單片機(jī)控制交通燈

1、 畢 業(yè) 論 文題目 單片機(jī)控制交通燈 姓 名 學(xué) 號系（院）電子電氣工程系班 級p08電氣2班指導(dǎo)教師 職 稱 講師 2011年 5月 3日目 錄目 錄i摘 要iiabstractiii第一章 緒 論- 1 -1.1 課題背景- 1 -1.2 課題的目的和意義- 1 -第二章 設(shè)計(jì)原理- 2 -2.1單片機(jī)概述- 2 -2.2 芯片簡介- 2 -2.2.1 msc-51芯片簡介- 2 -2.3 原理圖- 5 -第三章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)- 6 -3.1程序框圖- 6 -3.2 程序：- 7 -第四章 系統(tǒng)調(diào)試- 9 -4.1 硬件檢測- 9 -4.2 軟件調(diào)試- 9 -結(jié) 束 語- 10 -參考文

2、獻(xiàn)- 11 -致 謝- 12 -摘 要 近年來隨著科技的飛速發(fā)展，單片機(jī)的應(yīng)用正在不斷深入，同時(shí)帶動(dòng)傳統(tǒng)控制檢測技術(shù)日益更新。在實(shí)時(shí)檢測和自動(dòng)控制的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，單片機(jī)往往作為一個(gè)核心部件來使用，僅單片機(jī)方面知識是不夠的，還應(yīng)根據(jù)具體硬件結(jié)構(gòu)軟硬件結(jié)合，加以完善。 十字路口車輛穿梭，行人熙攘，車行車道，人行人道，有條不紊。那么靠什么來實(shí)現(xiàn)這井然秩序呢？靠的就是交通信號燈的自動(dòng)指揮系統(tǒng)。交通信號燈控制方式很多。本系統(tǒng)采用msc-51系列單片機(jī)atsc51和可編程并行i/o接口芯片8255a為中心器件來設(shè)計(jì)交通燈控制器，實(shí)現(xiàn)了能根據(jù)實(shí)際車流量通過8051芯片的p1口設(shè)置紅、綠燈燃亮?xí)r間的功能；

3、紅綠燈循環(huán)點(diǎn)亮，倒計(jì)時(shí)剩5秒時(shí)黃燈閃爍警示（交通燈信號通過pa口輸出，顯示時(shí)間直接通過8255的pc口輸出至雙位數(shù)碼管）；車輛闖紅燈報(bào)警；綠燈時(shí)間可檢測車流量并可通過雙位數(shù)碼管顯示。本系統(tǒng)實(shí)用性強(qiáng)、操作簡單、擴(kuò)展功能強(qiáng)。 關(guān)鍵詞：單片機(jī) 交通燈 闖紅燈 abstract in recent years, with the rapid development of science and technology, the single-chip microcomputer applications are continually deepening, and at the same time pr

4、omote the traditional control of the increasingly technical updates. in the real-time detection and control of the single-chip microcomputer application system, microcontroller as a core component often use only scm knowledge is not enough, and also on specific hardware structure of hardware and sof

5、tware combination to be perfect. crossroads shuttle vehicles, pedestrians xining, the cab company lane, people walkways, methodically. what is less discipline order to achieve this? by the traffic light automatically command control system. the traffic lights are many ways. the system uses msc -51 s

6、eries monolithic integrated circuits atsc51 and the programmatic interface chip 8255a parallel i turned around for a device for the traffic signal controller nearby to be based on actual through 8051 p1 of the chip set of red, green lights time functions ； the traffic light, the need to five seconds

7、 for yellow lights flashing warning （ the traffic light signal passes through the pa of output and time through 8 directly .當(dāng)前無已翻譯列表 key words：mcu chip atsc51；traffic lights；red-light running第一章 緒 論1.1 課題背景當(dāng)今，紅綠燈安裝在各個(gè)道口上，已經(jīng)成為疏導(dǎo)交通車輛最常見和最有效的手段。但這一技術(shù)在19世紀(jì)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(lán)兩色的機(jī)械扳手式信號燈，用

