基于51單片機簡單交通燈控制

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文檔簡介

1、　　項目設計報告　　項目名稱：簡易交通燈控制系統(tǒng)的設計 　　課程名稱：單片機應用工程技術訓練 　　學院：機電學院 　　專業(yè)：機械工程

2、及自動化 　　學　號： 2010090301304/22/37 姓　名：張夢迪張博文崔劍鋒成績： 　　2013年06月 04日

3、;　　1、設計任務與要求　　1.1.設計任務　　設計基于51單片機的交通燈控制系統(tǒng)。　　1.2. 設計要求　　基本功能：

4、 　?。?）設計程序能夠控制紅燈、黃燈和綠燈的切換。假設十字路口為東西南北走向，南北方向為主干道，東西方向為輔干道，主干道通行時間長于輔干道。要求按表1實現(xiàn)過程控制。　　交通燈控制順序要求如表1所示　　表1. 交通燈控

5、制順序要求　　（2）應用兩位動態(tài)顯示的LED顯示器倒計時顯示通行時間，總時間應包含綠燈閃爍和黃燈亮的時間。　?。?）當綠燈閃爍和黃燈亮時，蜂鳴器發(fā)聲提示。　　擴展功能：　　處理緊急狀況，由按鍵引發(fā)外部中斷進入緊急狀況。在緊急狀況下東西

6、、南北均為紅燈，15秒鐘后恢復進入緊急狀況之前的正常運行狀態(tài)。　　1.3 材料清單　　本設計中所需的材料如表2所示：　　表2. 材料清單　　2、整體方案設計

7、　　單片機設計交通燈控制系統(tǒng)，可用單片機直接控制信號燈的狀態(tài)變化，基本上可以指揮交通的具體通行，當然，接入LED數(shù)碼管就可以顯示倒計時以提醒行使者，更具人性化。本系統(tǒng)在此基礎上，加入了緊急情況處理與時間調整功能。　　圖1. 系統(tǒng)的總體框圖　　3、硬件設計

8、　　3.1 交通燈模組　　本系統(tǒng)中使用的所使用的交通燈系統(tǒng)為凌陽科技股份有限公司生產的交通燈模組V3.0。　　本系統(tǒng)為一套交通燈系統(tǒng)：包括一塊驅動電路板（交通燈模組V3.0_驅動板）和四塊LED板（交通燈模組V3.0_LED板）。　　1）LED板中每個方向

9、提供四組交通LED燈（包括左轉、直行、右轉、人行道四組），每組交通燈包括紅、黃、綠三個燈，可以實現(xiàn)交通的通行控制； 　　2）LED板中每個方向提供兩個數(shù)碼管，可以實現(xiàn)100以內的倒計時。　　本系統(tǒng)包含一塊驅動板和四塊LED板，驅動板框圖如圖 2.1：其中J1、J2、J3、J4為LED板的插接口，使用時可以直接把四塊LED板插接在驅動板上；J5、J6、J7

10、是單片機的接口，使用時可以直接用3根10pin排線與單片機連接；驅動電路模塊用來驅動LED燈和數(shù)碼管。驅動板結構框圖如圖2所示，交通燈模組電路圖及單片機的接口電路如圖3所示。　　圖2. 交通燈模組V3.0_驅動板結構框圖　　3.2 按鍵設計　　本設計中要求用按鍵實現(xiàn)緊急狀態(tài)

11、觸發(fā)與解除，所以使用獨立式按鍵實現(xiàn)。按鍵部分電路圖如圖4所示。　　圖4. 按鍵部分電路圖　　3.3 功率驅動電路　　對單片機發(fā)出的脈沖信號進行放大，來支持交通燈模組的運轉。　　功率驅動電路如圖5所示。　　圖5.

12、驅動電路圖　　3.4 交通燈模組電路　　使用交通燈模組來實現(xiàn)簡易交通燈的控制。交通燈模組電路如圖6所示。　　圖6. 交通燈模組電路　　3.5 蜂鳴器部分　　在東西和南北向綠

13、燈閃爍和黃燈亮時，蜂鳴器響以提醒行人。蜂鳴器部分電路圖如圖7所示。　　圖7. 蜂鳴器電路圖　　4、軟件設計　　4.1 程序主體設計流程　　本設計的主體思路是：采用順序控制，每個狀態(tài)設置相應的標志位，分別寫出每個狀態(tài)LED燈和數(shù)碼管顯

14、示的情況，當定時中斷來臨后，判斷是否改變狀態(tài)；若進入下一個狀態(tài)，則改變相對應的變量，反之則循環(huán)執(zhí)行顯示子程序。　　4.2 主程序設計　　主程序中主要是進行系統(tǒng)的初始化，設置系統(tǒng)相應的標志位，判斷是否中斷，并且調用相應的子程序。主程序流程圖如圖8所示。　　圖8. 主程序流程圖&

