交通灯课程设计4.docx

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1、课程设计(论文)题 目 名 称 交通灯控制系统设计 课 程 名 称 单片机原理及应用 学 生 姓 名 1 1 学 号 01111111111 系 、专 业 信息工程系、信息类 指 导 教 师 黄 同 成 2009年6月18日邵阳学院课程设计（论文）评阅表学生姓名 彭 真 学 号 0741227232 系 信息工程系 专业班级 07信本三班 题目名称 交通灯控制系统设计 课程名称 单片机原理与应用 一、学生自我总结平常都说学宜制用，能够真正的把知识用到实际生活中是我们面临的最大的挑战。在此次课程设计中我们就把单片机的知识用于实际产品的制造上。通过课程设计，我明白了一个工程学观念，产品的最大程度节

2、约和充分利用的观念。这次课程设计中虽然遇到了许多问题，通过问题发现了我学习方面的不足之处。通过不断的向老师和同学询问和自我摸索最终把这个任务完成。虽然最的并不是很完美(图纸有限所以只画了一个方向的黄灯)，但是还是完成了正常情况下交通灯的工作。 学生签名： 年 月 日二、指导教师评定评分项目综合成绩权 重单项成绩指导教师评语： 指导教师（签名）： 年 月 日注：1、本表是学生课程设计（论文）成绩评定的依据，装订在设计说明书（或论文）的“任务书”页后面；2、表中的“评分项目”及“权重”根据各系的考核细则和评分标准确定。 邵阳学院课程设计（论文）任务书年级专业07信息大类学生姓名彭真学 号07412

3、27232题目名称 交通灯控制系统设计设计时间2009.04.17-2009.04.30课程名称单片机原理及应用课程编号 131300109设计地点实验楼5530一、 课程设计（论文）目的通过查资料、选方案、设计电路、编写程序，调试程序和撰写设计报告等过程使学生得到一次较全面的开发设计训练，提高自己对单片机模块的操作与运用能力。理论联系实际，培养和提高学生创新能力。以单片机控制为核心，综合应用学科知识，解决工程实际问题。二、 已知技术参数和条件1具备的条件1）具有PROTEUS电子设计平台；2）具有单片机硬件实验平台；3）可供参考的资料较全；2主要技术参数每个方向有左拐、右拐、直行及行人4种通

4、行指示灯，计时牌显示路口剩余时间。系统可自动转为特种车辆放行，其他车辆禁止通行的状态，15S后系统自动恢复正常管理。正常运行须时间由设计者自定三、 任务和要求1、 设计任务每个方向有左拐、右拐、直行及行人4种通行指示灯，计时牌显示路口剩余时间，正常运行须时间由设计者自定。在特种车辆如119、120通过路口时，系统可自动转为特种车辆放行，其他车辆禁止通行的状态，15S后系统自动恢复正常管理。2、设计要求以单片机为控制核心，实现硬件电路的设计、程序设计，并在PROTEUS平台实现仿真；课程设计论文内容正确，结构合理。注：1此表由指导教师填写，经系、教研室审批，指导教师、学生签字后生效；2此表1式3

5、份，学生、指导教师、教研室各1份。四、参考资料和现有基础条件（包括实验室、主要仪器设备等）1、现有的理论基础 系统学习了模拟电子技术、数字电子技术、电路、单片机原理与应用、C语言程序设计等电子信息专业相关课程，具备了设计该课题的理论基础。2、具备课题开发的实验条件1）硬件方面：个人计算机、单片机实验箱、单片机学习装置、调试及制作工具。2）软件方面：PROTEUS仿真软件，WAVE软件KEIL相关软件。五、进度安排2009-4-17：组织开会，明确课题，下达课题任务书，宣布课程设计的要求和具体的措施。2009.4.18至2009.4.20：调研、查找资料。2009.4.21：总体方案设计；200

6、9.4.22至2009.4.23：电路设计；2009.4.24至2009.4.26：程序设计及电路仿真；2009.4.27：仿真结果验收；2009.4.28至2009.4.29：撰写课程设计报告；2009.4.30： 成绩评定、资料归档。六、教研室审批意见教研室主任（签字）： 年 月 日七|、主管教学主任意见 主管主任（签字）： 年 月 日八、备注指导教师（签字）： 学生（签字）：目 录1 前言12 需求分析12.1要求12.2任务1 2.3运行环境.12.4开发工具13 概要设计13.1系统流程图23.2紧急处理流程图33.3倒计时判断转换流程图34 详细设计34.1分析和设计34.2具体代

