課程設(shè)計 微機原理與接口技術(shù) 交通燈的設(shè)計

1、課程設(shè)計說明課程名稱： 微機原理與接口技術(shù) 設(shè)計題目： 交通燈的設(shè)計 專 業(yè)： 班級： 學(xué)生姓名: 學(xué) 號: 指導(dǎo)教師: 科技學(xué)院教務(wù)部 制年 月 日一 設(shè)計任務(wù)要求 本次課程設(shè)計要求設(shè)計一個在十字路口能夠?qū)崿F(xiàn)紅綠燈交替亮滅的交通控制器系統(tǒng)，本系統(tǒng)由單片機系統(tǒng)、鍵盤、led 顯示、交通燈演示系統(tǒng)組成。系統(tǒng)包括人行道、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)、以及基本的交通燈的功能。系統(tǒng)除基本交通燈功能外，還具有倒計時、時間設(shè)置、緊急情況處理、分時段調(diào)整信號燈的點亮?xí)r間以及根據(jù)具體情況手動控制等功能。其要求為： 1）紅綠交通燈交替亮滅。 2） 利用單片機或其它硬件電路實現(xiàn)，方法自選。 3）led數(shù)碼管顯示時間。 4）自行設(shè)計

2、電路。 5）元器件自選其規(guī)定為： 1）設(shè)計硬件線路，用protel畫圖。 2）按單元電路詳細說明硬件線路設(shè)計思路，元件參數(shù)，選取根據(jù)。附詳細的元件清單。 3）軟件設(shè)計，通過鍵盤設(shè)定顯示時間，利用定時計數(shù)器定時使紅綠燈循環(huán)顯示。 4）有完整的程序流程圖，包括總流程圖和各模塊流程圖。對程序設(shè)計思想做詳細說明。 5) 有完整的程序清單，并加注釋。 6) 總結(jié)設(shè)計過程和設(shè)計體會。 7) 課程設(shè)計研究報告，格式參考黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計格式要求。二 方案比較1 電源提供方案為使模塊穩(wěn)定工作，須有可靠電源。我們考慮了兩種電源方案方案一：采用獨立的穩(wěn)壓電源。此方案的優(yōu)點是穩(wěn)定可靠，且有各種成熟電路可供選

3、用；缺點是各模塊都采用獨立電源，會使系統(tǒng)復(fù)雜，且可能影響電路電平。方案二：采用單片機控制模塊提供電源。改方案的優(yōu)點是系統(tǒng)簡明扼要，節(jié)約成本；缺點是輸出功率不高。綜上所述，我們選擇第二種方案。2 顯示界面方案該系統(tǒng)要求完成倒計時、狀態(tài)燈等功能?；谏鲜鲈颍覀兛紤]了三種方案：方案一：完全采用數(shù)碼管顯示。這種方案只顯示有限的符號和數(shù)碼字苻，無法勝任題目要求。方案二：完全采用點陣式led 顯示。這種方案實現(xiàn)復(fù)雜，且須完成大量的軟件工作；但功能強大，可方便的顯示各種英文字符，漢字，圖形等。方案三：采用數(shù)碼管與點陣led 相結(jié)合的方法因為設(shè)計既要求倒計時數(shù)字輸出，又要求有狀態(tài)燈輸出等，為方便觀看并考慮

4、到現(xiàn)實情況，用數(shù)碼管與led燈分別顯示時間與提示信息。這種方案既滿足系統(tǒng)功能要求，又減少了系統(tǒng)實現(xiàn)的復(fù)雜度。權(quán)衡利弊，第三種方案可互補一二方案的優(yōu)缺，我們決定采用方案三以實現(xiàn)系統(tǒng)的顯示功能。3 輸入方案：題目要求系統(tǒng)能手動設(shè)燈亮?xí)r間、緊急情況處理，我們討論了兩種方案：方案一：采用8155擴展i/o 口及鍵盤，顯示等。該方案的優(yōu)點是：使用靈活可編程，并且有ram,及計數(shù)器。若用該方案，可提供較多i/o 口,但操作起來稍顯復(fù)雜。方案二： 直接在io口線上接上按鍵開關(guān)。因為設(shè)計時精簡和優(yōu)化了電路，所以剩余的口資源還比較多，我們使用四個按鍵，分別是k1、k2、k3、k4。由于該系統(tǒng)對于交通燈及數(shù)碼管的

