基于單片機(jī)的智能交通紅綠燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上課題名稱指導(dǎo)教師（職稱） 執(zhí)行時(shí)間20122013 學(xué)年第 2 學(xué)期 第 9 周學(xué)生姓名學(xué)號承擔(dān)任務(wù)Protel制作格式調(diào)制內(nèi)容設(shè)計(jì)內(nèi)容收集設(shè)計(jì)目的設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)基于單片機(jī)的智能交通紅綠燈控制系統(tǒng)，要求能通過按鍵或遙控器設(shè)置系統(tǒng)參數(shù)，系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，“倒計(jì)時(shí)等信息”能通過數(shù)碼管或點(diǎn)陣發(fā)光管顯示，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮交通紅綠燈控制的易操作性及智能性。以單片機(jī)的最小系統(tǒng)為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)硬件，用匯編語言、或C語言設(shè)計(jì)軟件。通過本設(shè)計(jì)可以培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力，掌握Mcs51單片機(jī)的硬件與軟件設(shè)計(jì)方法，從而將學(xué)到的理論知識應(yīng)用于實(shí)踐中，為將來走向社會奠定良好的基礎(chǔ)。主干道（A）、支干道

2、（B）兩干道交于一個(gè)十字路口，各干道有一組紅、黃、綠三個(gè)指示燈，指揮車輛和行人安全通行。紅燈亮禁止通行，綠燈亮允許通行，黃燈亮?xí)r車輛及行人小心通過。主干道每次放行45S，支干道每次放行25S，黃燈每次亮5S智能紅綠燈控制器的設(shè)計(jì)引 言 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。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、提高道路通行能力，減少交通事故有明顯效果。在交通中管理引入單片機(jī)交通燈控制代替交管人員在交叉路口服務(wù)，有助于提高交通運(yùn)輸?shù)陌踩浴⑻岣呓煌ü芾淼姆?wù)質(zhì)量。并在一定程度上盡可能的降低由道路擁擠造成的經(jīng)濟(jì)損失，同時(shí)也減小了工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。在交通紅

3、綠燈設(shè)計(jì)控制上,通過采用智能系統(tǒng)應(yīng)用模式,尤其是基于單機(jī)片的智能控制系統(tǒng),對于有效管制、疏導(dǎo)交通流量等方面具有明顯的效果。本文旨在探索設(shè)計(jì)基于單機(jī)片的智能交通控制系統(tǒng),通過按鍵或者遙控的設(shè)置等方式,進(jìn)行技術(shù)參數(shù)的全面應(yīng)用。 。目錄第一章 選題背景今天，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。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、提高道路通行能力，減少交通事故有明顯效果。在交通中管理引入單片機(jī)交通燈控制代替交管人員在交叉路口服務(wù)，有助于提高交通運(yùn)輸?shù)陌踩?、提高交通管理的服?wù)質(zhì)量。并在一定程度上盡可能的降低由道路擁擠造成的經(jīng)濟(jì)損失，同時(shí)也減小了工作人員的勞

4、動(dòng)強(qiáng)度。關(guān)鍵詞：AT89C51; 7448，LED第二章 方案論證2.1 方案介紹方案1設(shè)計(jì)思想：采用分模塊設(shè)計(jì)的思想，程序設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的基本思想是一個(gè)計(jì)數(shù)器 ， 選擇一個(gè)單片機(jī)，其內(nèi)部為一個(gè)計(jì)數(shù)，是十六進(jìn)制計(jì)數(shù)器，模塊化后，通過設(shè)置或程序清除來實(shí)現(xiàn)狀態(tài)的轉(zhuǎn)換， 由于每一個(gè)模塊的計(jì)數(shù)多不是相同， 這里的各模塊是以預(yù)置數(shù)和計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)共同來實(shí)現(xiàn)的，所以要考慮增加一個(gè)置數(shù)模塊，其主要功能細(xì)分為，對不同的狀態(tài)輸入要產(chǎn)生相應(yīng)狀態(tài)的下一個(gè)狀態(tài)的預(yù)置數(shù)， 如圖中A道和B道,分別為次干道的置數(shù)選擇和主干道的置數(shù)選擇。方案2 設(shè)計(jì)思想： 由兩個(gè)傳感器監(jiān)視主干道方向即A道與支干道方向即B道的車輛來往情況，設(shè)開關(guān)K=1

