交通信号灯控制器的设计drww.docx
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1、课程设计计任务书书学生姓名名: 专业业班级:电子科科学与技技术指导教师师:封小小钰 工作作单位: 信息息工程学学院 题 目: 交通通信号灯灯控制器器的设计计初始条件件:本设计既既可以使使用集成成集成译译码器、计数器、定时器、脉冲发生器和必要的门电路等。本设计也可以使用单片机系统构建交通信号灯控制器。用数码管管显示时时间计数数值,用用红、黄黄、绿LLED作作信号灯灯。要求完成成的主要要任务: (包包括课程程设计工工作量及及其技术术要求,以以及说明明书撰写写等具体体要求)1、课程程设计工工作量:1周。2、技术术要求: 要求求甲车道道和乙车车道两条条交叉道道路上的的车辆交交替运行行(以红红绿灯指指示
2、),每每次通行行时间设设为030秒秒(可预预置);变更车车道以前前,黄灯灯先亮55秒钟,黄黄灯亮时时,要求求每秒钟钟闪亮一一次;两两个车道道均以减减计数方方式显示示时间。其其余部分分可根据据情况自自行发挥挥。 确定定设计方方案,按按功能模模块的划划分选择择元、器器件和集集成电路路,设计计分电路路,阐述基基本原理理。绘制总总体电路路原理图图。3、查阅阅至少55篇参考考文献。按按武汉汉理工大大学课程程设计工工作规范范要求求撰写设设计报告告书。全全文用AA4纸打打印,图图纸应符符合绘图图规范。时间安排排:1、20010年年6月28日集集中,作作课设具具体实施施计划与与课程设设计报告告格式的的要求说说
3、明。2、20010年6月28日,查查阅相关关资料,学学习电路路的工作作原理。3、20010年6月28日 至 20100年 6月 299日,方方案选择择和电路路设计。4、20010年6月29日 至 20100年 7月1日,电电路调试试和设计计说明书书撰写。5、20010年 7月2日上交交课程设设计成果果及报告告,同时时进行答答辩。课设答疑疑地点:鉴主114楼电子科科学与技技术实验验室。指导教师师签名: 年 月 日日系主任(或或责任教教师)签签名: 年年 月月 日31武汉理工大学数字电子技术基础课程设计说明书目录摘要IAbsttracctIII1 绪论论12 设计计内容及及要求222.1设设计的目
4、目的及主主要任务务22.1.1设计计的目的的22.1.2 设设计任务务及主要要技术指指标22.2设设计思想想23 设计计原理及及单元模模块设计计33.1 设计原原理及方方法33.2 单元模模块设计计43.2.1 AAT899S522单片机机43.2.2 晶晶振电路路63.2.3复位位电路663.2.4LEED数码码管显示示模块773.2.5LEED红绿绿灯显示示模块773.2.6 软软件设计计84 电路路仿真995 调试试106 心得得体会111附录1 元件件清单113附录2 源程序序14摘要近年来随随着科技技的高速速发展,单单片机的的应用正正在不断断深入,同同时带动动传统控控制检测测技术日日
5、益更新新。在实实时检测测和自动动控制的的单片机机应用系系统中,单单片机往往往作为为一个核核心部件件来使用用,仅单单片机方方面知识识还是不不够的,还还应根据据具体硬硬件结构构,软硬硬件结合合,加以以完善2。十字字路口所所以能保保持秩序序井然,靠靠的就是是交通信信号灯的的自动指指挥控制制器。本本系统采采用ATT89SS52单单片机,数数码显示示管及红红、绿、黄黄LEDD灯模拟拟实现十十字路口口交通灯灯的各种种状态显显示以及及倒计时时时。本设计系系统由单单片机II/O口口扩展系系统、交交通灯状状态显示示系统、LLED数数码显示示系统、复复位电路路等几大大部分组组成。系系统除基基本的交交通灯功功能外,
6、还还具有倒倒计时等等功能,较较好的模模拟实现现了十字字路口可可能出现现的状况况。关键词:单片机机 交交通信号号灯 AT889S552 数码显显示管 LEED灯AbsttracctIn rreceent yeaars aloong witth ttechhniccal higgh sspeeed ddeveeloppmennt, monnoliithiic iinteegraatedd ciircuuits aappllicaatioon uunceeasiinglly tthorrouggh, simmulttaneeoussly leaads thee trradiitioonall coo
7、ntrrol exaaminnatiion tecchnoologgy tto rreneew dday by dayy. IIn tthe reaal-ttimee exxamiinattionn annd iin aautoomattic conntroolss moonollithhic inttegrrateed ccirccuitt apppliicattionn syysteem, thee moonollithhic inttegrrateed ccirccuitt offtenn taakess a corre ppartt too usse, onlly tthe monno
