基于51单片机交通控制系统模拟设计.docx

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1、基于51单片机交通控制系统模拟设计于 基于 51 单片机得交通限制系统模拟设计 学院：电气与限制工程学院 专业：自动化 姓名:书目 1 1 、设计思路 . 错误!未定义书签。2、2显示界面方案误错 错误! 未定义书签。2、3输入方案：误错 错误! 未定义书签。3 单片机交通限制系统总体设计 . 错误!未定义书签。3、1 单片机交通限制系统得通行方案设计 2、2单片机交通限制系统得功能要求 23、3 单片机交通限制系统得基本构成及原理 . 错误! 未定义书签。4 4 智能交通灯限制系统得硬件设计 . 错误!未定义书签。、1系统硬件总电路构成及原理 . 错误! 未定义书签。4 、 2 系统硬件电路

2、构成 错误 ! 未定义书签。4 、 3 系统工作原理 错误 ! 未定义书签。5系统软件程序得设计 . 错误!未定义书签。、1程序主体设计流程 . 错误! 未定义书签。 参考文献 、17 设计心得体会 、18 附录19基于单片机得交通限制系统模拟设计1 1 、设计思路（)分析目前交通路口得基本限制技术以及各种通行方案,并以此为基础提出自己得交通限制得初步方案。(2)确定系统交通限制得总体设计，包括,十字路口详细得通行禁行方案设计以及系统应拥有得各项功能,在这里,本设计除了有信号灯状态限制能实现基本得交通功能,还增加了倒计时显示提示，基于实际状况，又增加了紧急状况处理与通行时间可调这两项特特别功能

3、。（3）进行显示电路,灯状态电路，按键电路得设计与对各器件得选择及连接，大体安排各个器件及模块得基本功能要求. （)进行软件系统得设计，对于本系统，采纳单片机语言编写,对单片机内部结构与工作状况做了足够得探讨,了解定时器，中断以及延时原理，总体上完成了软件得编写。2 2 、单片机交通限制系统 方案 得 比较、设计与论证、 电源供应方案 采纳单片机限制模块供应电源。改方案得优点就是系统简明扼要， 节约成本；缺点就是输出功率不高。2、 显示界面方案采纳数码管显示.这种方案只显示有限得符号与数码字符，简洁,便利。、3 输入方案：由于该系统对于交通灯及数码管得限制，只用单片机本身得/O 口就可实现,且

4、本身得计数器及 RA已经够用，故选择方案二. 3 3单片机交通限制系统总体设计、单片机交通限制系统得通行方案设计 设在十字路口,分为东西向与南北向，在任一时刻只有一个方向通行,另一方向禁行,持续肯定时间,经过短暂得过渡时间，将通行禁行方向对换。其详细状态如下所示。交通状态从状态 1 起先变换,直至状态 6 然后循环至状态 1，周而复始。通过详细得路口交通灯状态得演示分析我们可以把这四个状态归纳如下: 南北方向红灯灭,同时绿灯亮，东西方向黄灯灭，同时红灯亮,倒计时 30 秒。此状态下，东西向禁止通行，南北向允许通行. 南北方向绿灯灭，东西方向红灯灭，同时黄灯亮,倒计时 3 秒。此状态下，除了已经

5、正在通行中得其她所以车辆都需等待状态转换。黄灯灭,同时南北方向红灯亮,东西方向绿灯亮，倒计时 30 秒。此状态下，东西向允许通行，南北向禁止通行。东西方向绿灯灭，南北方向红灯灭，同时黄灯亮，倒计时 3 秒.此状态下,除了已经正在通行中得其她所以车辆都需等待状态转换. 下面我们可以用图表表示灯状态与行止状态得关系如下: 表 1 交通状态及红绿灯状态状态 1 状态 2 状态 状态 东西向 禁行 等待变换 通行 等待变换 南北向 通行 等待变换 禁行 等待变换 东西红灯 1 0 东西黄灯 0 1 0 1 东西绿灯 0 0 南北红灯 0 0 1 0 南北绿灯 0 0 1 南北黄灯 1 0 0 东西南北

