2022年机电一体化课程方案设计书.docx

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1、精品学习资源目录1 绪论 21.1 背景和意义 21.2 设计要求 21.2.1 设计要求 21.2.2 主要内容 2 2 系统总体方案设计32.1 方案设计 32.2 方案论证 32.2.1 车流量检测方案 32.2.2 显示方案挑选52.3 芯片挑选及介绍 52.3.1 AT89C51主要特点 52.3.2 AT89C51外部引脚 52.3.3 AT89C51内部结构 7 3 系统硬件电路设计83.1 单片机最小系统设计83.1.1时钟电路83.1.2复位电路83.2 传感检测电路设计83.2.1 光电开关的工作原理83.2.2 电路连接 93.3 显示电路设计 103.4 电源电路设计

2、113.5 系统电路设计 11 4 系统软件设计 134.1 系统工作状态说明134.2 相关参数说明 154.3 系统主程序设计 154.4 中断程序流程图 164.5 系统仿真 164.5.1 Proteus仿真软件简介 164.5.2 仿真原理 174.5.3 系统仿真 175 总结 21参考文献 22致谢 23附录：程序 24欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源1 绪论1.1 背景和意义随着各种交通工具的进展和交通指挥的需要，第一盏名副其实的三色灯 红、黄、绿三种标志 于 1918 年产生；它是三色圆形四周投影器，被安装在纽约市五号街的一座高塔上，由于它的产生，使城市交通大为改善；

3、中国最早的公路红绿灯，是1928 年显现在上海的英租界；我国经济的快速进展导致了汽车数量的猛增，大中型城市的城市交通，正面临着严肃的考查；交通问题日益严峻，日常的交通堵塞成为人们司空见惯而又不得不忍耐的问题，在这种背景下，结合我国城市道路交通的实际情形，开发出真正适合我们自身特点的智能信号灯掌握系统已经成为当前的主要任务；随着电子技术的进展，利用单片机技术对交通灯进行智能化治理，已成为目前广泛采纳的方法；本设计论述了基于 AT89C51 单片机的交通灯掌握系统，该系统能依据路口车流量变化而转变交通灯闪亮时间，达到智能掌握交通的目的；该系统具有有用性强、操作简洁、扩展性好等特点；1.2 设计要求

4、1.2.1 设计要求（ 1）设计一个十字路口的交通灯掌握电路，要求南北方向和东西方向两个交叉路口的车辆交替运行，两个方向能依据车流量大小自动调剂通行时间，车流量大，通行时间长， 车流量小，通行时间短；（ 2）每次绿灯变红灯时 , 要求黄灯先亮 5s ，才能变换运行车辆；（ 3）东西方向、南北方向车道除了有红、黄、绿灯指示外，每一种灯亮的时间都用数码管显示器进行显示（采纳倒计时的方法）；（ 4）同步设置人行横道红、绿灯指示；1.2.2 主要内容本课题讨论的内容有如下几个方面：（ 1）基于车流量的智能交通灯掌握系统的工作原理；（ 2）基于车流量的智能交通灯掌握系统的硬件设计；（ 3）车流量检测原理

5、及其硬件电路设计；（ 4）基于车流量的智能交通灯掌握系统的程序设计；欢迎下载精品学习资源2 系统总体方案设计2.1 方案设计系统由 AT89C51 单片机模块、车流量检测模块、数码管显示模块、电源模块和红绿灯显示模块五个模块组成；由车流量检测模块测量得1 分钟内车流量传给AT89C51 单片机， AT89C51 单片机将信号处理后执行的状态，通过数码管显示模块和红绿灯显示模块分别显示时间（倒计时显示）和红绿灯状态；电源模块给AT89C51 单片机供应电源；系统方案框图如图 1 所示；图 1 系统框图2.2 方案论证2.2.1 车流量检测方案方案一：采纳遥感微波检测器 RTMS；微波交通检测器是

