用51单片机模拟交通灯.docx
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用51单片机模拟交通灯
目录…………………………………………………………………………………………………1
一.选题背景………………………………………………………………………………………2
1.1课题背景…………………………………………………………………………2
1.2传统交通灯简介…………………………………………………………………2
1.3单片机的发展程……………………………………………………………………………2
二,需求分析……………………………………………………………………………………3
2.1单片机特点……………………………………………………………………3
2.2AT89C52简介……………………………………………………………………3
三.总体设计………………………………………………………………………………………4
四.硬件设计………………………………………………………………………………………5
五.软件设计………………………………………………………………………………………6
5.1流程图…………………………………………………………………………………………6
5.2源程序…………………………………………………………………………………………7
六.总结与展望…………………………………………………………………………………10
一.选题背景
1.1课题背景
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;空气污染和噪声污染程度日益加深等。
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。
对交叉口实行科学的管理与控制是交通控制工程的重要研究课题,是保障交叉口的交通安全和充分发挥交叉口的通行能力的重要措施,是解决城市交通问题的有效途径。
所以,改变和完善我国现有的交通系统已成为当务之急。
交通灯信号灯的出现是人类历史上的一次重大改革,使人类的聚居生活,产生了深远的影响。
使交通得以有效管制,对于疏导交通流量,提高道路通行能力,减少交通事故有明显效果。
如何采用合适的控制方法,最大限度利用好耗费巨资修建的城市高速道路,缓解主干道与匝道、城区同周边地区的交通拥堵状况,越来越成为交通运输管理和城市规划部门亟待解决的主要问题。
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。
1.2传统交通灯的简介
在今天,红绿灯安装在各个道口上,已经成为疏导交通车辆最常见和最有效的手段。
但这一技术在19世纪就已出现了。
1858年,在英国伦敦主要街头安装了以燃煤气为光源的红,蓝两色的机械扳手式信号灯,用以指挥马车通行。
这是世界上最早的交通信号灯。
1868年,英国机械工程师纳伊特在伦敦威斯敏斯特区的议会大厦前的广场上,安装了世界上最早的煤气红绿灯。
它由红绿两以旋转式方形玻璃提灯组成,红色表示“停止”,绿色表示“注意”。
1869年1月2日,煤气灯爆炸,使警察受伤,遂被取消。
1914年,电气启动的红绿灯出现在美国。
这种红绿灯由红绿黄三色圆形的投光器组成,安装在纽约市C5号大街的一座高塔上。
红灯亮表示“停止”,绿灯亮表示“通行”。
而中国最早的马路交通灯却是诞生于1928年的上海英租界。
从最早的手牵皮带到20世纪50年代的电气控制,
1.3单片机的发展历程
单片机微型计算机是微型计算机的一个重要分支,也是颇具生命力的机种。
单片机微型计算机简称单片机,特别适用于控制领域,故又称为微控制器。
在MCS-51系列单片机中,有两个子系列:
51子系列和52子系列。
每个子系列有诺干中型号。
51系列有8051、8751和8031三个型号,后来经过改进产生了80c51、87c51、80c31三个型号;52系列有5021、8752、8032三个型号,改进后的型号是80c52/87c52、80c32。
改进后的型号更加省电。
52系列比对应的51系列增加了定时器T2并将内部程序存贮器增加到8KB。
Inter公司停止生产MCS-51系列单片机之后将生产权转让给了许多其他公司,于是出现了许多与Mcs-51兼容的单片机。
现在生产mcs-51兼容单片机的公司对其进行了不同程度的改进和提高。
我们现在使用比较的多的是AT89C51/AT89s51等。
通常,单片机由单块集成电路芯片构成,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。
单片机经过1、2、3、3代的发展,目前单片机正朝着高性能和多品种方向发展,它们的CPU功能在增强,内部资源在增多,引角的多功能化,以及低电压底功耗。
二.需求分析
年来随着科技的飞速发展,单片机的应用正在不断深入,同时带动传统控制检测技术日益更新。
在实时检测和自动控制的单片机应用系统中,单片机往往作为一个核心部件来使用,仅单片机方面知识是不够的,还应根据具体硬件结构软硬件结合,加以完善。
十字路口车辆穿梭,行人熙攘,车行车道,人行人道,有条不紊。
那么靠什么来实现这井然秩序呢?