15、lt;/p>　　4.3 定時器子程序設計　　定時器可以使用查雙字表，也可以通過設定一個基本定時時間再循環(huán)來實現(xiàn)。在本次設計中，使用第二種定時方案比較簡單；再根據(jù)定時器四種工作方式以及本次設計的要求，所以使用定時器0，工作方式TMOD=1，根據(jù)所需定時時間的分析，設定定時器的基本定時時間為t=50ms，計算計數(shù)初值： X=216-50*10-3*12*106/12=63

16、163=3CB0H，即定時器初值為：TH1=3CH TL1=0B0H　　定時器子程序流程圖如圖10所示　　圖10. 定時器部分流程圖　　4.4 顯示子程序設計　　顯示子程序中，實現(xiàn)LED燈的亮滅以及數(shù)碼管的倒計時顯示，數(shù)碼管的顯示采用動態(tài)顯示。顯示子程序流程圖如圖9

17、所示。　　圖9. 顯示子程序流程圖　　5、系統(tǒng)調試及結果　　5.1列出調試內容、調試方法以及具體步驟　　調試內容及具體操作控制方法如下：　　當程序開始執(zhí)行時，各個路口的燈及顯示器顯示按照表3所示進行變化。

18、　　其中數(shù)碼管顯示使用倒計時　　表3. 交通燈控制順序　　具體調試方法為斷點調試方法，單步執(zhí)行。　　5.2說明調試中出現(xiàn)的問題及解決方法　　在實現(xiàn)燈閃爍的時候，一開始不知道如何實現(xiàn)，后來經過討論，決定用查表方式來實現(xiàn)燈閃爍。<

19、;p>　　數(shù)碼管顯示的數(shù)字一開始變化太慢，為了節(jié)省時間，后來將基本定時時間縮短了一倍，數(shù)字變化就變快了，節(jié)省了時間。　　6、設計總結　　這次的設計是做一個交通燈，題目雖然很簡單，但是我們也遇到了不少困難，在編程仿真的時候，很多時候都達不到我們想要的效果，我們就三個人一起討論，一遍一遍的修改程序，最終實現(xiàn)了我們

20、想要的結果。布線是很關鍵的一步，怎樣布線才能使電路看起來不亂，電路看起來美觀非常重要，我們一起討論，一起嘗試，終于達到了比較滿意的效果。程序的設計業(yè)是非常重要的，從開始的不太理解，通過不斷地嘗試，最后終于達到了比較滿意的結果，達到了本次設計的基本要求。在這次的設計過程中，我們三人相互配合，相互磨合，都有了默契，為以后的設計做了很好的鋪墊。　　7、參考資料&

21、lt;/p>　　1. 參考教材一：《單片機接口技術實訓指導書》　　作者：北京聯(lián)合大學機電學院　　2. 參考教材二：《微機原理與接口技術實驗指導書2009》　　作者：北京聯(lián)合大學機電學院　　3．參考教材三：《單片機應用技術》，科學出版社</

22、p>　　作者：趙林惠 　　8、附件　　8.1 系統(tǒng)電路原理圖；　　見附錄I　　8.2 程序清單及注釋。&

23、lt;p>　　見附錄II　　組員簽字：　　、　　附錄I 系統(tǒng)電路原理圖　　附錄II 程序清單及注釋　　;--

24、-----------------------------------------------------------------------------------------------　　BZ1 BIT 40H　　BZ2 BIT 41H　　BZ3 BIT 42H

25、;　　BZ4 BIT 43H　　BZ5 BIT 44H　　BZ6 BIT 45H　　BZ7 BIT 46H　　BZ8 BIT 47H　　;--------------系統(tǒng)初始化---------------------<

26、/p>　　ORG 0000H　　AJMP MAIN　　ORG 0003H　　AJMP INT_0　　ORG 00

27、0BH　　AJMP T_0　　ORG 0050H 　　MAIN:MOV TMOD,#01H ;使用定時器T0狀態(tài)1　　MOV TH0,#3CH ;定時50ms<p&

28、gt;　　MOV TL0,#0B0H　　SETB EA　　SETB IT0 ;使用外部中斷0　　SETB EX0　　SETB ET0</p&

29、gt;　　SETB BZ1　　MOV P0,#00H ;對輸出口清零　　MOV P1,#00H　　MOV P2,#00H　　SETB P3.0

30、　　MOV R1,#10 ;對運行中間值設置初值　　MOV R2,#10　　MOV R4,#10　　MOV R5,#10　　MOV R6,#15　　SETB TR0 ;打開定時器T0，

