十字路口自动红绿灯指挥系统课程设计.doc
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十字路口自动红绿灯指挥系统课程设计.doc
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课程设计(论文)
题目名称十字路口自动红绿灯指挥系统
课程名称综合电子课程设计
学生姓名
学号
系、专业信息工程系通信工程
指导教师
2013年12月27日
摘要
近年来,随着科技的飞速发展,电子器件也随之广泛应用,其中单片机也不断深入人民的生活当中。
本设计的模拟交通灯系统是利用单片机AT89C52作为核心元件,实现了通过信号灯对路面状况的智能控制。
从一定程度上解决了交通路口堵塞、车辆停车等待时间不合理、急车强通等问题。
系统具有结构简单、可靠性高、成本低、实时性好、安装维护方便等优点,有广泛的应用前景。
本设计能模拟基本的交通控制系统,用红绿黄灯表示禁行,通行和等待的信号发生,还能进行倒计时显示,通行时间调整和紧急处理等功能。
关键词:
AT89C52单片机、倒计时、循环显示
目录
第1章绪论 1
1.1课题来源 1
1.2课题研究的目的意义 1
1.3课题研究内容 1
第2章系统方案设计 2
2.1总体设计方案方框图 2
2.2方案论证 3
第3章电路设计 4
3.1工作原理 4
3.2AT89C52介绍 4
第4章程序设计 6
4.1系统主程序设计 6
4.2主函数 7
4.3延时函数 9
第5章系统仿真 10
5.1PROTEUS简介 10
5.2系统仿真 10
5.3系统运行截图 11
总结 13
致谢 14
参考文献 15
附录一:
程序代码实现 16
附录二:
系统实物图 20
第1章绪论
1.1课题来源
由于我国经济的快速发展从而导致了汽车数量的猛增,大中型城市的城市交通,正面临着严峻的考验,从而导致交通问题日益严重,其主要表现如下:
交通事故频发,对人类生命安全造成极大威胁;交通拥堵严重,导致出行时间增加,能源消耗加大。
日常的交通堵塞成为人们司空见惯而又不得不忍受的问题,在这种背景下,结合我国城市道路交通的实际情况,开发出真正适合我们自身特点的智能信号灯控制系统已经成为当前的主要任务。
随着电子技术的发展,利用单片机技术对交通灯进行智能化管理,已成为目前广泛采用的方法。
老师为了让我们深入了解并加强我们的实际操作能力,老师便提供课题十字路口自动红绿灯指挥系统的设计给我们这一组成员。
1.2课题研究的目的意义
(1)进一步熟悉和掌握单片机的结构和工作原理。
(2)掌握单片机的接口技术及相关外围芯片的外特性,控制方法。
(3)通过课程设计,掌握以单片机为核心的电路设计的基本方法和技术,了解有关电路参数的计算方法。
(4)通过实际程序设计和调试,逐步掌握模块化程序设计方法和调试技术。
(5)通过完成一个包括电路设计和程序开发的完整过程,为我们今后从事相应工作打下基础。
本次课程设计重点在于软件算法的设计及硬件的设计,需要有很巧妙的程序算法及硬件的焊接。
这次我们选了十字路口自动红绿灯的设计,使我们平时的学习运用到实践中去,让我们更加了解通信原理及单片机这两门课程,也让我们对这两门课程加以实践。
1.3课题研究内容
十字路口自动红绿灯指挥系统
主要要求及指标:
自动完成绿-黄-红-绿工作循环;每种信号灯亮的时间不等,如:
绿灯亮20秒-黄灯亮5秒-红灯亮15秒,如此循环;用倒计时的方法,数字显示当前信号的剩余时间,提醒行人和司机;信号灯的时间分别可调,以适应不同路口、不同路段交通流量的需求。
19
第2章系统方案设计
2.1总体设计方案方框图
单片机
控制器
AT89C52
复位P0.0-P0.7控制LED数码管
数字0-9的显示
P1.0-P1.2控制绿黄红灯P2.0-P2.1控制AD0-AD1
图2.1.1基于单片机的方案
单片机设计交通灯控制系统,可用单片机直接控制信号灯的状态变化,基本上可以指挥交通的具体通行,当然,接入LED数码管就可以显示倒计时以提醒行使者,更具人性化。
本系统在此基础上,加入了紧急情况处理与时间调整功能。
单片机
最小系统
外围接口电路
LED数码管显示
红黄绿灯号灯
按键
控制电路
图2.1.2系统的总体框图
据此,本设计系统以单片机为控制核心,连接成最小系统,由按键设置模块产生输入,信号灯状态模块,LED倒计时模块接受输出。
系统的总体框图如上所示。
单片机上电后,系统进入正常工作状态,执行交通灯状态显示控制,同时将时间数据倒计时输入到LED数码管上实时显示。
在此过程中随时调用急停按键和时间调节中断。
2.2方案论证
2.2.1电源提供方案
为使模块稳定工作,须有可靠电源。
因此考虑了两种电源方案:
方案一:
采用独立的稳压电源。
此方案的优点是稳定可靠,且有各种成熟电路可供选用;缺点是各模块都采用独立电源,会使系统复杂,且可能影响电路电平。
方案二:
采用单片机控制模块提供电源。
