简单的交通灯焊接与程序课程设计报告

ID:161768 · 发表于 2017-2-27 03:13

简单的交通灯焊接与程序设计用时：5天

本课程设计报告的word版本及完整的程序代码下载地址：
http://www.51hei.com/bbs/dpj-77888-1.html

1 设计目的：

设计一个东西方向和南北方向十字路口的简单交通灯控制系统。

2 设计要求：2.1 可以按键设置交通灯东西、南北的倒计时时间

第一次按设置键是设置东西方向的时间，第二次按设置键是设置南北方向的时间，再按加减键就可以设置对应的时间。

22 东西和南北方向各有两个数码管分别显示时间

东西和南北的时间相差5秒，这5秒为黄灯亮的时间。

2.3 当有特殊情况时，可以按紧急模式进行调整.2.4 紧急模式：

当消防车、救护车等特殊车辆通行时按下”紧急模式键”全部亮红灯，待紧急车辆通过后，再恢复后再退出。

2.5 夜间模式：

4个方向黄灯亮起。

2.6 禁止通行

第1次按紧急键4个方向全部亮红灯.

2.7 夜间模式

第2次东西南北4个方向黄灯闪烁

2.8 南北优先通行

第3次南北绿灯亮东西红灯亮

2.9 东西优先通行

第4次南北红灯亮东西绿灯亮

2.10 再按一次回到正常显示

不同的模式适合不同的交通情况（如夜间模式，有交通事故的时候）

3 材料准备：

10*15洞洞板1块，

51芯片（STC89C51RC），

母座（或者40pin芯片座或zip座），

红色LED灯1个，

103上拉排阻1个（九个引脚），

10K电阻1个，

1K电阻1个，

30pf瓷片电容2个，

10uf电解电容1个，

单排针，

轻触按键4个，

12.288 MHz晶振1个，

自锁开关（六脚），

杜邦线，

USB转TTL线（下载与供电），

红黄绿LED灯各2个,

3641AH数码管（共阴四位数码管）

4 电路图：*注：关于EA：

我使用的STC89C52RC单片机芯片（EA管脚已内部上拉到Vcc）

如外部不加上拉，或外部上拉到Vcc，上电复位后单片机从内部开始执行程序；
如外部下拉到地，上电复位后单片机从外部开始执行程序。

根据网上找到的资料画的电路图：

1）去掉了复位电路和电源插孔：

2）再修改后：

5 时钟电路：

5.1 关于单片机的XTAL1和XTAL2

单片机的XTAL1和XTAL2内部有一片内振荡器结构但仍需要在XTAL1和XTAL2两端连接一个晶振和两个电容才能组成时钟电路，这种使用晶振配合产生信号的方法是内部时钟方式；

5.2 晶振说明

无源晶振是有2个引脚的无极性元件，需要借助于时钟电路才能产生振荡信号，自身无法振荡起来；

5.3 时钟电路的重要性

时钟电路在单片机系统中很重要，它能控制着单片机工作的节奏，是必不可少的部分。单片机运行需要时钟支持——就像计算机的CPU一样,如果没有时钟电路来产生时钟驱动单片机,那单片机就不能执行程序。

6 自锁开关:

六引脚自锁开关是一个双刀双掷开关，除了图上用黑线相连的部分，其他部分均不相连。

7 A103J排阻：

排阻是具有极性，在焊接的时候一定需要注意，如果方向弄错可能导致显示不了。

从图上可以看到排阻左边有一个点标记和103数值。那个点表示那一端的第一个引脚为公共引脚。，而103表示该排阻，前两位数表示数值，最后一位表示倍数即10X10 3=10K。

排阻在原理图中的符号表示：根据图可以发现排阻内部的所有电阻都连接到第一个引脚上，所以第一个引脚肯定就是公共端，见下图。

8 四脚开关:

9 3641AH数码管引脚图：

对应的字母段码排列：

10 仿真图：

11 电路连接测试1）正面图：

2）背面图:

12 程序分析：

#include
#define uint unsigned int
#define uchar unsigned char
/* I/O口的定义 */
sbit w1_NS=P1^0; //数码管南北时间的位选
sbit w2_NS=P1^1;
sbit w1_WE=P1^4; //数码管东西时间的位选
sbit w2_WE=P2^7;
sbit k1=P3^2; //按键的定义
sbit k2=P3^5;
sbit k3=P3^6;
sbit k4=P3^7;
sbit red_NS=P2^1; //南北红绿黄灯的定义
sbit yellow_NS=P1^6;
sbit green_NS=P1^5;
sbit red_WE=P2^6; //东西红绿黄灯的定义
sbit yellow_WE=P2^4;
sbit green_WE=P2^3;
uchar seconds_NS,seconds_WE,seconds_WE_set,seconds_NS_set,flag_NS,flag_WE,t0,k1num,k4num;
uchar code table[]={
0xeb,0x28,0xb3,0xba,0x78, //数码管译码：分别对应数字0~9
0xda,0xdb,0xa8,0xfb,0xfa
};
void delay(uint z); //延时函数
void init(); //初始化函数
void display_NS(); //南北时间显示函数
void display_WE(); //东西时间显示函数
void LED_display(); //红路灯的正常模式函数
void keyscan(); //按键扫描函数
void main()
{
init();
while(1)
{
keyscan();
display_NS();
display_WE();
LED_display();
}
}
void delay(uint z) //延时函数
{
uint x,y;
for(x=z;x>0;x--)
for(y=110;y>0;y--);
}
void init() //初始化函数
{
t0=0;
flag_NS=0;
flag_WE=0;
seconds_NS_set=10;
seconds_WE_set=15;
seconds_NS=seconds_NS_set;
seconds_WE=seconds_WE_set;
TMOD=0x01; //设置定时器的工作方式为1，定时器工作方式
TH0=(65536-50000)/256;
TL0=(65536-50000)%256;
EA=1; //开总中断
ET0=1; //开定时器0的中断
TR0=1; //开启定时器0的运行开关
}
void display_NS() //南北时间显示函数
{
P0=0x00;
w1_NS=0;
P0=table[seconds_NS/10]; //显示南北时间的十位
delay(1);
w1_NS=1;
P0=0x00;
w2_NS=0;
P0=table[seconds_NS%10]; ////显示南北时间的个位
delay(1);
w2_NS=1;
}
void display_WE() //东西时间显示函数
{
P0=0x00;
w1_WE=0;
P0=table[seconds_WE/10]; //显示东西时间的十位
delay(1);
w1_WE=1;
P0=0x00;
w2_WE=0;
P0=table[seconds_WE%10]; //显示东西时间的个位
delay(1);
w2_WE=1;
}
void timer0() interrupt 1 //中断函数，16位加1计数器
{
TH0=(65536-50000)/256;
TL0=(65536-50000)%256;
t0++;
if(t0==20)
{
t0=0;
seconds_NS--;
seconds_WE--;
}
}
void LED_display() //红路灯的正常模式
{
if(flag_NS==0) //flag_NS为0时
{
if(seconds_NS>5) //南北时间大于5s
{
red_NS=1; //红灯灭
yellow_NS=1; //黄灯灭
green_NS=0; //绿灯亮
}
else
{ //5s内亮黄灯5s
red_NS=1;
yellow_NS=0;
green_NS=1;
if(seconds_NS==0)
{
seconds_NS=seconds_WE_set;
flag_NS=1;
}
}
}
if(flag_NS==1) // flag_NS为1时
{
if(seconds_NS>5)
{
red_NS=0; //红灯亮
yellow_NS=1; //黄灯灭
green_NS=1; //绿灯灭
}
else
{ //5s内亮黄灯5s
red_NS=1;
yellow_NS=0;
green_NS=1;
if(seconds_NS==0)
{
seconds_NS=seconds_NS_set;
flag_NS=0;
}
}
}
if(flag_WE==0) //flag_WE为0时
{
if(seconds_WE>5)
{
red_WE=0; //红灯亮
yellow_WE=1; //黄灯灭
green_WE=1; //绿灯灭
}
else
{ //5s内黄灯亮5s
red_WE=1;
yellow_WE=0;
green_WE=1;
if(seconds_WE==0)
{
seconds_WE=seconds_NS_set;
flag_WE=1;
}
}
}
if(flag_WE==1)
{
if(seconds_WE>5)
{
red_WE=1; //红灯灭
yellow_WE=1; //黄灯灭
green_WE=0; //绿灯亮
}
else
{ //黄灯亮5s
red_WE=1;
yellow_WE=0;
green_WE=1;
if(seconds_WE==0)
{
seconds_WE=seconds_WE_set-3;
flag_WE=0;
}
}
}
}
void keyscan() //按键扫描
{
if(k1==0)
{
while(!k1); //等待按键释放（消抖）
k1num++;
TR0=0;
}
if(k1num==1)
{
if(k2==0)
{
while(!k2);
seconds_NS_set++;
seconds_NS=seconds_NS_set;
// display_NS();
if(seconds_NS==100)
seconds_NS=0;
}
if(k3==0)
{
while(!k3);
seconds_NS_set--;
seconds_NS=seconds_NS_set;
// display_NS();
if(seconds_NS==0)
seconds_NS=99;
}
}
if(k1num==2)
{
if(k2==0)
{
while(!k2);
seconds_WE_set++;
seconds_WE=seconds_WE_set;
// display_WE();
if(seconds_WE==100)
seconds_WE=0;
}
if(k3==0)
{
while(!k3);
seconds_WE_set--;
seconds_WE=seconds_WE_set;
// display_WE();
if(seconds_WE==0)
seconds_WE=99;
}
}
if(k1num==3)
{
k1num=0;
TR0=1;
}
if(k4==0)
{
while(!k4);
k4num++;
}
/*特殊情况选择模式*/
switch(k4num)
{
case 1: //按第1次为紧急模式，禁止通行
red_WE=0;
yellow_WE=1;
green_WE=1;
red_NS=0;
yellow_NS=1;
green_NS=1;
TR0=0;
flag_NS=-1;
flag_WE=-1;
seconds_NS=99;
seconds_WE=99;
break;

复制代码

13 心得体会

本次是第一次焊接，刚开始出现许多错误，修改修改再修改；上网查资料，请教师兄，最后做出来了。这次从中收获许多，学会从网上检索有用的资料，这对我们学习有很大的帮助。对单片机也有了进一步的了解，动手能力、分析能力也增强了，实践很重要，再好的理论如果不能用于实践，那么它就是没有用的。

纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行。

感谢。

参考资料：

1、单片机最小系统电路图:

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