交通灯课设单片机proteus软件课程设计教材Word文档下载推荐.docx
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1、主程序设计7
2、程序代码分析8
3、元件清单11
五、测试12
1、Proteus简介12
2、仿真调试13
六、总结(心得体会)19
七、附录20
1、参考文献20
2、程序代码20
一、概述
1、设计背景
在日常生活中,交通灯作为管理交通、调协车辆的一个便捷的手段,起着很大的作用。
各种交通工具、行人都要根据交通灯的变化来决定是否前行,通行的时间的规定协调了它们的步伐,极大的减少了由于交通混乱引起的各种事故的发生。
因此,一个完善的交通系统中,交通灯是必不可少的设备,一个完善的交通灯程序会更有效的管理当前道路中出现的实际情况,使车辆、行人的行进变得更顺畅、更和谐。
随着我国国民经济的快速发展,我国机动车辆发展迅速,而城镇道路建设由于历史等各种原因相对滞后,交通拥挤和堵塞现象时常出现。
如何利用当今计算机和自动控制技术,有效地疏导交通,提高城镇交通路口的通行能力,减少交通事故是很值得研究的一个课题。
目前,国内的交通灯一般设在十字路口,在醒目位置用红、绿、黄三种颜色的指示灯加上一个倒计时的显示器来控制行车。
在老师给出的几个课题中,我认为交通灯的课题更加贴近我们的生活,而且相对其他几个课题,这个交通灯主要运用的是中断程序,我相对来说比较熟悉,所以选择了这个交通灯的课题
2、设计要求
(1)设计目的
随着单片机应用的日益广泛,在校学生加强对单片机动手实践能力的培养,已经是非常重要的一项锻炼。
课程设计就是为加强实践机会、培养学生动手能力的一个重要环节,将理论知识与实际联系起来的一个关键机会。
(2)设计任务
①设计四组十字路口的红、绿、兰三色交通灯,并模拟交通灯的现场情形,控制交通灯的亮灭。
②设计四组LED显示器,分别倒计时显示十字路口每个方向的红灯或绿灯的剩余时间。
③可适当根据实际需要增加扩展功能。
④利用PROTEUS软件画出电路图,根据以上功能编写软件,并在硬件电路上成功运行或仿真。
2、整体设计原理
1、设计原理
(1)实际交通灯的变化规律
实际交通灯分为东南西北四个方向以及左转右转,本次课程设计我们涉及的是简易交通灯,不包含左转右转,只包括东西直行和南北直行,原理较为简单,图1.1是十字楼口的模拟图。
图2.1十字路口
东西通行,南北红灯亮。
过一段时间后,转状态。
东西绿灯灭,黄灯亮。
再转状态;
东西红灯亮,南北绿灯亮通行。
过一段时间后转状态;
南北绿灯灭,黄灯亮。
一段时间后,又循环至初始状态。
(2)交通信号灯的状态
下表即为交通灯的状态表,高电平有效,1表示灯亮,0表示灯灭。
总共包含初始化东西绿灯南北红灯,东西黄灯南北红灯,以及南北红绿东西红灯和南北黄灯东西红灯四种状态情况。
首先初始状态东西绿灯亮,然后依次是东西黄灯亮,南北绿灯亮,南北亮,然后照此循环。
表2.2交通灯信号状态表
状态
北
西
南
东
绿黄红
1
001
100
2
010
3
4
注:
1代表灯亮,0代表灯灭
(3)单片机接口分析:
对于交通信号灯来说,应该有东西南北共四组灯,但由于同一道上的两组的信号灯的显示情况是相同的,所以只要用两组就行了,因此,采用单片机内部的I/O口上的P1口中的6个引脚即可来控制6个信号灯。
2、硬件电路分析
(1)P1口:
做为输出口,接发光二极管,其状态及对应的十六进制值如下图。
(2)发光二极管用来显示灯亮情况。
表2.1即是发光二极管显示接口及原理。
总共12个发光二极管,由于东西方向和南北方向的亮灯情况分别相同,故12个发光二极管只需要用到六个控制端就可以了,本系统中使用p1.0、p1.1、p1.2控制东西方向;
p1.3、p1.4、p1.5控制南北方向。
表2.3发光二极管接口显示原理
方向
无
南北
东西
十六进制值
说明
P1.7P1.6
P1.5P1.4P1.3
P1.2P1.1P1.0
00
101
110
2EH
东西绿南北红
011
2BH
东西黄南北红
35H
东西红南北绿
1DH
东西红南北黄
5
00
1BH
东南西北全黄
三、硬件电路
1、晶振电路
晶振是晶体振荡的简称,实为单片机提供额定频率的器件,如果没有晶振,单片机将不能工作。
2、硬件电路
图3.1即为本次课程设计的硬件电路图,图中标明有东南西北四个方向,表示四个路口,每个路口有三个灯,分别为绿灯、黄灯、红灯。
每个路口还有两个数码显示管,用于显示还剩下的通行时间或者等待时间。
中间部门为控制系统80C51单片机,其中包括晶振和复位电路。
图3.1硬件电路图
四、软件设计
1、主程序设计
N
Y
5秒到了吗?
