单片机控制红绿灯系统.docx

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单片机控制红绿灯系统

1、方案论证

1.1设计任务

设计基于单片机的智能交通红绿灯控制系统，要求能通过按键或遥控器设置系统参数，系统运行时，“倒计时等信息”能通过数码管或点阵发光管显示，设计时应考虑交通红绿灯控制的易操作性及智能性。

以单片机的最小系统为基础设计硬件，用汇编语言、或C语言设计软件。

通过本设计可以培养学生分析问题和解决问题的能力，掌握Mcs51单片机的硬件与软件设计方法，从而将学到的理论知识应用于实践中，为将来走向社会奠定良好的基础。

东西（A）、南北（B）两干道交于一个十字路口，各干道有一组红、黄、绿三个指示灯，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，黄灯亮时车辆及行人小心通过。

红灯的设计时间为45秒，绿灯为40秒，黄灯为5秒，黄灯亮时蜂鸣器响。

1.2方案介绍

采用分模块设计的思想，程序设计实现的基本思想是一个计数器，选择一个单片机，其内部为一个计数，是十六进制计数器，模块化后，通过设置或程序清除来实现状态的转换，由于每一个模块的计数多不是相同，这里的各模块是以预置数和计数器计数共同来实现的，所以要考虑增加一个置数模块，其主要功能细分为，对不同的状态输入要产生相应状态的下一个状态的预置数，如图中A道和B道,分别为次干道的置数选择和主干道的置数选择。

2、交通灯系统硬件设计

2.1单片机概述

单片机是由运算器、控制器、存储器、输入设备以及输出设备共五个基本部分组成的。

单片机是把包括运算器、控制器、少量的存储器、最基本的输入输出口电路、串行口电路、中断和定时电路等都集成在一个尺寸有限的芯片上。

通常，单片机由单个集成电路芯片构成，内部包含有计算机的基本功能部件：

中央处理器、存储器和I/O接口电路等。

因此，单片机只需要和适当的软件及外部设备相结合，便可成为一个单片机控制系统。

2.2系统构成

电路板一块，AT89S51单片机一片，7448芯片2片，七段数码管八个。

发光二极管6个（2个绿的，2个红的，2个黄的），100欧姆电阻20个，2个按键，2个开关，51K欧姆电阻2个，5V稳定电源1个，3个电容。

系统结构框图:

图1系统结构框图

系统工作流程：

（1）程序初始，通过两个传感器来判断南北与东西方向车辆通行情况。

（2）情况判定后由AT89S51单片机p2口输出二进制信号控制红绿黄灯亮的情况。

（3）确定那些灯亮后，由对应的七段数码管来进行到计时显示。

由p1口输出来控制七段数码管的显示。

（5）LED采用5V的直流电来驱动，低电平。

3芯片介绍及部分电路说明

3.1AT89S51芯片

选用的AT89S51与同系列的AT89C51在功能上有明显的提高，最突出是的可以实现在线的编程。

用于实现系统的总的控制。

其主要功能列举如下：

1）为一般控制应用的8位单片机

2）晶片内部具有时钟振荡器（传统最高工作频率可至33MHz）

3）内部程式存储器（ROM）为4KB

4）内部数据存储器（RAM）为128B

5）外部程序存储器可扩充至64KB

6）外部数据存储器可扩充至64KB

7）32条双向输入输出线，且每条均可以单独做I/O的控制

8）6个中断向量源

9）2组独立的16位定时器

10）1个全双工串行通信端口

11）8751及8752单芯片具有数据保密的功能

12）单芯片提供位逻辑运算指令

图2AT89C52芯片

3.2数码管显示部分电路

七段显示译码器输出低电平有效，用以驱动共阳极显示器。

该集成显示译码器设有多个辅助控制端，以增强器件的功能,可将单片机输出的四位二进制数转换成10进制数与七段数码管显示对应，用于显示0—9的数字。

图3数码管显示电路

其中LT为测试输入。

3.3红绿LED信号显示灯

LED灯的显示原理:

通过同名管脚上所加电平的高低来控制发光二极管是否点亮。

如下图：

图4红绿LED信号显示

3.4蜂鸣器电路

这个电路主要用于黄灯亮时蜂鸣器响五秒。

图5蜂鸣器电路

4交通灯软件设计

4.1程序设计流程图

程序设计框图

图6程序设计框图

4.2源程序代码

程序代码分为几个模块：

中断模块，循环模块，延时模块。

#include

#defineuintunsignedint

#defineucharunsignedchar

sbitW0=P0^3;

sbitW1=P0^0;

sbitW2=P0^1;

sbitW3=P0^2;

sbitBuzzer=P0^4;