5、控制，只用單片機本身的i/o 口就可實現(xiàn)，且本身的計數(shù)器及ram已經(jīng)夠用，故選擇方案二。三 單元電路設(shè)計.芯片選擇及端口選擇 1用實驗系統(tǒng)8255a實現(xiàn)對信號燈的控制（所用端口自定）；2位數(shù)碼顯示用8255a實現(xiàn)控制。 2. 用實驗系統(tǒng)8235的計數(shù)器2定時向?qū)嶒炏到y(tǒng)主片8259a的irq7請求中斷，以實現(xiàn)要求的1分鐘、5秒鐘和20秒的定時。實驗系統(tǒng)8235的計數(shù)器2的clk2接opclk，頻率為1.19318mhz；gate2已接 +5v；定時采用軟硬件相結(jié)合的方式實現(xiàn)。 用實驗系統(tǒng)的發(fā)光二極管模擬紅綠燈。注：8259a的端口地址為：218h、219h8255a的端口地址為：端口a-200h

6、、端口b-201h、端口c-202h、控制端 口-203h8253的端口地址為：計數(shù)器0-208h、計數(shù)器1-209h、計數(shù)器2-20ah、控 制寄存器0-20bh。實時控制系統(tǒng)中斷服務(wù)原理四 元件清單序號名稱型號規(guī)格位號數(shù)量1電容10ufc31個2極性電容30pfc1,c22個3led 6個4半導(dǎo)體電阻10kr21只5電阻10kr31只6電阻10kr41只7電阻330kr51只8電阻330kr51只9電阻330kr61只10電阻330kr71只11電阻330kr81只12電阻330kr91只13開關(guān)4只14與非門1只15晶振12m1只16at89s521只五 硬件電路工作原理交通信號燈模擬控

7、制系統(tǒng)設(shè)計程序流程圖1.主程序流圖開始東西向綠燈亮,南北向紅燈亮，60秒東西向黃燈亮,南北向紅燈亮，3秒東西向紅燈亮,南北向綠燈亮，30秒 東西向紅燈亮,南北向黃燈亮，3秒圖7.1 主程序流圖 六軟件程序流程#include#include#define uint unsigned int#define uchar unsigned charunsigned char code dis_710=0x03,0x9f,0x25,0x0d,0x99,0x49,0x41,0x1f,0x01,0x09;char i;sfr p0=0x80;sfr p1=0x90;sbit red1=p10;sbit g

8、reen1=p11;sbit yellow1=p12;sbit red2=p13;sbit green2=p14;sbit yellow2=p15;uchar temp,aa,num,num1;uchar code table=0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x77,0x7c,0x39,0x5e,0x79,0x71;void delay(uint z);void main() num=60; num1=30; aa=0; scon=0x00; /設(shè)置串行口的工作方式 pcon=0x00; tmod=0x01; th0=(65

9、536-50000)/256; tl0=(65536-50000)%256; ea=1; et0=1; tr0=1; temp=0xfe; p1=temp; p0=table0; p0=0xfe; while(1); void timer0() interrupt 1 th0=(65536-50000)/256; tl0=(65536-50000)%256; aa+; if(aa=20) aa=0; num-; num1-; if(num=0)num=60;num1=30; if(num35) red1=0;green1=1;yellow1=1; red2=1;green2=0;yellow2

10、=1; if(num110) for(i=0;i3;i+) sbuf=dis_70; while(!ti); ti=0; sbuf=dis_7num1; while(!ti); ti=0; else for(i=0;i2;i+) sbuf=dis_70; while(!ti); ti=0; sbuf=dis_7num1%10; while(!ti); ti=0; sbuf=dis_7num1/10; while(!ti); ti=0; else if(num30) red1=0;green1=1;yellow1=1; red2=1;green2=1;yellow2=0; for(i=0;i3;

11、i+) sbuf=dis_70; while(!ti); ti=0; sbuf=dis_7num1; while(!ti); ti=0; else if(num5) red1=1;green1=0;yellow1=1; red2=0;green2=1;yellow2=1; if(num10) for(i=0;i3;i+) sbuf=dis_70; while(!ti); ti=0; sbuf=dis_7num; while(!ti); ti=0; else for(i=0;i2;i+) sbuf=dis_70; while(!ti); ti=0; sbuf=dis_7num%10; while

