模拟交通灯单片机课程设计
单片机课程设计模拟交通灯
![单片机课程设计模拟交通灯](https://img.taocdn.com/s3/m/ed331b69580102020740be1e650e52ea5418ce6a.png)
交通灯系统的硬件组成
控制器:单片机或微控制 器
输入设备:按钮、传感器 等
输出设备:LED灯、显示 屏等
电源:直流电源或交流电 源
连接线:连接各硬件设备 的线路
外壳:保护硬件设备的外 壳
交通灯系统的软件设计
软件架构:模块化设计,易于维护和扩展 功能模块:包括交通灯控制、车辆检测、信号处理等 通信协议:采用TCP/IP协议进行数据传输 实时性:保证交通灯系统的实时响应和稳定性
特点:体积小、重量轻、 功耗低、可靠性高、编程 灵活、易于扩展、应用广 泛。
单片机的应用领域
工业控制:如自动化生产线、机器人等
通信设备:如手机、路由器等
家电产品:如洗衣机、冰箱、空调等
医疗设备:如医疗仪器、医疗器械等
汽车电子:如汽车电子控制系统、车载 导航系统等
航空航天:如卫星、航天器等
单片机的发展趋势
THANK YOU
汇报人:
用户体验测试:测试交通灯系统的用户体 验,如操作简便性、界面友好性等
单片机在交通灯系 统中的应用
单片机控制交通灯的原理
单片机作为控制核 心,通过编程实现 交通灯的定时控制
单片机接收传感器 信号,判断车辆和 行人的通行需求
单片机根据预设程 序,控制交通灯的 亮灭和切换
单片机通过通信接 口,实现与上位机 的数据交互和远程 控制
单片机控制交通灯的软件程序设计
程序结构:主程序、子程序、中断服务 程序
主程序:初始化、循环检测、显示状态
子程序:控制交通灯的亮灭、倒计时、 切换状态
中断服务程序:处理按键输入、定时器 中断、外部中断
程序优化:减少延时、提高响应速度、 降低功耗
程序调试:仿真调试、硬件调试、性能 测试
单片机课程设计模拟交通灯
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单片机课程设计--模拟交通灯无线单片机及应用课程设计报告设计题目:模拟交通灯专业:组别:模拟交通灯组学生姓名: 学号:起止日期:指导教师:计算机工程学院设计任务书指导教师(签章):年月日目录1. 内容提要 (1)2. 课题意义 (1)2.1. 课题背景 (1)2.2. 主要功能简述 (1)3. 硬件设计 (1)3.1. 相关元器件介绍 (1)3.1.1. STC89C52RC单片机 (2)3.1.2. 晶振 (3)3.2. 硬件仿真电路图 (4)3.3. 实物图 (7)4. 软件设计 (7)4.1. 主程序流程图 (7)4.2. 运行程流程图 (8)4.3. 源程序代码 (9)5. 课程总结 (13)6. 参考文献 (14)1.内容提要十字路口车辆穿梭,行人熙攘,车行车道,人行人道,有条不紊。
这井然秩序靠的是交通信号灯的自动变灯系统。
交通信号灯控制方式很多。
本次课程设计采用STC89C52RC单片机实现了通过单片机的P1、P3口按位输出0或1,控制红、绿、黄三色发光二极管按照交通灯的规律亮或者灭并通过数码管的显示亮灯剩余时间的倒计时。
2.课题意义2.1. 课题背景经济的快速发展导致了汽车数量的增加,也加大了道路顺畅通行的压力,拥堵、事故、污染纷至沓来,于是交通灯应运而生,通过红绿黄三盏看似简单的灯却在人们遵守的同时给人们带来了便利。
在缓解了交通堵塞的同时,也减少了交通事故的发生。
开发出适合实际路况的交通灯便是此次选课的目的。
2.2. 主要功能简述1)初始东西方向为绿灯亮,南北为红灯亮,东西方向通车。
2)数码管倒计时35s后,东西路口绿灯熄灭,黄灯亮起。
3)黄灯熄灭后,东西路口红灯亮同时南北路口绿灯亮,南北方向开始通车。
4)再次倒计时35s后,南北方向绿灯灭,黄灯亮,然后又切换成东西方向通车,如此反复。
3.硬件设计3.1.相关元器件介绍表1 相关元器件3.1.1.STC89C52RC单片机1)增强型8051单片机,6 时钟/机器周期和12 时钟/机器周期可以任意选择,指令代码完全兼容传统8051。
led模拟交通灯单片机课程设计
![led模拟交通灯单片机课程设计](https://img.taocdn.com/s3/m/673098358f9951e79b89680203d8ce2f006665d7.png)
