交通信号灯的控制资料

课题设计论文课题名称:交通信号灯的控制班级：P13电气三班姓名：吴双奇刘兵学号：2013031210033201303120034指导教师：李红艳2014年12月12日摘要交通控制系统是近现代社会随着物流、出行等交通发展产生的一套独特的公共管理系统。要保证高效安全的交通秩序，除了制定一系列的交通规则，还必须通过一定的科技手段加以实现。本文在对目前交通控制进行深入分析的基础上，提出了基于单片机的交通控制系统设计方案。本设计主要做了如下几方面的工作：一是确定系统交通控制的总体设计，包括，十字路口具体的通行禁行方案设计以及系统应拥有的各项功能、显示电路等的设计和基本功能要求。二是进行软件系统的设计，对于本系统，本人采用单片机汇编语言编写，总体上完成了软件的编写。关键词：交通控制，AT89C51，紧急情况处理、目录摘要...........................................................2第一章单片机交通控制系统总体设计...................................41.1单片机交通控制系统通行方案设计...........................41.2紧急处理...............................................5第二章系统硬件电路的设计........................................52.1系统硬件电路构成.......................................52.2单片机概述..............................................6第三章程序流程图...................................................83.1主程序流程图的设计.....................................83.2中断程序流程图的设计..................................9第四章编程........................................................10软件设计过程与编程........................................10第五章心得体会....................................................12参考文献...........................................................13附件...............................................................13第一章单片机交通控制系统总体设计1.1单片机交通控制系统通行方案设计设在十字路口，分为B道和A道，在任一时刻只有一个方向通行，另一方向禁行，持续一定时间，经过短暂的过渡时间，将通行禁行方向对换。其具体状态如下图所示。说明：黑色表示亮，白色表示灭。交通状态从状态1开始变换，直至状态6然后循环至状1，周而复始，即如图1.1所示：直至状态6然后循环至状态1，通过具体的路口交通灯状态的演示分析我们可以把这四个状态归纳如下：图1.1交通状态◆A道红灯灭，同时绿灯亮，B道黄灯灭，同时红灯亮，倒计时35秒。此状态下，B道禁止通行，A道允许通行。◆A道绿灯灭，同时黄灯亮，B道红灯亮，倒计时5秒。此状态下，除了已经正在通行中的其他所以车辆都需等待状态转换。◆B道红灯灭，同时绿灯亮，A道黄灯灭，同时红灯亮，倒计时20秒。此状态下，B道允许通行，A道禁止通行。◆B道绿灯灭，同时黄灯亮，A道红灯亮，倒计时5秒。此状态下，除了已经正在通行中的其他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和行止状态的关系如下：表1.1交通状态及红绿灯状态B道A道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2.1所示。说明：1表示灭，0表示亮。1.2单片机交通控制系统的功能要求1.2.1紧急处理交通路口出现紧急状况在所难免，如特大事件发生，救护车等急行车通过等，我们都必须尽量允许其畅通无阻，毕竟在这种情况下是分秒必争的，时时刻刻关系着公共财产安全，个人生死攸关等。由此在交通控制中增设禁停按键，就可达到想此目的。第二章系统硬件电路的设计2.1系统硬件总电路构成及原理实现本设计要求的具体功能，可以选用AT89C51单片机及外围器件构成最小控制系统，12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。状态1状态3状态4状态6B道禁行等待变换通行等待变换A道通行等待变换禁行等待变换B道红灯0011B道黄灯1110B道绿灯1101A道红灯1100A道绿灯0111A道黄灯10112.1.1系统硬件电路构成用12只发光二级管模拟交通信号灯，单片机的P0口控制这12只发光二级管。本系统以单片机为核心，组成一个应急处理的控制系统。单片机、状态灯，按键组成。其具体的硬件电路总图如图2.1所示。其中P0，用于控制红绿黄发光二极管，XTAL1和XTAL2接入6MHz晶振时钟电路，P3.2即INT0接意外事故紧停键S1。图2.12.2单片机概述单片微型计算机简称单片机，又称微控制器，嵌入式微控制器等，属于第四代电子计算机。它把中央处理器、存储器、输入/输出接口电路以及定时器/计数器集成在一块芯片上，从而具有体积小、功耗低、价格低廉、抗干扰能力强且可靠性高等特点，因此，适合应用于工业过程控制、智能仪器仪表和测控系统的前端装置。正是由于这一原因，国际上逐渐采用微控制器(MCU)代替单片微型计算机(SCM)这一名称。“微控制器”更能反映单片机的本质，但是由于单片机这个名称已经为国内大多数人所接受，所以仍沿用“单片机”这一名称。