电路CAD交通信号灯的设计.doc

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1、一、设计任务和要求1.1要求和任务①东西与南北方向灯轮流交替工作，按照下面示意图进行。图一循环流程图②要求设计中所用的计数器为一个到两个，定时时间最长为4分钟。在南北向和东西向增加强行绿灯按钮，可以强制某个方向通行而另一个方向禁止。③路口增加车辆传感器，某方向无车辆时可跳过绿灯时段。④红绿灯时段长度做成可调的，方便设置通行的时间。⑤增加译码显示电路，使用数码管显示倒计时。二、方案选择与论证2.1使用数字逻辑电路使用数字电路需要进行计时电路以及显示电路的设计，元件规模小，电路也可靠，采用状态机方式实现也

2、具有可操作性。2.2选择使用51单片机控制电路使用51单片机的优点是电路简单，作为本次设计完全具备硬件控制要求，在成本上也与数字逻辑电路相当。另外，单片机控制方便，电路修改性强，可根据具体的情况修改程序，从而达到更切合实际的效果。综上，此次我们选择STC89C51单片控制电路实现。三、单片机资源分配与程序设计3.1一秒定时的实现由于单片最长定时时间为65536us，所以无法需要计数形式的定时。我们采用方式二定时，一次定时200us，则需要重复5000次，具体定时程序如下：TMOD=0x2;//设置为采

3、用方式二定时TH0=0x38;//赋初值TL0=0x38;//赋初值设置一个变量Y，当Y=5000时，定时器溢出，则开始下一次计时。这样实现了1s的定时。3.2控制选择设置本次需要增加了方向传感器和强制按钮以及检测按钮，所以设计嵌套和优先级关系，还有时间调节按钮。它们关系为时间调节按钮最大，强制开关是稍次，其次是检测开关，控制循环结构的跳转，最低的是最基本的灯循环工作结构。对应程序部分如下：if(q1==0){时间调节部分；}elseif(q2==0){南北方向强制控制部分；}elseif(q3==0

4、){东西方向强制控制部分；}else{基本指示循环工作；}3.3数码管显示倒计时设计本次采用四位数码管，基本的循环指示状态下两位数码管显示倒计时，而在调节时间是，每两位分别显示当前南北和东西的绿灯定时时间。数码管采用三极管共阳形式接法。图二数码管驱动原理3.4循环指示工作的实现对于循环工作的实现，本次设计定义了两个标志a和b，共计四种状态。a=0且b=0时为东西绿灯，南北红灯；a=0,b=1时为东西绿灯闪烁，南北红灯;a=1，b=0时为东西红灯，南北为绿灯；a=1,b=1时为东西红灯，南北绿灯闪。程序

5、实现如下if(a==0&&b==0){if(timegre1<=5){a=0；b=0；}}if(a==0&&b==1){if(timegre1<=0){a=1；b=0；}｝if(a==1&&b==0){if(timegre2<=5){a=1；b=1;}}if(a==1&&b==1){if(timegre2<=0){a=0；b=0;}｝3.5时间调节的设计针对时间的调节部分，我们采用按键形式，分别定义东西绿灯时间加和减，南北时间加和减，共计四个按键。采用扫描判断，有低电平来时，认为按键按下，对应数码管显

6、示当前设置的时间。具体部分程序入下if(q1==0){关闭各个方向的指示灯；if(zz==0){yanshi(10);//消除抖动if(zz==0){按键按下，执行东西方向绿灯时间加动作；}while(!zz);//等待按键的弹起}if(jj==0){yanshi(10);if(jj==0){按键按下，执行东西方向绿灯时间减动作；}while(!jj);}if(jj2==0){yanshi(10);if(jj2==0){按键按下，执行南北方向绿灯时间加动作；}while(!jj2);}if(zz2==

7、0){yanshi(10);if(zz2==0){按键按下，执行东西方向绿灯时间减动作；}while(!zz2);}dispaly2(z_timegre1,z_timegre2);//调用数码管显示函数，同时显示两个方向时间}本次设计完整的程序设计详见附录一。3.6单片机输入输出端口分配以及基本参数定义有以上分析，我们对单片机的输入输出端口进行分配，还针对控制部分定义参数。输入部分管脚定义输出部分管脚定义参数定义说明时间调节控制按钮q1=P3^5;东西绿灯gre1=P2^5timegre1东西绿灯时间

8、变量东西绿灯强制按钮q2=P3^6;东西红灯red1=P2^6;z_timegre1东西调节时间变量南北绿风强制按钮q3=P3^7;南北绿灯gre1=P2^5;timegre2南北绿灯时间变量东西车流ceshi1=P3^2;南北红灯red2=P2^2;z_timegre2东西调节检测开关时间变量南北车流检测开关ceshi2=P3^3;y定时辅助循环变量东西绿灯时间增加zz=P2^0;S绿灯闪烁定时变量东西绿灯时间减少jj=P2^3;a状态控制标志1南北绿