6、利用雷达线性调频技术原理，通过发射中心频率为 10.525GHz或 24.200GHz的连续频率调制微波 FMCW ；在检测路面上，投映一个宽度为 3-4M，长度为 64M的微波带；每当车辆通过这个微波投映区时，都会向RTMS反射一个微波信号， RTMS接收反射的微波信号，并运算接收频率和时间的变化参数以得出车辆的速度及长度，供应车流量、道路占有率、速度和车型等实时信息；为了检测出车道上车的数量， RTMS在微波束的发射方向上以2M为一个层面分展探测物体，微波束在15度范畴内投影形成一个分为 32个十层面的椭圆形波束， 椭圆的宽度取决于仪器挑选的工作方式 ，通过这种方式可检测出车量数RTMS具

7、有两种基本的使用模式，分别是路边侧向模式和前方正欢迎下载精品学习资源向模式；路边侧向模式可以使用一台RTMS同时检测多至 8条车道，并供应每条车道的交通信息；前方正向模式，用一台RTMS实时检测一条单一车道的交通情形；RTMS的检测精度高，且是一个全天候的车辆检测器；方案二：采纳磁感应车辆检测器；这种环形线圈检测器是传统的交通检测器，是目前世界上用量最大的一种检测设备；这些埋设在道路表面下的线圈可以检测到车辆通过时的电磁变化进而精确地算出交通流量；交通流量是交通统计和交通规划的基本数据，通过这些检测结果可以用来运算占用率 表征交通密度 ， 在使用双线圈模式时仍可以供应速度、车辆行驶方向、车型分

8、类等数据，这些数据对于交通治理和统计是极为重要的；原理方框图如图 2所示；环形检测器 1环形检测器 n自定义总线掌握单元调制解调器监控中心图 2 磁检测器方框图该方案测量精度较好，且性能稳固；方案三：利用红外线车辆检测器；红外线车辆检测器是利用被检测物对光束的遮挡或反射，通过同步回路检测物体有无；物体不限于金属，全部能反射光线的物体均可被检测；光电开关将输入电流在发射器上转换为光信号射出，接收器再依据接收到的光线的强弱或有无对目标物体进行探测；如当汽车通过光扫描区域时，部分或全部光束被遮挡，从而实现对车辆数据的综合检测；红外线车辆扫描系统供应了车辆轮廓扫描的解决方案，并供应车辆分别信号，同时仍

9、能够检测挂钩是否存在及其位置，由于光学产品的高速响应，当车速低于100公里 / 小时，系统可对车辆间距0.3M车辆实现牢靠的分别检测并抓取车辆轮廓数据，当车速低于 200公里 / 小时，对车辆间距0.6M的车辆实现牢靠的分别检测并抓取轮廓数据，系统可自动分类超过 100种车型，车辆自动分类的精确率超过99；常利用光电开关技术成熟，高速响应，可输出丰富的车辆数据信息，能牢靠检测各种特别车辆；抗干扰性强，不受恶劣气象条件或物体颜色的影响，安装简便；欢迎下载精品学习资源方案一造价高，且易受环境影响，方案二需将检测器埋入地底下，对已建成道路使用不便利；方案三性价比高，且设计简洁，权衡利弊，应选用方案三

10、；2.2.2 显示方案挑选该系统要求完成倒计时、状态灯等显示功能；基于上述缘由，系统可采纳以下三种方案：方案一：完全采纳数码管显示；这种方案只显示有限的符号和数码字符，无法胜任题目要求；方案二：完全采纳点阵式LED 显示；这种方案实现复杂，且须完成大量的软件工作；但功能强大，可便利的显示各种英文字符，汉字，图形等；方案三：采纳数码管与LED 相结合的方法，由于设计既要求倒计时数字输出，又要求有状态灯输出等，为便利观看并考虑到现实情形，用数码管与LED 灯分别显示时间及状态信息；这种方案既满意系统功能要求，又削减了系统实现的复杂度；权衡利弊，系统打算采用方案三以实现系统的显示功能；2.3 芯片挑