5、為有車通過，K=0為沒有車通過。則有以下四種情況：Ka=1時(shí)：Kb=0，表示A有車B沒有車，則僅通行B道； Kb=1,表示A有車B有車，則優(yōu)先通行A道；Ka=0時(shí)：Kb=0表示A沒有車B也沒有車，同樣優(yōu)先通行A道； Kb=1表示A沒有車B有車，則僅通行B道。2.2 方案比較：方案1：用了模塊設(shè)計(jì)，而方案2采用邏輯設(shè)計(jì)，相比之下1有較強(qiáng)的可讀性和較強(qiáng)的可修改性，而2則在設(shè)計(jì)上顯得較簡單，設(shè)計(jì)純樸，便于測試，它的優(yōu)勢則在于提供了一條較為便捷的解決方案。2首先將許多邏輯關(guān)系簡化到極點(diǎn)，而后將其一起集成用較少的芯片去完成所需功能。我們最終的設(shè)計(jì)應(yīng)該盡量使用模塊化設(shè)計(jì)。對工程設(shè)計(jì)人員來說，將來的產(chǎn)品無論

6、從修改還是升級考慮對有好處，但另外我們又需將設(shè)計(jì)簡單化，因此我覺得在設(shè)計(jì)初期盡可能的簡單化設(shè)計(jì)，而一旦設(shè)計(jì)的各項(xiàng)測試通過了，在有可能的條件下將設(shè)計(jì)模塊化，所以本設(shè)計(jì)以第一方案為主進(jìn)行。 我們最終的設(shè)計(jì)應(yīng)該盡量使用模塊化設(shè)計(jì)。對工程設(shè)計(jì)人員來說，將來的產(chǎn)品無論從修改還是升級考慮對有好處，但另外我們又需將設(shè)計(jì)簡單化，因此我覺得在設(shè)計(jì)初期盡可能的簡單化設(shè)計(jì)，而一旦設(shè)計(jì)的各項(xiàng)測試通過了，在有可能的條件下將設(shè)計(jì)模塊化，所以本設(shè)計(jì)以第一方案為主進(jìn)行。第三章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)3.1 總體電路框圖3.2 系統(tǒng)構(gòu)成電路板一塊，AT89S51單片機(jī)一片，7448芯片2片，七段數(shù)碼管八個(gè)。發(fā)光二極管20個(gè)（8個(gè)綠的，8

7、個(gè)紅的，4個(gè)黃的用于交通控制），100歐姆電阻20個(gè)，2個(gè)按鍵，2個(gè)開關(guān)，51K歐姆電阻2個(gè)，5V穩(wěn)定電源1個(gè)，3個(gè)電容2個(gè)單刀單擲開關(guān)等。系統(tǒng)工作流程：（1）程序初始，通過兩個(gè)傳感器來判斷南北與東西方向車輛通行情況。 (2) 情況判定后由AT89S51單片機(jī)p1口及部分p2口輸出二進(jìn)制信號控制紅綠黃燈亮的情況。 (3) 確定那些燈亮后，由對應(yīng)的七段數(shù)碼管來進(jìn)行到計(jì)時(shí)顯示。由p0口輸出來控制七段數(shù)碼管的顯示，而p2口的高四位則用來控制數(shù)碼管顯示時(shí)的個(gè)位和十位（4）系統(tǒng)是否需要緊急工作狀態(tài)，而此任務(wù)由外部中斷來實(shí)現(xiàn)。（5）LED采用5V的直流電來驅(qū)動(dòng)，低電平。3.3顯示電路的介紹3.3.1 89

8、C51芯片選用的AT89S51與同系列的AT89C51在功能上有明顯的提高，最突出是的可以實(shí)現(xiàn)在線的編程。用于實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的總的控制。其主要功能列舉如下：1) 為一般控制應(yīng)用的 8 位單片機(jī)2) 晶片內(nèi)部具有時(shí)鐘振蕩器（傳統(tǒng)最高工作頻率可至 33MHz） 3) 內(nèi)部程式存儲器（ROM）為 4KB4) 內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器（RAM）為 128B5) 外部程序存儲器可擴(kuò)充至 64KB6) 外部數(shù)據(jù)存儲器可擴(kuò)充至 64KB 7) 32條雙向輸入輸出線，且每條均可以單獨(dú)做 I/O 的控制8) 6 個(gè)中斷向量源9) 2 組獨(dú)立的 16 位定時(shí)器10) 1 個(gè)全雙工串行通信端口11) 8751 及 8752 單芯片

