交通燈期末答辯ppt

1、單片機交通燈控制單片機交通燈控制 交通燈設計組員名單 132011081 計算機二班 阮志明 132011061 計算機二班 廖德章 交通燈的背景 當今，紅綠燈安裝在各個道口上，已經(jīng)成為疏導 交通車輛最常見和最有效的手段。但這一技術在 19世紀就已出現(xiàn)了。1858年，在英國倫敦主要街 頭安裝了以燃煤氣為光源的紅，藍兩色的機械扳 手式信號燈，用以指揮馬車通行。這是世界上最 早的交通信號燈。1868年，英國機械工程師納伊 特在倫敦威斯敏斯特區(qū)的議會大廈前的廣場上， 安裝了世界上最早的煤氣紅綠燈。它由紅綠兩以 旋轉式方形玻璃提燈組成，紅色表示“停止”， 綠色表示“注意”。 交通燈的意義 當前，大量的

2、信號燈電路正向著數(shù)字化、小功率、多樣化、方 便人、車、路三者關系的協(xié)調，多值化方向發(fā)展隨著社會經(jīng)濟 的發(fā)展，城市交通問題越來越引起人們的關注。這些城市紛紛 修建城市高速道路，在高速道路建設完成初期，它們也曾有效 地改善了交通狀況。然而，隨著交通量的快速增長和缺乏對高 速道路的系統(tǒng)研究和控制，高速道路沒有充分發(fā)揮出預期的作 用。而城市高速道路在構造上的特點，也決定了城市高速道路 的交通狀況必然受高速道路與普通道路耦合處交通狀況的制約。 人、車、路三者關系的協(xié)調，已成為交通管理部門需要解決的 重要問題之一。 城市交通控制系統(tǒng)是用于城市交通數(shù)據(jù)檢測、交通信號燈控制 與交通疏導的計算機綜合管理系統(tǒng)，它

3、是現(xiàn)代城市交通監(jiān)控指 揮系統(tǒng)中最重要的組成部分。 交通燈的四個狀態(tài) 東西方向紅燈滅，同時綠燈亮，南北方向黃燈滅，同時紅燈 亮，倒計時30秒。此狀態(tài)下，東西向禁止通行，南北向允許 通行。 東西方向綠燈滅，同時黃燈亮，南北方向紅燈亮，倒計時5 秒。此狀態(tài)下，除了已經(jīng)正在通行中的其他所以車輛都需等 待狀態(tài)轉換。 南北方向紅燈滅，同時綠燈亮，東西方向黃燈滅，同時紅燈 亮，倒計時30秒。此狀態(tài)下，東西向允許通行，南北向禁止 通行。 南北方向綠燈滅，同時黃燈亮，東西方向紅燈亮，倒計時5 秒。此狀態(tài)下，除了已經(jīng)正在通行中的其他所以車輛都需等 待狀態(tài)轉換。 交通燈的四個狀態(tài)圖例 交通狀態(tài)及紅綠燈狀態(tài)表 東西南

4、北四個路口均有紅綠黃3燈和數(shù)碼顯示管4個， 在任一個路口，遇紅燈禁止通行，轉綠燈允許通行， 之后黃燈亮警告行止狀態(tài)將變換。狀態(tài)及紅綠燈狀態(tài) 如表所示。說明：0表示滅，1表示亮。 狀態(tài)1狀態(tài)3狀態(tài)4狀態(tài)6 東西向禁行等待變換通行等待變換 南北向通行等待變換禁行等待變換 東西紅燈1100 東西黃燈0001 東西綠燈0010 南北紅燈0011 南北綠燈1000 南北黃燈0100 交通燈控制系統(tǒng)的功能要求 顯示模塊功能 顯示模塊分數(shù)碼管顯示和LED顯示， 數(shù)碼管倒計時顯示可以提醒駕駛員在 信號燈顏色發(fā)生改變的時間、在“停 止”和“通過”兩者間作出合適的選 擇。駕駛員和行人普遍都愿意選擇有 倒計時顯示的

