十字路口交通燈設(shè)計(jì)

1、十字路口交通燈設(shè)計(jì)、八前言在今天，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。但這一技術(shù)在19世紀(jì)就已出現(xiàn)了。交通信號(hào)燈的出現(xiàn)，使交通得以有效管制，對(duì)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。通過三個(gè)星期的學(xué)習(xí)，本人對(duì)單片機(jī)的結(jié)構(gòu)和功能已有了初步的了解和認(rèn)識(shí)。單片機(jī)在交通控制中起到了舉足輕重的作用，掌握了單片機(jī)的工作原理也就基本了解了交通燈的運(yùn)做原理。作為一個(gè)學(xué)生，為了更好地掌握單片機(jī)的結(jié)構(gòu)和功能，為了進(jìn)一步加強(qiáng)自己的實(shí)踐能力，本人設(shè)計(jì)了以下的一款交通燈。目錄TOC o 1-5 h z刖言3目錄4畢業(yè)設(shè)計(jì)的要求和內(nèi)容5硬件電路說明6軟件部分說明11系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2、及總結(jié)21附錄一主要材料22附錄二原理圖23附錄三PCB板型24附錄四3D效果圖25附錄五流程圖26附錄六源程序和注釋說明27致謝35參考文獻(xiàn)35一、畢業(yè)設(shè)計(jì)的要求和內(nèi)容1.1工作要求本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，是針對(duì)實(shí)際要求，靈活應(yīng)用所學(xué)知識(shí)，獨(dú)立進(jìn)行系統(tǒng)綜合設(shè)計(jì)的過程，以達(dá)到鞏固單片機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)、掌握單片機(jī)系統(tǒng)開發(fā)過程和提高動(dòng)手實(shí)踐能力的目的。1.2、技術(shù)要求某十字路口，如下圖所示，設(shè)計(jì)一個(gè)十字路口交通燈信號(hào)控制器，指揮交通車的通行。要求如下：1）東西通道和南北通道交替通行，東西通道每次放行時(shí)間大于南北通道每次放行時(shí)間。2）綠燈亮表示可以通行，紅燈亮表示禁止通行。3）每次綠燈變紅燈時(shí)，綠燈先閃轉(zhuǎn)變黃燈（此

3、時(shí)另一干道上的紅燈不變）。4）十字路口要有數(shù)字顯示，作為時(shí)間提示，以便人們更直觀地把握時(shí)間。具體要求東西通道、南北通道通行時(shí)間及黃燈亮的時(shí)間均以秒為單位作減計(jì)數(shù)。HiliIIIIIIIIIIIIIIIIIII二硬件電路說明2.1電路設(shè)計(jì)原理圖見附錄2.2電路工作原理門一0匚門一0匚140Ptl匚239pt.ec338P1.3E437P1,4匚536PI5E635P1.6C734P1.7匚833AST匚932(RXD)P3.0匚101131(TXDP3.1匚30(JNTO)P3.2C122Cr(INTI)P3.3匚1328(TO)P34C.27(Tl)P35C1526(WR)P3.6C1625(

4、RD)7匚1724XTAL2匚1823XTAL1匚1922GND匚202151樂列小片卜:年;I山功能VCCPOO(ADO)PO1(AD1)P02(AD2)PO.3(AD3)PQ.4(AD4)PO.5(AD5)PO.6(AD6)POl7(AD7)EAA/PPJALR/fW5GPSENJP2.7(Al5)T)P2.6(Al4)P25(Al3)P24(A12)P23(A11)P22(A1OJP21(A9P2.0(AflJ本設(shè)計(jì)是以89S51為主控芯片，利用P1口控制74LS240（八反相緩沖器，線驅(qū)動(dòng)器）驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管模擬交通燈。倒計(jì)時(shí)顯示部分采用串口實(shí)現(xiàn)。串口工作在方式0時(shí)通過外接移位寄存器74