11、选及介绍采纳 AT89C51单片机作为主掌握器； AT89C51具有两个 16位定时器 / 计数器， 5个中断源，便于对车流量进行定时中断检测； 32根 I/O 线，使其具有足够的 I/O 口驱动数码管及交通灯；外部存贮器寻址范畴 ROM、RAM64K，便于系统扩展；其 T0， T1口可以对外部脉冲进行实时计数操作，故可以便利实现车流量检测信号的输入；2.3.1 AT89C51 主要特点AT89C51是一种带 4K 字节闪耀可编程可擦除只读储备器的低电压，高性能的CMOS8位微处理器，单片机的可擦除只读储备器可以反复擦除100 次；该器件采纳ATMEL高密度非易失储备器制造技术制造，与工业标准

12、的MCS-51指令集和输出管脚相兼容；2.3.2 AT89C51 外部引脚AT89C51单片机引脚图如图3所示；欢迎下载精品学习资源图 3 AT89C51 单片机引脚图Pin9 ：RESET/Vpd 复位信号复用脚，当 89C51 通电，时钟电路开头工作，在 RESET引脚上显现 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 地址开头执行程序；然而，初始复位不转变 RAM（包括工作寄存器R0-R7）的状态，及 89

13、C51 的初始态；89C51 的复位方式可以是自动复位，也可以是手动复位, ；此外， RESET/Vpd 仍是一复1用脚， Vcc 掉电期间，此脚可接备用电源，以保证其内部RAM的数据不丢失；Pin30 ： AE/ PROG 当拜访外部程序器时， ALE地址锁存 的输出用于锁存地址的低位字节；而拜访内部程序储备器时，ALE 端将有一个 1/6时钟频率的正脉冲信号，这个信号可以用于识别单片机是否工作，也可以当作一个时钟向外输出；更有一个特点，当拜访外部程序储备器， ALE会跳过一个脉冲；假如单片机是 EPRO，M 在编程其间， PROG 将用于输入编程脉冲；Pin29 ： PESN 当拜访外部程

14、序储备器时，此脚输出负脉冲选通信号， PC 的 16 位地址数据将显现在 P0 和 P2 口上，外部程序储备器就把指令数据放到 P0 口上，由 CPU读入并执行；Pin31 ： EA/Vpp 程序储备器的内外部选通线， 89C51 内置有 4kB 的程序储备器，当 EA欢迎下载精品学习资源为高电平并且程序地址小于4kB 时，读取内部程序储备器指令数据，而超过4kB 地址就读取外部指令数据；如EA 为低电平，就不管地址大小，一律读取外部程序储备器指令；显然，对内部无程序储备器的8031， EA端必需接地；2.3.3 AT89C51 内部结构AT89C51 单片机包含中心处理器、程序储备器ROM、

15、数据储备器RAM、定时 / 计数器、并行接口、串行接口和中断系统等几大单元，及数据总线、地址总线和掌握总线等三大总线，现在分别加以说明：(1) 中心处理器：中心处理器 CPU是整个单片机的核心部件，是8 位数据宽度的处理器，能处理8 位二进制数据或代码， CPU 负责掌握、指挥和调度整个单元系统和谐的工作，完成运算和掌握输入输出功能等操作；(2) 数据储备器 RAM89C51 内部有 128 个 8 位用户数据储备单元和128 个专用寄存器单元，它们是统一编址的，专用寄存器只能用于存放掌握指令数据，用户只能拜访，而不能用于存放用户数据，所以，用户能使用的RAM只有 128 个，可存放读写的数据

16、，运算的中间结果或用户定义的字型表；(3) 程序储备器 ROM：89C51 共有 4KB掩膜 ROM，用于存放用户程序，原始数据或表格；(4) 定时 / 计数器 ROM：89C51 有两个16 位的可编程定时 / 计数器，以实现定时或计数产生中断用于掌握程序转向；(5) 并行输入输出 I/O口：89C51 共有 4 组 8 位 I/O 口P0 、P1、P2 和 P3，用于对外部数据的传输；(6) 全双工串行口：89C51 内置一个全双工串行通信口，用于与其它设备间的串行数据传送，该串行口既可以用作异步通信收发器，也可以当同步移位器使用；(7) 中断系统：89C51 具备较完善的中断功能，有两个

