交通灯模拟控制系统课设报告教材.docx
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交通灯模拟控制系统课设报告教材
课程设计说明书
课程设计名称:
专业课程设计
课程设计题目:
交通灯模拟控制系统
学院名称:
信息工程学院
专业:
电子信息工程班级:
学号:
*****姓名:
评分:
教师:
2013年07月01日
电子信息工程课程设计任务书
2012-2013学年第2学期 分散1周第17周-19集中
题目
交通灯模拟控制系统
内容及要求
(1)用单片机扩展一片8255,用12个发光二极管模拟一个十字交叉路口的
红、绿、黄灯,并设置二个紧急放行按键
(2)正常行驶时,东西或南北方向的灯按绿灯亮10秒,黄灯闪烁3秒,
红灯亮12秒控制
(3)当东西或南北方向的紧急放行按键按下时,如果禁行方向为红灯,
则红灯继续维持12秒;如果禁行方向为绿灯,则立即变为黄灯闪烁
3秒;如果禁行方向为黄灯,则黄灯继续维持
进度安排
分散阶段:
第15周~第16周根据指导教师布置的题目,学生查资料、
进行需求分析、概要设计。
集中阶段:
第17周~第19周集中辅导学生上机调试、专业课程设计测试、
上交报
学生姓名:
指导时间:
2013年6月16日至2013年7月1日
指导地点:
E楼505室
任务下达
2013年06月09日
任务完成
2013年07月01日
考核方式
1.评阅□ 2.答辩□3.实际操作□ 4.其它□
指导教师
系(部)主任
摘要
随着计算机科学技术的不断发展,单片微型机得到了广泛的应用,是人们利用计算机设计和开发各种应用系统的基础。
同时单片机接口技术也是一门实践性较强的课程,理论与实践相结合可以更好的掌握知识,这也是这次交通灯系统控制的设计目的。
交通灯是交通安全的关键,已广泛应用于城乡的十字路口,它的有无作为交通安全检查的重要依据,是交通秩序正常进行的有力保障。
本次的交通灯控制系统主要由单片机结合8255A并行口等芯片组成。
整个课程设计使用单片机的P1口和P0口扩张端口至8255芯片,获取编程的地址,由8255的PA口和PB口实现交通灯的,并由开关K1、K2实现东西、南北方向的紧急放行。
这个系统看上去比较简单,但它运用了单片机的定时功能、IO口的扩展功能以及对8255A的熟悉运用。
关键字:
8255A、紧急情况、定时
目录
第一章设计任务与要求....................................................................................5
第二章系统组成及工作原理.............................................................................5
第三章系统的硬件设计.....................................................................................6
3.180C51单片机简介.....................................................................................6
3.2内部资料................................................................................................8
3.3交通灯各部分功能分析..........................................................................9
3.4扩展并行I/O口8255..............................................................................12
第四章程序的设计..............................................................................................14
4.1程序流程图..............................................................................................14
4.2程序的详细设计.....................................................................................15
第五章调试与测试分析.......................................................................................17
第六章总结...........................................................................................................18
第七章参考文献...................................................................................................19
附录....................................................................................................................20