6、四个路口均有红绿黄 3 灯，在任一个路口，遇红灯禁止通行,转绿灯允许通行，之后黄灯亮警告行止状态将变换。状态及红绿灯状态如表 1 所示。说明：0 表示灭,1表示亮。3、2 单片机交通限制系统得功能要求 本设计能模拟基本得交通限制系统，用红绿黄灯表示禁行，通行与等待得信号发生，还能进行倒计时显示. （）倒计时显示 倒计时显示可以提示驾驶员在信号灯灯色发生变更得时间、在停止与通过两者间作出合适得选择。驾驶员与行人普遍都情愿选择有倒计时显示得信号限制方式,并且认为有倒计时显示得路口更平安。倒计时显示就是用来削减驾驶员在信号灯色变更得关键时刻做出困难推断得 1 种方法，它可以提示驾驶员灯色发生变更得时

7、间,帮助驾驶员在停止与通过两者间作出合适得选择 。3、3 单片机交通限制系统得基本构成及原理 单片机设计交通灯限制系统，可用单片机干脆限制信号灯得状态改变，基本上可以指挥交通得详细通行，当然,接入 LED 数码管就可以显示倒计时以提示行使者,更具人性化。本系统在此基础上,加入了紧急状况处理与时间调整功能。图 2 系统得总体框图 据此，本设计系统以单片机为限制核心,连接成最小系统,由按键设置模块产生输入，信号灯状态模块，LED 倒计时模块模块接受输出。系统得总体框图如上所示。单片机上电后，系统进入正常工作状态，执行交通灯状态显示限制，同时将时间数据倒计时输入到D 数码管上实时显示。在此过程中随时

8、调用急停按键. 4 4 智能交通灯限制系统得硬件设计4、1 系统硬件总电路构成及原理 实现本设计要求得详细功能，可以选用 AT9C51 单片机及外围器件构成最小限制系统,2个发光二极管分成4组红绿黄三色灯构成信号灯指示模块,1个LD构成倒计时显示模块，若干按键组成紧急按钮 . 4、系统硬件电路构成 本系统以单片机为核心，系统硬件电路由状态灯,ED 显示,按键，组成.其详细得硬件电路总图如图 3、1 所示。其中 P0 用于送显两片 LD 数码管，P1 用于限制红绿黄发光二极管，TAL1 与 XAL接入晶振时钟电路，ET 引脚接上复位电路,P2、6 与 P2、7 对数码管进行片选，P、2 即NT0

9、 紧急状况处理按键，3、3 即 INT1 接时间调整中断按键。单片机 最小系统 外围接口电路 LED 数码管显示 红黄绿信号灯 按键 限制电路4、3 系统工作原理 系统上电或手动复位之后，系统先显示状态灯及 L数码管，将状态码值送显 P口,将要显示得时间值得个位与十位分别送显 P0 口,在此同时用软件方法计时 1 秒，到达1s 就要将时间值减 1,刷新 LE数码管。时间到达一个状态所要全部时间，则要进行下一状态推断及连接，并装入次状态得相应状态码值以刚好间值, 20pFC120pFC21KR134.7KR1422uFC31212MHZS?SW-PBVCCVCCGNDGNDGNDVD12VD11

10、VD10VD9VD8VD7VD6VD5VD4VD3VD2VD14.7KR124.7KR114.7KR104.7KR94.7KR84.7KR74.7KR64.7KR54.7KR34.7KR44.7KR14.7KR2南北绿南北黄南北红东西绿东西黄东西红P1.5P1.4P1.3P1.2P1.1P1.0交通灯电路P1.0/T21P1.1/T2EX2P1.2/ECI3P1.3/CEX04P1.4/CEX15P1.5/CEX26P1.6/CEX37P1.7/CEX48RST9P3.0/RxD10P3.1/TxD11P3.2/INT012P3.3/INT113P3.4/T014P3.5/T115P3.6/W

11、R16P3.7/RD17XTAL218XTAL119VSS20P2.0/A821P2.1/A922P2.2/A1023P2.3/A1124P2.4/A1225P2.5/A1326P2.6/A1427P2.7/A1528PSEN29ALE/PROG30EA/VPP31P0.7/AD732P0.6/AD633P0.5/AD534P0.4/AD435P0.3/AD336P0.2/AD237P0.1/AD138P0.0/AD039VCC40IC1P80C51RA+5NK1K2K3复位电路紧急通行电路A1f2g3e4d5A6c8DP7b9a10DS1A1f2g3e4d5A6c8DP7b9a10DS30.

