1、課程設計（論文）任務書學 院： 電氣工程學院 題 目： 基于單片機的 交通燈控制 起 止 時 間2016年8月20日至2016年9月9日 學 生 姓 名： abc 專 業(yè) 班 級： 本13電力05班 指 導 教 師： ABC 系 主 任： ABC 院 長： ABC 2016 年8月20日論文 (設計) 內容及要求：一、課程設計（論文）原始依據本課題采用單片機設計一個交通控制燈系統(tǒng)，實現(xiàn)交通燈控制系統(tǒng)的基本功能，通過按鍵調整主次干道的通行時間。通過這個具體控制系統(tǒng)的設計，掌握微機控制系統(tǒng)設計的一般方法和處理問題的思路，特別是一些常用的技術手段，在實踐教學環(huán)節(jié)中，積累設計經驗，開拓思維空間，全面提

2、高個人的綜合能力。二、課程設計（論文）主要內容1) 繪制交通燈控制系統(tǒng)的系統(tǒng)框圖，確定設計方案。2) 了解電路所需芯片的功能、參數(shù)和工作原理。3) 采用protel完成交通燈控制系統(tǒng)的原理圖繪制。4) 采用C語言完成軟件設計。5) 采用軟件完成編譯、仿真、下載.6) 完成交通燈控制系統(tǒng)的硬件設計方案.7) 調試并實現(xiàn)交通燈控制系統(tǒng)的功能.三、課程設計（論文）基本要求1) 用二極管顯示紅、綠、黃燈；2) 用數(shù)碼管顯示十字路口兩個方向的剩余時間；3) 用單片機的定時器產生秒信號，控制十字路口的紅綠黃燈交替點亮和熄滅；4) 封面5) 用按鍵設置兩個方向的通行時間（綠燈點亮時間）和暫緩黃燈通行時間（黃

3、燈點亮的時間）。四、課程設計（論文）進度安排第1周：材料準備與借閱，了解設計思路。第2周：設計要求說明及課題內容輔導，完成圖紙初稿。第3周：進行設計，完成說明書初稿。第4周：檢查，了解設計完成情況。第5周：參與答辯與綜合成績評定。五、主要參考文獻1何立民.單片機應用系統(tǒng)設計M.北京:北京航空航天大學出版社,1990:34-35.2徐惠民，安德寧.單片微型計算機原理接口及應用M.北京:北京郵電大學出版社,2000:126-129.3付曉光.單片機原理與應用技術M.北京:清華大學出版社,2004:138-141.4李維祥.MCS-51單片機原理與應用M.天津:天津大學出版社,2002:55-56.

4、5李廣弟,朱月秀,王秀山.單片機基礎M.北京:北京航空航天大學出版社,2001:44-47.6沙占友,葛家怡,馬洪濤.集成化智能傳感器原理與應用J.北京:電子工業(yè)出版社,2004:74-81.7張偉.單片機原理及應用M.北京:機械工業(yè)出版社,2002:174-180.8李玉峰,倪虹霞.MCS-51系列單片機原理與接口技術M.北京:人民郵電出版社,2004:128-129.9李勛,劉源.單片機實用教程M.北京:北京航空航天大學出版社,2006:11-12.10陳光東.單片微型計算機原理與接口技術.武漢:華中理工大學出版社,1999:64-71.11李朝青.單片機原理與接口技術M.北京:北京航空航

5、天大學出版社,2005.5.12樓然苗等.51系列單片機設計實例M.北京.北京航空航天出版社,2003.3.13何立民.單片機高級教程M.北京.北京航空航天大學出版社,2001.14趙曉安.MCS-51單片機原理及應用M.天津.天津大學出版社.2001.3.15肖洪兵.跟我學用單片機M.北京.北京航空航天大學出版社,2002.8.16夏繼強.單片機實驗與實踐教程M.北京.北京航空航天大學出版社,2001.17于鳳明.單片機原理及接口技術M.北京.中國輕工業(yè)出版社,1998.18閻石.數(shù)字電子技術基礎M.北京.高等教育出版社,2005. 指導老師： （ ） 年 月 日摘要當今，紅綠燈安裝在各個道