8、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(jī)械工程師納伊特在倫敦威斯敏斯特區(qū)的議會(huì)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(zhuǎn)式方形玻璃提燈組成，紅色表示“停止”，綠色表示“注意”。 1918年，又出現(xiàn)了帶控制的紅綠燈和紅外線紅綠燈。帶控制的紅綠燈，一種是把壓力探測器安在地下，車輛一接近紅燈便變?yōu)榫G燈；另一種是用擴(kuò)音器來啟動(dòng)紅綠燈，司機(jī)遇紅燈時(shí)按一下嗽叭，就使紅燈變?yōu)榫G燈。紅外線紅綠燈當(dāng)行人踏上對壓力敏感的路面時(shí)，它就能察覺到有人要過馬路。紅外光束能把信號燈的紅燈延長一段時(shí)間，推遲汽車放行，以免發(fā)生交通事故。信號燈的出現(xiàn)，使交通得以有效管制，對于疏導(dǎo)交通流量

9、、提高道路通行能力，減少交通事故有明顯效果。1968年，聯(lián)合國道路交通和道路標(biāo)志信號協(xié)定對各種信號燈的含義作了規(guī)定。綠燈是通行信號，面對綠燈的車輛可以直行，左轉(zhuǎn)彎和右轉(zhuǎn)彎，除非另一種標(biāo)志禁止某一種轉(zhuǎn)向。左右轉(zhuǎn)彎車輛都必須讓合法地正在路口內(nèi)行駛的車輛和過人行橫道的行人優(yōu)先通行。紅燈是禁行信號，面對紅燈的車輛必須在交叉路口的停車線后停車。黃燈是警告信號，面對黃燈的車輛不能越過停車線，但車輛已十分接近停車線而不能安全停車時(shí)可以進(jìn)入交叉路口。1.2 課題的目的和意義 本論文是在學(xué)完單片機(jī)原理及課程之后綜合利用所學(xué)單片機(jī)知識完成一個(gè)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)并在實(shí)驗(yàn)室實(shí)現(xiàn)。該論文的主要任務(wù)是通過一兩個(gè)實(shí)際問題，

10、鞏固和加深“單片機(jī)原理與應(yīng)用”課程所學(xué)的理論知識和實(shí)際能力，基本掌握單片機(jī)應(yīng)用電路的一般設(shè)計(jì)方法，提高電子電路的設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?，加深對單片機(jī)軟硬知識的理解，獲得初步的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，為以后從事生產(chǎn)和科研工作打下一定的基礎(chǔ)。第二章 設(shè)計(jì)原理2.1單片機(jī)概述 單片機(jī)微型計(jì)算機(jī)是微型計(jì)算機(jī)的一個(gè)重要分支，也是頗具生命力的機(jī)種。單片機(jī)微型計(jì)算機(jī)簡稱單片機(jī)，特別適用于控制領(lǐng)域，故又稱為微控制器。 通常，單片機(jī)由單塊集成電路芯片構(gòu)成，內(nèi)部包含有計(jì)算機(jī)的基本功能部件：中央處理器、存儲器和i/o接口電路等。因此，單片機(jī)只需要和適當(dāng)?shù)能浖巴獠吭O(shè)備相結(jié)合，便可成為一個(gè)單片機(jī)控制系統(tǒng)。 單片機(jī)經(jīng)過1、2、3、3代的發(fā)展

11、，目前單片機(jī)正朝著高性能和多品種方向發(fā)展，它們的cpu功能在增強(qiáng)，內(nèi)部資源在增多，引角的多功能化，以及低電壓底功耗。2.2 芯片簡介2.2.1 msc-51芯片簡介mcs-51單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)8051是mcs-51系列單片機(jī)的典型產(chǎn)品，我們以這一代表性的機(jī)型進(jìn)行系統(tǒng)的講解。8051單片機(jī)包含中央處理器、程序存儲器(rom)、數(shù)據(jù)存儲器(ram)、定時(shí)/計(jì)數(shù)器、并行接口、串行接口和中斷系統(tǒng)等幾大單元及數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線等三大總線，現(xiàn)在我們分別加以說明： 中央處理器 中央處理器(cpu)是整個(gè)單片機(jī)的核心部件，是8位數(shù)據(jù)寬度的處理器，能處理8位二進(jìn)制數(shù)據(jù)或代碼，cpu負(fù)責(zé)控制、指揮和調(diào)度整