LED模拟交通灯单片机课程设计一、引言在现代社会中,交通灯作为城市道路交通管理的关键设施,起着至关重要的作用。
而LED模拟交通灯单片机课程设计,则是一项具有实际应用意义的课程设计。
通过该课程设计,可以帮助学生们更好地理解单片机的工作原理,同时也可以锻炼他们的动手能力和解决实际问题的能力。
在本文中,将对LED模拟交通灯单片机课程设计进行全面评估,并为读者呈现一篇有价值的文章。
二、课程设计内容1. LED模拟交通灯基本原理LED模拟交通灯是利用LED灯泡来模拟真实交通灯的工作原理。
通过控制LED的亮灭状态和颜色变化,可以实现交通灯信号的模拟效果。
学生们需要先了解LED原理和工作方式,然后才能进行相关的课程设计。
2. 单片机控制LED模拟交通灯在课程设计中,学生们需要利用单片机来控制LED模拟交通灯的亮灭和颜色变化。
他们需要学习单片机的基本原理和编程知识,然后才能够进行具体的设计和实现。
3. 课程设计要求和流程在课程设计中,学生们需要按照一定的要求和流程来完成LED模拟交通灯的设计。
他们需要进行需求分析、功能设计、硬件连接、程序编写、调试测试等工作,最终完成一个符合要求的LED模拟交通灯设计。
三、课程设计价值1. 培养学生的动手能力LED模拟交通灯单片机课程设计可以帮助学生们培养动手能力。
通过实际操作硬件和编写程序,可以让他们更好地理解课堂理论知识,同时也可以提高他们的动手能力和实际操作能力。
2. 提高学生的解决问题能力在课程设计中,学生们需要解决各种问题,比如硬件连接问题、程序编写问题、调试测试问题等。
这些问题的解决过程可以帮助他们提高解决实际问题的能力,培养他们的创新思维和解决问题的能力。
3. 培养学生的团队合作精神在课程设计中,学生们通常需要分组合作来完成任务。
通过团队合作,可以培养学生的团队合作精神,增强他们的交流和沟通能力,培养他们的团队协作意识。
四、个人观点和总结LED模拟交通灯单片机课程设计是一项具有实际应用意义的课程设计,它可以帮助学生们更好地理解单片机的工作原理,同时也可以锻炼他们的动手能力和解决实际问题的能力。
最新单片机交通信号灯模拟系统课程设计
![最新单片机交通信号灯模拟系统课程设计](https://img.taocdn.com/s3/m/7828c6dcce2f0066f533222b.png)
单片机交通信号灯模拟系统一、设计内容及要求东西、南北方向各有红、黄、绿三种信号灯显示,系统上电时,两个方向同时显示红灯5秒之后,东西方向绿灯亮(南北红灯)30秒,然后,东西向黄灯亮并闪烁5秒,每次1秒(南北继续红灯),转东西向红灯亮(南北向绿灯亮)30秒,依次循环显示。
要求:1、用LED表示信号灯,完成信号灯系统硬件接线原理图。
2、完成控制程序框图。
3.、编写控制程序,编程序加上解释。
4、撰写设计说明书,对硬件设计和程序设计原理作详细阐述。
二、交通信号灯模拟控制系统设计分析假设一个十路口如下图3-1东南西北为走向(每个方向都有3个灯组成,但是东和西,南和北在同一道,所以显示情况相同)初始状态0为东南西北都红灯。
然后转入状态1东西绿灯,南北红灯。
过段时间,转入状态2,东西绿灯变黄灯闪烁几下,南北依然为红灯。
闪烁完成后装入状态3,南北为绿灯,东西为红灯。
过一段时间转入状态4,南北绿灯变黄灯闪烁几下,东西扔为红灯,闪烁完成后循环到状态1.交通信号灯的状态如下表。
1代表亮灯,0代表灭灯三、交通信号灯模拟控制系统设计程序流程图四、交通信号灯模拟控制系统主程序ORG 0000HSJMP A3ORG 0030HA3: MOV SP,#60H ;设栈指针初值MOV A, #24HMOV P1, ASETB P3.2CLR P3.3CLR P3.4SETB P3.5 ;全部红灯亮MOV R4,#00H ;显示0秒MOV R7,#00H ;显示0秒MOV R2,#03HLCALL XI ;调用子程序A2 : MOV A,#0CHMOV P1,ASETB P3.2SETB P3.3CLR P3.4CLR P3.5 ;东西红灯,南北绿灯MOV R4,#14H ; 显示20秒LOOP2 : MOV R2,#03HLCALL XIDJNZ R4,LOOP2 ;判断20秒显示时间到否MOV