6、口上，已經成為疏導交通車輛最常見和最有效的手段。但這一技術在19世紀就已出現(xiàn)了。1858年，在英國倫敦主要街頭安裝了以燃煤氣為光源的紅，藍兩色的機械扳手式信號燈，用以指揮馬車通行。這是世界上最早的交通信號燈。1868年，英國機械工程師納伊特在倫敦威斯敏斯特區(qū)的議會大廈前的廣場上，安裝了世界上最早的煤氣紅綠燈。它由紅綠兩以旋轉式方形玻璃提燈組成，紅色表示“停止”，綠色表示“注意”。1869年1月2日，煤氣燈爆炸，使警察受傷，遂被取消。電氣啟動的紅綠燈出現(xiàn)在美國，這種紅綠燈由紅綠黃三色圓形的投光器組成，1914年始安裝于紐約市5號大街的一座高塔上。紅燈亮表示“停止”，綠燈亮表示“通行”。1918年

7、，又出現(xiàn)了帶控制的紅綠燈和紅外線紅綠燈。帶控制的紅綠燈，一種是把壓力探測器安在地下，車輛一接近紅燈便變?yōu)榫G燈；另一種是用擴音器來啟動紅綠燈，司機遇紅燈時按一下嗽叭，就使紅燈變?yōu)榫G燈。紅外線紅綠燈當行人踏上對壓力敏感的路面時，它就能察覺到有人要過馬路。紅外光束能把信號燈的紅燈延長一段時間，推遲汽車放行，以免發(fā)生交通事故。信號燈的出現(xiàn)，使交通得以有效管制，對于疏導交通流量、提高道路通行能力，減少交通事故有明顯效果。1968年，聯(lián)合國道路交通和道路標志信號協(xié)定對各種信號燈的含義作了規(guī)定。綠燈是通行信號，面對綠燈的車輛可以直行，左轉彎和右轉彎，除非另一種標志禁止某一種轉向。左右轉彎車輛都必須讓合法地正

8、在路口內行駛的車輛和過人行橫道的行人優(yōu)先通行。紅燈是禁行信號，面對紅燈的車輛必須在交叉路口的停車線后停車。黃燈是警告信號，面對黃燈的車輛不能越過停車線，但車輛已十分接近停車線而不能安全停車時可以進入交叉路口。隨著經濟的發(fā)展，交通運輸中出現(xiàn)了一些傳統(tǒng)方法難以解決的問題。道路擁擠現(xiàn)象日趨嚴重，造成的經濟損失越來越大，并一直保持大比例的增長。現(xiàn)在交通系統(tǒng)已不能滿足經濟發(fā)展的需求。由于生活水平的提高，人們對交通運輸?shù)娜约胺账教岢隽烁叩囊蟆Ｔ诮煌ㄖ泄芾硪雴纹瑱C交通燈控制代替交管人員在交叉路口服務，有助于提高交通運輸?shù)陌踩浴⑻岣呓煌ü芾淼姆召|量。并在一定程度上盡可能的降低由道路擁擠造成的經

9、濟損失，同時也減小了工作人員的勞動強度。 中國車輛數(shù)量不斷增加，交通控制在未來的交通管理中起著越來越重要的作用。智能交通燈的管理比重修一條馬路無論在經濟、交通運行速率上都有很好的效益、更加節(jié)約資源。使交管人員有更多的精力投入到管理整個城市交通控制，帶來更大的經濟和社會效益,為創(chuàng)造美好的城市交通形象發(fā)揮更多的作用。 關鍵詞：單片機闖紅燈檢測車流量abstractToday, the traffic lights installed in each crossing, vehicle to ease the traffic has become the most common and most e

10、ffective means. But the technology has already appeared in nineteenth Century.In 1858, the main street in London to install a gas-fired light red, blue and white mechanical wrench style lights, for directing traffic carriage. This is the worlds first traffic signal lights. In 1868, British Mechanica

