十字路口交通灯实训报告(1)
更新时间:2023-11-11 07:48:01 阅读量: 教育文库 文档下载
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通信与信息工程学院
专业综合课程设计
班 级:姓 名:学 号:指导教师:设计时间:成 绩:
评 语:
电子科学与技术1101班
何薇薇 1107060104 葛国库 2015.1.4--2015.1.9
通信与信息工程学院
二〇一五年
1
专业综合课程设计报告
一、引言
本设计是关于简易交通灯控制系统的设计。主要内容有交通灯模拟系统设计方案,主要功能,各功能模块的介绍,电路设计,硬件部分设计,软件部分设计,硬件调试,设计方法等等。该设计中用二极管来模拟信号灯,紧急车的优先通过请求信号由外部中断技术来模拟。要求使AT89c51定时/计数器0作为定时器,要求对通行时间进行倒计时,从P0 口输出,在LED上显示并进行递减,以此来实现十字路口交通灯的指示功能。根据交通灯系统所需要实现的功能要求,先画出实验程序框图和主程序流程图,然后根据流程图写出其子程序。最后将程序加载单片机实验箱的芯片中,通过程序控制交通灯的亮灭。在本次课程设计中,我主要负责硬件系统的设计和电子电路的仿真工作。 1.1 设计目的
本设计是专业课程综合训练,可以通过理论学习,资料查阅,软,硬件设计,系统调试等环节,巩固和提高所学的知识和应用水平。学会提出问题,观察和分析问题,得到最终的科学方法。培养严谨的工作作风,务实的工作态度。为今后的毕业设计,及从事单片机控制系统的设计与维护奠定坚实的基础。 1.2 设计意义
本设计的意义在于通过具体的控制系统的设计,掌握控制系统设计的一般方法和处理问题的思路,特别是一些常用的技术手段。使我们能在实践教学环节中,积累设计经验,开拓思维空间,全面提高个人的综合能力。 1.3设计要求
1)利用定时器产生秒信号,控制十字路口红绿黄灯交替点亮和熄灭 2)采用LED数码管显示交通灯剩余时间 3)系统工作符合一般交通灯控制要求
二、设计方案
2.1方案论证
利用单片机完成交通信号灯控制器的设计,该交通信号灯控制器由一条主干道和一条支干道汇合成十字路口,在每个入口处设置红、绿、黄三色信号灯,红灯亮禁止通行,绿灯亮允许通行,
西
东 南 北 2
黄灯亮则给行驶中的车辆有时间停在禁行线外。用红、绿、黄发光二极管作信号灯。如上图所示。
(1)处于常允许通行的状态,支干道有车来时才允许通行。南北亮绿灯时,东西亮红灯;东西亮绿灯时,南北亮红灯。
(2)干道均有车时,两者交替允许通行,主干道每次放行26秒,黄灯闪烁6秒,设立26秒、6秒计时、显示电路。 2.2方案设计
单片机可选用AT89C51,它与8051系列单片机全兼容,为设计和调试带来极大的方便。南北向和东西向各采用2个数码管计时,同时需要对该方向的指示灯的点亮时间进行倒计时。
开 始 初始化 四个路口红灯亮 东西绿灯亮。南北红灯亮 延时 东西黄灯闪烁。南北红灯亮 延时 东西红灯亮。南北绿灯亮 延时 东西红灯亮。南北黄灯闪烁 延时
实验框图
三、硬件系统设计
3.1 AT89c51的引脚说明
AT89c51系列单片机中的8031、8051及8751均采用40管脚双列直插式封装,它是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器的低电压、高性能CMOS8位微处理器下图是它们的引脚配置,40个引脚中,正电源和地线两根,外置石
3
英振荡器的时钟线两根,4组8位共32个I/O口,中断口线与P3口线复用。
RESET/Vpd复位信号复用脚,当8051通电,时钟电路开始工作,在RESET引脚上出现24个时钟周期以上的高电平,系统即初始复位。初始化后,程序计数器PC指向0000H,P0-P3输出口全部为高电平,堆栈指针写入07H,其它专用寄存器被清“0”。RESET由高电平下降为低电平后,系统即从0000H地址开始执行程序。然而,初始复位不改变RAM(包括工作寄存器R0-R7)的状态,8051的初始态。 1)VCC:供电电压 2)GND:接地
3)P0口:P0口为一个8位漏极开路双向I/O口 4)P1口:是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口 5)P2口:为一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口
6)P3口:是8个带内部上拉电阻的双向I/O口。P3口也可作为AT89C51的一些 特殊功能口,如下所示: P3.1 RXD (串行输入口) P3.1 TXD (串行输出口) P3.2 /INT0(外部中断0) P3.3 /INT1 (外部中断1) P3.4 T0 (计时器0外部输入) P3.5 T1 (计时器1外部输入) P3.6 /WR (外部数据存储器写选通)
4
P3.7 /RD (外部数据存储器读选通)
7)RST:复位输入。当振荡器复位电路时,必须保持高电位
8)ALE/PROG:当访问外部存储器时,地址存储允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。
9)/PSEN:外部程序存储器的选通信号
10)/EA/VPP:当/EA保持低电平时,则在此期间外部程序存储器不管是否有内部程序存储器。
11)XTAL1:反响振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入 12)XTAL2:来自反向振荡器的输入 3.2复位部分电路设计
该设计采用加电直接复位,复位电容采用1uF,电阻10K?,为了节省元件,没有采用上电加按键模式。加电瞬间,RES管脚为高电平。通过电阻回路放电,使电压逐渐降为零,从而实现了复位功能。
3.3 时钟部分电路设计
时钟电路用于产生MCS-51单片机工作时所必须的时钟控制信号。其内部电路在时钟信号控制下,严格地按时序执行指令进行工作。在执行指令时,CPU首先要到程序存储器中取出需要执行的指令操作码,然后译码,并由时序电路产生一系列控制信号去完成指令所规定操作。
本设计采用12MHz晶振和两个瓷片电容,他们构成一个稳定的自激振荡器。该电容的大小影响振荡器频率的高低、振荡器的稳定性和起振的快速性。为单片机提供标准时钟。其中两个瓷片电容起微调作用。
AT89C51单片机它是硬件电路的核心部分,在由多片单片机组成的系统中,为了各单片机之间的时钟信号同步,应当引入唯一的公用外部脉冲信号作为各单片机的振荡脉冲,外部脉冲信号一般为12MHZ。
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