12、2KR150.2KR160.2KR170.2KR180.2KR190.2KR200.2KR210.2KR22倒计时显示电路Q?2N3904Q?2N3904VCC 基于单片机得交通灯限制系统电路图ED 连接图 信号灯得连接系统软件程序得设计5、1 程序主体设计流程 全部限制程序事实上分为若干模块:键盘设置处理程序,状态灯限制程序,LED 显示程序紧停程序,中断服务子程序等。整个软件程序方面主要分两大部分:主程序部分与中断处理程序。流程图如图 9 所示。系统总流程图 设计说明:该智能交通灯限制系统得软件设计采纳得就是依次执行并反复循环得方法。智能交通灯限制系统在正常工作得状况下，每 3s 循环改变

13、一次。每个循环周期在还剩 3s 时，正在通行路口得黄灯同时点亮并起先闪耀，以提示路人上得行人及车辆,交通灯即将发生改变.在此期间若中断按键按下则转入中断服务子程序进行相关操作。 设计心得体会吴震 在焊接过程中，我们学会应先合理得布局,并仔细检查每个元器件,确保无误后再焊接。还有，不能急于求成，要焊接一个模块,检查一个模块，免得整个版子焊完后再在一大堆线中检查，这样不仅效率低且耗时。自然，我们也学会如何去发觉问题与解决问题得一些方法。至于软件设计与调试，我觉得它主要考验您得思维逻辑实力及您对指令得熟识程度。可以说再整个软件设计过程中，我不仅学会了延时得两种方法,即软件延时与硬件延时，还驾驭数码管

14、得两种显示方式（即动态显示与静态显示）及其如何选择。当然,通过几次反复调试过程，使得我对汇编指令有了更深刻得理解。在整个课程设计过程我还驾驭了一下几点：(）驾驭了电子系统设计得流程,熟识了各种硬件电路以及软件编程方法。（2）理解了最单片机得各部分组成及特性。（)娴熟运用了各种计算机协助设计工具完成设计,充分驾驭了这些工具得运用. 通过本次得课程设计，充分意识到自己所学得东西还就是特别有限得，不过通过设计,还就是学到了一些书本上没有学到得东西,为自己以后得学习起了很大得帮助。就我个人而言,很深刻地体会到一点，那就就是我们在设计过程中肯定要有一个整体得清楚得思路，知道自己得设计得对象得基本功能与核

15、心器件得适用及其作用,只要把握住这些主要方面，一些小问题都将围围着这些主要问题而逐步得到解决。同时我也懂得，在整个设计过程中，生活中也一样，肯定要意志坚决，克服自己得畏难心情，这样才能将事情做好，才能干出一番成就。设计心得体会赵玉峰我觉得类似这种课程设计得实践真得不错，通过这些项目练习,我自学实力，解决实际问题得实力得到提高,可以说就是对综合素养全面提升，我想这也就是我们上高校应真正学到得。在这次课程设计中，我最大得感受之一就就是学问欠缺.通过这次课程设计，我知道了自己得缺陷。因为在平日里得学习中，只讲究完成作业与考试,对学问得好用性不就是太重视.通过本次课程设计我明白了学以致用得得重要性。我

16、得另一个感受就就是团队意识。从起先得确定方向题目,到最终得完成制作，我们小组成员始终坚守在一起，各尽所能，各施所长，相互激励，相互学习，一起克服了重重困难。我想,不管我们得艰辛能否换来我们期盼得结果,我们都将无怨无悔。设计心得体会 文毅 作为一名自动化专业得大三学生,我觉得做单片机课程设计就是非常有意义得，而且就是非常必要得。在已度过得高校时间里，我们大多数接触得就是专业课。我们在课堂上驾驭得仅仅就是专业课得理论学问,如何去熬炼我们得实践实力?如何把我们所学得专业基础课理论学问运用到实践中去呢?我想做类似得课程设计就为我们供应了良好得实践平台。通过这次设计，我懂得了学习得重要性，了解到理论学问

17、与实践相结合得重要意义，学会了坚持、耐性与努力,这将为自己今后得学习与工作做出了最好得榜样。我觉得作为一名自动化专业得学生，单片机得课程设计就是很有意义得。更重要得就是如何把自己平常所学得东西应用到实际中。附录 附录一:系统总体原理图20pFC120pFC21KR134.7KR1422uFC31212MHZS?SW-PBVCCVCCVCCGNDGNDGNDVD12VD11VD10VD9VD8VD7VD6VD5VD4VD3VD2VD14.7KR124.7KR114.7KR104.7KR94.7KR84.7KR74.7KR64.7KR54.7KR34.7KR44.7KR14.7KR2南北绿南北黄南

