟控制系统
(1) 用单片机扩展一片 8255,用 12个发光二极管模拟一个十字交叉路口的红、 绿、黄灯,并设置二个紧急放行按键
(2) 正常行驶时,东西或南北方向的灯按绿灯亮 10 秒,黄灯闪烁 3 秒,红灯亮 12 秒控制
(3) 当东西或南北方向的紧急放行按键按下时,如果禁行方向为红灯,则红灯继续维持 12 秒;如果禁行方向为绿灯,则立即变为黄灯闪烁 3 秒;如果禁行方向为黄灯,则黄灯继续维持。
1.2
该课题研究的内容主要是单片机,单片机是微型计算机的一个重要分支,也是颇具生命力的机种。单片机微型计算机简称单片机,特别适用于控制领域,故又称为微控制器。随着单片机在各个领域的广泛应用,单片机以其自身的特点,已广泛的应用于智能仪器、工业控制、家用电器、电子玩具等各个领域。这种将单片机嵌入到对象体系中的嵌入式系统已渗透到每个单位、每个家庭和个人。随着社会需求的不断增长,单片机的应用有着广泛的和稳定增长的市场
4.1
(1) 用单片机扩展一片 8255,用 12个发光二极管模拟一个十字交叉路口的红、 绿、黄灯,并设置二个紧急放行按键
(2) 正常行驶时,东西或南北方向的灯按绿灯亮 10 秒,黄灯闪烁 3 秒,红灯亮 12 秒控制
(3) 当东西或南北方向的紧急放行按键按下时,如果禁行方向为红灯,则红灯继续维持 12 秒;如果禁行方向为绿灯,则立即变为黄灯闪烁 3 秒;如果禁行方向为黄灯,则黄灯继续维持。
4.2
软件总体设计主要完成各部分的软件控制和协调。本系统主程序模块主要完成的工作是对系统的初始化,等待外部中断,发送显示数据,以及根据所需要的功能进行相应的操作。其主流程图如图4-1所示。
图4-1
T0中断程序流程图如图4-2所示。
图4-2
图4-2
INT0,INT1中断程序流程图如图4-3所示。
INT0和INT1流程图基本一致,INT0中断是因为管理东西紧急放行键按下触发的,INT1中断是因为管理南北紧急放行键按下触发的。
课程设计说明书
课程设计名称:专业课程设计
课程设计题目:交通灯模拟控制系统
学 院 名 称:南昌航空大学信息工程学院
专业:电子信息工程班级:
学号:姓名:
评分:教师:
2016年6月29日
链接:http://pan.baidu.com/s/1eSwu60y 密码:5rxv仿真文件下载
请下载支持
专业课程设计任务书
2015-2016学年第2学期 第16周-18周
题目
交通灯模拟控制系统
设计内容与要求: (1) 用单片机扩展一片 8255,用 12个发光二极管模拟一个十字交叉路口的红、 绿、黄灯,并设置二个紧急放行按键 (2) 正常行驶时,东西或南北方向的灯按绿灯亮 10 秒,黄灯闪烁 2 秒,红灯 亮 12 秒控制 (3) 当东西或南北方向的紧急放行按键按下时,如果禁行方向为红灯,则红灯 继续维持 12 秒;如果禁行方向为绿灯,则立即变为黄灯闪烁 2 秒;如果 禁行方向为黄灯,则黄灯继续维持。
2秒
红灯亮,禁止通行
绿灯亮,允许通行
10秒
红灯亮,禁止通行
黄灯闪烁,停车
2秒
表2-3-2交通灯各路口状态表
当东西方向或南北方向遇到紧急情况时,可按下相应的急性键作相应的处理:如果禁行方向为红灯,则红灯继续维持12秒;如果禁行方向为绿灯,则立即变为黄灯闪烁3秒;如果禁行方向为黄灯,则黄灯继续维持。
第三章 系统的硬件说明
关键字:AT89C52交通灯 8255 倒计时 数码显示