7、码实现55 系统仿真.95.1仿真图.9 5.2系统仿真结果分析.106 课程设计总结11参考文献11致 谢11摘要 本系统由单片机系统、键盘、LED 显示、交通灯演示系统组成。系统包括人行道、左转、右转、以及基本的交通灯的功能。系统除基本交通灯功能外，还具有倒计时、时间设置、紧急情况处理、分时段调整信号灯的点亮时间以及根据具体情况手动控制等功能。关键字：正常通行、特种车辆处理、改变延时1 前言用8255控制十字路口的交通灯 在十字路口的每个方向具有左拐、右拐、直行和行人4种通行指示灯，计时牌显示路口通行转换剩余时间，在出现紧急情况时可由交警手动实现全路口车辆禁行而行人通行的状态；在119、1

8、20等特种车辆通过路口时，可自动转为特种车辆放行，其他车辆禁止通行的状态，15s后自动恢复；120s与60s通行管理转换等功能。2 需求分析2.1要求（1）用汇编语言实现程序设计；（2）利用结构体进行相关信息处理；（3）画出查询模块的流程图；（4）系统的各个功能模块要求用函数的形式实现；2.2任务（1）设计一个交通灯程序并进行模拟仿真，根据交通规则设置东西南北方向的车辆及行人过道不冲突来设置，并显示倒计时显示器；（2）按下紧急措施按钮，红灯全部亮15秒，按下转换按钮，下次时间改变；（3）画出所有模块的流程图；（4）编写代码；（5）程序分析与调试。2.3运行环境（1）WINDOWS2000/XP

9、系统（2）proteus电子设计软件2.4开发工具 Proteus仿真软件3 概要设计否是否是是否 倒计时完毕60秒倒计时 置口地址 置控制字，打开中断四个方向采用查表点亮红黄绿灯 30秒延时 60秒延时查表显示，延时1秒4种状态是否全部显示 3.1系统流程图 如图3.1所示 开始 置口地址外部中断初始化两红灯亮延时3秒东西路绿灯亮，南北路口红灯亮延时10秒东西路口绿灯灭东西路口黄灯闪烁5次两红灯亮延时0.2秒南北路口绿灯亮，东西路口红灯亮延时10秒南北路口绿灯灭南北路口黄灯闪烁5次两红灯亮延时0.2秒 图3.1系统流程图 3.2紧急处理流程图如图3.2所示 中断入口关闭A口所有亮的绿灯打开B

10、口所有亮的红灯 C口查表显示倒计 中断返回 延时15秒 图3.2紧急中断流程图3.3倒计时判断转换流程图如图3.3所示 取反P2.2 中断返回中断入口 图3.2倒计时判断转换流程图4 详细设计4.1分析和设计 给中断安排优先级后，立即打开中断，并设置好8255的控制字。MOV IP,#01HSETB IT0SETB EX0SETB IT1SETB EX1SETB EAMOV P0,#80H MOV DPTR,#0700HMOV R5,#0SETB P2.2对于紧急情况的处理，使用中断INT0来控制,，为了保护现场，先把用到相关的寄存器入栈。ORG 0003HLJMP EMERGENCYEMER

11、GENCY: PUSH AMOV A,R0PUSH A MOV A,R1PUSH AMOV A,R2PUSH A MOV DPTR,#0000H POP A MOV R2,APOP AMOV R1,APOP AMOV R0,APOP A MOV DPTR,#0000H MOVX DPTR,A MOV DPTR,#0100H MOVX DPTR,A MOV DPTR,#0700H RETI4.2具体代码实现;用8051控制8255对交通灯进行控制，要求有120与119紧急处理，还要有60秒与30秒倒计时处理。*；设置主程序入口*ORG 0000H LJMP MAIN；设置紧急处理入口*ORG 0

12、003HLJMP EMERGENCY；设置60秒与30秒转换入口* ORG 0013HLJMP CHANGE；紧急中断程序*ORG 0030HEMERGENCY:PUSH AMOV A,R0PUSH AMOV A,R1PUSH AMOV A,R2PUSH AMOV A,R3PUSH AMOV A,R4PUSH AMOV DPTR,#0000HMOV A,#0MOVX DPTR,AMOV DPTR,#0100HMOVX DPTR,ALCALL DELAY15REDDELAY:LCALL STARTLCALL COUNTCJNE R0,#3,REDDELAYMOV P1,#0FFHFLASH:LC

13、ALL STARTLCALL COUNTCJNE R0,#0,YELLOWMOV P1,#0POP AMOV R4,APOP AMOV R3,APOP AMOV R2,APOP AMOV R1,APOP AMOV R0,APOP AMOV DPTR,#0000HMOVX DPTR,AMOV DPTR,#0100HMOVX DPTR,AMOV DPTR,#0700HRETI；60秒与30秒转换程序* CHANGE: CPL P2.2RETI；主程序*MAIN: MOV IP,#01HSETB IT0SETB EX0SETB ET0SETB IT1SETB EX1SETB EAMOV P0,#80