17、外中断、两个定时/ 计数器中断和一个串行中断，可满意不同的掌握要求，并具有2 级的优先级别挑选；欢迎下载精品学习资源3 系统硬件电路设计3.1 单片机最小系统设计89C51 内置最高频率达12MHz 的时钟电路，用于产生整个单片机运行的脉冲时序，但89C51 单片机需外置振荡电容；3.1.1 时钟电路在 MCS 51 单片机片内有一个高增益的反相放大器，反相放大器的输入端为XTAL1，输出端为 XTAL2， C2、C3 取 22pF，晶振频率取 12MHZ；振荡电路如图 4 所示；3.1.2复位电路手动按钮复位需要人为在复位输入端RST 上加入高电平如图4；一般采纳的方法是在RST 端和正电源

18、 Vcc 之间接一个按钮；当人为按下按钮时，就Vcc 的+5V 电平就会直接加到 RST 端；复位电路如图4 所示；图 4 复位、振荡电路连接图3.2 传感检测电路设计3.2.1 光电开关的工作原理光电开关（光电传感器）是光电接近开关的简称，它是利用被检测物对光束的遮挡或反射，由同步回路选通电路，从而检测物体有无的；物体不限于金属，全部能反射光线的物体均可被检测；光电开关将输入电流在发射器上转换为光信号射出，接收器再依据接收到的光线的强弱或有无对目标物体进行探测；其工作原理如图 5所示；欢迎下载精品学习资源图 5光电开关工作原理简图发送器对准目标发射光束，发射的光束一般来于半导体光源，发光二极

19、管LED 、激光二极管及红外发射二极管；光束不间断地发射，或者转变脉冲宽度；接收器有光电二极管、光电三极管、光电池组成；在接收器的前面，装有光学元件如透镜和光圈等；在其后面是检测电路，它能滤出有效信号和应用该信号；3.2.2 电路连接当输入端加电信号时 , 发光器发出光线，照耀在受光器上，受光器接受光线后导通，产生光电流从输出端输出，从而实现了“电- 光- 电”的转换；检测电路图如图 6所示；图 6 检测电路图、芯片 PC817A 的 1、 2 端口为输入端口， 3 、4 为输出端口；二极管始终处于导通状态，即向外发光，当有车辆经过检测路口时遮挡光线，三极管输出一个低电平，把低电平信号返回单片

20、机 P3.5 口，检测周期为 1 分钟；欢迎下载精品学习资源3.3 显示电路设计数码管是一种半导体发光器件，其基本单元是发光二极管；分段式数码管由分布在同一平面上如干段发光的笔画组成，如半导体显示器；其基本结构是PN结，即用发光二极管（LED）组成字型来来显示数字；这种数码管的每个线段都是一个发光二极管，因此也称LED数码管或 LED七段显示器；共阳数码管（如图7）在应用时应将公共极COM接到 +5V，当某一字段发光二极管的阴极为低电平常，相应字段就点亮；当某一字段的阴极为高电平常，相应字段就不亮；共阴数码管是指将全部发光二极管的阴极接到一起形成公共阴极COM的数码管；共阴数码管在应用时应将公

21、共极COM接到地线 GND上，当某一字段发光二极管的阳极为高电平常，相应字段就点亮；当某一字段的阳极为低电平常，相应字段就不亮；七段数码管各段对应代码（如图8）；本设计中共有 8个数码管，采纳共阳极接法；其中4个数码管显示 4个路口的个位数字，另外 4个数码管显示十位数字；P0.0-P0.6 依次接数码管的 a、b、c、d、f 、 e、g，显示十位数字（如图 9）， P2.0-P2.6 依次接数码管的 a、b、 c、d、e、f 、g，显示个位数字（如图10）；图 7 共阳数码管图 8 七段数码管图 9 十位数字接线图图 10 个位数字接线图欢迎下载精品学习资源3.4 电源电路设计本设计需要供应