12、個(gè)單元系統(tǒng)協(xié)調(diào)的工作，完成運(yùn)算和控制輸入輸出功能等操作。數(shù)據(jù)存儲器（ram）8051內(nèi)部有128個(gè)8位用戶數(shù)據(jù)存儲單元和128個(gè)專用寄存器單元，它們是統(tǒng)一編址的，專用寄存器只能用于存放控制指令數(shù)據(jù)，用戶只能訪問，而不能用于存放用戶數(shù)據(jù)，所以，用戶能使用的ram只有128個(gè)，可存放讀寫的數(shù)據(jù)，運(yùn)算的中間結(jié)果或用戶定義的字型表。圖1程序存儲器(rom)：8051共有4096個(gè)8位掩膜rom，用于存放用戶程序，原始數(shù)據(jù)或表格。 定時(shí)/計(jì)數(shù)器(rom)：8051有兩個(gè)16位的可編程定時(shí)/計(jì)數(shù)器，以實(shí)現(xiàn)定時(shí)或計(jì)數(shù)產(chǎn)生中斷用于控制程序轉(zhuǎn)向。 并行輸入輸出(i/o)口： 8051共有4組8位i/o口(p0、

13、 p1、p2或p3)，用于對外部數(shù)據(jù)的傳輸。 全雙工串行口：8051內(nèi)置一個(gè)全雙工串行通信口，用于與其它設(shè)備間的串行數(shù)據(jù)傳送，該串行口既可以用作異步通信收發(fā)器，也可以當(dāng)同步移位器使用。 2.2.2 交通燈控制電路設(shè)計(jì) 交通燈8051led蜂鳴器按鍵74hc595圖2對于交通信號燈來說，應(yīng)該有東西南北共四組燈，但由于同一道上的兩組信號燈的顯示情況是相同的，所以只要用兩組就行了，因此，采用單片機(jī)內(nèi)部的/口上的0口中的個(gè)引腳即可來控制個(gè)信號燈。通過編寫程序，實(shí)現(xiàn)對發(fā)光二極管的控制，來模擬交通信號燈的管理。每延時(shí)一段時(shí)間，燈的顯示情況都會(huì)按交通燈的顯示規(guī)律進(jìn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)換。通過延時(shí)時(shí)間的設(shè)置，可以在原有的

14、交通信號燈系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，增添其倒計(jì)時(shí)間的顯示功能，實(shí)現(xiàn)其功能的擴(kuò)展。下面是交通燈的幾種狀態(tài)： 北 西 南 東綠 黃 紅綠 黃 紅綠 黃 紅綠 黃 紅狀態(tài)0 狀態(tài)1 狀態(tài)2 狀態(tài)3 狀態(tài)4 、初始狀態(tài)0為東西南北皆為紅燈亮；、然后轉(zhuǎn)入1狀態(tài)，東西綠燈可以通車，南北方向紅燈點(diǎn)亮；、過一段時(shí)間后，轉(zhuǎn)入狀態(tài)2，東西綠燈滅，東西黃燈開始閃爍，同時(shí)南北還是紅燈；、閃爍5秒后轉(zhuǎn)入狀態(tài)3，南北綠燈可以通車，東西紅燈點(diǎn)亮；、再過一段時(shí)間后轉(zhuǎn)入狀態(tài)4，南北方向綠燈滅，南北黃燈開始閃爍，東西方向?yàn)榧t燈亮；南北黃燈閃爍秒后，轉(zhuǎn)入狀態(tài)1。正常情況下，如此循環(huán)，周而復(fù)始。、另外還設(shè)置了一緊急按鍵，當(dāng)緊急按鍵按下時(shí)，為特殊

15、情況，轉(zhuǎn)入狀態(tài)，此時(shí)為 南北方向綠燈，東西方向禁行，報(bào)警器長鳴，再次按下緊急按鍵，回復(fù)正常。其中計(jì)時(shí)可自由設(shè)置。2.3 原理圖第三章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)3.1程序框圖主程序： 緊急情況下中斷服務(wù)程序： 是中斷響應(yīng)關(guān)中斷保護(hù)現(xiàn)場開中斷南北綠燈亮東西紅燈亮判斷是否再次有鍵按下恢復(fù)現(xiàn)場否關(guān)中斷開中斷返回初 始 化開 始東西綠燈，南北紅燈延時(shí)25s東西黃燈閃爍南北黃燈閃爍延時(shí)45南北綠燈，東西紅燈延時(shí)延時(shí)3.2 程序：org 0000h ajmp main org 0013h ajmp intt1main: mov tcon, #00h mov ie, #84h disp: mov tmod, #01h s

