模拟交通灯设计

摘要本次设计选用单片机，配合一些电路完成交通控制系统。由于该单片机具有简单实用、高可靠性、良好的性能价格比以及体积小等优点，已经在各个技术领域得到了迅猛发展。实现同样的功能，这个方案既简单又经济！该灯控制逻辑可实现3种颜色灯的交替点亮、时间的倒计时，指挥车辆和行人安全通行，实时地控制当前交通灯时间，经仿真模拟的试验,该系统得到了预期的实时控制效果。关键词：单片机芯片；倒计时；交通灯；仿真器目录摘要I1前言12、设计思路13、系统硬件设计13.灯控制电路设计……………………………………………………….13.2倒计时显示电路设计………………………………………………..23.3系统总硬件图………………………………………………………..34、系统软件设计34.1计算与实现34.2流程图34.3源程序设计55、仿真图116、课程设计总结20[参考资料]21致谢221、前言本程序设计的是我们日常生活中非常多见的道路交通灯，它在现代社会中起到了相当大的作用，有了一个这样的机器，在人流密集的十字路口就可以顺利的通车，这样省下了不少的人力物力，给大家的生活也提供了很大的方便。当然，看上去简单的交通灯，在如今如此繁华的大都市，也变得多样化了。此次课程设计只选取了其中相对较为简单的交通灯设计，虽然简单，但运用的知识是一样的。因此，希望通过这次课程设计的锻炼，巩固同学们平时所学的知识，并在以后的学习中，灵活运用，不断加深。2.程序设计思路利用嵌套和调用的方法设计程序。首先，设置子程序，有25s倒计时的子程序和5s倒计时的子程序，有东西（南北）红灯亮，南北（东西）绿灯闪烁3s后变成黄灯亮的程序，另外还需要1s和0.5s的延时程序，其中，1s用于倒计时，0.5s用与绿灯闪烁的程序中；然后，设置主程序，先东西红灯亮，南北绿灯亮，同时倒计时25s，再东西红灯亮，南北绿灯闪烁3s后变成黄灯，同时倒计时5s，之后东西绿灯亮，南北红灯亮，同时倒计时25s，接着南北红灯亮，东西绿灯闪烁3s后变成黄灯，又返回到主程序开始，实现循环。3.系统硬件设计3.1灯控制电路设计由于32个LED来实现红绿灯状态，若直接接在单片机的口线，路口倒计时的显示就不能实现，所以本次设计中采用一种新型的电路如图3－1所示。3.2倒计时显示电路设计前面已经分析过相向的灯的状态和倒计时都是相同的，所以为了节省，采用两组四个数码管作为倒计时的显示；同时为了节省口资源，采用串口显示的方式驱动数码管。见图3－2所示。3.3系统总硬件图硬件图4、系统软件设计4.1计算与实现在本程序设计中，计算的不多，主要是延时程序的计算。由6MHz晶振，得其指令周期为0.2us，所以延时0.5s的计算为（248﹢2）×20×50×2us，延时1s的计算为（248﹢2）×20×100×2us。绿灯闪烁的实现：反复给东西或南北方向的绿灯赋高低电平，各0.5s。4.2流程图本程序多用子程序调用和嵌套来实现编程，其中包含了主程序，5s、10s、25s倒计时子程序，南北或东西方向绿灯闪烁3s变成黄灯在程序。下面是各程序的流程图。流程图主程序流程图5s或10s倒计时程序流程图25s倒计时程序流程图东西（南北）红灯亮，南北（东西）绿灯闪烁3s后黄灯亮程序流程图4.3源程序设计此程序的设计方法比较简单，主要利用了程序的嵌套和子程序的调用，其特点是容易被读懂。下面是程序设计内容。org00hljmpstartorg30hstart:movp1,#0deh;东西红灯亮，南北绿灯亮lcalls25s;25s倒计时lcalls5sshnb;东西红灯亮，南北绿灯闪烁3s后变成黄灯亮3s，5s倒计时movp1,#0f3h;东西绿灯亮，南北红灯亮lcalls25s;25s倒计时lcalls5sshdx;南北红灯亮，东西绿灯闪烁3s后变成黄灯亮3s，5s倒计时ljmpstarts25s:;25s倒计时程序movp2,#0a4hlcalls5smovp2,#0f9hlcalls10smovp2,#0c0hlcalls10srets5s:;5s倒计时子程序movdptr,#tabs0:mova,#04hmovca,@a+dptrcjnea,#01h,s1ljmps5ss1:movp0,alcalldelay1sincdptrcjnea,#0c0h,s0rets10s:;10s倒计时子程序movdptr,#tabs2:mova,#00hmovca,@a+dptrcjnea,#01,s3ljmps10ss3:movp0,alcalldelay1sincdptrcjnea,#0c0h,s2rets5sshnb:;东西红灯亮，南北绿灯闪烁3s后变成黄灯亮3s，5s倒计时子程序movp0,#92hlcalls1sshnbmovp0,#99hlcalls1sshnbmovp0,#0b0hlcalls1sshnbmovp0,#0a4hmovp1,#0eeh;东西红灯亮，南北黄灯亮lcalldelay1smovp0,#0f9hlcalldelay1smovp0,#0c0hlcalldelay1srets1sshnb:;东西红灯亮，南北绿灯闪烁子程序movp1,#0dehlcalldelay05smovp1,#0fehlcalldelay05srets5sshdx:;南北红灯亮，东西绿灯闪烁3s后变成黄灯亮3s，5s倒计时子程序movp0,#92hlcalls1sshdxmovp0,#99hlcalls1sshdxmovp0,#0b0hlcalls1sshdxmovp0,#0a4hmovp1,#0f5h;南北红灯亮，东西黄灯亮lcalldelay1smovp0,#0f9hlcalldelay1smovp0,#0c0hlcalldelay1srets1sshdx:;南北红灯亮，东西绿灯闪烁子程序movp1,#0f7hlcalldelay05smovp1,#0f3hlcalldelay05sretdelay1s:;1s延时程序movr5,#100d2:movr6,#20d1:movr7,#248djnzr7,$djnzr6,d1djnzr5,d2retdelay05s:;0.5s延时程序movr2,#50d4:movr3,#20d3:movr4,#248djnzr4,$djnzr3,d3djnzr2,d4rettab:db90h,80h,0f8h,82h,92h,99h,0b0h,0a4h,0f9h,0c0hend5、仿真图东西方向红灯亮，南北方向绿灯亮25s东西方向红灯亮，南北方向绿灯闪烁3s东西方向红灯亮，南北方向黄灯亮东西方向绿灯亮，南北方向红灯亮25s南北方向红灯亮，东西方向绿灯闪烁3s东西方向黄灯亮，南北方向红灯亮6、课程设计总结在此次课程设计中，我学会了很多。一方面，使我在知识上的应用上了一个层次，更深一层地了解到书本上我们应该掌握的理论，并将其付诸实践，应用到人们的日常生活中去，从而使我找到了更浓厚的学习兴趣，也认识到单片机技术在现代生活中的重要地位，看到这个“口香糖大小的迷你主机”的无限潜能。另一方面，我学会了独立的完成一项小小的科技任务，编程，画硬件图，仿真的实现等等，这些都锻炼了我思维谨慎的能力，使我更深刻地懂得，以后遇到问题要多思考，多研究。而且，在课程设计过程中，带给了我一些小小的成就感，我会带着这些兴趣和成就感继续我的求学之旅，相信这对我今后的学习会带来很大的帮助。总结这次课程设计，此次设计使用的是静态显示，使用的是一位数码管，如果能使用动态显示，并且用二位数码管显示倒计时，将是设计比较完美。另外，程序的设计采用的是子程序调用和嵌套的方式，方法比较简单，但容易出错，而且内容也比较繁琐，不容易修改，所以要找一个更灵活和简洁的设计方案才是最理想的。与此同时，我们可以设计更为先进且多功能化的道路交通灯，比如能够自动报警等等。不过，总体上来说，这次课程设计给我带来的提升是不小的，我会带着这次的经验和教训，继续学习，使自己提升的更多。[参考资料][1]徐爱钧.《智能化测量控制仪表原理与设计》（第二版）[M].北京：北京航空航天大学出版社，2004.[2]吴金戌，沈庆阳，郭庭吉.《8051单片机实践与应用》[M].北京：清华大学出版社，2002.[3]张国勋，《缩短ICL7135A/D采样程序时间的一种方法》［J］.《电子技术应用》，1993，第一期.[4]高峰，《单片微型计算机与接口技术》[M].北京：科学出版社，2003.[5]刘伟，赵俊逸，黄勇，《一种基予C8051F单片机的SOC型数据采录器的设计与实现》［A］.天津市计算机学会单片机分会编.《2003年全国单片机及嵌如入式系统学术年会论文集（下册）》.致谢在做课程设计的半个月以来，我收获了很多。除了感激陈老师教给我们知识外，也非常感谢课程设计辅导老师余老师这么长时间以来的教导和培养，在您严格的要求和细心的指导下，我学会了独立思考，不懂就问。刚开始的时候我觉得自己落了几节课，对这门课没有系统的理解，也觉得自己这门课学的很不好，一直没有信心和勇气独立完成，但经过尝试，我最终成功地完成了这次的课程设计，虽然在课程设计的过程中遇到了很多的困难，但都一一克服了。同时，也对课程设计的格式和要求有了详细的了解，相信这会给以后带来很大的方便。当然，最重要的是，在您的监督下，通过我自己的学习和研究，对单片机这门课有了宏观的理解，并使我所学的知识掌握的更加牢固，在设计完成之后，平常看似复杂的交通灯控制，居然自己也能做出来，这让我对自己的能力刮目相看了，这也告诉我，只要自己肯下功夫，没有什么不可能的。另一方面，在本次课程设计中，我更加熟练的掌握了伟福软件和PROTEUS的应用，这将会为我的学习和工作带来很大的帮助。