基于单片机的无线交通灯设计与实现(含程序文件及仿真文件)Word格式.docx
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基于单片机的无线交通灯设计与实现(含程序文件及仿真文件)Word格式.docx
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4、运行、调试
5、对无线交通灯进行结果验证及分析
工作计划与进度安排:
12月7日熟悉设计任务、查阅资料、进行原理分析及可行性论证
12月8日~9日在Proteus环境中仿真实现无线交通灯
12月11日验收、答辩、提交报告
指导教师:
201年月日
专业负责人:
201年月日
学院教学副院长:
目录
1设计要求 1
2设计方案 1
2.1设计思路 1
2.2设计框图 1
3设计原理及电路图 2
3.1硬件原理 2
3.1.1ATC89C52介绍 2
3.1.2单片机最小系统 2
3.1.3发射/接收芯片 3
3.2电路图 4
3.2.1控制电路 4
3.2.2被控制电路图 4
3.2.3无线交通灯整体电路图 6
4设计程序 6
4.1KeilC51软件介绍 6
4.2设计流程图 7
4.3设计程序代码 8
5Proteus仿真 13
5.1Proteus软件介绍 13
5.2仿真结果 13
总结 15
参考文献 16
III
1设计要求
(1)采用单片机AT89C52实现红绿灯的自动工作,红灯、绿灯默认情况下点亮时间为60秒,并且可以接受远端发来的时间延迟命令。
(2)采用单片机AT89C52实现对远端交通灯时间延迟的控制
2设计方案
2.1设计思路
交通灯上电以后,在没有远端控制命令的情况下,按照原先默认的工作方式工作,在接收到远端延时控制命令后,随之改变其工作方以满足控制命令的要求;
信号发射设备端可产生时间延迟控制命令。
两者有相应的显示设备,使交通灯系统更合理化,人性化。
2.2设计框图
(1)控制模块
红灯(绿灯)时间延时要求
nrp2401发射模块
延时命令信号产生
单片机AT89C52
LED延时显示
图2-1控制模块框图
(2)被控制模块
工作方式
延时命令信号
Nrp2401接收模块
LED倒计时显示
图2-2被控制模块框图
3设计原理及电路图
3.1硬件原理
3.1.1ATC89C52介绍
16
AT89C52提供以下标准功能:
4k字节Flash闪速存储器,128字节内部RAM,32个I/O口线,两个16位定时/计数器,一个5向量两级中断结构,一个全双工串行通信口,片内震荡器及时钟电路。
同时,AT89C52可降至0Hz的静态逻辑操作,并支持两种软件可选的节电工作模式。
空闲方式停止CPU的工作,但允许RAM,定时/计数器,串行通信口及中断系统继续工作。
掉电方式保存RAM中的内容,但震荡器停止工作并禁止其他所有部件工作直到下一个硬件复位。
图3-1AT89C52
3.1.2单片机最小系统
图3-2复位晶振电路
①复位电路:
由电容串联电阻构成,由图并结合"
电容电压不能突变"
的性质,可以知道,当系统一上电,RST脚将会出现高电平,并且,这个高电平持续的时间由电路的RC值来决定.典型的51单片机当RST脚的高电平持续两个机器周期以上就将复位,所以,适当组合RC的取值就可以保证可靠的复位.一般教科书推荐C取10u,R取8.2K.当然也有其他取法的,原则就要让RC组合可以在RST脚上产生不少于2个机周期的高电平;
②复位输入高电平有效,当振荡器工作是,RST引脚出现两个机器周期以上的高电平,使单片机复位。
此电路除具有上电复位功能外,若要复位只需按“RST”键,此电源Vcc经电阻分压,在RST端产生一个复位高电平;
③晶振电路:
典型的晶振取11.0592MHz(因为可以准确地得到9600波特率和19200波特率,用于有串口通讯的场合)/12MHz(产生精确的方波便于12分频,方便定时操作);
④单片机:
一片AT89S51/52或其他51系列兼容单片机;
注意:
对于31脚(EA/Vpp),当接高电平时,单片机在复位后从内部ROM的0000H开始执行;
当接低电平时,复位后直接从外部ROM的0000H开始执行;
⑤电源部分:
接+5伏特的电压。
3.1.3发射/接收芯片
nRF2401是单片射频收发芯片,工作于2.4~2.5GHzISM频段,芯片内置频率合成器、功率放大器、晶体振荡器和调制器等功能模块,输出功率和通信频道可通过程序进行配置。
芯片能耗非常低,以-5dBm的功率发射时,工作电流只有10.5mA,接收时工作电流只有18mA,多种低功率工作模式,节能设计更方便。
其DuoCeiverTM技术使nRF2401可以使用同一天线,同时接收两个不同频道的数据。