14、HMOV DPTR,#0700HMOV R5,#0SETB P2.2MOV P1,#0CONFIRM: MOV A,R5CLR P2.0CLR P2.1MOVC A,A+DPTRMOV P0,AINC R5MOV A,R5SETB P2.0MOVC A,A+DPTRMOV P0,AINC R5LCALL DELAYREDANDGREEN: LCALL STARTLCALL COUNTCJNE R0,#3,REDANDGREENMOV P1,#0FFHYELLOW: LCALL STARTLCALL COUNTCJNE R0,#0,YELLOWMOV P1,#0CJNE R5,#8,CONFIR

15、MLJMP MAIN；60秒与30秒延时判初始化程序* DELAY: JNB P2.2,DELAY60MOV R4,#8MOV R0,#60CLR P2.0SETB P2.1MOV P0,#60HRET；30秒延时状态初始化程序*DELAY60: MOV R4,#38MOV R0,#30CLR P2.0SETB P2.1MOV P0,#30HRET；15秒延时状态初始化程序*DELAY15: MOV R4,#53MOV R0,#15CLR P2.0SETB P2.1MOV P0,#15HRET；13延时程序*START: MOV R1,#250READY: MOV R2,#100GO: MOV

16、 R3,#10LP: DJNZ R3,LPDJNZ R2,GODJNZ R1,READYDEC R0RET；计数程序*COUNT: MOV DPTR,#0700HMOV A,R4MOVC A,A+DPTRMOV P0,AINC R4RET；数据应用表*ORG 0700HHALT: DB 0D7H,28H,0E8H,15H,7DH,82H,0AEH,51HDB 59H,58H,57H,56H,55H,54H,53H,52H,51H,50HDB 49H,48H,47H,46H,45H,44H,43H,42H,41H,40HDB 39H,38H,37H,36H,35H,34H,33H,32H,31H

17、,30HDB 29H,28H,27H,26H,25H,24H,23H,22H,21H,20HDB 19H,18H,17H,16H,15H,14H,13H,12H,11H,10HDB 9H,8H,7H,6H,5H,4H,3H,2H,1H,00HEND5系统仿真5.1仿真图如图5.1.1 图5.1.1表60秒情况下正常通行如图5.1.2 图5.1.2 为特种车辆放行如图5.1.3图5.1.3特种车辆通行后黄灯提示如图5.1.4图5.1.4正常通行情况下3秒黄灯提示操作如图5.1.5图5.1.5 30秒情况下正常通行5.2系统仿真结果分析该程序控制的交通灯能够指挥车辆和行人安全通行,实时的控制交通时

18、间与LED显示同步。正常情况下分四个通行状态（图5.1.1）其中最后三秒有黄灯提示（图5.1.4），当出现特种车辆时，能够及时为特种车辆放行（图5.1.2），在各个方向车辆不等时，能够为特定方向的车辆控制通行时间（图5.1.5）。经过PROTEUS仿真模拟实验，该系统得到了预期的实时控制效果。初始是东西直通、南北行人，延时60秒，（到达3秒时均同时启用黄灯提示），转状态2，南北左右转向、东西右转，延时60秒，转状态3，南北直通、东西行人，延时60秒，转状态4，东西左右转、南北右转，延时60秒。再次，一般交通信号灯控制程序中使用软件延时，软件延时是靠执行一个循环程序以进行时间延迟。软件定时的特点

19、是时间精确，且不需外加硬件电路。6课程设计总结 在此次课程设计中，我领悟到了学宜制用的深切感受。在整个设计中遇到了各种问题，如控制字的输入、程序安排地址的出处；通过不断的解决问题，我对单片机这门课程有了更深入的掌握，而不是原来纯理论的知识。也只有在设计中才能够发现自己的不足之处，和思维的不严谨性。通过与同学的多次讨论及与老师的多方交流，学到了更多的知识。虽然程序设计并不完美，但是他是我们用劳动换来的结果。参考文献1 李朝青.单片机原理及接口技术（修订版）.北京：北京航空航天大学1998 2李广弟.单片机基础.北京：北京航空航天大学出版社，19923 何立民.单片机应用技术大全.北京：北京航空航天大学出版社， 19944 张毅刚. 单片机原理及接口技术.哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，19905 谭浩强.单片机课程设计. 北京：清华大学出版社，1989致 谢在此我特别感谢我的教学老师申寿云老师和指导老师黄同成老师。在学习的过程中，遇到的问题他们都能够请教他们。还要感谢我的同学，特别是我们小组的团队合作及组外人员的多方策划。