5、LLS164實(shí)現(xiàn)串并轉(zhuǎn)換。需要顯示的數(shù)據(jù)經(jīng)RXD端輸出經(jīng)過74LS164串并轉(zhuǎn)換輸出到共陽極的LED數(shù)碼管顯示，利用T0定時(shí)器進(jìn)行1S定時(shí)。2.389S51單片機(jī)介紹2.3關(guān)于74LS240由于單片機(jī)的驅(qū)動(dòng)能力太弱所以給加了驅(qū)動(dòng)電路有因?yàn)榘l(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)功率不大所以我選用了八反相緩沖器/8位三態(tài)門電路74LS240無鎖存功能SN74LS2402.4介紹74LS164VQ7Q5Q5Q+MRCP屈回.回応而inm74LS164LUlJLULUL2JLJLUAnQOqiQ2Q3GWD(a)INPUTSOUTPUT1TTP毎DLLHLHLHX(Z)5N74LS240工作方式輸入輸出五BQ0Q1-Q7復(fù)位

6、【涪辱）L北XLL-LHL11qO-qg移位HLHLqp一q6HHLLqOq(5HHHHq-q57415164值表Cb)本設(shè)計(jì)采用164把串行口逐位輸出的數(shù)據(jù)進(jìn)行串并轉(zhuǎn)換進(jìn)而控制LED的顯示2.5單片機(jī)最小系統(tǒng)8051最小應(yīng)用系統(tǒng)2.6改進(jìn)部位本設(shè)計(jì)添加了應(yīng)急通行用按鈕開關(guān)控制東西南北的應(yīng)急通行信號(hào)其中東西方向接外中斷0南北接外中斷1。按一下按鈕該方向通行另外方向停止按兩下恢復(fù)原樣。具體看原理圖2.8框圖狀態(tài)持續(xù)時(shí)間/S東西方向南北方向綠黃紅綠黃紅11滅滅亮滅滅亮230亮滅滅滅滅亮33亮亮滅滅滅亮420滅:滅亮亮亮滅53滅滅亮閃亮滅630亮滅滅滅滅亮循環(huán)三軟件部分說明3.1.1利用定時(shí)器定時(shí)1

7、S定時(shí)/計(jì)數(shù)器的四種工作方式工作方式0：定時(shí)/計(jì)數(shù)器的工作方式0稱之為13位定時(shí)/計(jì)數(shù)器方式。它由TL的低5位和TH的8位構(gòu)成13位的計(jì)數(shù)器，此時(shí)TL的高3位不用。工作方式2：在工作方式2中，只有8位參與計(jì)數(shù)，而高8位是不參與計(jì)數(shù)的，用作預(yù)置數(shù)的存放，這樣計(jì)數(shù)范圍就小了，每當(dāng)計(jì)數(shù)溢出，就會(huì)打開T0的高、低8位之間的開關(guān)，預(yù)置數(shù)就進(jìn)入低8位。當(dāng)然這是由硬件自動(dòng)完成的，不需要我們?nèi)ゲ傩摹Ｍǔ９ぷ鞣绞?用于波特率發(fā)生器，對(duì)于這種用途，定時(shí)器就是為了提供一個(gè)時(shí)間基準(zhǔn)，計(jì)數(shù)溢出后不需做任何的事情，要做的僅僅只有一件，就是重新裝入預(yù)置數(shù)，再開始計(jì)數(shù)，而且中間不能有任何的延遲，可見這個(gè)任務(wù)用這種工作方式來完

8、成是最妙不過了。工作方式3:在這種工作方式下，T0被拆成2個(gè)獨(dú)立的定時(shí)/計(jì)數(shù)器來用。其中，TL0可以構(gòu)成8位的定時(shí)器或計(jì)數(shù)器工作方式；而TH0則只能作為定時(shí)器用，我們知道定時(shí)/計(jì)數(shù)器使用時(shí)需要有控制，計(jì)滿后溢出需要有溢出標(biāo)記，T0被分成兩個(gè)來用，那就要兩個(gè)控制及溢出標(biāo)記了，從何而來呢？TL0還是用原來的T0的標(biāo)記，而TH0則借用T1的標(biāo)記，如此一來T1不是標(biāo)記、控制可用了嗎？是的，在一般情況下，只有在T1以工作方式2運(yùn)行時(shí)，才讓T0工作于方式3。工作方式1:工作方式1是16位的定時(shí)/計(jì)數(shù)器方式，將TMO的M1M（設(shè)為“01”即可，其他特性與工作方式0相同。3.1.2定時(shí)1S十字路口交通燈模擬控