12、(!ti); ti=0; sbuf=dis_7num/10; while(!ti); ti=0; else if(num=5) red1=1;green1=1;yellow1=0; red2=0;green2=1;yellow2=1; for(i=0;i3;i+) sbuf=dis_70; while(!ti); ti=0; sbuf=dis_7num; while(!ti); ti=0; 九 困難問題及解決措施 在設(shè)計過程中，會出現(xiàn)了一些問題，但都是常見的小問題，如：代碼中雙引號的使用并不是在英語書寫狀態(tài)下，輸入字母出錯等，在調(diào)試時出現(xiàn)異常，不過這些都是經(jīng)常性錯誤，經(jīng)過調(diào)試修改都一一解決，程

13、序順利完成，并實現(xiàn)了其功能。1、軟件延時與定時器計時軟件延時，設(shè)計簡單，使用方便，但是無法進行精確計時，無法在實際應(yīng)用中進行使用，本次設(shè)計采用了，定時器0進行計時，每10ms產(chǎn)生一個脈沖信號，可以準(zhǔn)確的計時并方便8段數(shù)碼管進行顯示2、使用中斷的好處使用中斷比較麻煩，在試驗中需要兩次加載初始化程序和中斷服務(wù)程序，并且需要手工指定中斷服務(wù)地址和中斷向量號；但是使用中斷可以進行多樣化設(shè)計，強化程序功能與執(zhí)行效率。在本設(shè)計中程序每10ms請求一次中斷，實現(xiàn)精確定時與數(shù)碼管顯示刷新。十 總結(jié)與體會本系統(tǒng)就是充分利用了8031和8255芯片的io引腳。系統(tǒng)采用msc-51系統(tǒng)單片機intecl8031和可

14、編程并行io接口芯片8255a為中心器件來設(shè)計交通控制器，實現(xiàn)了能根據(jù)實際車流量通過8031芯片的p1口設(shè)置紅，綠燃亮?xí)r間的工能；未來系統(tǒng)穩(wěn)定可靠采用了max692看門狗芯片，避免了系統(tǒng)因為死機為停止工作的情況發(fā)生，現(xiàn)實時間直接通過8255的pa,pb,輸出，交通信號通過平常pc口輸出，交通的點亮采用vt雙向晶閘管來控制，直接采用220v電源驅(qū)動，系統(tǒng)設(shè)計簡便，使用性強，操作簡單，程序設(shè)計簡單，系統(tǒng)不足之處不能控制車的左右轉(zhuǎn)，以及自動根據(jù)車流量改變紅綠黃燈時間等，這是由于本身地理位以及車流量情況所定，如果有需要可以設(shè)計擴充謜系統(tǒng)來實現(xiàn)。通過這次課程設(shè)計，是我得到了一次用專業(yè)知識，專業(yè)技能分析和

15、解決問題全面系統(tǒng)的鍛煉。使我在單片機基本原理，單片機應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)過程，以及在常用編程設(shè)計思想技巧的掌握方面都向前邁了一大步，為日后成為合格的應(yīng)用型人才打下了良好的基礎(chǔ)。綜合課程設(shè)計讓我把以前學(xué)習(xí)到的知識得到鞏固和進一步的提高認識，對已有知識有了更進一步的理解和認識。在此，由于自身能力有限，在課程設(shè)計中碰到了很多的問題，我通過查閱相關(guān)書籍、資料以及和周圍同學(xué)交流。由于使用的是單片機作為核心的控制元件，使得電路的可靠性比較高，功能也比較強大，而且可以隨時的更新系統(tǒng)，進行不同狀態(tài)的組合。但是在我們設(shè)計和調(diào)試的過程中，也發(fā)現(xiàn)了一些問題，譬如紅燈和綠燈的切換還不夠迅速，紅綠燈規(guī)則不效率還不是很高等等，這需要在實踐中進一步完善。當(dāng)然，通過這次課程設(shè)計，我也發(fā)現(xiàn)了自身的很多不足之處，在以后的學(xué)習(xí)中，我會不斷的完善自我，不斷進取，能使自己在網(wǎng)絡(luò)編程這方面有一個大的發(fā)展。 十一 致謝在這次課程設(shè)計的完成過程中，我得到了許多人的幫助。首先我要感謝我的老師在課程設(shè)計上給予我的指導(dǎo)、提供給我的支持和幫助，這是我能順利完成這次報告的主要原因，更重要的是老師幫我解決了許多技術(shù)上的難題，讓我能把系統(tǒng)做得更加完善。在此期間，我不僅學(xué)到了許多新的知識，而且也開闊了視野，提高了自己的設(shè)計能力。其次，我要感謝幫助過我的同學(xué)，他也為我解決了不少我不太明白的設(shè)計上的難題。同時也感謝學(xué)院為我提供良