5、信號控制方式，并且認 為有倒計時顯示的路口更安全。倒計 時顯示是用來減少駕駛員在信號燈色 改變的關鍵時刻做出復雜判斷的一種 方法，它可以提醒駕駛員燈色發(fā)生改 變的時間，幫助駕駛員在“停止”和 “通過”兩者間作出合適的選擇 。通 過兩種顯示結合，是本設計更合理可 靠。 按鍵模塊功能 本系統(tǒng)要求的按鍵控制不多，且I 0口足夠，可直接采用獨立式。按鍵 可以設置系統(tǒng)的運行狀態(tài)，禁行狀態(tài) 為數(shù)碼管均顯示“00”，紅燈全亮； 復位按鍵可以將整個系統(tǒng)復位；東西 通行是東西方向的綠燈亮，南北方向 上的紅燈亮；南北通行為南北方向上 的綠燈亮，東西方向上的紅燈亮；時 間加減可以設置通行和等待通行的時 間；切換按鍵

6、可以切換加減的方向時 間。通過安檢模塊的控制，使得整個 系統(tǒng)具有靈活性，實用性。 交通燈系統(tǒng)的總體框圖 系統(tǒng)硬件總電路構成 實現(xiàn)本設計要求的具體功能，可以選用stc89C51單片機及 外圍器件構成最小控制系統(tǒng)，12個發(fā)光二極管分成4組紅 綠黃三色燈構成信號燈指示模塊，8個LED東西南北各兩 個構成倒計時顯示模塊，若干按鍵組成時間設置和模式選 擇按鈕和緊急按鈕等。 本系統(tǒng)以單片機為核心，組成一個處理、自動控制為一身 的閉環(huán)控制系統(tǒng)。系統(tǒng)硬件電路由單片機、狀態(tài)燈、LED 顯示、按鍵等組成。其具體的硬件電路總圖如圖3-1所示。 其中P0，P1，用于送顯LED數(shù)碼管的型和位，P2用于控 制紅綠黃發(fā)光二

7、極管，XTAL1和XTAL2接入晶振時鐘電路， REST引腳接上復位電路，P3用于口按鍵控制。 單片機引腳圖 EA/VP 31 X1 19 X2 18 RESET 9 P37/RD 17 P36W R 16 P32/INT0 12 P33/INT1 13 P34/T0 14 P35/T1 15 P10 1 P11 2 P12 3 P13 4 P14 5 P15 6 P16 7 P17 8 P00 39 P01 38 P02 37 P03 36 P04 35 P05 34 P06 33 P07 32 P20 21 P21 22 P22 23 P23 24 P24 25 P25 26 P26 27

8、 P27 28 PSEN 29 ALE/P 30 P31/TXD 11 P30/RXD 10 GND 20 VCC 40 U1 STC89C52 最小系統(tǒng)引腳圖 P1.0 1 P1.1 2 P1.2 3 P1.3 4 P1.4 5 P1.5 6 P1.6 7 P1.7 8 RST 9 P3.0(RXD) 10 P3.1(TXD) 11 P3.2(INT0) 12 P3.3(INT1) 13 P3.4(T0) 14 P3.5(T1) 15 P3.6(WR) 16 P3.7(RD) 17 XTAL2 18 XTAL1 19 GND 20 (A8)P2.0 21 (A9)P2.1 22 (A10)P

9、2.2 23 (A11)P2.3 24 (A12)P2.4 25 (A13)P2.5 26 (A14)P2.6 27 (A15)P2.7 28 PSEN 29 ALE/PROG 30 EA/VPP 31 (AD7)P0.7 32 (AD6)P0.6 33 (AD5)P0.5 34 (AD4)P0.4 35 (AD3)P0.3 36 (AD2)P0.2 37 (AD1)P0.1 38 (AD0)P0.0 39 VCC 40 89C52 Y1 11.0592MHz C2 30 C330 R7 10K VCC +C1 10uF 12 34 K0 RESET VCC 交通燈控制系統(tǒng)的功能要求 LED顯

10、示 LED交通燈利用發(fā)光二極管來顯示 不同顏色的信號指示燈。 數(shù)碼管顯示 數(shù)碼管是一種半導體發(fā)光器件， 其基本單元是發(fā)光二極管。數(shù)碼管按 段數(shù)分為七段數(shù)碼管和八段數(shù)碼管， 八段數(shù)碼管比七段數(shù)碼管多一個發(fā)光 二極管單元（多一個小數(shù)點顯示）； 按能顯示多少個“8”可分為1位、2位、 4位等等數(shù)碼管：按發(fā)光二極管單元連 接方式分為共陽極數(shù)碼管和共陰極數(shù) 碼管。 D1 Y D2 G D3 R G 1 dp 2 A 3 F 4 S1 5 D 6 E 7 C 8 B 9 S2 10G A F B C E D S3 S4 鍵盤輸入電路 單片機鍵盤有獨立鍵盤和矩 陣式鍵盤兩種：獨立鍵盤每 一個I/O 口上只接