R2,#03HLCALL XILOOP8: MOV R2,#03H ;南北黄灯闪3次LCALL XIMOV R4,#05H ;设南北黄灯亮长显示5秒SETB P3.2CLR P3.3A1: MOV A,#14HMOV P1 ,ASETB P3.4CLR P3.5 ;东西红灯,南北黄灯MOV R2,#01H ;定时LCALL DELAY ;调用延时子程序MOV A ,#04HMOV P1 ,ACLR P3.4CLR P3.5 ;东西红灯,南北不亮即意思要南北黄灯闪烁MOV R2 ,#01H ;定时LCALL DELAYDJNZ R4,LOOP8 ;判断南北黄灯闪烁,显示5秒到否?MOV A, #61HMOV P1,ACLR P3.2CLR P3.3CLR P3.4SETB P3.5 ;东西绿灯,南北红灯MOV R4,#14H ;显示20秒LOOP3:MOV R2,#03HLCALL XIDJNZ R4,LOOP3 ;判断20秒显示时间到否MOV R7,#05H ;设东西黄灯亮长显示5秒SETB P3.5A0: MOV A,#0A2HMOV P1,ACLR P3.2CLR P3.3CLR P3.4 ;东西黄灯,南北红灯MOV R2,#01H ;定时LCALL DELAYMOV A,#20H ;MOV P1,ACLR P3.2CLR P3.3CLR P3.4 ;南北红灯,东西不亮即意思要东西黄灯闪烁MOV R2,#01H ;定时LCALL DELAYDJNZ R7,A0 ;判断东西黄灯闪烁,显示5秒到否?LJMP A2 ;循环回状态1,即东西红灯,南北黄灯DELAY: PUSH 2PUSH 1PUSH 0 ;进栈DELAY1: MOV 1,#00HDELAY2:MOV 0,#0B2HDJNZ 0,$ ;判断是否运行完0B2HDJNZ 1,DELAY2DJNZ 2,DELAY1POP 0POP 1POP 2 ;出栈DJNZ R2 ,DELAY ;判断R2是否运行完RET ;返回主程序XI: MOV A,R4MOV B,#10DIV ABMOV R6,AMOV DPTR,#TABMOV A,BMOVC A,@A+DPTRMOV SBUF,AMOV R7,#0FHH55S: DJNZ R7,H55SMOV A,R6MOVC A,@A+DPTRMOV SBUF,AMOV R7,#0FHH55S1: DJNZ R7,H55S1LCALL DELAYRETTAB:DB 0fch,60h,0dah,0f2h,66h,0b6h,0beh,0e0hDB 0feh,0f6h,0eeh,3eh,9ch,7ah,9eh,8ehEND五、交通信号灯模拟控制系统原理图六.总结与体会通过这次的课程设计,对单片机的I/O口的使用的条件有更深的理解,对单片机的各个管脚功能的理解也加深了,以及在常用编程设计思路技巧(特别是汇编语言)的掌握方面都能向前迈了一大步。
单片机课程设计交通灯设计
![单片机课程设计交通灯设计](https://img.taocdn.com/s3/m/b347a905842458fb770bf78a6529647d2728348f.png)
控制芯片:选择合适的单片机 作为控制芯片
输入输出设备:设计输入输出 设备,如按钮、LED灯等
电源电路:设计电源电路,为 系统提供稳定的电源
通信接口:设计通信接口,实 现与其他设备的通信和连接
PART FIVE
初始化: 设置初始 状态,如 红灯、绿 灯、黄灯
子程序流程图: 描述子程序的 执行流程和逻
辑关系
子程序功能: 实现交通灯系 统的控制功能
子程序调用: 在主程序中调 用子程序,实 现交通灯系统
的功能
子程序优化: 根据实际需求, 对子程序进行 优化和改进, 提高系统的性
能和稳定性
编写代码:根据交通灯系统的需求,编写相应的代码 编译代码:将编写好的代码进行编译,生成可执行文件 调试代码:在仿真环境中运行可执行文件,观察交通灯系统的运行情况
基本组成:信号灯、控制器、电源、通 信设备等
工作原理:信号灯通过控制器控制,按 照预设程序进行切换,实现交通控制
信号灯类型:红、黄、绿三种颜色,分 别表示禁止、警告和通行
控制器功能:接收信号,控制信号灯切 换,实现交通控制
通信设备:用于传输信号和控制指令, 实现交通灯系统的协调工作
电源:为交通灯系统提供电力,保证系 统正常运行
