文档介绍：目录
一、设计任务 1
1、题目:交通信号灯模拟控制系统设计 1
2、设计任务: 1
3、设计内容要求: 1
二、设计方案 2
1、任务分析 2
2、软件方案 2
3、系统硬件设计 2
3
3
4
4
三、系统软件设计 4
1、主程序流程图 4
2、显示子程序流程图 6
3、拆字子程序流程图 6
4、程序设计 7
7
8
9
9
四、接线图 10
五、心得体会 10
一、设计任务
1、题目:交通信号灯模拟控制系统设计
2、设计任务:
(1)完成交通灯的变化规律,即一个十字路口为东西向和南北向,四个路口均有红黄绿三灯和两个LED数码显示管。交通灯上电以后进入初始状态即东西红灯,南北红灯。5s后转状态1:南北绿灯亮通车,东西红灯亮,禁止通行,持续30s;30s后转状态2:南北绿灯灭转黄灯闪亮,延时5秒,东西仍然红灯;5s后转状态3:东西绿灯亮通车,南北转红灯,持续30s;30s后转状态4:东西绿灯灭转亮黄闪灯,延时5秒,南北仍然红灯。最后循环至状态1。
(2)用8个LED数码管(各个方向均有两个LED数码管,分别表示个位是和十位)显示倒计时。倒计时用于提醒驾驶员或行人信号灯发生改变的时间,以便他们在“停止”和“通行”两者作出合适的选择。
(3)在紧急状态下,通过K1键手动设置,将所有路口的灯变为红灯。
3、设计内容要求:
总体方案选择及各功能模块合理划分产品选择
硬件设计: 做出单片机主电路、交通灯接口和LED数码管显示电路,键盘接口电路等。
软件设计:程序流程图各功能模块程序清单
主要考虑的问题: 1、单片机I/O口是否够用,不够用怎么办
2、如何驱动发光二极管
3、数码管显示电路的设计
4、如何实现定时功能
5、如何读取键盘数据
二、设计方案
1、任务分析
模拟交通灯控制器就是使用单片机来控制一些LED 和数码管,模拟真实交通灯的功能。红、黄、绿交替闪亮,利用数码管倒计数显示间隔等,用于管理十字路口的车辆及行人交通,计时牌显示路口通行转换剩余时间等
根据设计的要求可知,系统的硬件原理框图如下图所示。
图1-1系统硬件框图
单片机可选用AT89S51,它与8051系列单片机全兼容,但其内部带有4KB的FLASH ROM,设计时无需外接程序存储器,为设计和调试带来极大的方便。南北向和东西向各采用2个数码管计时,同时需要对该方向的指示灯的点亮时间进行倒计时。键盘系统可以根据系统的需要设置不同的键的个数,可以选择线式键盘或矩阵式键盘,若单片机的IO口不够用时,可以考虑扩展8255或82C55满足系统的要求。
2、软件方案
根据设计要求,程序框图如图1所示。软件可由汇编语言完成,也可由C语言完成。软件设计可以分为以下几个功能模块:
主程序:初始化及键盘监控。
计时程序模块:为定时器的中断服务子程序,(或其他时间)和1秒的时间定时。
显示程序模块:完成12个发光二极管(实际上只需驱动6个)和8个LED数码管的显示驱动。
3、系统硬件设计
ATMEL公司生产的AT89C52单片机它是硬件电路的核心部分,时钟电路晶振使用12MHz,复位电路采取按键复位方式。。
图1-2单片机系统的时钟电路
图1-3单片机系统的复位电路
电源用5V直流变压器直接供电。
图1-4电源电路设计
AT89S51单片机中P0口和P1口控制8位LED动态显示,P0口输出段选码,P1口输出位选码,八段LED显示器采用共阴极接法。
图1-5 数码管显示电路
图1-6 应急控制电路
三、系统软件设计
1、主程序流程图
开始
N
所有红灯持续亮
按键是否按下?
东西南北红灯亮5s
Y
设置南北红灯,东西绿灯亮为30S
拆字子程序
显示子程序
合字子程序
延时子程序
N
30秒到吗
Y
黄灯闪烁5s
设置南北绿灯,东西红灯亮30S
拆字子程序
显示子程序
合字子程序
延时子程序
N
30S到吗
Y
黄灯闪烁5s
循环
2、显示子程序流程图
3、拆字子程序流程图
4、程序设计
LooP2 JB LOOP1
MOV P2 #c3H 东西南北红灯亮
SJMP LOOP2
LOOP1 MOV P2 #C3H 东西南北红灯亮
SETB