随着经济的增长和人口的增加,人们生活方式不断变化,人们对交通的需求不断增加。城市中交通拥挤、堵塞现象日趋严重,由此造成巨大的经济与时间损失。资料显示,对日本东京268个主要交叉路口的调查估计表明:每年在交叉路口的时间延误,折成经济报失为20亿美元;而在我国北京市,当早晚交通高峰时,交叉路口处的排队长度竟达1000多米,有的阻车车队从一个交叉路口延伸到另一个交叉路口,这时一辆车为通过一交叉路口,往往需要半个小时以上,时间损失相当可观。 我国是一个历史悠久、人口众多的国家,城市数量随着社会的发展不断增多。随着城市化进程的大大加快,诱发的交通需求急剧增长,供需矛盾不断激化,严重的交通问题也随之而来。人、车、路三者关系的协调,已成为交通管理部门需要解决的重要问题之一。城市交通控制系统是用于城市交通数据监测、交通信号灯控制与交通疏导的计算机综合管理系统,它是现代城市交通监控指挥系统中最重要的组成部分。十字路口车辆穿梭,行人熙攘,车行车道,人行人道,有条不紊,这一切要归功于城市交通控制系统中的交通灯控制系统。交通灯控制系统对于疏导交通流量、提高道路通行能力,减少交通事故有明显效果,使城市交通得以有效管理。
8255作为主机与外设的连接芯片,必须提供与主机相连的3个总线接口,即数据线、地址线、控制线接口。同时必须具有与外设连接的接口A、B、C口。由于8255可编程,所以必须具有逻辑控制部分,因而8255内部结构分为3个部分:与CPU连接部分、与外设连接部分、控制部分。
HD7279A(如图3.1.4)是一片具串行接口的,可同时驱动8位共阴式数码管的智能显示驱动芯片,该芯片同时还可以连接多达64键的键盘矩阵,单片即可完成LED显示,键盘接口的全部功能
进度安排
第1,2天:查阅资料,确定方案,完成原理图设计及仿真;
第3,4天:领元器件、仪器设备,制作、焊接、调试电路,完成系统的设计;
第5天:检查设计结果、撰写课设报告。
学生姓名:
指导时间:
指导地点:
任务下达
任务完成
考核方式
1.评阅 2.答辩 □ 3.实际操作 4.其它□
指导教师
系(部)主任

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 实现这井然秩序呢?靠的就是交通信号灯的自动指挥系统。交通信号灯控制方式很多。 本系统采用 MSC-51 系列单片机 AT89C52 和可编程并行 I/O 接口芯片 8255A 为中心器件来设计交通灯控制器,实现了红绿灯循环点亮黄灯闪烁警示,7279用来显示倒计时间;系统设置有东西方向和南北方向放行的急行键,用于处理紧急事件。设计交通灯控制系统硬件电路与软件控制程序,对硬件电路与软件程序分别进行调试,并进行软硬件联调,要求获得调试成功的实物。本系统设计方便、实用性强、 操作简单、扩展功能强。
8D锁存器74LS373(如图3.1.2)
OE为数据打入端:当OE为“1”时, 锁存器输出状态(1Q~8Q)同输入状态(1D~8D);当OE由“1”变“0”时,数据打入锁存器中。
8255(如图3.1.3)是Intel公司生产的可编程并行I/O接口芯片,有3个8位并行I/O口。具有3个通道3种工作方式的可编程并行接口芯片(40引脚)。 其各口功能可由软件选择,使用灵活,通用性强。8255可作为单片机与多种外设连接时的中间接口电路。
PA.0
PA.1
PA.2
PA.3
PA.4
PA.5
北向红灯
北向绿灯
北向黄灯
西向红灯
西向绿灯
西向黄灯
PB.0
PB.1
PB.2
PB.3
PB.4
PB.5
东向红灯
东向绿灯
东向黄灯
南向黄灯
南向绿灯
南向红灯
表2-3-1
2.3.2
东西干道
南北干道
时间
绿灯亮,允许通行
红灯亮,禁止通行
10秒
黄灯闪烁,停车
红灯亮,禁止通行
第四章
软件在硬件平台上构筑,完成各部分硬件的控制和协调。系统功能是由硬件和软件共同实现的,由于软件的可伸缩性,最终实现的系统功能可强可弱,差别可能很大。因此,软件是本系统的灵魂。软件采用模块化设计方法,不仅易于编程和调试,也可减小软件故障率和提高软件的可靠性。同时,对软件进行全面测试也是检验错误排除故障的重要手段。
相关文档
最新文档