智能交通管理: 单片机在交通 流量监控、交 通信息发布、 交通规划等方 面的应用
智能交通服务: 单片机在智能 停车、智能公 交、智能物流 等方面的应用
汇报人:
硬件升级:更换更高性能的硬件设备, 提高系统处理能力和稳定性
软件优化:优化系统软件,减少系统资 源占用,提高系统运行效率
增加监控功能:增加系统监控功能,及 时发现并解决系统运行中出现的问题
单片机交通灯课程设计
![单片机交通灯课程设计](https://img.taocdn.com/s3/m/c39ece5e91c69ec3d5bbfd0a79563c1ec5dad72f.png)
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。
交通灯单片机课程设计报告
![交通灯单片机课程设计报告](https://img.taocdn.com/s3/m/6838ac690166f5335a8102d276a20029bc646377.png)
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](https://img.taocdn.com/s3/m/f70bf6d1afaad1f34693daef5ef7ba0d4b736d46.png)
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](https://img.taocdn.com/s3/m/067e0045f02d2af90242a8956bec0975f465a49d.png)
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。
模拟交通灯单片机课程设计
![模拟交通灯单片机课程设计](https://img.taocdn.com/s3/m/d133932b4b35eefdc8d333f5.png)
目录第一章概述 (1)1.1 设计目的 (1)1.2 设计要求 (1)1.3 实用价值与理论意义 (2)第二章系统硬件设计 (4)2.1系统电路设计框图 (4)2. 2 系统主要硬件需求介绍 (4)2. 3 系统电力模块图 (5)2. 4 系统电路图 (7)第三章系统软件设计 (8)3.1 在正常情况下交通灯控制程序流程 (8)3.2源程序清单与注释 (9)第四章仿真结果 (12)4.1正常情况的仿真图 (12)第五章课程设计总结 (15)参考文献 (16)第一章概述目前单片机渗透到我们生活的各个领域,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,飞机上各种仪表的控制,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,广泛使用的各种智能IC卡,民用豪华轿车的安全保障系统,录象机、摄象机、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。
更不用说自动控制领域的机器人、智能仪表、医疗器械了。
因此,单片机的学习、开发与应用必须重视。
伴随着社会的发展以及人类生活水平的提高,汽车数量在逐年递增,交通问题不得不引起人们的重视。
早在1858年,英国伦敦在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。
信号灯的出现,是交通得以有效管制,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。
在实时监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,紧单片机方面知识是不够的,还应根据具体结构软硬件结合,加以完善。
目前交通灯的问题日益突出,单单依靠人力来指挥交通已经不可行了,所以,设计单片机来完成这个需求就显得越加迫切了。
本设计的意义在于通过具体控制系统的设计,掌握微机控制系统设计的一般方法和处理问题的思路,特别是一些常用的技术手段。
单片机十字路口交通灯课程设计
![单片机十字路口交通灯课程设计](https://img.taocdn.com/s3/m/d572a9e25122aaea998fcc22bcd126fff6055d51.png)