22、+5V稳固电压，为了提高系统的稳固性，采纳稳压器对其供应稳固电压；故挑选MC7805稳压器供应单片机+5V电压；其应用电路如图11所示；1Vin+5V3+5V1D N G+220VT1D4242C7 2000uFC8 0.33uFC9 0.1uF-BRIDGE13-U2 7805图 11 +5V 三端稳压电源220v 沟通电经变压器电压降为9v的沟通电，再经过整流得电压值U=0.9 9v，（稳压器的输入端 1的输入电压大于输出端电压（即5v） 2v就可以），稳压器端口2接地，端口 3为输出端；3.5 系统电路设计依据系统设计要求，结合各单元电路，得到如下的系统原理图如图12 所示；欢迎下载精品

23、学习资源图 12 系统原理图欢迎下载精品学习资源4 系统软件设计4.1 系统工作状态说明光电开关将检测到的车流量脉冲信号送入单片机的T1 口， T1 对输入脉冲计数，同时单片机 T0 口对其定时，在设置的一段时间内（如1 分钟），通过单片机定时器T0 的溢出中断，将计数值送回，单片机通过执行相应的程序，从而掌握交通状态灯切换及数码管的倒计时时间显示；单片机依据车流量变化详细工作状态如下：图 13 红绿灯显示状态 当定时时间，执行定时中断T0，单片机将T1 的计数值送给车流量检测变量CAR_NUMBE，RS单片机每执行一次程序，都将扫描该变量的值；当CAR_NUMBER大S于 25 辆/分，执行

24、状态（如表1）：东西方向绿灯，南北方向红灯，倒计时50 秒，同时，东西路口人行横道红灯50 秒，南北路口人行横道绿灯50 秒，然后东西黄灯5 秒，南北保持红灯5 秒，同时东西路口人行横道保持红灯5 秒，南北路口人行横道亮红灯5 秒，紧接着东西欢迎下载精品学习资源方向红灯，南北方向绿灯，倒计时45 秒后，东西路口人行横道绿灯45 秒，南北路口人行横道红灯 45 秒，然后南北亮黄灯5 秒，东西保持红灯状态5 秒，同时南北路口人行横道保持红灯 5 秒，东西路口人行横道亮红灯5 秒后，重新扫描；如图13 所示； 当系统刚开头工作或者CAR_NUMBER大S于或等于 15 辆/ 分，小于或等于 25 辆

25、/ 分，将执行状态（如表2）：东西方向绿灯，南北方向红灯，倒计时40 秒，同时，东西路口人行横道红灯 40 秒，南北路口人行横道绿灯40 秒，然后东西黄灯5 秒，南北保持红灯5秒，同时东西路口人行横道保持红灯5 秒，南北路口人行横道亮红灯5 秒，紧接着东西方向红灯，南北方向绿灯，倒计时25 秒，东西路口人行横道绿灯25 秒，南北路口人行横道红灯 25 秒后，南北亮黄灯5 秒，东西保持红灯状态5 秒，同时南北路口人行横道保持红灯5 秒，东西路口人行横道亮红灯5 秒后，重新扫描；如图 13 所示； 当 CAR_NUMBER小S于 15 辆/ 分，执行状态（如表3）：东西方向绿灯，南北方向 红灯，倒

26、计时30 秒，同时，东西路口人行横道红灯30 秒，南北路口人行横道绿灯30 秒，然后东西黄灯 5 秒，南北保持红灯5 秒，同时东西路口人行横道保持红灯5 秒，南北路口人行横道亮红灯 5 秒，紧接着东西红灯，南北绿灯，倒计时25 秒后，东西路口人行横道绿灯 25 秒，南北路口人行横道红灯25 秒后，南北亮黄灯5 秒，东西保持红灯5 秒，同时南北路口人行横道保持红灯5 秒，东西路口人行横道亮红灯5 秒后，重新扫描；如图13 所示；表 1状态（车流量大于25 辆/ 分）东西方向时间南北方向绿灯50红灯黄灯5红灯红灯45绿灯红灯5黄灯表 2东西方向状态（车流量大于15 辆/ 分，小于 25 辆/ 分）