11、一個按鍵， 按鍵的另一端接電源或接地 （一般接地），這種接法程 序比較簡單且系統(tǒng)更加穩(wěn)定； 而矩陣式鍵盤式接法程序比 較復雜，但是占用的I/O少。 根據(jù)本設計的需要這里選用 了獨立式鍵盤接法。 在用單片機對鍵盤處理的時 候涉及到了一個重要的過程， 那就是鍵盤的去抖動。這里 說的抖動是機械的抖動，是 當鍵盤在未按到按下的臨界 區(qū)產(chǎn)生的電平不穩(wěn)定正常現(xiàn) 象，并不是我們在按鍵時通 過注意可以避免的, 這里選 擇了軟件去抖動. 程序主體設計流程 宏定義宏定義 I/O初始化初始化 定義共陰極字型編定義共陰極字型編 碼表碼表 定義函數(shù)變量并初定義函數(shù)變量并初 始化始化 定義狀態(tài)數(shù)組定義狀態(tài)數(shù)組 定義字位碼

12、函數(shù)定義字位碼函數(shù) 進入主函數(shù)進入主函數(shù)main() 定時器定時器0初始初始化化 初始化外部中斷初始化外部中斷 進入進入while(1)循環(huán)循環(huán) 調用顯示控制函數(shù)調用顯示控制函數(shù) statusdis（）（） 調用調用dissmg()函數(shù)函數(shù) 設置字型碼和字位碼，完設置字型碼和字位碼，完 成顯示成顯示 返回返回while(1)函數(shù)函數(shù) 子程序模塊設計 中斷子程序 定時中斷流程圖 INT0 保護現(xiàn)場保護現(xiàn)場 紅燈全亮紅燈全亮 維持維持10S10S 恢復現(xiàn)場恢復現(xiàn)場 中斷返中斷返 回回 INT1 保護現(xiàn)場保護現(xiàn)場 方程式控制顯方程式控制顯 示示 恢復現(xiàn)場恢復現(xiàn)場 中斷返回中斷返回 定時中斷服務程序在

13、系統(tǒng)中的函數(shù) 系統(tǒng)原理圖 P1.0 1 P1.1 2 P1.2 3 P1.3 4 P1.4 5 P1.5 6 P1.6 7 P1.7 8 RST 9 P3.0(RXD) 10 P3.1(TXD) 11 P3.2(INT0) 12 P3.3(INT1) 13 P3.4(T0) 14 P3.5(T1) 15 P3.6(WR) 16 P3.7(RD) 17 XTAL2 18 XTAL1 19 GND 20 (A8)P2.0 21 (A9)P2.1 22 (A10)P2.2 23 (A11)P2.3 24 (A12)P2.4 25 (A13)P2.5 26 (A14)P2.6 27 (A15)P2.7

14、 28 PSEN 29 ALE/PROG 30 EA/VPP 31 (AD7)P0.7 32 (AD6)P0.6 33 (AD5)P0.5 34 (AD4)P0.4 35 (AD3)P0.3 36 (AD2)P0.2 37 (AD1)P0.1 38 (AD0)P0.0 39 VCC 40 U1 AT8 9C51 Y112MHz C2 22 C3 22 COM 1 R1 2 R2 3 R3 4 R4 5 R5 6 R6 7 R7 8 R8 9 RP1 10K 12 34 K4 qieh uan 12 34 K5add 12 34 K6dec VC C R2 10K A0 F0 E0 D0 C0

15、G0 VC C 12 34 K2 dx 12 34 K3 nb 12 34 K1 stop VC C +C4 10uF G 1 dp 2 A 3 F 4 S1 5 D 6 E 7 C 8 B 9 S2 10 LEDB G 1 dp 2 A 3 F 4 S1 5 D 6 E 7 C 8 B 9 S2 10 LEDD D1 Y D2 G D3 R D4 R D5 G D6 Y D7 R D8 G D9 Y D10 Y D11 G D12 R COM 1 R1 2 R2 3 R3 4 R4 5 R5 6 R6 7 R7 8 R8 9 RP210K VC C 12 34 K7 ok S1 S2 S3 S4 G A F B C E D D E C B G A F S1 S2 S3 S4 G1 Y1 R1 G2 Y2 R2 12 34 K0 9013 9013 9013 901390139013 9013 B0 2.