改方案的优点是系统简明扼要,节约成本;缺点是输出功率不高。
综上所述,我选择第二种方案。
2.2.2显示界面方案
该系统要求完成倒计时功能。
基于上述原因,我考虑了二种方案:
方案一:
采用数码管显示。
这种方案只显示有限的符号和数码字符,简单,方便。
方案二:
采用点阵式LED显示。
这种方案虽然功能强大,并可方便的显示各种英文字符,汉字,图形等,但实现复杂,且须完成大量的软件工作。
综上所述,我选择第一种方案。
2.2.3输入方案:
题目要求系统能调节灯亮时间,并可处理紧急情况,我研究了两种方案:
方案一:
采用8155扩展I/O口及键盘,显示等。
该方案的优点是:
使用灵活可编程,并且有RAM,及计数器。
若用该方案,可提供较多I/O口,但操作起来稍显复杂。
方案二:
直接在I/O口线上接上按键开关。
由于该系统对于交通灯及数码管的控制,只用单片机本身的I/O口就可实现,且本身的计数器及RAM已经够用,故选择方案二。
第3章电路设计
3.1工作原理
单片机最小系统。
一个AT89C52单片机做为控制电路,运用其P1口来控制六个LED彩灯,通过P1给LED彩灯输入不同的电平信号,来实现LED彩灯按要求点亮。
P3口接中断按钮。
LED数码管是由a、b、c、d、e、f、g、h这8段发光二极管组成的“8”字型显示器件,共阳极管数码显示电路,公共端接正,对应段为低电平发光,D00—D7与显示字型码关系如表3.1所示。
显示字符
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
D7
h
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
D6
g
1
1
0
0
0
0
0
0
0
0
D5
f
0
1
1
1
0
0
0
1
0
0
D4
e
0
1
0
1
1
1
0
1
0
1
D3
d
0
1
0
0
1
0
1
0
0
1
D2
c
0
0
1
0
0
0
0
0
0
0
D1
b
0
0
0
0
0
0
1
0
0
0
D0
a
0
1
0
0
1
1
0
0
0
0
显示编码
C0
F9
A4
D0
99
92
82
F8
80
90
表3.1.1共阳数码管字型码
3.2AT89C52介绍
AT89C52是一个低电压,高性能CMOS8位单片机,片内含8kbytes的可反复擦写的Flash只读程序存储器和256bytes的随机存取数据存储器(RAM),器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产,兼容标准MCS-51指令系统,片内置通用8位中央处理器和Flash存储单元,功能强大的AT89C52单片机可为您提供许多较复杂系统控制应用场合。
AT89C52有40个引脚,32个外部双向输入/输出(I/O)端口,同时内含2个外中断口,3个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口,2个读写口线,AT89C52可以按照常规方法进行编程,但不可以在线编程(S系列的才支持在线编程)。
其将通用的微处理器和Flash存储器结合在一起,特别是可反复擦写的Flash存储器可有效地降低开发成本。
如图3.2.1所示:
图3.2.1单片机最小系统
第4章程序设计
4.1系统主程序设计
开始
定时器初始化
调用延时函数
绿灯亮
黄灯亮
红灯亮
结束
图4.1.1主流程图
4.2主函数
voidmain()
{
SP=0x6f;
P0=0xff;
P2=0xff;
P1=0x00;
Init_Timer();
while
(1)
{
Seg_Disp();
if(time_Count==200)
{
time_Count=0;
ge--;
if(t==3)
{
P1=0x01;
if(ge==0)
{
t=2;
ge=5;//黄灯显示时间5s,即可以适应不同的路段
}
}
if(t==2)
{
P1=0x02;
if(ge==0)
{
t=1;
ge=15;//红灯显示时间15秒,即可以适应不同的路段
}
}
if(t==1)
{
P1=0x04;
if(ge==0)
{
ge=0;
t=0;
}
}
if(t==0)
{
P1=0x04;
if(ge==0)
{
t=3;
ge=20;//绿灯显示时间20s,即可以适应不同的路段
}
}
}
}
}
4.3延时函数
voiddelay(ucharz)
{
uchara,b;
for(a=0;a<150;a++)
{
for(b=0;b } } 4.4定时器初始化 voidInit_Timer() { TMOD=0x01; TH0=(65536-5000)/256; TL0=(65536-5000)%256; ET0=1; TR0=1; EA=1
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- 十字路口 自动 红绿灯 指挥系统 课程设计