31、開始計時　　//--------------------計時和紅綠燈顯示-------------------------------------　　DISPLAY: ACALL LOOP　　SJMP DISPLAY　　LOOP:MOV A,R4 ;

32、南北向計時顯示　　MOV DPTR,#TAB_1　　MOVC A,@A+DPTR　　MOV R3,A　　ANL A,#0FH　　MOV DPTR,#TAB_2<

33、p>　　MOVC A,@A+DPTR　　MOV P0,A　　MOV P2,#22H　　ACALL DELAY　　MOV P2,#00H　　MOV P0,#00H

34、　　MOV A,R3　　SWAP A　　ANL A,#0FH　　MOV DPTR,#TAB_2　　MOVC A,@A+DPTR<b

35、>　　MOV P0,A　　MOV P2,#11H　　ACALL DELAY　　MOV P2,#00H　　MOV P0,#00H　　MOV A,R5 ;東西向計時顯示&

36、lt;p>　　MOV DPTR,#TAB_1　　MOVC A,@A+DPTR　　MOV R6,A　　ANL A,#0FH　　MOV DPTR,#TAB_2　　MOVC A,@A+DPT

37、R　　MOV P0,A　　MOV P2,#88H　　ACALL DELAY　　MOV P2,#00H　　MOV P0,#00H

38、MOV A,R6　　SWAP A　　ANL A,#0FH　　MOV DPTR,#TAB_2　　MOVC A,@A+DPTR　　MOV P0,A</b

39、>　　MOV P2,#44H　　ACALL DELAY　　MOV P2,#00H　　MOV P0,#00H　　D1:JNB BZ1,D2 ;東西紅燈，南北綠燈 <p&g

40、t;　　MOV P0,#08H　　MOV P1,#11H　　ACALL DELAY　　MOV P1,#00H　　MOV P0,#08H 　　MOV P1,#44H　　ACALL

41、 DELAY　　MOV P0,#00H　　MOV P1,#00H　　AJMP D8　　D2:JNB BZ2,D3 ;南北綠燈，東西紅燈　　SETB P3

42、.0　　MOV P0,#20H　　MOV P1,#11H　　ACALL DELAY　　MOV P1,#00H　　MOV P0,#08H 　　MOV P1,#

43、44H　　ACALL DELAY　　MOV P0,#00H　　MOV P1,#00H　　AJMP D8　　D3:JNB BZ3,D4 ;南北綠燈閃爍三次，東西紅燈 ,蜂

44、鳴器響　　CLR P3.0　　MOV A,R4　　MOV DPTR,#TAB_3　　MOVC A,@A+DPTR　　MOV P0,A&l

45、t;/b>　　MOV P1,#11H　　ACALL DELAY　　MOV P1,#00H　　MOV P0,#08H 　　MOV P1,#44H　　ACALL DELAY&

46、lt;/p>　　MOV P0,#00H　　MOV P1,#00H　　AJMP D8　　D4:JNB BZ4,D5 ;南北黃燈，東西紅燈，蜂鳴器響　　CLR P3.0

47、　　MOV P0,#10H　　MOV P1,#11H　　ACALL DELAY　　MOV P1,#00H　　MOV P0,#08H 　　MOV P1,#44H

48、　　ACALL DELAY　　MOV P0,#00H　　MOV P1,#00H　　SJMP D8　　D5:JNB BZ5,D6 ;南北紅燈，東西綠燈

49、　　SETB P3.0　　MOV P0,#08H　　MOV P1,#11H　　ACALL DELAY　　MOV P1,#00H　　MOV P0,#20H <

50、;/p>　　MOV P1,#44H　　ACALL DELAY　　MOV P0,#00H　　MOV P1,#00H　　SJMP D8　　D6:JNB BZ6,D7

51、 ;南北紅燈，東西綠燈閃爍三次，蜂鳴器響　　CLR P3.0　　MOV P0,#08H　　MOV P1,#11H　　ACALL DELAY　　MOV P1,#00H<

52、;/p>　　MOV A,R5　　MOV DPTR,#TAB_3　　MOVC A,@A+DPTR　　MOV P0,A 　　MOV P1,#44H　　ACAL

53、L DELAY　　MOV P0,#00H　　MOV P1,#00H　　SJMP D8　　D7:JNB BZ7,JJ ;南北紅燈，東西黃燈，蜂鳴器響　　CL

54、R P3.0　　MOV P0,#08H　　MOV P1,#11H　　ACALL DELAY　　MOV P1,#00H　　MOV P0,#10H 　　MOV

55、P1,#44H　　ACALL DELAY　　MOV P0,#00H　　MOV P1,#00H　　SJMP D8　　JJ:SETB P3.0　　MO

56、V P0,#08H　　MOV P1,#11H　　ACALL DELAY　　MOV P1,#00H　　MOV P0,#08H 　　MOV P1,#44H　　ACALL DELAY

57、　　MOV P0,#00H　　MOV P1,#00H　　D8:RET　　//-------------定時T0中斷----------------------------------　　T