18、北红东西绿东西黄东西红P1.5P1.4P1.3P1.2P1.1P1.0交通灯电路P1.0/T21P1.1/T2EX2P1.2/ECI3P1.3/CEX04P1.4/CEX15P1.5/CEX26P1.6/CEX37P1.7/CEX48RST9P3.0/RxD10P3.1/TxD11P3.2/INT012P3.3/INT113P3.4/T014P3.5/T115P3.6/WR16P3.7/RD17XTAL218XTAL119VSS20P2.0/A821P2.1/A922P2.2/A1023P2.3/A1124P2.4/A1225P2.5/A1326P2.6/A1427P2.7/A1528PSEN

19、29ALE/PROG30EA/VPP31P0.7/AD732P0.6/AD633P0.5/AD534P0.4/AD435P0.3/AD336P0.2/AD237P0.1/AD138P0.0/AD039VCC40IC1P80C51RA+5NK1K2K3复位电路紧急通行电路A1f2g3e4d5A6c8DP7b9a10DS1A1f2g3e4d5A6c8DP7b9a10DS30.2KR150.2KR160.2KR170.2KR180.2KR190.2KR200.2KR210.2KR22倒计时显示电路Q?2N3904Q?2N3904VCC 附录二:系统程序清单ncluere52、h #efie ui u

20、nsignd #defne uchar nsig chaucar nm； int a； uca ce abe=x90,0x8,8,0x82， 092 ，0x9, 0xb ,0xa4， 0xf9， 0xc ; voi ely（uin ）； aa(）； bb(）； oid Otie_ni(vod）EX = 1；/开外部中断 0 EX1 = 1；/开外部中断 1发触沿边负/； = 0IIT1 1；/负边沿触发vd ain（) Oside_Ini（）;EA = ; )1(lihw ；3fx0=1 aa() ;)+mun；un;6=mun（rof ；x0P for(a=0；<=50;+） P2xf

21、；P0xc0;)01(yaed 2=0xfb；P= taenm; ;）01（yale P1=xde； a（）；or(u=；u9;nu+) ；de1P fo(a=；=50;+） 2=0x；P00xc0; ;）0(yaled P20f；P0 u; ;）1(yld vid Outsid_In1（voi）nerupt 1 using i（p3=0）P1=0b; bb（）; vi Outsident2(void）intrrpt 2 isuf(p3=0) P10xe； bb（）； aa（) fo（a=;a50；a）=0fd； P0=0xb0； dela（10）； ;0x00P;bf0=2Pdelay(10

22、) ; 0/or（a=0；a=50；a+）P=0xfd；P0=0a4; ;)01（yale;09x=P;bfx02Pdy（1) ； 92/ for(a=;a<=50;) P=0xfd;P=xa4； ela(10）; ;8x0=P;f=2P）0（yaled ； 82/ or（a=0；a=50;+）P2xfd；0=0x4； ;)1(yled;8f=0P;fx02P）01（d ； /7 fr（=0；a=0；a+) P2=0xf；P0=0xa4; ；）01(yale;28x0=0P；fx0=2day(1）； 6/ )+a；5=；0a(rfP=0xfd;P0=x4； ela（10)； 2=0f；P

23、00x92;eay(1）；5/ for(=;=5;+) 2xd;P=xa； deay（0）; P20xfb；0=09; elay(10）;42/ ）+a；05=<a;=a(fP2=0d；0=04; deay(0）； P20xfb；P0=0xb0; deay（10）；32/ ）+a；05a；=a（ofP20xd；P0=0x4; ；)0(ale20xb；P0=0xa4; ）（yaled; 22/ )+a;05<a；=a(rof0xfd；0=0xa4; ；)01(yaedP2=xfb;P0=0x； dely（10) ; /2fo（a0；a=5；+）P2=0xfd;0=0xa4; dela