将时间送显
25秒到了吗?
延时并将时间送显
初始化,东西绿南北红
开始
图4.1为本系统的程序流程图,初始化东西亮绿灯,南北亮红灯,系统自动判断是否已达预定时间,然后是东西亮黄灯,接着南北亮绿灯,东西亮红灯,最后南北亮黄灯,依次循环。
2、程序代码分析
通过编写程序,实现对发光二极管的控制,来模拟交通信号灯的管理。
每延时一段时间,灯的显示情况都会按交通灯的显示规律进行状态转换。
通过延时时间送显,可以在原有的交通信号灯系统的基础上,增添其倒计时间的显示功能,实现其功能的扩展。
主程序分析:
ORG0000H
MAIN:
MOVTMOD,#01H;
工作方式1
MOVTL0,#0B0H;
设置定时器初始值为06B0H
MOVTH0,#06H
SETBEA;
对中断允许标志位置1
SETBET0
SETBTR0
MOVP0,#00H;
初始化P0,P1,P2口,此处P0口为00H
MOVP2,#0FFH
MOVP1,#0FFH
这一段代码是对定时器进行中断方式的定义工作于工作方式一,对P0、P1、P2口进行初始化。
但是这里不是定义一秒,而是定义了62.8ms.下面有另外的程序将定时时间延长。
LOOP0:
MOVP1,#2EH;
东西通行南北禁止通行
CLRP2.2
JNBP3.4,LOOP5
MOVR0,#25;
25秒绿灯
MOVR1,#30;
30秒红灯
L1:
MOVR2,#14H
对定时器时间进行延长,延长到接近于1s。
25秒绿灯,30秒红灯
LOOP1:
LCALLDIS
MOVTL0,#0B0H
CLRTF0
DJNZR2,LOOP1
DECR0;
减1循环操作
DECR1
CJNER0,#00H,L1
MOVP1,#2BH;
MOVR0,#05
红绿灯分别对应的输出十六进制:
2EH东西绿南北红
2BH东西黄南北红
35H东西红南北绿
1DH东西红南北黄
1BH东南西北全黄
LL2:
LJMPMAIN
DIS:
MOVDPTR,#TAB
MOVA,R0
MOVB,#10
DIVAB;
得出数码管的十进制高位
MOVCA,@A+DPTR
SETBP2.1
MOVP0,#0FEH
CLRP2.1
SETBP2.0
MOVP0,A
LCALLD1MS
CLRP2.0
MOVP0,#0FDH
MOVA,B
MOVP0,A
MOVA,R1
DIVAB
MOVP0,#0FBH
MOVP0,#0F7H
JBTF0,L5
SJMPDIS
这一段程序是控制数码管的显示,把二进制码转换成十进制,并用DIV命令分别得到数码管的高位和地位显示。
3、元件清单:
名称
件数
参数
选择理由
电阻
8
10K
限流,以免烧坏数码管
发光二极管
12
3色
便于仿真显示
AT89C51
4K闪存
低电压,高性能八位微处理器
七段显示数码管
常用数字显示,便于仿真
开关
特殊情况使用
排阻
50Ω
74HC373
锁存器,锁存信号
晶振
时钟脉冲信号
5、测试
1、Proteus简介
Proteus是一款labcenter出品的电路分析实物仿真图,可仿真各种电路和IC,并支持单片机,元件库齐全,使用方便,是不可多得的专业的单片软件仿真系统。
该软件具有以下特点:
(1)全部满足我们提出的单片机仿真系统的标准,并在同类产品中具有明显的优势。
(2)具有模拟电路仿真、数字电路仿真、单片机及其外围电路组成的系统的仿真、RS一232动态仿真、1C调试器、SPI调试器、键盘和LCD系统仿真的功能;
有各种虚拟仪器,如示波器、逻辑分析仪、信号发生器等。
(3)目前支持的单片机类型有:
68000系列、8051系列、AVR系列、PIC12系列、PIC16系列、PIC18系列、Z80系列、HC11系列以及各种外围芯片。
(4)支持大量的存储器和外围芯片。
总之该软件是一款集单片机和SPICE分析于一身的仿真软件,功能极其强大,可仿真51、AVR、PIC。
Proteus组合了高级原理布图、混合模式SPICE仿真,PBC设计以及自动布线来实现一个完整的电子设计系统,此系统收益于15年来的持续开发,被《电子世界》在其对PCB设计系统的比较文章中评为最好产品—theroutetopcbcad.。
proteus产品系列也包含了我们革命性的VSM技术,用户可以对基于微控制器的设计连同所有的周围电子器件一起仿真。
用户甚至可以实时采用诸如LED/LCD、键盘、RS232终端等动态外设模型来对设计进行交互仿真。
PROSPICE仿真器的一个扩展PROTEUSVSM:
便于包括所有相关器件的基于微处
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- 交通灯 单片机 proteus 软件 课程设计 教材