单片机十字路口交通灯课程设计一、选题背景在城市化发展的进程中,车辆数量不断增加,而道路的通行能力和安全性则成为了重要的问题。
为了更好地维护道路秩序和人员安全,十字路口交通灯的控制系统变得更加重要。
单片机十字路口交通灯控制系统被广泛应用,方便了我们的出行和提高了道路安全性能。
二、实践目的本实践目的是通过课程设计的方式,让学生了解单片机控制系统的基本工作原理,熟悉单片机的硬件和软件编程,掌握单片机交通灯控制的基本原理和编程思路。
三、课程设计内容1.单片机硬件环境的搭建学生需要根据自己的实际情况,选购配备单片机控制系统必须的硬件设备,如主控板、LED灯、按钮、电源等,并完成硬件的配置和连接。
在这一过程中,学生需要仔细查阅相关资料和参考样例,了解硬件配置和引脚连接的基本规则,同时要保证连接的正确性和固定性。
2.交通灯控制系统的演示程序设计学生通过编写程序实现交通灯的控制,该程序要能够模拟交通信号的灯光交替变换。
学生需要了解程序基础知识,如编程语言、常用命令等,并要熟悉调试程序的过程和方法。
学生还需要在编写程序时,关注程序的可移植性和可扩展性。
3.硬件和软件协作调试学生通过调试程序控制挂在硬件上的LED灯,调整交通灯的时间段和信号交替顺序,实现单片机交通灯控制系统的基本功能。
在调试过程中,学生要注意硬件和软件相互协作的关系,遇到问题需要逐一排除和解决。
4.系统性能评估学生通过运行程序和控制实验,分析单片机交通灯控制系统的性能表现和优缺点,并提出改进措施。
学生需要考虑系统的稳定性、控制精度、反应速度及扩展性等指标,评估系统的性能表现,同时提出改进措施和意见。
四、实践结果分析通过该课程设计项目的实践活动,学生得到了以下的收获:1.学习了单片机交通灯控制系统的硬件和软件知识,掌握了实际应用中的基本原理和编程思路。
2.了解了单片机控制系统的工作环境,利用实践的过程熟悉了硬件连接和调试的常用方法和技巧。
3.熟练掌握了编程语言,能够灵活地组织程序实现交通灯的控制,进一步完善和提高了自己的编程技能。
单片机交通灯课程设计
![单片机交通灯课程设计](https://img.taocdn.com/s3/m/306da6ad7d1cfad6195f312b3169a4517723e5b1.png)
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(交通灯程序)](https://img.taocdn.com/s3/m/81c7540e52ea551810a687dc.png)
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。
单片机交通灯课程设计
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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
![交通灯单片机课程设计](https://img.taocdn.com/s3/m/0b10bb23a517866fb84ae45c3b3567ec102ddcc5.png)
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。
单片机LED模拟交通灯课程设计报告
![单片机LED模拟交通灯课程设计报告](https://img.taocdn.com/s3/m/253e6872e55c3b3567ec102de2bd960590c6d9db.png)
单片机LED模拟交通灯课程设计报告本文档旨在介绍一个单片机LED模拟交通灯的课程设计报告,该报告基于单片机技术,并使用LED作为信号灯。
系统的设计旨在模拟真实交通灯控制,并提供用于控制交通灯的数码按钮和基于LCD的图形用户界面。
介绍交通信号灯是现代城市交通安全的重要组成部分,为车辆和行人提供了必要的指示和指导。
在这种背景下,我们进行了该设计,通过在单片机上实现LED模拟交通灯,提高参与者对交通系统的了解。
设计的主要目的是仿真实际交通信号灯的功能和逻辑,并提供一种易于理解和控制的方法。
设计1. 系统架构该设计基于单片机技术。