元件清单...........................................................................................................20
源程序代码......................................................................................................21
仿真图...............................................................................................................24
第一章设计任务与要求
1.1设计任务
用单片机扩展一片8255,用12个发光二极管模拟一个十字交叉路口的红、
绿、黄灯,并设置二个紧急放行按键。
1.2设计要求
(1)正常行驶时,东西或南北方向的灯按绿灯亮10秒,黄灯闪烁3秒,红灯
亮12秒控制。
(2)当东西或南北方向的紧急放行按键按下时,如果禁行方向为红灯,则红灯
继续维持12秒;如果禁行方向为绿灯,则立即变为黄灯闪烁3秒;如果
禁行方向为黄灯,则黄灯继续维持。
第二章系统组成及工作原理
2.1系统的工作原理
1、东西、南北两干道交于一个十字路口,各干道有一组红、黄、绿三色的指示灯,指挥车辆和行人安全通行。
红灯亮禁止通行,绿灯亮允许通行。
黄灯亮提示人们注意红、绿灯的状态即将切换,且每个灯亮的顺序是绿、黄、红。
用单片机及12个发光二极管模拟一个十字交叉路口的红、绿、黄灯,并设置二个紧急放行按键key_a和key_b;正常行驶时,东西或南北方向的灯按绿灯亮10秒,黄灯闪烁3秒,红灯亮13秒控制;
2.当东西或南北方向的紧急放行按键按下时:
(1)对于放行方向若为红灯,则禁行方向变黄灯闪烁三秒后变红灯,放行方向变绿灯维持10秒。
(2)对于放行方向若为绿灯,则绿灯继续维持10秒;则禁行方向红灯继续维持13秒。
第三章系统的硬件设计
3.180C51单片机简介
80C51单片机属于MCS-51系列单片机,由Intel公司开发,其结构是8048的延伸,改进了8048的缺点,增加了如乘(MUL)、除(DIV)、减(SUBB)、比较(PUSH)、16位数据指针、布尔代数运算等指令,以及串行通信能力和5个中断源。
采用40引脚双列直插式DIP(DualInLinePackage),内有128个RAM单元及4K的ROM。
80C51有两个16位定时计数器,两个外中断,两个定时计数中断,及一个串行中断,并有4个8位并行输入口。
80C51内部有时钟电路,但需要石英晶体和微调电容外接,本系统中采用12MHz的晶振频率。
由于80C51的系统性能满足系统数据采集及时间精度的要求,而且产品产量丰富来源广,应用也很成熟,故采用来作为控制核心。
其管脚封装如图3-1所示。
图3-180C51管脚封装
80C51包含以下部分,其结构图如图3-2所示
(1)一个8位微处理器CPU
(2)片内数据存储器RAM和特殊功能寄存器SFR
(3)片内程序存储器ROM
(4)两个定时/计数器T0、T1,可用作定时器,也可用以对外部脉冲进行计数
(5)四个8位可编程的并行I/O端口,每个端口既可作输入,也可作输出
(6)一个串行端口,用于数据的串行通信
(7)中断控制系统
(8)内部时钟电路
图3-280C51内部结构图
功能特性概述:
80C51提供以下标准功能:
8K字节Flash闪速存储器,256字节内部RAM,32个I/O口线,3个16位定时/计数器,一个6向量两级中断结构,一个全双工串行通信口,片内振荡器及时钟电路。
同时,80C51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,但振荡器停止工作并禁止其它所有部件工作直到下一个硬件复位。
3.2内部资源
3.2.1串行口
8051单片机内部有一个可编程的、全双工的串行接口。
串行收发贮存在特殊功能寄存器SFR中的串行数据缓冲器SBUF中的数据,SBUF占用内部RAM地址99H。
但在机器内部,实际上有两个数据缓冲器:
发送缓冲器和接收缓冲器,因此,可以同时保留收/发数据,进行收/发操作,但收/发操作都是对同一地址99H进行的。
3.2.2定时器/计时器
8051内部有两个16位可编程计时器/计数器,记为T0和T1。
16为是指他们都是由16个触发器构成,故最大计数模值为216-1,可编程是指他们的工作方式由指令来设定,或者当计数器用,或者当定时器用。
并且计数(定时)的范围可以由指令来设置。
这种控制功能是通过定时器方式控制寄存器TMOD来完成的。
如果需要,定时器在记到规定的定时值时可以向CPU发出中断申请,从而完成某种定时的控制功能。
在计数状态下同样可以申请中断。
定时控制寄存器TCON用来负责定时器的启动、停止以及中断管理。
在定时工作时,时钟由单片机内部提供,即系统时钟经过12分频作为定时器的时钟。
计数工作时,时钟脉冲(计数脉冲)由T0和T1(即P3.4,P3.5)输入。
3.2.3中断系统
8051的中断系统允许接受五个独立的中断源,即两个外部中断申请,两个定时器/计数器中断以及一个串行口中断。
外部中断申请通过INT0和INT1(即P3.2,P3.3)输入,输入方式可以是电平触发(低电平有效),也可以是边沿触发(下降
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- 关 键 词:
- 交通灯 模拟 控制系统 报告 教材