16、etb p2.0 mov p1, #0e7h mov r2, #20disp1: acall delay djnz r2, disp1 mov r2, #05 l1: mov p1, #0b7h acall delay mov p1, #0f7h acall delay djnz r2, l1 mov p1, #7eh mov r2, #30disp2: acall delay djnz r2, disp2 mov r2, #05l2: mov p1, #7dh acall delay mov p1, #7fh acall delay djnz r2, l2 ajmp disp intt1:

17、push p1 jnb p3.3, $ clr ea push 03h push th1 push tl1 setb ea mov p1, #7eh mov r5, #30 clr p2.0 l6: acall delay jnb p3.3, ll1 djnz r5, l6 ajmp dp ll1: acall dey10 nop nop nop jnb p3.3, ll2 ajmp l6 ll2: jb p3.3, dp ajmp ll2 dp: clr ea pop tl1 pop th1 pop 03h pop p1 setb ea setb p2.0 reti dey10: mov r

18、7, #20dell2: mov r6, #100dell1: nop nop djnz r6, dell1 djnz r7, dell2 ret delay: mov r3, #10 mov th0, #3ch mov tl0, #0b0h setb tr0 l3: jbc tf0, l4 sjmp l3 l4: mov th0, #3ch mov tl0, #0b0h djnz r3, l3 ret end 第四章 系統(tǒng)調(diào)試4.1 硬件檢測硬件檢測又分為，靜態(tài)檢測和動(dòng)態(tài)檢測靜態(tài)檢測為:第一步：目測，檢查外部的各種原件或電路是否有斷點(diǎn)；第二部:用萬用表測試。先用萬用表復(fù)核目測電路中有疑問的連

19、接點(diǎn)，再檢測各種電源線與底線之間是否有短路現(xiàn)象；第三部：加電檢測。給板加電，檢測所有的插板或是期間器件端是否符合要求的值；第四步：聯(lián)機(jī)檢查。因?yàn)橹挥杏脝纹瑱C(jī)開發(fā)成對用戶系統(tǒng)的調(diào)試。動(dòng)態(tài)檢測：動(dòng)態(tài)檢測是在用戶系統(tǒng)工作的情況下發(fā)現(xiàn)和排除用戶系統(tǒng)硬件中存在的器件內(nèi)部故障、器件連接邏輯錯(cuò)誤等的一種硬件檢查。動(dòng)態(tài)調(diào)試的一般方法是由近及遠(yuǎn)、有分到合。由分到合是指首先按邏輯功能將用戶系統(tǒng)硬件電路分為若干塊，當(dāng)調(diào)試電路時(shí)，與該元件無關(guān)的器件全部從用戶系統(tǒng)中去掉，這樣可以將故障范圍限定在某個(gè)局部的電路上。當(dāng)各塊電路無故障后，將各電路逐塊加入系統(tǒng)中，在對各塊電路功能機(jī)各電路間可能存在的相互聯(lián)系進(jìn)行調(diào)試。由分到合的調(diào)試既告完成。由近及遠(yuǎn)是將信號流經(jīng)的各器件按照距離單片機(jī)的邏輯距離進(jìn)行由近及遠(yuǎn)的分層，然后分層調(diào)試。調(diào)試時(shí)，仍采用去掉無關(guān)元件的方法，逐層調(diào)試下去，就會(huì)定位故障元件了。4.2 軟件調(diào)試軟件調(diào)試是通過對用戶程序的編程、連接、執(zhí)行來發(fā)現(xiàn)程序中存在的語法錯(cuò)誤與邏輯錯(cuò)誤并加以排除糾正的過程。程序后，編輯，查看程序是否有邏輯的錯(cuò)誤。結(jié) 束 語通過本次論文設(shè)計(jì)，加強(qiáng)了我的思考和解決問題的能力，寫論文的同時(shí)也是對課本知識的鞏固和加強(qiáng)，由于課本上的知識太