24、y(10）； P20xfb；P=0c0; elay（0）； 2/ ）+a；5=a;0=a（ofP2xf;P0=f9； delay（0)； P2xb;P0x0; ela（10）； 9/for(a;a5；+) P2=xd;P=xf9; ;）0（aled;08x00P；fx0=2)1（aled ;8/ )+a;05；0=a(rfP0xd；=0xf9； ;）1（yaledP2=x；P0=0xf8； delay（10) ； 71/ ）+a；05=a；0=(rofP0x；P0=0x9； deay（0)； ;2x0=0P；bfx0=2Pdel(1）； 61/fo(a0；a<=50;+）2=0xfd;P

25、0=0xf9； ；）01（yd;2=P；bfx0=P)1（ya ; 51/ ）+a；5=a；=(roP2=0f；P0=09； dla（10); ；9xP;b0=Pdla（1）； 1/ )+a;05；=a(ofP2=xfd；P=0xf9; ey(10）； P2=0f;P0=0xb0； ； ）01(yaed /1 r（a=0;a50;a+)P=0x;P0=0xf9; ela（10）; 2=0xf；0=0xa4； )0(yaled ; /2 or(a=；a=50;+）P2=0xfd;P0=xf9； ；）1（yaldP2=0xb；0=0xf9; elay（0）; /11 f(a=0;5；+）P2=0d

26、;0=0xf9； ;)01（yald；0x0=0;bfx0=Pdel(1) ；01/ ）+a；05=a；0a（of20fd；P0=0x; dly（10）； P2=fb;P0=0x90; ）0（yaed； /09)+a;05=;0=a（ofP=fd;0=0x0； ;）1（yleP2xfb；P0=0x0； ）0（yaed ;80/ ）+a；05a;0=a（rfP=0xf；P0=0x0； elay(10)； =b;P0=0x8; ）1（yaled; 70/ for(a=0；a=50；a+)P=0xfd；=xc； dly(10)； P2=xb；P00x82; ； )1（yaled/0 or(a=0;a

27、<=50;a+) P=0xd;P00c0； dey（10); ;x0；bfx0=2Pelay(10) ；5/or（0；<=50;a+)P20d；Pxc0; dlay(10）； P=xb；P0=x99； ; )0（yaled /04 ）+a;5<a;a（roP20xfd；00xc0; ;）01（yaedP2=0xfb;00x； ）01（yaed/03）+a；05a；=（rfPxfd;P00x0； dlay（10）； P2=fb;P=xa; dely（10) ； 2/ or（=；a=；a+)P2=0xf;P00xc0; ；）01（yaledP2=0xfb；P0=0x9; ）01(

28、aled； /01 )+a;<a；0=a(roP2=f;P=0xc; ；）01(yaed；0c0=P;b02Peay（10）; /0 b（） ）+a；05=a；0=a(roP2=xfd；P=0x9； eay（10); 2xfb;P0=xc; )01(yaled ;01/ r（；a5；a+）2=0xfd；0=0xc0； ；）（yaedP=0xfb;0=0x90; deay(10）； 90/ for（a=;50；a) P2xf;P0=xc； dl（0); P2=xfb;P0=x80; ）01（yaed; 8/ ）+a；05=<a;0=a（oP=xd；0=x0； el（1）; ；fx0=

29、0P;bfx0=2P)01(yaled ； 7/ ）+a;05<a;0=(2=0xfd;P0=0xc0； ;)0(yaledP=0xfb;P0=0x82； delay（10）； /6 ）+；05a;a(rfP20fd;P0=xc； ；)01（yaled；9x0P;bx02P）0（yl ； 50/ )+a;05=;a(rofP2=0xfd；P00x0; ；)01(yled=0xf;099； deay(10）;40/ fo（a=0；a=50；a) Pfd; =xc0； delay（10）; P2=fb；P0=0b0； ）0（le； 0/ )+a;5;0=(rof2=0xf；P0=0c; ;）

30、1(yled;ax0P；bx0P)(yaed； 20/ )+a；05=a；0=a（rfP=fd；P=0； ;)01(yaled；9fx0=0P；bx0=P）01(yaled； 1/）+a；05=<a；=a（rfP2=0xd；P=c0； ;)01（yaed;0cx0=0P;x0=2Pay(10）； 00/ voidlay（nt z） ；y，x tniu ）x;0>x;z=x（ro ;）-y;0>y；011=y（rof 附录三：元器件清单 元器件型号 数量 共阳极数码管2 LE发光二极管 红黄绿各四个 330 欧电阻 2 排针 2 排 排孔 一排 自锁开关 4复位开关 1 三极管 92 2 导线 若干