9、制器定時(shí)器采用工作方式1,先定時(shí)125MS然后在定時(shí)中斷程序中累加中斷次數(shù)，8次為一秒，這樣就可以起到定時(shí)1S的功能。工作方式由工作方式控制寄存器(TMOD決定，F(xiàn)R寄存器TMO用于2個(gè)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T1/T0的工作方式設(shè)定，各位的含義表示如下：GATE門控位，定義T1/T0的啟動(dòng)方式，C/T-:定時(shí)/計(jì)數(shù)功能選擇位。為“0”作定時(shí)器用；為“1”，作計(jì)數(shù)器用。M1M0工作方式選擇位。00方式013位計(jì)數(shù)器01方式116位計(jì)數(shù)器10方式2初值自動(dòng)重裝8位計(jì)數(shù)器11方式32個(gè)8位計(jì)數(shù)器，僅適用于T0TMOD匸時(shí)器山-眾騫U冰M皿工一爼qmnz亠nu冊(cè)_七UTE!專彩瓷口os-50r?4Tr*T:-

10、OnE1II,JLAH*CLeq7P出w口二皆丄口L5EsaEr2三二Tzw創(chuàng)|耳1C2診總Id冒研戈！Ilolo壬注瓷ME金盅工LUBLriHHpj孝原理圖protel文件PCB板型附錄四3D效果圖附錄五主程序流程圖每個(gè)狀態(tài)大致一樣之舉了第一狀態(tài)第一種狀態(tài)子程序紅黃綠狀態(tài)顯示時(shí)間顯定時(shí)中斷時(shí)間減一7第二種狀態(tài)子程序時(shí)間減一到0沒有到否返回執(zhí)行下一狀態(tài)2第三種狀態(tài)子程序附錄六源程序和重要注釋說明緊急通注：程序用了偽指令方便修改時(shí)間參數(shù)這個(gè)程序比原來的多了道緊急通DIS_LBEQU32HDIS_HBEQU33HDIS_LBEQU32HDIS_HBEQU33H；時(shí)間數(shù)據(jù)高位；時(shí)間數(shù)據(jù)高位E_PAS

11、STEQU30E_PASSTEQU30N_PASSTEQU20東西方向綠燈通電時(shí)間南北方向綠燈通電時(shí)間FLASHTEQU5；黃燈閃爍時(shí)間SECOND_FEQU20H.0INT0_FEQU20H.1SECOND_FEQU20H.0INT0_FEQU20H.1INT1_FEQU20H.1ORG0000HAJMPMAINORG0003HLJMPINT_0ORG000BHAJMPT0_INTORG0013HLJMPINT_0ORG0100H；定時(shí)1S標(biāo)志；外中斷0標(biāo)志位；外中斷1標(biāo)志位；外中斷0入口地址；調(diào)至外中斷0服務(wù)程序;TO中斷入口；調(diào)至T0服務(wù)程序；外中斷1入口地址；調(diào)至外中斷1服務(wù)程序MAI

12、N:初始化程序*MOVSP,#50H;定時(shí)器TO工作于方式1,定時(shí)125MS開起定時(shí)器0中斷MOVTMOD,#01MOVTH0,#0BHMOVTL0,#0DCH；串口工作于工作方式0，即移位寄存器狀態(tài)MOVSCON,#00HSETBEA；開總中斷SETBET0；開定時(shí)器中斷SETBIT0；外中斷0為脈沖觸發(fā)方式SETBIT1；外中斷0為脈沖觸發(fā)方式MOVIP,#05；外中斷0，1為高優(yōu)先級(jí)SETBEX0；開外中斷0SETBEX1；開外中斷1*JMOVR2,#0MOV20H,#0；開始所有燈亮以便檢測(cè)交通燈的好壞，亮一秒MOVP1,#0FFHSETBTR0；開啟定時(shí)JNBSECOND_F,$CL