单片机的主要特点有：1)具有优异的性能价格比。2)集成度高、体积小、可靠性高。3)控制功能强。2.2.1AT89C51芯片最小系统一个最简单的单片机系统包括晶振、复位、电源、系统的输入控制、输出显示，以及其他外围模块(如通信、数据采集等)。（1）时钟电路首先介绍一下单片机的晶振电路，即时钟电路。单片机的工作流程，就是在系统时钟的作用下，一条一条地执行存储器中的程序。单片机的时钟电路由外接的一只晶振和两只起振电容，以及单片机内部的时钟电路组成，晶振的频率越高，单片机处理数据的速度越快，系统功耗也会相应增加，稳定性也会下降。单片机系统常用的晶振频率有6MHz、11．0592MHz、12MHz、本系统采用6MHz晶振，电容选22pF或30pF均可。（2）复位电路系统刚上电时，单片机内部的程序还没有开始执行，需要一段准备时间，也就是复位时间。一个稳定的单片机系统必须设计复位电路。当程序跑飞或死机时，也需要进行系统复位。复位电路有很多种，有上电复位，手动复位等。第三章程序流程图3.1主程序流程图的设计开始初始化A绿灯，B红灯延时35sA黄灯闪5次，B红灯A红灯，B绿灯延时20sA红灯，B黄灯闪5次3.2中断程序流程图的设计中断响应开中断保护现场A红灯，B红灯延时25s关中断恢复现场返回第四章编程4.1软件设计过程与编程主程序采用查询方式定时，又R2寄存器确定调用0.5s延时子程序的次数，从而获取交通灯的各种时间。子程序采用定时器1方式1，查询方式时，定时器定时50ms，R3寄存器确定50ms循环10次，从而获取0.5s的延时时间。一道有车而另一道无车的中断服务程序首先要保护现场，因需用到延时子程序和P1口，故需要保护的寄存器有R3、P1、TH1和TL1。保护现场时还需要先关中断，然后开中断，由软件查询P3.0和P3.1口，判别那一道有车那一道无车，再根据查询情况执行相应的服务。代交通灯信号出现后，保持5s的延时，然后关中断，恢复现场，再开中断，返回程序。ORG0000HAJMPMAIN;指向主程序ORG0003HAJMPINTT0;指向紧急车辆中断ORG0100HMAIN:MOVTCON,#00H;置外部中断0为电平触发MOVTMOD,#10H;置定时器一为方式一MOVIE,#81H;开cpu中断，开外部中断0中断DISP:MOVP1,#0F3H;A绿灯放行，B红灯禁止MOVR2,#46EH;置0.5s循环次数DISP1:ACALLDELAY;调用0.5延时子程序DJNZR2,DISP1;35s不到继续循环MOVR2,#06H;置A绿灯闪烁循环次数WARN1:CPLP1.2;A绿灯闪烁ACALLDELAYDJNZR2,WARN1;闪烁次数未到继续循环MOVP1,#0F5H;A黄灯警告，B红灯禁止MOVR2,#04HYEL1:ACALLDELAYDJNZR2,YEL1;2s未到继续循环MOVP1,#0DEH;A红灯，B绿灯MOVR2,#28HDISP2:ACALLDELAYDJNZR2,DISP2;15s未到继续循环MOVR2,#06HWARN2:CPLP1.5;B绿灯闪烁ACALLDELAYDJNZR2,WARN2MOVP1,#0EEH;A红灯，B黄灯MOVR2,#04HYEL2:ACALLDELAYDJNZR2,YEL2AJMPDISP;循环执行主程序INTT0:PUSHP1;p1数据压栈保护PUSH03H;R3寄存器压栈保护PUSHTH1;TH1压栈保护PUSHTL1;TL2压栈保护MOVP1,#0F6H;A、B道均为红灯MOVR5,#32H;置0.5s循环初值DELAY0:ACALLDELAYDJNZR5,DELAY0;20s未到继续循环POPTL1;弹栈恢复现场POPTH1POP03HPOPP1RETIDELAY:MOVR3,#0AHMOVTH1,#9EHMOVTL1,#58HSETBTR1LP1:JBCTF1,LP2SJMPLP1LP2:MOVTH1,#9EHMOVTL1,#58HDJNZR3,LP1RETEND第五章心得体会本设计基础是基于单片机的模拟交通灯控制系统，具有一定的意义。通过本次设计很好的完成了以单片机为核心，通过LED灯完成了通过十字路口的模拟操作，并且通过按键有效地完成紧急情况的问题。其运行可靠方便，简单易操作，实用性强，广泛应用于城市路口，具有推广意义。由于时间比较紧张，其中不免出现一些不足的地方，但是，在短暂的时间内，从对题目的分析再到方案的确定，再到软件的模拟，都达到了预想的结果。这次的课题设计，是我把单片机的理论知识应用于实践中，实现了理论与实践的相结合。从中更懂的理论是实践的基础，时间又能检验理论的正确性。让我受益匪浅。但是在设计的过程中仍然发现自身有许多不足，和对知识的欠缺，希望在以后的学习生活中更加努力的去学习。参考文献1.刘守义杨宏丽《单片机应用技术（第三版）》西安电子科技大学出版社2.张洪瑞《单片机应用技术教程》清华大学出版社，19973.王福瑞《单片微机测控系统设计大全》北京航空航天大学出版社1999附件：C语言编程#includereg51.h#defineucharunsignedcharsbitPAR=P2^0;//A道红灯sbitPAY=P2^1;//A道黄灯sbitPAG=P2^2;//A道绿灯sbitPBR=P2^3;//B道红灯sbitPBY=P2^4;//B道黄灯sbitPBG=P2^5;//B道绿灯sbitP32=P3^2;bitA;bitR;bitC;bitD;bitE;bitF;voiddelay1s()//误差0us{unsignedchara,b,c;for(c=23;c0;c--)for(b=152;b0;b--)for(a=70;a0;a--);}voiddelay10ms()//误差0us{unsignedchara,b;for(b=19;b0;b--)for(a=130;a0;a--);}voidAyellow()//A道黄灯闪烁{inti;