11、l Engineer Nait in the London District of Westminster square in front of the parliament building, installed the worlds first gas lights. It consists of red and green with two rotary Square Glass Lantern, red means stop, Green said that. In January 2, 1869, the gas explosion, so that the police were

12、injured, was canceled.Electric start traffic lights appear in the United States, the red and green traffic lights from yellow circular optical components, a tower installation began in 1914 in New York City, the 5 Avenue. Red light means stop, the green light indicates passage.In 1918, there was a c

13、ontrol of traffic lights and infrared lights. With the control of traffic lights, a pressure detector is an underground, a vehicle near the red light turns green; the other is using a megaphone to start the red lights, the driver in the red press the horn, makes the light changes from red to green.

14、Infrared traffic lights when pedestrians on the road to the pressure sensitive, it can be aware that someone is going to cross the road. Infrared beam can put the red light of the red light for a period of time, delay the release of the car, so as to avoid traffic accidents.The emergence of the sign

15、al light, so that traffic can be effectively controlled, to ease traffic flow, improve the capacity of road traffic, reduce traffic accidents have obvious effect. In 1968, the United Nations road traffic and road signs signal agreement on the meaning of a variety of signal lights are provided. Green

16、 light is the traffic signal, in the face of the green light of the vehicle can be straight, left and right turn, unless another sign prohibits a certain kind of. Left and right turn vehicles must be allowed to legally cross the road in the intersection of vehicles and pedestrians crossing the road

17、pedestrian priority. Red light is a no line signal, in the face of the red light of the vehicle must be at the intersection of the parking lot after the car park. Yellow light is a warning signal, in the face of yellow lights of the vehicle can not cross the parking line, but the vehicle is very clo

18、se to the parking line and can not safely stop when you can enter the intersection.With the development of economy, there are some problems which are difficult to be solved by the traditional methods. Road congestion is becoming more and more serious, resulting in the increasing economic losses, and

19、 has maintained a large proportion of growth. Nowadays transportation system can not meet the needs of economic development. Due to the improvement of living standards, people areThe whole and service level put forward higher requirements. The management of the introduction of single chip control tr

20、affic lights instead of traffic services at the intersection in the traffic, help to improve traffic safety, improve traffic management service quality. And to a certain extent, as much as possible to reduce the economic losses caused by road congestion, but also reduces the labor intensity of the s

21、taff.With the increasing number of vehicles in China, traffic control plays an increasingly important role in the traffic management in the future. Intelligent traffic lights management than the rehabilitation of a road no matter in economy, traffic operation rate has a very good efficiency, more co

22、nservation of resources. The traffic management personnel have paid more attention to the management of the whole city traffic control, bring greater economic and social benefits, play a greater role to create a better image of city traffic.Key words: single chip running red light detection traffic

23、flow 目錄一、設計目的 9二、設計任務和要求 9三、設計原理分析 9四、硬件資源及其分配 10五硬件圖 13六、程序框圖 14七、程序 15:八、調試運行 20九、仿真截圖 20十、參考文獻 22十一、設計心得體會 23一、設計目的1、通過單片機課程設計，熟練掌握匯編語言的編程方法，將理論聯(lián)系到實踐中去，提高我們的動腦和動手的能力。2、通過交通信號燈控制系統(tǒng)的設計，掌握定時/計數(shù)器及中斷的使用方法，和簡單程序的編寫，最終提高我們的邏輯抽象能力。二、設計任務和要求任務：設計一個能夠控制十二盞交通信號燈的模擬系統(tǒng)要求：利用單片機的定時器定時，令十字路口的紅綠燈交替點亮和熄滅，并用LED燈顯示倒