27、时间南北方向绿灯40红灯黄灯5红灯红灯25绿灯红灯5黄灯表 3状态（车流量小于15 辆/ 分）欢迎下载精品学习资源东西方向时间南北方向绿灯30红灯黄灯5红灯红灯25绿灯红灯5黄灯4.2 相关参数说明交通量 counts ：是指在选定的时间段内，通过道路某一地点、某一断面或某一条车道的车辆实体数；交通量是一个随机数，不同时间、不同地点的交通量都是变化的，交通量 随时间和空间变化的现象，称之为交通量的时空分布特性；通常取某一时间段内的平均值 作为该时间段内的交通量；参考时间 t ：为了更精确地表示某个路口的车流量，挑选一个适合的时间段作为参考值，即参考时间；车流量CAR_NUMBE：RS指单位时间

28、内通过某一地点、某一断面或某一条车道的车辆实体数；详细关系如下：CAR_NUMBERS = counts/t 辆/ 分4.3 系统主程序设计电源接通后，系统先进行初始化，赋车流量初值20，车流量大于15，小于 25，执行状态 2，进行状态显示；检测电路进行实时检测，并比较，如车流量大于25，就执行状态1，并进行状态显示；如车流量小于25，大于 15，就执行状态2，并进行状态显示；如车流量小于 15，就执行状态 3，并进行状态显示；系统主程序流程图如图14 所示；开 始初始 化赋车 流量 初 值20状 态 显 示欢迎下载精品学习资源车 流 量大 于25 吗 ？车 流 量小 于15 吗 ？Y执 行

29、 状 态 1Y执 行 状 态 3N执 行 状 态 2欢迎下载精品学习资源图 14 主程序流程图4.4 中断程序流程图中 断 入 口1 分 钟到 了 吗N？Y将 TL1 中 的 值 送给 CAR_NUMBERSMOV TH0,#00HMOV TH1,#00HTH0 重 装 初 值RETI判定 1 分钟时间到了以后，进入中断，将TL1 值送给 CAR_NUMBE，RS执行 MOV语句，并给 TH0 重装初值，中断返回；中断程序流程图如图15 所示；图 15 中断程序流程图4.5 系统仿真4.5.1 Proteus仿真软件简介Proteus是英国 Labcenter公司开发的电路分析与仿真软件；Pr

30、oteus是目前最好的模拟单片机外围器件的工具，它可以仿真51 系列、 AVR， PIC 等常用的 MCU及其外围电路（如 LCD，RAM， ROM，键盘，马达， LED， AD/DA，部分 SPI 器件，部分IC 器件）；本文基 于 Proteus6.7SP3和 KEIL uVision3软件；运行于 Windows 操作系统上，可以仿真、分析SPICE 数字电路、模拟电路、数模混合电路，是目前唯独能实现对51、 PIC、AVR、HC11欢迎下载精品学习资源等处理器的仿真软件；4.5.2 仿真原理选好全部的元器件后单击元件列表中的图标就可以把所需要的元件放入编辑窗口中，调整元件的位置，并把地

31、线和电源放入编辑窗口中，最终进行连线；通过在T1 口接入一个开关，模拟光电开关信号，手动掌握开关的脉冲数，即为需要模拟的车流量，从而达到仿真成效；4.5.3 系统仿真单击仿真界面左下方的开头按扭，系统开头仿真；详细仿真过程如下：当交通灯开头工作后，执行默认状态，系统自动进入状态：东西方向绿灯，南北方向红灯，倒计时40 秒，同时，东西路口人行横道红灯40 秒，南北路口人行横道绿灯40 秒，然后东西黄灯 5 秒，南北保持红灯5 秒，同时东西路口人行横道保持红灯5 秒，南北路口人行横道亮红灯 5 秒，紧接着东西红灯，南北方向绿灯，倒计时25 秒，东西路口人行横道绿灯 25 秒，南北路口人行横道红灯2

32、5 秒后，南北亮黄灯5 秒，东西保持红灯状态5 秒， 同时南北路口人行横道保持红灯5 秒，东西路口人行横道亮红灯5 秒后，重新扫描；仿真结果如图 16 所示；图 16 默认状态仿真图当手动按下开关，频率小于15 次/ 分时，执行状态：欢迎下载精品学习资源东西方向绿灯，南北方向红灯，倒计时30 秒，同时，东西路口人行横道红灯30 秒，南北路口人行横道绿灯30 秒，然后东西黄灯5 秒，南北保持红灯5 秒，同时东西路口人行横道保持红灯 5 秒，南北路口人行横道亮红灯5 秒，紧接着东西红灯，南北绿灯，倒计时25 秒后，东西路口人行横道绿灯25 秒，南北路口人行横道红灯25 秒后，南北亮黄灯5 秒，东西

