单片机实现交通灯控制.docx
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单片机实现交通灯控制.docx
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单片机实现交通灯控制
附件1:
北京理工大学珠海学院
课程设计说明书
题目:
单片机实现交通灯控制
学院:
信息学院
专业班级:
学号:
学生姓名:
指导教师:
2011年06月28日
北京理工大学珠海学院
课程设计任务书
2010~2011学年第2学期
学生姓名:
专业班级:
指导教师:
工作部门:
信息学院
一、课程设计题目单片机实现交通灯控制
二、课程设计内容(含技术指标)
1.正常时交通灯控制
(1)初始状态东西南北全为红灯
(2)东西红灯、南北绿灯
(3)东西红灯、南北绿灯转黄灯闪烁(4)南北红灯、东西绿灯
(5)南北红灯、东西绿灯转黄灯闪烁(6)转
(2)
2.有急救车通过时:
两个方向的交通灯全为红,急救车通过后恢复正常。
3.红绿灯点亮时间可用键盘调整,数码管显示时间。
考虑模拟摄像机,实现红绿灯点亮时间的动态控制。
三、进度安排
1、课程设计介绍和实践上机(4学时)
2、系统设计与开发器应用(4学时)
3、硬件设计与焊接(8学时)
4、软件设计(6学时)
5、系统调试与验收(6学时)
6、写课程设计报告,答辩(4学时)
四、基本要求
1.掌握单片机结构和应用仿真仪开发的基本方法,学会用单片机实现控制功能。
2.利用软件定时和硬件定时实现精确的时间控制。
3.制作交通灯控制硬件电路板并编写程序实现交通灯的控制。
教研室主任签名:
年月日
摘要
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。
本系统采用单片机AT89S52为中心器件来设计交通灯控制器,系统实用性强、操作简单、扩展性强。
本设计就是采用单片机模拟十字路口交通灯的各种状态显示以及倒计时时间。
本设计系统由单片机I/O口扩展系统、交通灯状态显示系统、LED数码显示系统、复位电路等几大部分组成。
系统除基本的交通灯功能外,还具有倒计时等功能,较好的模拟实现了十字路口可能出现的状况。
软件上采用C51编程,主要编写了主程序,LED数码管显示程序,中断程序延时程序等。
经过整机调试,实现了对十字路口交通灯的模拟。
关键字:
电子线路AT89S52LED交通灯
目录
一、课程设计的目的………………………………………………..5
二、课程设计用到的仪器和器件…………………………………..5
三、结构及原理(包括系统框图)………………………………..5
四、程序设计及流程图……………………………………………..8
五、装调及应用……………………………………………………..9
六、课程设计发生的问题和心得体会……………………………..10
七、附录(附图)…………………………………………………..11
八、参考文献…………………………………………………………14
一、课程设计的目的
1、加深对单片机的基本概念、基本原理、基本结构的理解;
2、通过课程设计提高学生单片机的开发能力,包括硬件设计和软件编程的能力
3、提高实践动手能力。
二、课程设计用到的仪器和器件
1、硬件:
PC机和XLISP系列单片机仿真仪各一台;
2、器件:
300欧电阻12个,红黄绿灯各4个,USB数据线及单排插针若干,各种连线与辅助工具设施。
3、软件:
keil软件
三、结构及原理(包括系统框图)
1、电源模块
为使模块稳定工作,须有可靠电源,本设计直接采用XLISP单片机仿真仪中的电源模块提供电源。
2、复位模块
复位方式有两种:
按键复位与软件复位。
由考虑到程序的简洁,避免冗长,本设计采用按键复位,在芯片的复位端口外接复位电路,通过按键对单片机输入一个高电平脉冲,达到复位的目的。
3、控制台模块