具体来说,我们使用了基于Atmel AVR单片机的Arduino Mega 2560控制器作为主要硬件平台。
我们还使用4个LED灯作为交通灯信号。
2. 初始配置在系统启动时,所有信号灯都处于灭状态。
3. 系统操作每个交通灯的操作基于一个状态转移图。
这个状态图定义了系统每个状态,以及需要哪些输入来触发状态转移。
在现实的信号灯系统中,各种参数都会影响信号的状态转换,例如流量、行人和交通规则。
在本设计中,我们简化了这些变量,只使用时间来模拟周期性状态转换。
具体来说,我们实现了3个状态:红色,黄色和绿色。
在正常操作中,交通灯将在红色和绿色之间进行周期性切换。
红色代表停止,绿色代表行驶,黄色代表准备停止或行驶。
该设计可以通过数码按钮来控制交通信号灯。
按下按钮将导致系统转换至下一个状态。
例如,如果当前状态为红灯,则按下按钮将使系统进入黄灯状态。
如果当前状态为黄灯,则按下按钮将使系统进入绿灯状态。
此外,该设计还提供了基于LCD的图形用户界面(GUI),允许用户在GUI上控制信号灯。
在GUI上,用户可以按下按钮来控制信号灯,并可以同时,以数字形式查看各种交通信号灯状态在LCD显示器上的变化。
4. 性能评估我们通过模拟交通灯运行进行了性能评估。
在模拟的时间段内,交通信号灯能够及时响应微小的变化,例如车流量的增加或减少。
单片机控制交通灯课程设计
![单片机控制交通灯课程设计](https://img.taocdn.com/s3/m/4cd2b33530b765ce0508763231126edb6e1a765e.png)
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](https://img.taocdn.com/s3/m/ad9e876d0a4c2e3f5727a5e9856a561252d3218d.png)
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](https://img.taocdn.com/s3/m/73aced9cb1717fd5360cba1aa8114431b90d8ec1.png)
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](https://img.taocdn.com/s3/m/bf4d73d9e43a580216fc700abb68a98271feacf8.png)
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。
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目录第一章概述 (1)1.1 设计目的 (1)1.2 设计要求 (1)1.3 实用价值与理论意义 (2)第二章系统硬件设计 (4)2.1系统电路设计框图 (4)2. 2 系统主要硬件需求介绍 (4)2. 3 系统电力模块图 (5)2. 4 系统电路图 (7)第三章系统软件设计 (8)3.1 在正常情况下交通灯控制程序流程 (8)3.2源程序清单与注释 (9)第四章仿真结果 (12)4.1正常情况的仿真图 (12)第五章课程设计总结 (15)参考文献 (15)第一章概述目前单片机渗透到我们生活的各个领域,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,飞机上各种仪表的控制,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,广泛使用的各种智能IC卡,民用豪华轿车的安全保障系统,录象机、摄象机、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。
更不用说自动控制领域的机器人、智能仪表、医疗器械了。
因此,单片机的学习、开发与应用必须重视。
伴随着社会的发展以及人类生活水平的提高,汽车数量在逐年递增,交通问题不得不引起人们的重视。
早在1858年,英国伦敦在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。
信号灯的出现,是交通得以有效管制,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。