24、計時間。1、東西綠燈亮，南北紅燈亮 2、黃燈亮 3、東西紅燈亮，南北綠燈亮 三、設計原理分析人行道人行道人行道 人行道 1、首先了解實際交通燈的變化情況和規(guī)律。假設一個十字路口如上圖所以，為東南西北走向。初始狀態(tài)0：為東西綠燈亮，南北紅燈亮；然后轉狀態(tài)1：東西綠燈亮黃燈亮，南北紅燈亮黃燈亮；過后轉狀態(tài)2：東西紅燈亮，南北綠燈亮；再轉狀態(tài)3：東西紅燈亮黃燈亮，南北綠燈亮黃燈亮。一段時間后，又循環(huán)至狀態(tài)0。中間可通過中斷按鈕產生中斷，跳入中斷程序執(zhí)行中斷。列出交通信號燈的狀態(tài)表如下：（其中，1代表燈亮，0代表燈滅）狀態(tài)北西南東綠黃紅綠黃紅綠黃紅綠黃紅000110000110010111100111

25、10210000110000131100111100112、對于交通信號燈來說，應該有東西南北共四組燈，但由于同一道上的兩組的信號燈的顯示情況是相同的，所以只要用兩組就行了，因此，采用單片機內部的I/O口上的P1口中的6個引腳即可來控制6個信號燈。3、通過編寫程序，實現(xiàn)對發(fā)光二極管的控制，來模擬交通信號燈的管理。每延時一段時間，燈的顯示情況都會按交通燈的顯示規(guī)律進行狀態(tài)轉換。4、通過延時時間送顯，可以在原有的交通信號燈系統(tǒng)的基礎上，增添其倒計時間的顯示功能，實現(xiàn)其功能的擴展。5通過脈沖中斷編寫中斷程序，可實現(xiàn)中斷。四、硬件資源及其分配主要用到的硬件：P1口、P3口、LED數(shù)碼管、LED發(fā)光二級

26、管、定時器T0硬件分配：1、P1口：做為輸出口，與發(fā)光二極管相連接，其狀態(tài)及對應的十六進制值如下： 方向狀態(tài)無南 北東 西十六進制值說 明P1.7 P1.6P1.5 P1.4 P1.3P1.2 P1.1 P1.000010000122H東西綠南北紅10011001133H東西綠黃全亮2000011000CH東西紅南北綠3000111101EH東西紅黃全亮2、P3口中的P3.0(RXD)和P3.1(TXD)作特殊用途,數(shù)據(倒計時時間)從RXD端輸入,TXD端輸出。3、LED發(fā)光二極管用來顯示燈亮情況。4、定時/計數(shù)器T0用來產生1秒的定時5Led顯示器十位與p0相連接，個位與p2連接用來顯示時

27、間，下面是LED顯示接口及原理。1 LED是發(fā)光二極管的英文縮寫，LED顯示器是由發(fā)光二極管構成的，它在單片機中的應用非常普遍。通常所說的LED顯示器由7個發(fā)光二極管組成，其排列形狀如圖所示。此外，顯示器中還有一個圓點型發(fā)光二極管以dp表示，用于小數(shù)點表示。通過七個發(fā)光二極管亮暗的不同組合，可以顯示多種數(shù)字、字母以及其它符號。LED顯示中的發(fā)光二極管共有兩種連接方法:2 共陽極接法：把發(fā)光二極管的陽極連在一起構成公共陽極。使用時公共陽極接+5V。這樣陰極端輸入低電平的段發(fā)光二極管就導通點亮，而輸入高電平的則不亮。3共陰極接法：把發(fā)光二極管的陰極連在一起構成公共陰極。使用時公共陰極接地。這樣陽極

28、端輸入高電平的段發(fā)光二極管就導通點亮，而輸入低電平的則不亮。4 控制數(shù)碼管驅動級的控制電路有靜態(tài)式和動態(tài)式兩類：5 靜態(tài)驅動：它是指每個數(shù)碼管都要用一個譯碼器譯碼驅動。6動態(tài)驅動：它是所的數(shù)碼管使用一個專門的譯碼驅動器，使各位數(shù)碼管逐個輪流顯示，它的掃描速度極快，因此顯示效果與靜態(tài)驅動相同。7采用動態(tài)數(shù)碼管顯示，可以大幅度地降低硬件成本和電源的功耗，因為某一時刻只有一個數(shù)碼管工作，就是所謂的分時顯示，顯示所需要的硬件電路可分時復用。 共陰極 共陽極 符號與引腳 如表1為共陽極與共陰極的代碼表表1 十六進制數(shù)字形代碼表字型共陽極代碼共陰極代碼字型共陽極代碼共陰極代碼0C0H3FH990H6FH1