靠的就是交通信号灯的自动指挥系统。
交通信号灯控制方式很多。
本系统采用MSC-51系列单片机AT89C52作为中心器件来设计交通灯控制器,实现了能根据实际车流量通过8051芯片的P1口设置红、绿,,黄灯燃亮,数码管倒计时的功能。
红灯亮30秒,黄灯亮5秒再绿灯亮30秒再黄灯亮5秒,如此循环。
2.1单片机的特点:
(1)性价比高,开发周期短,易于产品化,
(2)集成度高,可靠性好,抗干扰性强,
(3)功能完善,接口多样,
(4)低功耗、低电压
一般电源供电电压在5~3V范围内单片机都能正常工作,供电的下限可达1~2V。
(5)总线多样,易于扩展
单片机外部的典型三总线结构,方便系统构扩展,构成各种规模的应用系统。
外部总线增加了I2C及SPI等串行总线方式,可根据需要进行并行或者串行扩展。
2.2AT89C52单片机简介:
AT89C52是51系列单片机的一个型号,它是ATMEL公司生产的。
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。
AT89C52有PDIP、PQFP/TQFP及PLCC等三种封装形式,以适应不同产品的需求。
编辑本段主要功能特性
·兼容MCS51指令系统
·8k可反复擦写(>1000次)FlashROM
·32个双向I/O口·256x8bit内部RAM
·3个16位可编程定时/计数器中断
·时钟频率0-24MHz
·2个串行中断·可编程UART串行通道
·2个外部中断源
·共8个中断源
·2个读写中断口线
·3级加密位
·低功耗空闲和掉电模式
·软件设置睡眠和唤醒功能
三.总体设计
本系统硬件部分由单片机最小系统,LED灯,74HC574锁存器和8段共阴极数码组成:
本系统软件部分比较简单,主要有数码管显示模块和LED显示模块。
四.硬件设计
下图使用Protel99SE绘制的电路图
单片机的最小系统由时钟电路和复位电路组成,时钟电路由一个频率为11.0952MHz的晶振和两个30pF的瓷片电容组成;复位电路由一个10uF的电解电容和一个10k的电阻组成。
红灯,黄灯,绿灯分别由单片机的P1.0,P1.1,P1.2控制,数码管的段选通过74HC574接单片机的P0口,位选通过另一个74HC574接单片机的P2.0,2.1口。
五,软件设计
5.1程序流程图
倒计时30秒
倒计时5秒
倒计时30秒
倒计时5秒
5.2源程序:
#include
#defineucharunsignedchar
#defineuintunsignedint
sbitred=P1^0;
sbityellow=P1^1;
sbitgreen=P1^2;
sbitdula=P2^0;
sbitwela=P2^1;
ucharshu,shi,ge,a,flag;
ucharcodetable[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f};
voiddelay(uintz)
{
uintx,y;
for(x=z;x>0;x--)
for(y=110;y>0;y--);
}
voidinit()
{
TMOD=0x01;
TH0=0x4c;
TL0=0x00;
EA=1;
ET0=1;
TR0=1;
}
voiddisplay(ucharm,ucharn)
{
wela=1;
P0=0x01;
wela=0;
P0=0xff;
dula=1;
P0=table[m];
delay
(1);
wela=1;
P0=0x02;
wela=0;
P0=0xff;
dula=1;
P0=table[n];
dula=0;
delay
(1);
}
voidmain()
{
shu=30;
init();
red=0;
while
(1)
{
flag=1;
if(flag==1)
{
if(shu==0)
{
shu=5;
red=1;
yellow=0;
if(shu==0)
{
shu=30;
yellow=1;
green=0;
if(shu==0)
{
shu=5;
green=1;
yellow=0;
if(shu==0)
{
shu=30;
red=0;green=1;
flag=0;
}
}
}
}
shi=shu/10;
ge=shu%10;
display(shi,ge);
}
}
}
voidtimer0()interrupt1
{
EA=0;
TH0=0x4c;
TL0=0X00;
a++;
EA=1;
if(a==20)
{
a=0;
shu--;
}
}
五.总结与展望
通过这次交通灯的课程设计,使我得到了一次用专业知识、专业技能分析和解决现实问题的能力。
使我在单片机的基本原理、单片机应用学习过程中,以及在常用编程设计思路技巧的掌握方面都能向前迈了一大步,为日后成为一名合格的应用型人才打下良好的基础。
综合课程设计让我把以前学习到的知识得到巩固和进一步的提高认识,对已有知识有了更深层次的理解和认识。
在此,由于自身能力有限,在课程设计中碰到了很多的问题,我通过查阅相关书籍、资料以及和周围同学交流得到解决。
还有交通灯是我们生活中非常常见的一种东西,对于我们学以致用的这种能力得到了很好锻炼,能够为我们以后的工作于学习打下基础。
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