8、liithiic iinteegraatedd ciircuuit asppectt knnowlledgge iis iinsuuffiicieent, buut sshouuld alsso aact acccorddingg too thhe cconccrette hharddwarre aarchhiteectuure, thhe ssofttwarre aand harrdwaare uniion, coonsuummaatess. TTherrefoore thee innterrsecctioon ccan maiintaain ordderlly, deppenddingg
9、onn iss sttreeet-ttraffficc coontrrol ligghtss aautoomattic dirrecttionn coontrrolller. Thhis sysstemm usses at889C552 mmonoolitthicc innteggratted cirrcuiit, thee diigittal dissplaay ttubee annd rred, grreenn, tthe yellloww LEED llampp siimullatiion reaalizzes timme tthe intterssecttionn trrafffic
10、ligghts eeachh coondiitioon ddemoonsttrattionn ass weell as thee coounttdowwn.Thiss deesiggn ssysttem by thee moonollithhic inttegrrateed ccirccuitt I/O mmoutth eexpaansiion sysstemm, tthe traaffiic llighht ccondditiion dissplaay ssysttem, thhe LLED nummeriicall coode dissplaay ssysttem, thhe rresee
11、t ccirccuitt annd sso oon sseveerall maajorr paartss iss coompoosedd. SSysttem bessidees bbasiic ttraffficc liightt fuuncttionn, bbut alsso hhas funnctiionss annd sso oon ccounntdoown, thhe ggoodd siimullatiion hass reealiizedd thhe ccondditiion whiich thee innterrsecctioon pposssiblly aappeearss.Ke
12、y worrds:Monnoliithiic iinteegraatedd ciircuuit strreett-trrafffic conntrool llighhts AT899C522 diigittal dissplaay ttubee LEED llampp1 绪论论当今,红红绿灯安安装在各各个道口口上,已已经成为为疏导交交通车辆辆最常见见和最有有效的手手段。但但这一技技术在119世纪纪就已出出现了。18588年,在在英国伦伦敦主要要街头安安装了以以燃煤气气为光源源的红,蓝蓝两色的的机械扳扳手式信信号灯,用用以指挥挥马车通通行。这这是世界界上最早早的交通通信号灯灯。18868年年,英
13、国国机械工工程师纳纳伊特在在伦敦威威斯敏斯斯特区的的议会大大厦前的的广场上上,安装装了世界界上最早早的煤气气红绿灯灯。它由由红绿两两以旋转转式方形形玻璃提提灯组成成,红色色表示“停止”,绿色色表示“注意”。18669年11月2日日,煤气气灯爆炸炸,使警警察受伤伤,遂被被取消。电气启动动的红绿绿灯出现现在美国国,这种种红绿灯灯由红绿绿黄三色色圆形的的投光器器组成,119144年始安安装于纽纽约市55号大街街的一座座高塔上上。红灯灯亮表示示“停止”,绿灯灯亮表示示“通行”。19188年,又又出现了了带控制制的红绿绿灯和红红外线红红绿灯。带带控制的的红绿灯灯,一种种是把压压力探测测器安在在地下,车车
