HPU单片机课程设计(2)

2019-05-26 21:26

6 河南理工大学本科课程设计报告

我们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。

2.2单片机交通控制系统的基本构成及原理设计

单片机设计交通灯控制系统,可用单片机直接控制信号灯的状态变化,基本上可以指挥交通的具体通行,当然,接入数码管就可以显示倒计时以提醒行使者,更具人性化。本系统在此基础上,加入了紧急情况处理与时间调整功能。单片机交通控制系统的基本构成及原理设计,系统的总体框图如下图2-2所示:

图2-2系统的总框图

据此,本设计系统以单片机为控制核心,连接成最小系统,由按键设置模块产生输入,信号灯状态模块,数码管倒计时模块模块接受输出。系统的总体框图如上图2-2所示。

单片机上电后,系统进入正常工作状态,执行交通灯状态显示控制,同时将时间数据倒计时输入到数码管上实时显示。在此过程中随时调用急停按键和时间

单片机 控制系统 6

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调节中断。当复位键按下的时候交通灯控制系统重新开始。 3系统总体方案及硬件设计 3.1总原理图电路设计

STC89C51芯片介绍如下:

单片机以体积小、功能全、性价比等诸多优点而独具特色,在工业控制、尖端武器、通信设备、家用电器等嵌入式应用领域中独占鳌头。如果说C语言程序设计课程设计的基础课,那么单片机以其系统硬件构架完整、价格低廉、学生能动手等特点,成为工科学生硬件设计基础课。

8051单片机包含中央处理器(CPU)、程序存储器(ROM)、数据存储器(RAM) 、定时/计数器、并行接口、串行接口和中断系统等几大单元及数据总线、地址总线和控制总线等三大总线,现在我们分别加以说明: (1)中央处理器(CPU)

中央处理器(CPU)是整个单片机的核心部件,是8位数据宽度的处理器,能处理8 位二进制数据或代码,CPU负责控制、指挥和调度整个单元系统协调的工作,完成运算和控制输入输出功能等操作。 (2)数据存储器(RAM)

8051内部有128个8位用户数据存储单元和128个专用寄存器单元,它们是统一 编址的,专用寄存器只能用于存放控制指令数据,用户只能访问,而不能用于存放用户数据,所以,用户能使用的RAM只有128个,可存放读写的数据,运算的中间结果或用户定义的字型表。 (3)程序存储器(内部ROM)

程序存储器用于存放程序和固定不变的常数等。通常采用只读存储器,且其又多种类型,在89系列单片机中全部采用闪存。STC89C51内部配置了4KB闪存。定时/计数器用于实现定时和计数功能。STC89C5共有2个16位定时/计数器。

(4)并行输入输出(I/O)口

8051共有4组8位I/O口(P0、 P1、P2或P3),用于对外部数据的传输。每个口都由1个锁存器和一个驱动器组成。它们主要用于实现与外部设备中数据的并行输入与输出,有些I/O口还有其他功能。 (5)全双工串行口

8951内置一个全双工串行通信口,用于与其它设备间的串行数据传送,

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该串行口既可以用作异步通信收发器,也可以当同步移位器使用。 (6)时钟电路

时钟电路的作用是产生单片机工作所需要的时钟脉冲序列。

(7)中断系统

中断系统的作用主要是对外部或内部的终端请求进行管理与处理。STC89C5共有5个中断源,其中又2个外部中断源和3个内部中断源。 (8)定时/计数器

8051有两个16位的可编程定时/计数器,以实现定时或计数产生中断用于控制程序转向。 3.2最小系统电路设计

单片机最小系统的设计,由晶振电路和复位电路构成,晶振电路,采用12M的晶振和2个30p的电容组成,复位电路由,1k电阻,4.7k电阻和22u电容和一个按键构成。电路图如下图3-3所示:

图3-3

3.3按键电路设计

本设计设计了多个按键,其中包括有调节红绿灯时间加减按键,应急按键和调节设置按键,车流量清零按键,流量显示关闭并锁存按键。这几个部分组成。 3.4数码管显示电路设计

数码管显示电路,通过P0口和P2口的控制输出,其中P0口要加多上拉电阻才能使用,由于其内部无上拉电阻,作为I/O用时候要加上拉电阻。P0口作为显示倒计时的输出端口控制2个2位的数码管,其中还需要用到P3.7,P3.6,P3.5,P3.4来进行控制位选。J2是东西显示数码管,J5是南北显示数码管,REDCC是流量显示数码管,P2口接流量显示

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数据。

3.5红绿灯显示电路设计

红绿灯电路设计主要是由12盏灯进行控制,东西6转盏灯,南北6盏灯,分别由单片机的6个I/O进行控制。

4.1程序流程设计

全部控制程序实际上分为若干模块:按键设置处理程序,状态灯控制程序,LED显示程序紧停程序,中断服务子程序,红绿灯时间调整程序等。

整个软件程序方面主要分两大部分:主程序部分和中断处理程序。该智能交通灯控制系统的软件设计采用的是顺序执行并反复循环的方法。智能交通灯控制系统在正常工作的情况下,每20s(时间可以自行设定)循环变化一次。每个循环周期在还剩5s时,正在通行路口的黄灯同时点亮并开始闪烁,以提醒路人上的行人及车辆,交通灯即将发生变化。在此期间若中断按键按下则转入中断服务子程序进行相关操作。

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4.2程序设计 延时函数

void Delay5ms()

{ unsigned char i, j; i = 54; j = 199;

do

程序流程图 10


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