13、RSECOND_F*T_LIGHT:MOVR3,#E_PASSTF_STEP:MOVP1,#24H；東西亮綠燈，南北亮紅燈，即P1MOVA,R3LCALLH_D；調(diào)用十六-十進(jìn)制程序LCALLDIS；調(diào)用顯示程序JNBINT0_F,LP11AJMPF_STEPLP11:JNBINT1_F,LP12AJMPT_STEPLP12:JNBSECOND_F,$；顯示上面數(shù)據(jù)1SCLRSECOND_FCJNER3,#0,F_STEP；變化顯示數(shù)據(jù)*JMOVR3,#FLASHT；東西亮綠燈，南北閃爍黃燈S_STEP:MOVA,R3MOVP1,#22HLCALLH_DLCALLDISJNBINT0_F,LP

14、21；是否第一次出現(xiàn)外中斷0，是轉(zhuǎn)東西亮綠燈，南北亮紅燈，；否則檢測(cè)外中斷1信號(hào)是否第一次出現(xiàn)AJMPF_STEPLP21:JNBINT1_F,LP22AJMPT_STEP；外中斷1第一次出現(xiàn)轉(zhuǎn)東西亮紅燈，南北亮綠燈LP22:JNBSECOND_F,$；CLRSECOND_F；示出現(xiàn)外中斷正常顯示CJNER3,#0,LP1AJMPT_STEPLP1:MOVP1,#02HMOVA,R3LCALLH_DLCALLDISJNBSECOND_F,$CLRSECOND_FCJNER3,#0,S_STEP*JT_STEP:MOVR3,#N_PASST；南北亮綠燈，東西亮紅燈LP2:MOVP1,#81HMO

15、VA,R3LCALLH_DLCALLDISJNBINT0_F,LP31AJMPF_STEPLP31:JNBINT1_F,LP32AJMPT_STEPLP32:JNBSECOND_F,$CLRSECOND_FCJNER3,#0,LP2*JMOVR3,#FLASHT；南北亮綠燈，東西閃爍黃燈FORTH_STEP:MOVP1,#41HMOVA,R3LCALLH_DLCALLDISJNBINT0_F,LP41AJMPF_STEPLP41:JNBINT1_F,LP42AJMPT_STEPLP42:JNBSECOND_F,$CLRSECOND_FCJNER3,#0,LP3LJMPT_LIGHTLP3:MO

16、VP1,#40HMOVA,R3LCALLH_DLCALLDISJNBSECOND_F,$CLRSECOND_FCJNER3,#0,FORTH_STEPLJMPT_LIGHT*J;十六到十式轉(zhuǎn)換H_D:MOVB,#10DIVABMOVDIS_HB,AJNZLP5MOVA,#10LP5:MOVA,BMOVDIS_LB,ARET.*；時(shí)間顯示子程序，顯示兩位十進(jìn)制數(shù)，發(fā)光顯示共陽極DIS:MOVR7,#2MOVR0,#DIS_LBDL0:MOVA,R0ADDA,#0BHMOVCA,A+PCMOVSBUF,ADL1:JNBTI,DL1CLRTIINCR0DJNZR7,DL0RETSEGTAB:DB0C

17、0H,0F9H,0A4H,0B0H,99H,92H,82H,0F8H,80H,90HT0_INT:CLRTR0MOVTH0,#0BHMOVTL0,#0DCHSETBTR0INCR2CJNER2,#8,RETURNMOVR2,#0SETBSECOND_FDECR3RETIINT_0:CLREX0；關(guān)外中斷CLREX1JNBINT0_F,INT0LP1；檢測(cè)外中斷0信號(hào)是否第一次，是則置位CLRINT0_F；外中斷0信號(hào)第二次出現(xiàn)，恢復(fù)數(shù)據(jù)，啟動(dòng)定時(shí)器0MOVR3,40HSETBTR0SETBEX1；開外中斷AJMPINT0LP2INT0LP1:CLRTRO;外中斷0信號(hào)第一次出現(xiàn)，關(guān)定時(shí)器0清1S標(biāo)志位CLRSECOND_FSETBINT0_F;置位外中斷0標(biāo)志位MOV40H,R3;保存數(shù)據(jù)MOVR3,#99;送99S顯示INT0LP2:SETBEX0；開外中斷0RETIINT_1:CLREX1CLREX0JNBINT1_F,INT1LP1CLRINT1_FMOVR3,40HSETBTR0SETBEX0AJMPINT1LP2INT1LP1:CLRTR0CLRSECOND_