14、辆一接接近红灯灯便变为为绿灯;另一种种是用扩扩音器来来启动红红绿灯,司司机遇红红灯时按按一下嗽嗽叭,就就使红灯灯变为绿绿灯。红红外线红红绿灯当当行人踏踏上对压压力敏感感的路面面时,它它就能察察觉到有有人要过过马路。红红外光束束能把信信号灯的的红灯延延长一段段时间,推推迟汽车车放行,以以免发生生交通事事故。信号灯的的出现,使使交通得得以有效效管制,对对于疏导导交通流流量、提提高道路路通行能能力,减减少交通通事故有有明显效效果。119688年,联联合国道道路交通通和道路路标志信信号协定定对各各种信号号灯的含含义作了了规定。绿绿灯是通通行信号号,面对对绿灯的的车辆可可以直行行,左转转弯和右右转弯,除
15、除非另一一种标志志禁止某某一种转转向。左左右转弯弯车辆都都必须让让合法地地正在路路口内行行驶的车车辆和过过人行横横道的行行人优先先通行。红红灯是禁禁行信号号,面对对红灯的的车辆必必须在交交叉路口口的停车车线后停停车。黄黄灯是警警告信号号,面对对黄灯的的车辆不不能越过过停车线线,但车车辆已十十分接近近停车线线而不能能安全停停车时可可以进入入交叉路路口33。2 设计计内容及及要求2.1设设计的目目的及主主要任务务2.1.1设计计的目的的(1)加加强对单单片机认认识,充充分掌握握和理解解设计各各部分的的工作原原理、设设计过程程、选择择芯片器器件、模模块化编编程等多多项知识识。(2)用用单片机机模拟实
16、实现具体体应用,使使个人设设计能够够真正使使用。(3)把把理论知知识与实实践相结结合,充充分发挥挥个人能能力,并并在实践践中锻炼炼。(4)提提高利用用已学知知识分析析和解决决问题的的能力。(5)提提高实践践动手能能力。2.1.2 设设计任务务及主要要技术指指标(1)单单片机采采用用AAT899S522芯片,使使用发光光二极管管(红,黄黄,绿)代代表各个个路口的的交通灯灯,用88段数码码管对转转换时间间进行倒倒时(东东西路口口30秒秒,南北北路口330秒,黄黄灯时间间5秒)(2)设设计并绘绘制硬件件电路图图(3)焊焊接好元元器件(4)编编写程序序并将调调试好的的程序固固化到单单片机2.2设设计思
17、想想通过分析析,可以以用单片片机P33和P00口、锁锁存芯片片和显示示译码芯芯片的配配合来实实现控制制LEDD灯和数数码管。通通过锁存存芯片实实现单片片机口的的分时复复用,简简单易行行,且编编程简单单,能实实现数据据的快速速交换以以及单片片机的资资源的充充分利用用。采用用分模块块设计的的思想,程程序设计计实现的的基本思思想是一一个计数数器,选择一一个单片片机,其其内部为为一个计计数,是是十六进进制计数数器,模模块化后后,通过过设置或或程序清清除来实实现状态态的转换换,对不不同的状状态输入入要产生生相应状状态的下下一个状状态的预预置数,控制数数码管的的数字显显示,并并通过LLED灯灯模拟交交通灯
18、的的状态变变化66。3 设计计原理及及单元模模块设计计3.1 设计原原理及方方法整个设计计以ATT89CC52单单片机为为核心,由由数码管管显示,LLED数数码管显显示,复复位电路路组成1。硬件模块块如图33-1-1。AT89S52单片机数码管显示LED数码管显示晶振电路复位电路3-1-1硬件件模块图图东西、南南北两干干道交于于一个十十字路口口,各干干道有一一组红、黄黄、绿三三色的指指示灯,指指挥车辆辆和行人人安全通通行。红红灯亮禁禁止通行行,绿灯灯亮允许许通行。黄黄灯亮提提示人们们注意红红、绿灯灯的状态态即将切切换,且且黄灯燃燃亮时间间为东西西、南北北两干道道的公共共停车时时间。指指示灯燃燃
19、亮的方方案如表表所示。25S5S25S5S东西道红灯亮红灯亮绿灯亮黄灯亮南北道绿灯亮黄灯亮红灯亮红灯亮说明: (1)当当东西方方向为红红灯,此此道车辆辆禁止通通行,东东西道行行人可通通过;南南北道为为绿灯,此此道车辆辆通过,行行人禁止止通行。时时间为225秒。(2)黄黄灯5秒秒,警示示车辆和和行人红红、绿灯灯的状态态即将切切换。(3)当当东西方方向为绿绿灯,此此道车辆辆通行;南北方方向为红红灯,南南北道车车辆禁止止通过,行行人通行行。时间间为255秒。 (4)这这样如上上表的时时间和红红、绿、黄黄出现的的顺序依依次出现现这样行行人和车车辆就能能安全畅畅通的通通行。根据原理理分析,初初步设计计出
20、整体体电路图图(图33-1-2)。3-1-2 整体体电路设设计图3.2 单元模模块设计计3.2.1AT899S522单片机机其引DIIP封装装的脚图图如下:3-2-1ATT89SS52引引脚图主要性能能 与MCSS-511单片机机产品兼兼容 、88K字节节在系统统可编程程Flaash存存储器、 10000次擦擦写周期期、 全全静态操操作:00Hz33HHz 、 三级加加密程序序存储器器 、 32个个可编程程I/OO口线 、三个个16位位定时器器/计数数器 八八个中断断源 、全全双工UUARTT串行通通道、 低功耗耗空闲和和掉电模模式 、掉掉电后中中断可唤唤醒 、看看门狗定定时器 、双数数据指针
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