整理交通灯设计报告.docx
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整理交通灯设计报告
1、方案设计说明
1.1.设计任务书
利用单片机设计并制作交通信号灯控制系统。
具体要求如下:
(1)用发光二极管模拟红绿黄交通灯,主、支干道交替通行,主干道每次放行30秒,支干道每次放行20秒;
(2)每次绿灯变红灯时黄灯先闪3次(时间间隔为0.5秒);
(3)十字路口要有数字显示,具体要求主支干道通行时间以秒为单位进行减计数;
(4)带紧急按钮功能,当紧急按钮按下,所有方向均亮红灯,再次按下该键,则恢复之前的运行。
*(5)要求主、支干道通行时间均可在0~99s内任意设定。
1.2.设计思路
(1)分析各个路口所需的通行方案,并以此为基础提出初步设计方案;
(2)确定交通灯设计的总体方案,包括东西,南北方向的通行,禁止,倒计时显示,紧急情况处理这两项特殊功能;
(3)进行显示电路,灯显示状态电路,按键电路的设计及各器件的选择和连接,分配各个器件和模块的基本功能;
(4)进行软件系统的设计,采用汇编语言编写,了解单片机内部结构及工作情况,了解定时器,中断,延时的工作原理,完成程序的编写.
硬件设计部分,为实现所要求的功能,选用89ATC51单片机为硬件设计的核心器件。
它具有128*8位内部RAM,有32根可编程I/O线、两个16位定时器/计数器、5个中断源、可编程串行通道、低功耗的闲置和掉电模式、片内振荡器和时钟电路。
其次采用74LS245驱动电路驱动LED晶体管显示部分,用数码管显示黄、红、绿灯。
通过中断扩展实现交通灯系统特殊情况的转换。
软件设计部分,分为一个主程序和一个中断子程序,用于有紧急车辆通过时,系统要能禁止普通车辆通行,实行中断可使A、B两道均亮红灯.
1.3.通行方案设计
设在十字路口,分为东西向和南北向,在任一时刻只有一个方向通行,另一方向禁行,持续一定时间,经过短暂的过渡时间,将通行禁行方向对换。
其具体状态如下图所示。
说明:
黑色表示亮,白色表示灭。
交通状态从状态1开始变换,直至状态6然后循环至状态1,周而复始,即如图所示:
表1:
交通灯控制码表
P1.7
P1.6
P1.5
P1.4
P1.3
P1.2
P1.1
P1.0
控
制
码
状态说明
空
空
东西红
东西黄
东西绿
南北红
南北黄
南北绿
1
1
0
1
1
1
1
0
DEH
东西红,南北绿
1
1
1
0
(1)
1
1
0
(1)
1
EDH
(FF)H
东西南北黄灯闪
1
1
1
1
0
0
1
1
F3H
东西绿,南北红
1
1
1
0
(1)
1
1
0
(1)
1
EDH
(FF)H
东西南北黄灯闪
2.硬件设计
2.1.单片机AT89C51的简介
(1)功能:
AT89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器(FPEROM—FalshProgrammableandErasableReadOnlyMemory)的低电压、高性能CMOS8位微处理器,俗称单片机。
具有128*8位内部RAM,有32根可编程I/O线、两个16位定时器/计数器·5个中断源、可编程串行通道、低功耗的闲置和掉电模式、片内振荡器和时钟电路。
(2)管脚说明:
VCC:
供电电压。
GND:
接地。
P0口:
P0口为一个8位漏级开路双向I/O口,每脚可吸收8TTL门电流。
当P1口的管脚第一次写1时,被定义为高阻输入。
P0能够用于外部程序数据存储器,它可以被定义为数据/地址的第八位。
在FIASH编程时,P0口作为原码输入口,当FIASH进行校验时,P0输出原码,此时P0外部必须被拉高。
P1口:
P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口,P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。
P1口管脚写入1后,被内部上拉为高,可用作输入,P1口被外部下拉为低电平时,将输出电流,这是由于内部上拉的缘故。
在FLASH编程和校验时,P1口作为第八位地址接收。
P2口:
P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口,P2口缓冲器可接收,输出4个TTL门电流,当P2口被写“1”时,其管脚被内部上拉电阻拉高,且作为输入。
并因此作为输入时,P2口的管脚被外部拉低,将输出电流。
这是由于内部上拉的缘故。
P2口用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时,P2口输出地址的高八位。
在给出地址“1”时,它利用内部上拉优势,当对外部八位地址数据存储器进行读写时,P2口输出其特殊功能寄存器的内容。
P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。
P3口:
P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口,可接收输出4个TTL门电流。
当P3口写入“1”后,它们被内部上拉为高电平,并用作输入。
作为输入,由于外部下拉为低电平,P3口将输出电流(ILL)这是由于上拉的缘故。
P3口也可作为AT89C51的一些特殊功能口,如下表所示:
口管脚备选功能
P3.0RXD(串行输入口)
P3.1TXD(串行输出口)
P3.2/INT0(外部中断0)
P3.3/INT1(外部中断1)
P3.4T0(记时器0外部输入)
P3.5T1(记时器1外部输入)
P3.6/WR(外部数据存储器写选通)
P3.7/RD(外部数据存储器读选通)
P3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。
RST:
复位输入。
ALE/PROG:
当访问外部存储器时,地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节
PSEN:
外部程序存储器的选通信号。
EA/VPP:
当/EA保持低电平时,则在此期间外部程序存储器(0000H-FFFFH),不管是否有内部程序存储器。
当/EA端保持高电平时,此间内部程序存储器。
XTAL1:
反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。
XTAL2:
来自反向振荡器的输出。
(3)振荡器特性:
XTAL1和XTAL2分别为反向放大器的输入和输出。
该反向放大器可以配置为片内振荡器。
石晶振荡和陶瓷振荡均可采用。
如采用外部时钟源驱动器件,XTAL2应不接。
有余输入至内部时钟信号要通过一个二分频触发器,因此对外部时钟信号的脉宽无任何要求,但必须保证脉冲的高低电平要求的宽度。
(4)芯片擦除:
整个PEROM阵列和三个锁定位的电擦除可通过正确的控制信号组合,并保持ALE管脚处于低电平10ms来完成。
在芯片擦操作中,代码阵列全被写“1”且在任何非空存储字节被重复编程以前,该操作必须被执行。
此外,AT89C51设有稳态逻辑,可以在低到零频率的条件下静态逻辑,支持两种软件可选的掉电模式。
在闲置模式下,CPU停止工作。
但RAM,定时器,计数器,串口和中断系统仍在工作。
在掉电模式下,保存RAM的内容并且冻结振荡器,禁止所用其他芯片功能,直到下一个硬件复位为止。
At89C51图:
2.2、整体电路图:
2.3、时钟电路
2.4、复位电路
采用上电+复位,复位电容采用1nf,电阻,连接如图:
2.5、数码管倒计时显示电路
采用四位一体共阴数码管,分别显示西和北的剩余时间,A到G为码段控制端口,1到4为片选端口。
数码段显示部分通过RESPACK-8接单片机管脚的P0口,片选部分由P3.6到P3.7提供,具体的共阴数码管见图。
其中P3.6控制北边和西边剩余时间的十位数的显示;P3.7控制北边和西边剩余时间的个位数的显示。
2.6、交通灯显示电路
为了方便实验,可以用发光二极管作为交通灯来使用,单片机的I/O接口直接和交通灯(发光二极管)连接。
在十字路口的四组红、黄、绿三色交通灯中,东西方向道路上的两组同色灯连接在一起,南北方向道路上的两组同色的灯也彼此连接在,受单片机P1.0~P1.5控制。
P1.0:
控制南北方向绿灯的亮灭;
P1.1:
控制南边方向黄灯的亮灭;
P1.2:
控制南北方向红灯的亮灭;
P1.3:
控制东西方向绿灯的亮灭;
P1.4:
控制东西方向黄灯的亮灭;
P1.5:
控制东西方向红灯的亮灭。
2.7、驱动部分
使用RESPACK_8来使共阴极数码显示读数,由于P0口内部无上拉电阻,所以要使其工作必须外接上拉电阻,此处的用了一个排阻。
2.8紧急情况处理电路
紧急开关接在P3.2口,可在特殊情况下使用。
当有紧急情况发生时,如消防车、救护车等紧急车辆通过时,按下K1键,四个路口同时红灯亮10秒,10秒过后,紧急解除,恢复为原理的状态。
3、软件设计
3.1、总程序流程图:
3.2、中断之程序流程图:
3.3、源程序
ORG0000H
AJMPSTART
ORG0003H
LJMPINT00
ORG0013H
LJMPINT10
START:
MOVSP,#60H
SETBEX0
SETBEX1
SETBEA
MAIN:
LCALLST10
LCALLST20
LCALLST30
LCALLST40
LJMPMAIN
ST00:
MOVA,#00
MOVP1,A
ST10:
MOVR7,#30
ST11:
MOVR0,#0DEH;南北绿灯亮,东西红灯亮
MOVP1,R0
LCALLDELAY1S
RET
ST20:
MOVR4,#05
ST21:
MOVR0,#0EDH;东西南北黄灯闪
MOVP1,R0
MOVR5,#05
L22:
LCALLDELAY01S
DJNZR5,L22
MOVR0,#0FFH
MOVP1,R0
MOVR5,#05
L23:
LCALLDELAY01S
DJNZR5,L23
DJNZR4,ST21
RET
ST30:
MOVR7,#20
MOVR0,#0F3H;东西绿道行亮,南北红灯亮
MOVP1,R0
LCALLDELAY1S
RET
ST40:
MOVR4,#05
ST41:
MOVR0,#0EDH;黄灯闪
MOVP1,R0
MOVR5,#05
L42:
LCALLDELAY01S
DJNZR5,L42
MOVR0,#0FFH
MOVP1,R0
MOVR5,#05
L43:
LCALLDELAY01S
DJNZR5,L43
DJNZR4,ST41
RET
DELAY1S:
MOVR3,#50
CLRA
DIS0:
MOVA,R7
LCALLX0
DJNZR3,DIS0
DJNZR7,DELAY1S
RET
DELAY01S:
MOVR7,#05
CLRA
DIS1:
MOVA,R4
LCALLX0
DJNZR7,DIS1
RET
DELAY10MS:
MOVR2,#20
DEL1:
MOVR6,#248
DJNZR6,$
DJNZR2,DEL1
MOVR6,#00
MOVR2,#00
RET
TAB:
DB3FH,06H,5BH,4FH
DB66H,6DH,7DH,07H
DB7FH,6FH,77H,7CH
DB39H,5EH,79H,71H
DB40H,00H
X0:
MOVR6,A
MOVR1,#40H
MOVA,R6
(3)是否符合区域、流域规划和城市总体规划。
MOVB,#10
(1)环境的使用价值。
环境的使用价值(UV)又称有用性价值,是指环境资源被生产者或消费者使用时,满足人们某种需要或偏好所表现出的价值,又分为直接使用价值、间接使用价值和选择价值。
DIVAB
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