在实时监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,紧单片机方面知识是不够的,还应根据具体结构软硬件结合,加以完善。
目前交通灯的问题日益突出,单单依靠人力来指挥交通已经不可行了,所以,设计单片机来完成这个需求就显得越加迫切了。
本设计的意义在于通过具体控制系统的设计,掌握微机控制系统设计的一般方法和处理问题的思路,特别是一些常用的技术手段。
使大家能在实践教学环节中,积累设计经验,开阔思维空间,全面提高个人的综合能力。
1.1 设计目的通过对模拟交通灯控制系统的制作,掌握定时器应用。
1.2 设计要求利用AT89S51单片机控制交通灯,实现三种情况下的控制:正常情况下双方向轮流点亮交通灯,如表所示。
1.3 实用价值与理论意义随着我国城市现代化进程的不断推进,交通问题是影响我国社会经济发展的一个大问题,而城市道路交通问题的核心就是对十字交叉路口交通信号的控制。
因此,国外一些发达国家把城市交通信号控制研究的重点放在城市交通干线和区域的控制上,可是控制效果并不明显。
人们对十字路口交通信号的控制方法大致有如下两种方式:其一是建立城市交通流的数学模型,提出优化算法,但由于十字路口不同时刻车辆的流量是复杂的、随机的和不确定的,所以数学模型难以建立,控制策略中的最优目标也很难实现,且算法复杂、计算量大,实践证明控制效果不理想,实时性较差;二是根据模糊控制的方法,根据十字路口交通的车辆数确定某一相位的绿灯初始时间和绿灯延长时间,对交通灯的控制实现了一定的模糊化,但是在控制过程中相位转换的顺序不变,因而面对我国城市如此复杂的交通系统,难以保证其灵活性和实时性。
因此,结合我国城市道路交通的实际情况,开发出真正适合我们自身特点的智能信号灯控制系统是当前的主要任务,以最大限度地减少了十字路口的车辆平均延误时间,提高了路口通行能力,从而达到缓解交通拥挤的目的。
本次设计的模拟交通灯控制系统是以MCS-51系列AT89C51单片机为核心,通过Proteus professional软件进行模拟仿真,完成了交通灯控制系统的基本功能,东西南北四个方向各有红绿黄三只发光二极管,由发光二极管显示红绿黄灯,并且通过按键来实现紧急情况和特殊情况的处理。
从而,完成了对十字路口交通运行状态的智能模拟。
该系统具有运行可靠,成本低,操作方便,适用性强的特点,可以得到广泛应用。
第二章 系统硬件设计2.1系统电路设计框图2. 2 系统主要硬件需求介绍 AT89C51单片机AT89C51是一种带4K 字节闪烁可编程可擦除只读存储器,是低电压,高性能CMOS8位微处理器,俗称单片机。
AT89C51管脚介绍: 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。
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。
AT89C51单 片 机交通灯连接电路单片机电路连接图图2.2.2(1)AT89C51管脚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,输出4个TTL门电流,输出4个TTL门电流,当P2口被写“1”时,其管脚被内部上拉电阻拉高,且作为输入。
并因此作为输入时,P2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。
P3口也可作为AT89C51的一些特殊功能口。
RST:复位输入。
ALE/PROG: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,此引脚用于输入编程脉冲。
/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,每个机器周期两次/PSEN有效。
但在访问外部数据存储器时,这两次有效的/PSEN信号将不出现。
/EA/VPP:当/EA保持低电平时,则在此期间外部程序存储器(0000H-FFFFH),不管是否有内部程序存储器。
在FLASH编程期间,此引脚也用于施加12V编程电源(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。
