文档介绍：单片机系统课程设计报告
题目: 基于单片机系统的交通灯设计
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同组人:
指导教师:
完成日期:2010年12月26日
南
北
东
西
1 设计任务和性能指标
利用单片机完成交通信号灯控制器的设计,该交通信号灯控制器由一条主干道和一条支干道汇合成十字路口,在每个入口处设置红、绿、黄三色信号灯,红灯亮禁止通行,绿灯亮允许通行,黄灯亮则给行驶中的车辆有时间停在禁行线外。用红、绿、黄发光二极管作信号灯。如图右图所示。设东西向为主干道,南北为支干道。
(1)处于常允许通行的状态,支干道有车来时才允许通行。主干道亮绿灯时,支干道亮红灯;支干道亮绿灯时,主干道亮红灯。
(2)干道均有车时,两者交替允许通行,主干道每次放行60秒,支干道每次放行40秒,设立60秒、40秒计时、显示电路。
(3)绿灯亮到红灯亮的转换过程中,要亮5秒黄灯作为过渡。黄灯亮时,原红灯按1Hz的频率闪烁。
(4)支干道通行时间及黄灯亮的时间均可在0~99秒内任意设置。
2 设计方案
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。
系统硬件框图
单片机可选用AT89C51,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8155满足系统的要求。
2. 3软件方案
根据设计要求,程序框图如图所示。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60个发光二极管(实际上只需驱动30个)和8个LED数码管的显示驱动。
调用紧急
状态子程序
调用正常
运行子程序
判断当前状态
初始化
开始
程序流程图
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。。
单片机系统的时钟电路
单片机系统的复位电路
电源用5V直流变压器直接供电。
显示电路采用8个共阴数码管,P1口作为数码管的输入,、、 。
数码管显示电路
中断处理
显示子程序
参数初始化
开始
应急电路
4 系统软件设计
主程序设计
紧急中断子程序
中断处理
系统程序流程图
5 调试及性能分析
调试分析
软件调试
软件调试主要是利用proteus仿真软件完成电路的搭建,运行以发现设计中的错误及时改正。
硬件调试
硬件调试主要是检测硬件电路是否有短路、断路、虚焊等。具体步骤及测试结果如下:
(1)检查电源与地线是否全部连接上,用万用表对照电路原理图测试各导线是否完全连接,对未连接的进行修复。
(2)参照原理图,检查各个器件之间的连接是否连接正确,是否存在虚焊,经测试,各连接不存在问题。
(3)以上两项检查并修复完后,给该硬件电路上电,电源指示灯点亮。
系统功能调试
通过软件仿真显示,系统基本能完成要求,由于设计思路出现问题,键盘没有正确的做出来,没有键盘电路,紧急情况也可以通过一个按钮来采取相关的动作。
6 心得体会
由于使用的是单片机作为核心的控制元件,使得电路的可靠性比较高,功能也比较强大,
而且可以随时的更新系统,进行不同状态的组合。
经过这次单片机设计,我认识到自己在这方面的很大不足,还好有同学的帮助,一起研究,同时查阅了许多资料,最后终于把这个交通灯的设计搞出来。以前我们做实验也做出来过交通灯这个项目,但是那跟这个相比很容易了,因为那只需要输入并不需要芯片的程序设计,而这个设计则完全是我们一手起草并借鉴前人经验而做成的,很有成就感,感觉单片