/***************************路口1*****************************************/

sbitRED1=P2^0;

sbitYELLOW1=P2^1;

sbitBULLE1=P2^2;

/**************************路口2******************************************/

sbitRED2=P2^7;

sbitYELLOW2=P2^6;

sbitBULLE2=P2^5;

/****************设置红绿灯标志位****************************************/

ucharFlage0,Flage1,Flage2,Flage3;

uintn1,n2,n3,n4;

ucharcodeTable[]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,

0x80,0x90,0x88,0x83,0xc6,0xa1,0x86,0x8e};

voidDelay_us（uintus）;

voidDisplay（ucharNum1,ucharNum2,ucharNum3,ucharNum4）;

voidInit_Chip（void）;

intmain（）

{

Init_Chip（）;

while

（1）

{

if（Flage2==0）

{

Display（n3/100,n3%100/10,n4/100,n4%100/10）;

RED1=0;YELLOW1=1;BULLE1=1;

RED2=1;YELLOW2=1;BULLE2=0;

if（Flage1==1）

{

RED1=0;YELLOW1=1;BULLE1=1;

RED2=1;YELLOW2=0;BULLE2=1;

Buzzer=0;

Display（0,n2/10,n4/100,n4%100/10）;

}

Buzzer=1;

}

if（Flage2!

=0）

{

Display（n4/100,n4%100/10,n3/100,n3%100/10）;

RED1=1;YELLOW1=1;BULLE1=0;

RED2=0;YELLOW2=1;BULLE2=1;

if（Flage1==1）

{

RED1=1;YELLOW1=0;BULLE1=1;

RED2=0;YELLOW2=1;BULLE2=1;

Buzzer=0;

Display（n4/100,n4%100/10,0,n2/10）;

}

Buzzer=1;

}

}

return0;

}

/**********************初始化********************************************/

voidInit_Chip（void）

{

TH0=（65536-50000）/256;

TL0=（65536-50000）%256;

EA=1;

ET0=1;

TR0=1;

RED1=0;YELLOW1=1;BULLE1=1;

RED2=1;YELLOW2=1;BULLE2=0;

n2=50;n3=450;n4=500;

}

/***********************显示*********************************************/

voidDisplay（ucharNum1,ucharNum2,ucharNum3,ucharNum4）

{

W0=0;

Delay_us（5）;

P1=Table[Num1];

W0=1;

W1=0;

Delay_us（5）;

P1=Table[Num2];

W1=1;

W2=0;

Delay_us（5）;

P1=Table[Num3];

W2=1;

W3=0;

Delay_us（5）;

P1=Table[Num4];

W3=1;

}

/***************************延时*****************************************/

voidDelay_us（uintus）

{

uintx,y;

for（x=us;x>0;x--）

for（y=110;y>0;y--）;

}

/************************中断服务程序************************************/

voidtimer0（）interrupt1

{

TH0=（65535-50000）/256;

TL0=（65535-50000）%256;//================50ms初

n1++;

if（n1%50==0）

{

Buzzer=~Buzzer;

}

if（n1==15）

{

n1=0;

n2--;

n3--;

n4--;

if（n2==0）

{

n2=0;

Flage0=1;

Flage1=0;

}

if（n3==0）

{

n2=50;

n3=450;

Flage0=0;

Flage1=1;

}

if（n4==0）

{

n2=50;

n3=450;

n4=500;

Flage0=0;

Flage1=0;

Flage2=~Flage2;

}

}

}

5、改进意见

6、心得体会

7、参考文献

参考文献

[1]胡汉才.单片机原理及其接口技术.清华大学出版.1996

[2]蔡美琴.MCS-51系列单片机系统及其应用.高等教育出版社.2004.2

[3]蒋万君.在论循环时序电路的简便设计.机电一体化.2005.5

[4]何立民.MCS-51系列单片机应用系统设计.北京航空航天大学出版社.1995.

[5]李华.MCS-51系列单片机实用接口技术.北京航空航天大学出版社.1993

[6]周航慈.单片机应用程序设计技术.北京航空航天大学出版社.1991.