2. 3 系统电力模块图(1)单片机电路连接图图2.1.3(1)为单片机电路连接图,其中晶振频率可以根据自己需要进行选择,范围在0-24MHZ,常用12MHZ。
复位电路得电容一般用22UF,但并不唯一,只要RC所得时间大于两个机器周期即可。
图2.1.3(1)单片机电路连接图(2)交通灯连接电路图图2.1.3(2)为交通灯连接电路图,图中共12个二极管,接法如图所示:图2.1.3(2) 交通灯连接电路图2. 4 系统电路图图2.1.4 系统电路图第三章系统软件设计3.1 在正常情况下交通灯控制程序流程3.2源程序清单与注释//功能:交通灯控制程序#include<reg51.h>unsigned char t0,t1;//函数名:delay0_5s1//函数功能:用T1的工作方式1编制0.5s延时程序。
系统采用12MHZ晶振,定时器1,工作方式1定时50ms,再循环10次可定时到0.5s//形式参数:无//返回值:无void delay0_5s1(){for(t0 = 0;t0 < 0x0a;t0++) //设置10次循环次数{TH1 = 0x3c;//设置定时器初值TL1 = 0xb0;TR1 = 1; //启动T1while(!TF1);//查询计数是否溢出,即50ms定时时间到,TF1 = 0;//50ms定时时间到,将定时器溢出标志位TF0清零}}//函数名:delay_t1//函数功能:实现0.5—128s延时//形式参数:unsigned char t;//延时时间为0.5 sxt//返回值:无void delay_t1(unsigned char t){for(t1 = 0;t1 < t;t1++) delay0_5s1();}void main() //主函数{unsigned char k;TMOD = 0x10;//T1在工作方式1EA = 1;//开总中断允许位EX0 = 1;//开外部中断0中断允许位IT0 = 1;//设置外部中断0为下降沿触发EX1 = 1;//开外部中断1中断允许位IT1 = 1;//设置外部中断1为下降沿触发while(1){P1 = 0xf3;//A道绿灯,B道红灯delay_t1(20);//延时10sfor(k = 0;k < 3;k++)//A道绿灯闪烁三次{P1 = 0xf3;delay0_5s1();//延时0.5sP1 = 0xfb;delay0_5s1();//延时0.5s}P1 = 0xeb;//A道黄灯,B道红灯delay_t1(4);//延时2sP1 = 0xde;//A道红灯,B道绿灯delay_t1(20);//延时10sfor(k = 0;k < 3;k++)//B道绿灯闪烁三次{P1 = 0xde;delay0_5s1();//延时0.5sP1 = 0xdf;delay0_5s1();//延时0.5s}P1 = 0xdd;//A道红灯,B道绿灯delay_t1(4);//延时2s}}第四章仿真结果4.1正常情况的仿真图A向方向绿灯,B向方向红灯都亮10S,然后A向绿灯闪烁3次后变成黄灯亮3S,最后B向绿灯亮,A向红灯亮且都亮10S后,B向绿灯闪烁3次后变成黄灯亮3S,以后按照上述循环下去。
图4.1(1)正常情况图4.1(2)正常情况图4.1(2)正常情况第五章课程设计总结参考文献[1] 孙涵芳.MCS-51/96系列单片机原理及应用(修订版).北京航空航天大学出版社.1994[2]李朝青.单片机原理及接口技术(第3版).北京航空航天大学出版社.2005[3] 周润景、袁伟亭、景晓松.Proteus在MCS-51&ARM7系统中的应用百例.电子工业出版社.2006[4] 阎石. 数字电子技术基础(第四版).高等教育出版社.2004[5] 康华光..电子技术基础数字部分(第五版).北京.华中科技电子技术组.2007[6] 华成英童诗白.模拟电子技术基础(第四版).北京.清华大学电子学教研组.2006[7] 李光弟朱月秀冷祖祁.单片机基础(第3版).北京.北京航空航天大学出版社.2007.[8] 李凤霞刘桂山陈朔鹰薛庆.C语言程序设计(第二版).北京. 北京理工大学出版社,2008.[9] 楼然苗李光飞.单片机课程设计指导. 北京.北京航空航天大学出版,2007。