58、_0: MOV TH0,#3CH　　MOV TL0,#0B0H　　DJNZ R2,K2　　MOV R2,#10 　　LOOP1:JNB BZ1,LOOP2;判斷是否處于標志位1，即狀態(tài)1　　DJNZ R1, K

59、1 ;進行狀態(tài)1的運算　　CLR BZ1　　SETB BZ2　　MOV R1,#40　　MOV R4,#46　　MOV R5,#50

60、　　AJMP EXIT_0　　LOOP2: JNB BZ2,LOOP3 ;判斷是否處于標志位2，即狀態(tài)2　　DJNZ R1,K1 ;進行狀態(tài)2的運算　　CLR BZ2&l

61、t;p>　　SETB BZ3　　MOV R1,#6　　MOV R4,#6　　DEC R5　　SJMP EXIT_0

62、　　LOOP3: JNB BZ3,LOOP4;判斷是否處于標志位3，即狀態(tài)3　　DJNZ R1,EXIT_1;進行狀態(tài)3的運算　　CLR BZ3　　SETB BZ4</

63、p>　　MOV R1,#4　　MOV R4,#4　　DEC R5　　SJMP EXIT_0　　LOOP4: JNB BZ4,L

64、OOP5;判斷是否處于標志位4，即狀態(tài)4　　DJNZ R1,EXIT_1;進行狀態(tài)4的運算　　CLR BZ4　　SETB BZ5　　MOV R1,#30

65、　　MOV R4,#40　　MOV R5,#30　　SJMP EXIT_0　　LOOP5: JNB BZ5,LOOP6;判斷是否處于標志位5，即狀態(tài)5　　DJNZ R1,EXIT_1;進行狀態(tài)5的運算<

66、;p>　　CLR BZ5　　SETB BZ6　　MOV R1,#6　　MOV R5,#6　　DE

67、C R4　　K2:SJMP EXIT_0　　K1:SJMP EXIT_1　　LOOP6: JNB BZ6,LOOP7;判斷是否處于標志位6，即狀態(tài)6　　DJNZ R1,EXIT_1 ;進行狀態(tài)6的運算

68、　　CLR BZ6　　SETB BZ7　　MOV R1,#4　　MOV R5,#4

69、;　　DEC R4　　SJMP EXIT_0　　LOOP7:JNB BZ7,LOOP8;判斷是否處于標志位7，即狀態(tài)7　　DJNZ R1,EXIT_1;進行狀態(tài)7的運算 　　CLR BZ7

70、;　　SETB BZ2　　MOV R1,#40　　MOV R4,#40　　MOV R5,#50　　SJMP EXIT_0　　LOOP8:JNB BZ8,EXIT_0 &

71、lt;/p>　　DJNZ R1,EXIT_1　　SETB BZ2　　CLR BZ8　　MOV R1,#40　　MOV R4,#40　　MOV R5,#50<

72、;/p>　　AJMP EXIT_0　　EXIT_1: DEC R4　　DEC R5　　EXIT_0:RETI 　　///////////////外部中斷/////////////////////////

73、/// 　　INT_0:　　//PUSH 28H　　CLR BZ1　　CLR BZ2

74、　CLR BZ3　　CLR BZ4　　CLR BZ5　　CLR BZ6　　CLR BZ7</p

75、>　　SETB BZ8　　MOV R4,#15　　MOV R5,#15　　MOV R1,#15　　LCALL LOOP　　RETI</b&g

76、t;　　//---------------------延時程序-----------------------------　　DELAY: MOV R7,#0FAH　　DJNZ R7,$ ;延時1ms子程序　　RET<

77、;/p>　　TAB_1: DB 00H,01H,02H,03H,04H,05H,06H,07H,08H,09H,10H,11H,12H,13H,14H,15H,16H,17H,18H,19H,20H,21H,22H,23H,24H,25H,26H,27H,28H,29H,30H

78、,31H,32H,33H,34H,35H,36H,37H,38H,39H,40H,41H,42H,43H,44H,45H,46H,47H,48H,49H,50H　　TAB_2: DB 3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,07H,7FH,6FH　　TAB_3:DB 00H,20H,00H,20H,00H,20H,00H <

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