本设计要求红灯时间可调、模拟摄像机实现红绿灯点亮时间的动态智能控制,由于器材的限制,因此采用7个独立按键作为交通灯的控制平台以及摄像头的模拟,其中K1键模拟急救车经过时红灯亮20秒,K2、K3、K4为红灯时间的调节按键,K5、K6、K7为模拟摄像头,七个独立按键与单片机P1口连接,当按键动作后,单片机采样按键信息进行智能控制与模拟。
4、显示模块:
用8个共阴数码管与红、黄、绿LED灯各四个分别显示时间与红绿灯状态显示,相同状态的灯采用并联加串联一个330欧电阻连接到单片机P2口控制;由于单片机驱动能力差,因此数码管的驱动采用CD4511BCD译码器,
5、系统框图如下:
设计方案
任务分析
模拟交通灯控制器就是使用单片机来控制一些LED和数码管,模拟真实交通灯的功能。
红、黄、绿交替闪亮,利用数码管倒计数显示间隔等,用于管理十字路口的车辆及行人交通,计时牌显示路口通行转换剩余时间等
方案设计
根据设计的要求可知,系统的硬件原理框图如下图所示。
系统硬件框图
单片机可选用AT89C51,它与8051系列单片机全兼容,但其内部带有4KB的FLASHROM,设计时无需外接程序存储器,为设计和调试带来极大的方便。
南北向和东西向各采用2个数码管计时,同时需要对该方向的指示灯的点亮时间进行倒计时。
键盘系统可以根据系统的需要设置不同的键的个数,可以选择线式键盘或矩阵式键盘,若单片机的IO口不够用时,可以考虑扩展8255或8155满足系统的要求。
2.软件方案
根据设计要求,程序框图如图1所示。
软件可由汇编语言完成,也可由C语言完成。
软件设计可以分为以下几个功能模块:
主程序:
初始化及键盘监控。
计时程序模块:
为定时器的中断服务子程序,完成0.1秒(或其他时间)和1秒的时间定时。
显示程序模块:
完成60个发光二极管(实际上只需驱动30个)和8个LED数码管的显示驱动。
程序流程图
调试及性能分析
软件调试
软件调试主要是利用proteus仿真软件完成电路的搭建,运行以发现设计中的错误及时改正。
硬件调试
硬件调试主要是检测硬件电路是否有短路、断路、虚焊等。
具体步骤及测试结果如下:
(1)检查电源与地线是否全部连接上,用万用表对照电路原理图测试各导线是否完全连接,对未连接的进行修复。
(2)参照原理图,检查各个器件之间的连接是否连接正确,是否存在虚焊,经测试,各连接不存在问题。
(3)以上两项检查并修复完后,给该硬件电路上电,电源指示灯点亮。
系统功能调试
通过软件仿真显示,系统基本能完成要求,由于设计思路出现问题,键盘没有正确的做出来,没有键盘电路,紧急情况也可以通过一个按钮来采取相关的动作。
课程设计发生的问题和心得体会
通过这次课程设计,使我得到了一次用专业知识、专业技能分析和解决问题全面系统的锻炼。
使我在单片机的基本原理、单片机应用系统开发过程,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。
本次课程设计的过程是艰辛的,不过收获却是很大的。
在设计过程中,会出现了一些问题,但都是常见的小问题,如:
代码中双引号的使用并不是在英语书写状态下,输入字母出错等,在调试时出现异常,不过这些都是经常性错误,经过调试修改都一一解决,程序顺利完成,并实现了其功能。
综合课程设计让我把以前学习到的知识得到巩固和进一步的提高认识,对已有知识有了更进一步的理解和认识。
在此,由于自身能力有限,在课程设计中碰到了很多的问题,我通过查阅相关书籍、资料以及和周围同学交流。
由于使用的是单片机作为核心的控制元件,使得电路的可靠性比较高,功能也比较强大,而且可以随时的更新系统,进行不同状态的组合。
但是在我们设计和调试的过程中,也发现了一些问题,譬如红灯和绿灯的切换还不够迅速,红绿灯规则不效率还不是很高等等,这需要在实践中进一步完善。
当然,通过这次课程设计,我也发现了自身的很多不足之处,在以后的学习中,我会不断的完善自我。
参考文献
【1】徐维强单片机原理及应用大连
教师评语
成绩:
教师签字:
年月日
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- 关 键 词:
- 单片机 实现 交通灯 控制