交通信号灯控制系统设计.docx
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交通信号灯控制系统设计
目录
第1章系统设计原理分析............................................1
1.1交通灯控制分析...............................................1
第2章硬件设计....................................................3
2.1硬件资源及其分配.............................................3
第3章程序设计...................................4
3.1程序框图.....................................................4
3.2程序流程图..................................................5
总结................................................................6
参考文献............................................................7
附录1整体电路图...................................................8
附录2主程序.......................................................9
第一章系统设计原理分析
1.1交通灯控制分析
图1.1实际道路状况
首先了解实际交通灯的变化情况和规律。
假设一个十字路口如上图所以,为东南西北走向。
初始状态0为东西南北都红灯亮。
然后转状态1东西绿灯通车,南北红灯亮。
过一段时间后,转状态2,东西绿灯灭,黄灯闪几下,南北还是红灯。
再转状态3,南北绿灯通车,东西红灯亮。
过一段时间后转状态4,南北绿灯灭,闪几个黄灯,东西还是为红灯亮,一段时间后,又循环至状态。
1、列出交通信号灯的状态表如下:
(其中,1代表灯亮,0代表灯灭)
状态
北
西
南
东
绿黄红
绿黄红
绿黄红
绿黄红
0
001
001
001
001
1
001
100
001
100
2
001
010
001
010
3
100
001
100
001
4
010
001
010
001
2、对于交通信号灯来说,应该有东西南北共四组灯,但由于同一道上的两组的信号灯的显示情况是相同的,所以只要用两组就行了,因此,采用单片机内部的I/O口上的P1口中的6个引脚即可来控制6个信号灯。
3、通过编写程序,实现对发光二极管的控制,来模拟交通信号灯的管理。
每延时一段时间,灯的显示情况都会按交通灯的显示规律进行状态转换。
4、通过延时时间送显,可以在原有的交通信号灯系统的基础上,增添其倒计时间的显示功能,实现其功能的扩展。
第二章硬件设计
2.1硬件资源及其分配
主要用到的硬件:
P1口、P3口、LED数码管、LED发光二级管、定时器T0。
1、P1口:
做为输出口,与发光二极管相连接,其状态及对应的十六进制值如下:
方向
状态
无
南北
东西
十六进制值
说明
P1.7P1.6
P1.5P1.4P1.3
P1.2P1.1P1.0
0
00
001
001
09H
都为红灯亮
1
00
001
100
0CH
东西绿南北红
2
00
001
010
0AH
东西黄闪
南北红
00
001
000
08H
3
00
100
001
21H
东西红南北绿
4
00
010
001
11H
南北黄闪
东西红
00
000
001
01H
2、P3口中的P3.0(RXD)和P3.1(TXD)作特殊用途,数据(倒计时时间)从RXD端输入,TXD端输出。
3、74LS240和LED发光二极管用来显示灯亮情况。
4、定时/计数器T0用来产生1秒的定时。
5、74LS240和数码管用来显示时间。
第三章程序设计
3.1程序框图
图3.1主程序框图
3.2程序流程图
图3.2程序流程图
总结
通过单片机课程设计,我不仅加深了对单片机理论的理解,将理论很好地应用到实际当中去,而且我还学会了如何去培养我们的创新精神,从而不断地战胜自己,超越自己。
创新,是要我们学会将理论很好地联系实际,并不断地去开动自己的大脑,从为人类造福的意愿出发,做自己力所能及的,别人却没想到的事。
使之不断地战胜别人,超越前人。
同时,更重要的是,我在这一设计过程中,学会了坚持不懈,不轻易言弃。
设计过程,也好比是我们人类成长的历程,常有一些不如意,也许这就是在对我们提出了挑战,勇敢过,也战胜了,胜利的钟声也就一定会为我们而敲响。
这个设计过程中,我遇到过许多次失败的考验,就比如,自己对实际生活中的交通秩序的不了解给整个设计带来的困扰,真想要就此罢休,然而,就在想要放弃的那一刻,我明白了,原来结果并不那么重要,我们更应该注重的是这一整个过程。
于是,我坚持了下来。
当然最终,这个设计很成功,主要体现在,这一整个系统,几乎没有参考任何书,程序由自己独立完成,与用8255来制作的交通灯控制系统相比,程序简单易读,结构清楚,最重要的是成本低。
在设计一个系统,除了达到所要求的性能指标以外,成本也是很重要的一个指标。
成本的高低也决定了产品的适用性。
参考文献:
[1]张毅坤,陈善久.单片微型计算机原理及应用[M].西安:
西安电子科技大学出版社,2002.
[2]张友德,赵志英,徐时亮.单片微机原理应用与实验[M].上海:
复旦大学出版社,2000.
[3]蔡美琴,张为民,沈新群,张荣娟.MCS-51系列单片机系统及其应用[M].北京:
高等教育出版社,1992.
附录1硬件电路
附录2主程序
ORG0000H
AJMPMAIN
ORG0030H
MAIN:
MOVSP,#60H
MOVSCON,#00H;设置串行口工作方式为方式0
CLRTI
CLRRI
MOVA,#09H;置初态,东南西北都为红灯亮
MOVP1,A
MOVR2,#4
LCALLDELAY;调用4次1秒的延时子程序
H1:
MOVA,#0CH;东西绿灯亮,南北红灯亮
MOVP1,A
MOVR2,#10
LCALLDELAY;调用10次1秒的延时子程序
MOVR7,#03H;黄灯闪烁次数为3次
H2:
MOVA,#0AH;东西黄灯闪,南北红灯亮
MOVP1,A
MOVR2,#1
LCALLDELAY;每1秒闪烁一次
MOVA,#18H;南北红灯亮,南北黄灯也闪
MOVP1,A
MOVR2,#1
LCALLDELAY;调用1秒的延时子程序
DJNZR7,H2;判断闪烁次数是否达到
MOVA,#21H;东西红灯亮,南北绿灯亮
MOVP1,A
MOVR2,#10
LCALLDELAY;延时10秒
MOVR7,#03H
H3:
MOVA,#11H;东西红灯亮,南北黄灯闪
MOVP1,A
MOVR2,#1
LCALLDELAY
MOVA,#03H;东西红灯亮,东西黄灯闪
MOVP1,A
MOVR2,#1
LCALLDELAY
DJNZR7,H3;判断黄灯闪的次数是否达到
LJMPH1;循环
;1秒的延时子程序:
DELAY:
MOVR3,#20;定时1秒
MOVTMOD,#10H;T1定时器,方式1
MOVTH1,#3CH
MOVTL1,#0B0H
SETBTR1
LOOP:
JBCTF1,NEXT
SJMPLOOP
NEXT:
MOVTL1,#080H
MOVTH1,#3CH
DJNZR3,LOOP
;数据传送:
DECR2;R2自动减1
MOVDPTR,#CDATA;置表初地址
MOVA,R2;屏蔽R2的高位
SWAPA
ANLA,#0FH;
MOVCA,@A+DPTR;读表格数据
CPLA;取反
MOVSBUF,A;串行发送数据
AA1:
JBCTI,A1;
SJMPAA1
A1:
MOVA,R2
ANLA,#0FH
MOVCA,@A+DPTR;
CPLA
MOVSBUF,A
AAB1:
JBCTI,AB1;
SJMPAAB1
AB1:
CJNER2,#00H,DELAY;当R2为0时返回,不为0时,则跳转
RET
CDATA:
DB03H,9FH,25H,0DH,99H,49H,41H,1FH,01H,09H
END
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