9、具有數(shù)據(jù)保密的功能12) 單芯片提供位邏輯運(yùn)算指令 圖3-1 AT89C51芯片3.3.2 7448芯片介紹7448七段顯示譯碼器輸出高電平有效，用以驅(qū)動(dòng)共陰極顯示器。該集成顯示譯碼器設(shè)有多個(gè)輔助控制端，以增強(qiáng)器件的功能,可將單片機(jī)輸出的四位二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成10進(jìn)制數(shù)與七段數(shù)碼管顯示對應(yīng)，用于顯示09的數(shù)字。 圖3-2 7448芯片其中LT 為測試輸入。3.3.3 紅綠LED信號顯示燈及七段數(shù)碼顯示管LED 燈的顯示原理:通過同名管腳上所加電平的高低來控制發(fā)光二極管是否點(diǎn)亮。如下圖： 圖3-3紅綠LED信號顯示燈而七段數(shù)碼管的顯示不同的字形如 SP，g,f,e,d,c,b,a 管角上加上OFE所

10、以SP上為伏，不亮其余為TTL高電平，全亮則顯示為。采用共陰極連接:、表3-4 七段數(shù)碼管的顯示顯示數(shù)值a b c d e f g dop 驅(qū)動(dòng)代碼（16進(jìn)制）01 1 1 1 1 1 1 1 0FCH1 0 0 0 0 0 1 1 060H2 1 1 0 1 1 0 1 00DAH3 1 1 1 1 0 0 1 00F2H4 0 1 1 0 0 1 1 066H5 1 0 1 1 0 1 1 00B6H6 1 0 1 1 1 1 1 00BEH7 1 1 1 0 0 0 0 00E0H8 1 1 1 1 1 1 1 00FEH9 1 1 1 1 0 1 1 00F6H3.3.4 交通燈控制線

11、路圖 圖3-5 原理圖第四章 交通燈軟件設(shè)計(jì)4.1 程序設(shè)計(jì)流程圖程序設(shè)計(jì)框圖 圖4-1 程序設(shè)計(jì)框圖4.2延時(shí)的設(shè)定延時(shí)方法可以有兩種一種是利用AT89S51內(nèi)部定時(shí)器的溢出中斷來確定1秒的時(shí)間，另一種是采用軟件延時(shí)的方法.實(shí)現(xiàn)1ms秒的方法:我們采用在主程序中設(shè)定一個(gè)初值為0的軟件計(jì)數(shù)器和使T1定時(shí)1毫秒相應(yīng)程序代碼：D1MS: MOV R7,#250 ;1MS延時(shí)程序DJNZ R7,$RET4.3子程序的實(shí)現(xiàn)A道通車情況：START1: MOV TEMP, #25MOV P1, #0F3HLOOP1: ACALL DELAYDEC TEMPMOV A,TEMPMOV P0, TEMPJN

12、B P1.6,START3JNB P1.7,START11CJNE A,#0, NEXT1LJMP START2NEXT1: LJMP LOOP1START11: MOV TEMP, #65MOV P1, #0F3HLOOP11: ACALL DELAYDEC TEMPMOV A,TEMPMOV P0, TEMPJNB P1.6,START33JNB P1.7,START1CJNE A,#0, NEXT11LJMP START11NEXT11: LJMP LOOP11START2: MOV P1, #0F5HMOV TEMN,#05LOOP2: ACALL DELAY1DEC TEMNMOV

13、A,TEMNCJNE A, #0,NEXT2LJMP START3NEXT2: LJMP LOOP2B道通車情況：START3: MOV TEMP, #25MOV P1,#0DEHLOOP3: ACALL DELAYDEC TEMPMOV A,TEMP MOV P0, TEMPJNB P1.6,START1JNB P1.7,START33 CJNE A, #0,NEXT3LJMP START4NEXT3: LJMP LOOP3START33: MOV TEMP, #65MOV P1,#0DEH LOOP33: ACALL DELAYDEC TEMPMOV A,TEMP MOV P0, TEMP