33、保持红灯 5 秒，同时南北路口人行横道保持红灯5 秒，东西路口人行横道亮红灯5 秒后，重新扫描；仿真结果如图17 所示；图 17 状态仿真图当手动按下开关，频率大于25 次/ 分，执行状态：东西方向绿灯，南北方向红灯，倒计时 50 秒，同时，东西路口人行横道红灯50 秒，南北路口人行横道绿灯50 秒，然后东西黄灯5 秒，南北保持红灯5 秒，同时东西路口人行横道保持红灯5 秒，南北路口人行横道亮红灯5 秒，紧接着东西方向红灯，南北方向绿灯，倒计时45 秒后，东西路口人行横道绿灯 45 秒，南北路口人行横道红灯45 秒，然后南北亮黄灯5 秒，东西保持红灯状态5 秒，同时南北路口人行横道保持红灯5

34、秒，东西路口人行横道亮红灯5 秒后，重新扫描；仿真结果如图18 所示；欢迎下载精品学习资源图 18 状态仿真图当手动按下开关，频率大于15 次/ 分，小于或等于25 次/ 分，执行状态：东西方向绿灯，南北方向红灯，倒计时40 秒，同时，东西路口人行横道红灯40 秒，南北路口人行横道绿灯 40 秒，然后东西黄灯5 秒，南北保持红灯5 秒，同时东西路口人行横道保持红灯 5 秒，南北路口人行横道亮红灯5 秒，紧接着东西红灯，南北方向绿灯，倒计时25 秒， 东西路口人行横道绿灯25 秒，南北路口人行横道红灯25 秒后，南北亮黄灯5 秒，东西保持红灯状态 5 秒，同时南北路口人行横道保持红灯5 秒，东西

35、路口人行横道亮红灯5 秒后，重新扫描；仿真结果如图19 所示；欢迎下载精品学习资源图 19 状态仿真图欢迎下载精品学习资源5 总结本次的设计实践将我们学到的学问应用到了实践，深化了对数字电路设计和单片机电子设计的熟悉，使我们在设计的实践中获得新知；学习了四年的理论学问和实践操作，我不仅仅得到的是课本上的东西，更重要的是我通过自己的独立动手，老师和同学的耐心指导下，让我学会了分析电路、设计电路的步骤以及运算机帮助作图等；我自知这次的设计有很多的不足，做得比较辛苦成效却不是很好，很多东西平常学得也不透彻，我觉得做一次课程设计从每一个细节都在锤炼着我们；我期望我们都能从中收成良多，能把学问真正变成自

36、己的东西；在本次设计中 , 从课题的挑选，到设计方案的讨论与论证、电路原理图设计以及PCB布局仍有软件设计及系统调试，每一个制作环节都是自己努力的结果；依据课题的设计要求，经过严谨的构思，得到的程序流程图再经过反复推敲；这是本次设计的核心之一；此次设计也是对所学学问的极大巩固和应用；欢迎下载精品学习资源参考文献1 宋现春，于复生主编 . 机电一体化系统设计 M. 北京 . 中国计量出版社， 2021 年 7 月.2 贾民平，张洪亭主编 . 测试技术 M. 北京 . 高等训练出版社，2021 年 5 月（ 2021 年 11月重印 .3张万奎主编. 模拟电子技术M.长沙. 湖南高校出版社.4张克