29、F9H06HA88H77H2A4H5BHB83H7CH3B0H4FHCC6H39H499H66HDA1H5EH592H6DHE86H79H682H7DHF8EH71H7F8H07H滅FFH00H880H7FH五硬件圖六、程序框圖1、主程序框圖2. 中斷服務程序框圖設置中斷返回地址中斷響應返回七、程序#include#define port1 P0#define port2 P2sbit green1=P10;sbit red1=P11;sbit yellow1=P12;sbit green2=P13;sbit red2=P14;sbit yellow2=P15;unsigned char fl

30、ag=0;unsigned char mun=30;unsigned char code tab=0x3F,0x06,0x5B,0x4F,0x66,0x6D,0x7D,0x07, 0x7 F,0x6F;void init_timer0(void)TMOD=0x01;TH0=(65536-50000)/256;TL0=(65536-50000)%256;ET0=1;EA=1;TR0=1;void display(unsigned char x)unsigned char m,n;m=x/10;n=x%10;port1=tabm;port2=tabn;void init(void)P1=0x00;

31、init_timer0();void main()init();while(1) dodisplay(mun);green1=1;red1=0;green2=0;red2=1;while(mun!=3);doif(mun=3)yellow1=1;yellow2=1; display(mun);while(mun!=0);if(mun=0)mun=30;yellow1=0;yellow2=0; dodisplay(mun);green1=0;red1=1;green2=1;red2=0;while(mun!=3);doif(mun=3)yellow1=1;yellow2=1; ;display(

32、mun);while(mun!=0);if(mun=0)mun=30;yellow1=0;yellow2=0;void timer(void) interrupt 1 using 1TH0=(65536-50000)/256;TL0=(65536-50000)%256;flag+;if(flag=20)flag=0;mun-;:八、調試運行1、接硬件圖接線，為了確保東西南北紅黃綠燈能夠對應顯示，實驗時，對P1口的接線做了調整。即，P1.0接綠燈,P1.1接黃燈,P1.2接紅燈,P1.3接綠燈,P1.4接黃燈,P1.5接L3紅燈2、從0100H單元開始連續(xù)運行，觀察六個LED燈是否與交通顯示情況

33、對應，如果有偏差，則單步運行或斷點運行，進行調試，直至滿足設計要求。3、調試完燈的顯示后，從0100H開始連續(xù)運行，觀察數(shù)碼管顯示的是否正常，如果不正常，則運用單步運行或斷點運行進行分析和調試，直至滿足要求。4、整體運行，觀察燈顯示和時間顯示是否都符合要求，如果不符合，則再調試。直至滿足要求。九、仿真截圖十、主要參考文獻1何立民.單片機應用系統(tǒng)設計M.北京:北京航空航天大學出版社,1990:34-35.2徐惠民，安德寧.單片微型計算機原理接口及應用M.北京:北京郵電大學出版社,2000:126-129.3付曉光.單片機原理與應用技術M.北京:清華大學出版社,2004:138-141.4李維祥.

34、MCS-51單片機原理與應用M.天津:天津大學出版社,2002:55-56.5李廣弟,朱月秀,王秀山.單片機基礎M.北京:北京航空航天大學出版社,2001:44-47.6沙占友,葛家怡,馬洪濤.集成化智能傳感器原理與應用J.北京:電子工業(yè)出版社,2004:74-81.7張偉.單片機原理及應用M.北京:機械工業(yè)出版社,2002:174-180.8李玉峰,倪虹霞.MCS-51系列單片機原理與接口技術M.北京:人民郵電出版社,2004:128-129.9李勛,劉源.單片機實用教程M.北京:北京航空航天大學出版社,2006:11-12.10陳光東.單片微型計算機原理與接口技術.武漢:華中理工大學出版社,1999