14、JNB P1.6,START11JNB P1.7,START3 CJNE A, #0,NEXT33LJMP START4NEXT33: LJMP LOOP33START4: MOV P1, #0EEHMOV TEMN,#05 LOOP4: ACALL DELAY1中斷情況即緊急情況：ORG 0000H TEMP EQU 24HTEMN EQU 25HLJMP MAIN ORG 0003HLJMP T0_INTORG 0013HLJMP TI_INTT0_INT: MOV A, P1PUSH ACCMOV P1, #0FFHMOV P1, #0F3HMOV P0, #00HJNB P3.2,$

15、POP ACCMOV P1, ACCRETITI_INT: MOV A, P1PUSH ACC MOV P1, #0FFHMOV P1, #0DEHMOV P0,#00HJNB P3.3,$ POP ACCMOV P1, ARETI第5章 部分模塊實(shí)現(xiàn)程序程序代碼分為幾個(gè)模塊：中斷模塊，循環(huán)模塊，延時(shí)模塊。 原程序?qū)崿F(xiàn)：ORG 0000H TEMP EQU 24HTEMN EQU 25HLJMP MAIN ORG 0003HLJMP T0_INTORG 0013HLJMP TI_INTT0_INT: MOV A, P1PUSH ACCMOV P1, #0FFHMOV P1, #0F3HMOV

16、P0, #00HJNB P3.2,$ POP ACCMOV P1, ACCRETITI_INT: MOV A, P1PUSH ACC MOV P1, #0FFHMOV P1, #0DEHMOV P0,#00HJNB P3.3,$ POP ACCMOV P1, ARETIMAIN: SETB EASETB EX0SETB EX1CLR F0START1: MOV TEMP, #25MOV P1, #0F3HLOOP1: ACALL DELAYDEC TEMPMOV A,TEMPMOV P0, TEMPJNB P1.6,START3JNB P1.7,START11CJNE A,#0, NEXT1L

17、JMP START2NEXT1: LJMP LOOP1START11: MOV TEMP, #65MOV P1, #0F3HLOOP11: ACALL DELAYDEC TEMPMOV A,TEMPMOV P0, TEMPJNB P1.6,START33JNB P1.7,START1CJNE A,#0, NEXT11LJMP START11NEXT11: LJMP LOOP11START2: MOV P1, #0F5HMOV TEMN,#05LOOP2: ACALL DELAY1DEC TEMNMOV A,TEMNCJNE A, #0,NEXT2LJMP START3NEXT2: LJMP L

18、OOP2START3: MOV TEMP, #25MOV P1,#0DEHLOOP3: ACALL DELAYDEC TEMPMOV A,TEMP MOV P0, TEMPJNB P1.6,START1JNB P1.7,START33 CJNE A, #0,NEXT3LJMP START4NEXT3: LJMP LOOP3START33: MOV TEMP, #65MOV P1,#0DEHLOOP33: ACALL DELAYDEC TEMPMOV A,TEMP MOV P0, TEMPJNB P1.6,START11JNB P1.7,START3 CJNE A, #0,NEXT33LJMP

19、START4NEXT33: LJMP LOOP33START4: MOV P1, #0EEHMOV TEMN,#05 LOOP4: ACALL DELAY1DEC TEMNMOV A, TEMNCJNE A,#0,NEXT4LJMP START1NEXT4: LJMP LOOP4RETIDELAY: MOV A,TEMPMOV B, #10DIV ABMOV R5, AMOV R6, BMOV R0, #10L0: MOV R1, #250L1:MOV A,R5MOV P0, ACLR P2.4ACALL DIMSSETB P2.4MOV A,R6MOV P0,R6CLR P2.5ACALL

20、DIMSSETB P2.5DEC R1DJNZ R1,L1DEC R0DJNZ R0,L0RETIDELAY1: MOV A,TEMNMOV B, #10DIV ABMOV R5, AMOV R6, BMOV R2, #10L2: MOV R3, #250L3:MOV A,R5MOV P0, ACLR P2.4ACALL DIMSSETB P2.4MOV A,R6MOV P0,R6CLR P2.5ACALL DIMSSETB P2.5DEC R3DJNZ R3,L3DEC R2DJNZ R2,L2RETIDELAY11:MOV A,TEMPMOV B, #10DIV ABMOV R5, AMOV R6, BMOV R0, #10Y0: MOV R1, #250Y1:MOV A,R5MOV P2, ACLR P2.6ACALL DIMSSETB P2.6M