37、农主编. 数字电子技术M.西安. 高等训练出版社.5 高吉利编著全国高校生电子设计竞赛培训系列教程电子工业出版社，2007 年 5 月.6 吴金戌编 8051 单片机实践与应用清华高校出版社.7 .周澜景编著基于PROTEUS的电路及单片机系统设计与仿真北京航空航天高校出版社， 2006 年 5 月.8 刘湘涛、江世明编单片机原理与应用电子工业出版社，2006 年 8 月.9 何立民单片机高级教程北京航空航天高校出版社，2004 年 7 月.10 11 12 13 欢迎下载精品学习资源致谢本设计是在段广云指导老师的尽心指导下完成的；从设计的选题，相关资料的查寻，到论文的撰写这一整个过程中，段老

38、师以其丰富的体会、清楚的思路，自始至终给我以指导，使我能够顺当完成设计，她严谨的治学态度，精益求精的工作作风和孜孜不倦的求学精神令我受益匪浅；在此设计完成之际，对段老师表示诚心的感谢！在此要感谢我的指导老师，感谢老师给我这样的机会锤炼；在整个课程设计过程中我懂得了很多东西，也培育了我独立工作的才能，树立了对自己工作才能的信心，信任会对今后的学习工作生活有特别重要的影响；而且大大提高了动手的才能，使我充分体会到了在制造过程中的探究的艰巨和胜利的欢乐；虽然这个工程仍不是很完善，但是在设计过程中所学到的东西是这次毕业设计的最大收成和财宝，使我终身受益；欢迎下载精品学习资源附录：程序ORG 0000H

39、 LJMP 100H ORG 000BHLJMP T0_INTERUPT ORG 100H EAST_GREEN DATA 70HEAST_YELLOW DATA 71H EAST_RED DATA 72HCAR_NUMBERS DATA 73HMOV 73H,#20 ；车流量初值START:MOV DPTR,#TABMOV P3,#00H MOV SP,#60HMOV R3,#250；中断延时 15sMOV R4,#00H；MOV TMOD,#01010001B；计数器模式 1，定时器模式1MOV TH0,#15HMOV TL0,#0A0H； 60ms 初值MOV TH1,#00HMOV T

40、L1,#00HMOV IE,#82H；开放 T0 中断SETB TR0 SETB TR1SETB P3.5 ；I/O 口输入数据前需将其先置1, T1LOOP:CLR P3.7；中断检验位清 0,RD 外部 RAM 读选通MOV A,CAR_NUMBERSCJNE A,#25,LOOP1；CY=1 ,次序执行LOOP1:JNC STATE1欢迎下载精品学习资源CJNE A,#15,LOOP2； CY=0LOOP2:JC STATE3；CY=0 次序执行LJMP STATE2；使程序无条件跳转到STATE2 处执行STATE1: MOV EAST_GREEN,#50；车流量大于 25 时，显示状

41、态1 MOV EAST_YELLOW,#5MOV EAST_RED,#45LJMPSTATESTATE2: MOV EAST_GREEN,#40；车流量处于 15 和 25 之间，显示状态 2 MOV EAST_YELLOW,#5MOV EAST_RED,#25LJMPSTATESTATE3: MOV EAST_GREEN,#30；车流量小于 15 时，显示状态3 MOV EAST_YELLOW,#5MOV EAST_RED,#25LJMPSTATESTATE:MOV R0,EAST_GREEN；东西绿灯，南北红灯MOV P1,#11011110B STATE_1:LCALL T0_BCDLC

42、ALL DISPLAY LCALL DELAY_1SDJNZ R0,STATE_1STATE_2:MOV R0,EAST_YELLOW；显示黄灯MOVP1,#11101110B；低电平有效，东西由绿灯变为红灯时才需要亮黄灯，南北连续红灯STATE_22:LCALL T0_BCDLCALL DISPLAY LCALL DELAY_1S DJNZ R0,STATE_22STATE_3: MOV R0,EAST_RED；东西红灯，南北绿灯MOV P1,#11110011B欢迎下载精品学习资源STATE_33: LCALL T0_BCDLCALL DISPLAY LCALL DELAY_1SDJNZ R0,STATE_33STATE_4:MOV R0,EAST_YELLOW；显示黄灯，南北由绿灯变为红灯时才需要亮黄灯，东西连续红灯MOV P1,#11110101B STATE_44: LCALL T0_BCDLCALL DISPLAY LCALL DELAY_