nRF2401适用于多种无线通信的场合,如无线数据传输系统、无线鼠标、遥控开锁、遥控玩具等。
图3-3nRF401无线传输模块
3.2电路图
3.2.1控制电路
控制电路图如图3-4所示,其中,开关控时间延长的开与关;
LED数码管分显示红灯和绿灯分别延长的时间,最长延长时间为60秒,当超过60秒后,红灯、绿灯恢复为默认值。
图3-4控制电路图
3.2.2被控制电路图
被控制电路图如图3-5所示,其中,数码管分别在红灯、绿灯最后9秒亮起并自动倒数,具有提示作用。
图3-5被控制电路
3.2.3无线交通灯整体电路图
图3-6无线交通灯电路图
4设计程序
4.1KeilC51软件介绍
KeilC51是美国KeilSoftware公司出品的51系列兼容单片机C语言软件开发系统,与汇编相比,C语言在功能上、结构性、可读性、可维护性上有明显的优势。
因而易学易用。
Keil提供了包括C编译器、宏汇编、连接器、库管理和一个功能强大的仿真调试器等在内的完整开发方案,通过一个集成开发环境uVision将这些部分组合在一起。
运行Keil软件需要WIN98、NT、WIN2000、WINXP等操作系统。
4.2设计流程图
(1)控制模块流程图如图4-1所示。
开始
是
否
按键吗
绿灯延时
红灯已延时60秒
绿灯已延时60秒
加时5秒
恢复默认值
图4-1控制模块流程图
(2)红灯、绿灯、黄灯工作流程图如图4-2所示
绿灯亮,黄灯、红灯灭
9秒倒计时显示
延时
黄灯亮,绿灯、红灯灭
红灯亮,绿灯、黄灯灭
图4-2红绿黄灯三灯工作流程图
(3)中断处理模块流程图如图4-3所示是
中断
图4-3中断处理模块流程图
4.3设计程序代码
根据流程图,编写程序代码。
(1)发送模块
#include<
REG52.h>
stdio.h>
#defineucharunsignedchar
sbitkey0=P1^0;
sbitkey1=P1^1;
uchardata_0;
ucharcounter0;
ucharcounter1;
voidinitUart(void);
voidsenddata(uchardat);
voiddelay(intm);
voidmain(void)
{
counter0=0;
counter1=0;
key0=0;
key1=0;
P2=0;
initUart();
while
(1)
while(key0!
=key1)//按键扫描
if(key0==1)//按键0
{delay(20);
//去抖动
if(key0==1)
{data_0=0x55;
senddata(data_0);
//发送绿灯延时命令
if(counter0==0x0c)//判断延时总长度是否满足60s
{
counter0=0x00;
P2=counter0|counter1;
}else
counter0=counter0+1;
}
}
}
elseif(key1==1)//按键1
{delay(20);
//去拌动
if(key1==1)
{data_0=0xcc;
senddata(data_0);
//发送红灯延时命令
if(counter1==0xc0)//判断延时总长度是否满足60s
{
counter1=0x00;
P2=counter1|counter0;
}else
counter1=counter1+16;
}
voidinitUart(void)//串口初始化,波特率为9600
PCON=0x00;
SCON=0x40;
TMOD=TMOD|0x20;
TH1=0xfd;
TL1=0xfd;
ES=0;
EA=0;
TR1=1;
}
voidsenddata(uchardat)//命令发送函数
SBUF=dat;
while(TI!
=1);
TI=0;
delay(1000);
voiddelay(m)//延时,单位ms
ucharucCounter;
while(m)
{
for(ucCounter=0;
ucCounter<
239;
ucCounter++){}
m--;
(2)接收模块
reg52.h>
sbitled_red=P1^0;
//红灯
sbitled_yellow=P1^1;
//黄灯
sbitled_green=P1^2;
//绿灯
sbitselect=P1^3;
//倒计时颜色选择
uchardat=0x00;
uchartab0[10]={0x00,0x30,0x6d,0x79,0x33,0x5b,0x5f,0x70,0x7f,0x7
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