簡單的交通燈焊接與程序課程設計報告

ID:161768 · 發表于 2017-2-27 03:13

簡單的交通燈焊接與程序設計用時：5天

本課程設計報告的word版本及完整的程序代碼下載地址：
http://www.zg4o1577.cn/bbs/dpj-77888-1.html

1 設計目的：

設計一個東西方向和南北方向十字路口的簡單交通燈控制系統。

2 設計要求：2.1 可以按鍵設置交通燈東西、南北的倒計時時間

第一次按設置鍵是設置東西方向的時間，第二次按設置鍵是設置南北方向的時間，再按加減鍵就可以設置對應的時間。

22 東西和南北方向各有兩個數碼管分別顯示時間

東西和南北的時間相差5秒，這5秒為黃燈亮的時間。

2.3 當有特殊情況時，可以按緊急模式進行調整.2.4 緊急模式：

當消防車、救護車等特殊車輛通行時按下”緊急模式鍵”全部亮紅燈，待緊急車輛通過后，再恢復后再退出。

2.5 夜間模式：

4個方向黃燈亮起。

2.6 禁止通行

第1次按緊急鍵4個方向全部亮紅燈.

2.7 夜間模式

第2次東西南北4個方向黃燈閃爍

2.8 南北優先通行

第3次南北綠燈亮東西紅燈亮

2.9 東西優先通行

第4次南北紅燈亮東西綠燈亮

2.10 再按一次回到正常顯示

不同的模式適合不同的交通情況（如夜間模式，有交通事故的時候）

3 材料準備：

10*15洞洞板1塊，

51芯片（STC89C51RC），

母座（或者40pin芯片座或zip座），

紅色LED燈1個，

103上拉排阻1個（九個引腳），

10K電阻1個，

1K電阻1個，

30pf瓷片電容2個，

10uf電解電容1個，

單排針，

輕觸按鍵4個，

12.288 MHz晶振1個，

自鎖開關（六腳），

杜邦線，

USB轉TTL線（下載與供電），

紅黃綠LED燈各2個,

3641AH數碼管（共陰四位數碼管）

4 電路圖：*注：關于EA：

我使用的STC89C52RC單片機芯片（EA管腳已內部上拉到Vcc）

如外部不加上拉，或外部上拉到Vcc，上電復位后單片機從內部開始執行程序；
如外部下拉到地，上電復位后單片機從外部開始執行程序。

根據網上找到的資料畫的電路圖：

1）去掉了復位電路和電源插孔：

2）再修改后：

5 時鐘電路：

5.1 關于單片機的XTAL1和XTAL2

單片機的XTAL1和XTAL2內部有一片內振蕩器結構但仍需要在XTAL1和XTAL2兩端連接一個晶振和兩個電容才能組成時鐘電路，這種使用晶振配合產生信號的方法是內部時鐘方式；

5.2 晶振說明

無源晶振是有2個引腳的無極性元件，需要借助于時鐘電路才能產生振蕩信號，自身無法振蕩起來；

5.3 時鐘電路的重要性

時鐘電路在單片機系統中很重要，它能控制著單片機工作的節奏，是必不可少的部分。單片機運行需要時鐘支持——就像計算機的CPU一樣,如果沒有時鐘電路來產生時鐘驅動單片機,那單片機就不能執行程序。

6 自鎖開關:

六引腳自鎖開關是一個雙刀雙擲開關，除了圖上用黑線相連的部分，其他部分均不相連。

7 A103J排阻：

排阻是具有極性，在焊接的時候一定需要注意，如果方向弄錯可能導致顯示不了。

從圖上可以看到排阻左邊有一個點標記和103數值。那個點表示那一端的第一個引腳為公共引腳。，而103表示該排阻，前兩位數表示數值，最后一位表示倍數即10X10 3=10K。

排阻在原理圖中的符號表示：根據圖可以發現排阻內部的所有電阻都連接到第一個引腳上，所以第一個引腳肯定就是公共端，見下圖。

8 四腳開關:

9 3641AH數碼管引腳圖：

對應的字母段碼排列：

10 仿真圖：

11 電路連接測試1）正面圖：

2）背面圖:

12 程序分析：

#include
#define uint unsigned int
#define uchar unsigned char
/* I/O口的定義 */
sbit w1_NS=P1^0; //數碼管南北時間的位選
sbit w2_NS=P1^1;
sbit w1_WE=P1^4; //數碼管東西時間的位選
sbit w2_WE=P2^7;
sbit k1=P3^2; //按鍵的定義
sbit k2=P3^5;
sbit k3=P3^6;
sbit k4=P3^7;
sbit red_NS=P2^1; //南北紅綠黃燈的定義
sbit yellow_NS=P1^6;
sbit green_NS=P1^5;
sbit red_WE=P2^6; //東西紅綠黃燈的定義
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, //數碼管譯碼：分別對應數字0~9
0xda,0xdb,0xa8,0xfb,0xfa
};
void delay(uint z); //延時函數
void init(); //初始化函數
void display_NS(); //南北時間顯示函數
void display_WE(); //東西時間顯示函數
void LED_display(); //紅路燈的正常模式函數
void keyscan(); //按鍵掃描函數
void main()
{
init();
while(1)
{
keyscan();
display_NS();
display_WE();
LED_display();
}
}
void delay(uint z) //延時函數
{
uint x,y;
for(x=z;x>0;x--)
for(y=110;y>0;y--);
}
void init() //初始化函數
{
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; //設置定時器的工作方式為1，定時器工作方式
TH0=(65536-50000)/256;
TL0=(65536-50000)%256;
EA=1; //開總中斷
ET0=1; //開定時器0的中斷
TR0=1; //開啟定時器0的運行開關
}
void display_NS() //南北時間顯示函數
{
P0=0x00;
w1_NS=0;
P0=table[seconds_NS/10]; //顯示南北時間的十位
delay(1);
w1_NS=1;
P0=0x00;
w2_NS=0;
P0=table[seconds_NS%10]; ////顯示南北時間的個位
delay(1);
w2_NS=1;
}
void display_WE() //東西時間顯示函數
{
P0=0x00;
w1_WE=0;
P0=table[seconds_WE/10]; //顯示東西時間的十位
delay(1);
w1_WE=1;
P0=0x00;
w2_WE=0;
P0=table[seconds_WE%10]; //顯示東西時間的個位
delay(1);
w2_WE=1;
}
void timer0() interrupt 1 //中斷函數，16位加1計數器
{
TH0=(65536-50000)/256;
TL0=(65536-50000)%256;
t0++;
if(t0==20)
{
t0=0;
seconds_NS--;
seconds_WE--;
}
}
void LED_display() //紅路燈的正常模式
{
if(flag_NS==0) //flag_NS為0時
{
if(seconds_NS>5) //南北時間大于5s
{
red_NS=1; //紅燈滅
yellow_NS=1; //黃燈滅
green_NS=0; //綠燈亮
}
else
{ //5s內亮黃燈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為1時
{
if(seconds_NS>5)
{
red_NS=0; //紅燈亮
yellow_NS=1; //黃燈滅
green_NS=1; //綠燈滅
}
else
{ //5s內亮黃燈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為0時
{
if(seconds_WE>5)
{
red_WE=0; //紅燈亮
yellow_WE=1; //黃燈滅
green_WE=1; //綠燈滅
}
else
{ //5s內黃燈亮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; //紅燈滅
yellow_WE=1; //黃燈滅
green_WE=0; //綠燈亮
}
else
{ //黃燈亮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() //按鍵掃描
{
if(k1==0)
{
while(!k1); //等待按鍵釋放（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++;
}
/*特殊情況選擇模式*/
switch(k4num)
{
case 1: //按第1次為緊急模式，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;

復制代碼

13 心得體會

本次是第一次焊接，剛開始出現許多錯誤，修改修改再修改；上網查資料，請教師兄，最后做出來了。這次從中收獲許多，學會從網上檢索有用的資料，這對我們學習有很大的幫助。對單片機也有了進一步的了解，動手能力、分析能力也增強了，實踐很重要，再好的理論如果不能用于實踐，那么它就是沒有用的。

紙上得來終覺淺，絕知此事要躬行。

感謝。

參考資料：

1、單片機最小系統電路圖:

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簡單的交通燈焊接與程序課程設計報告

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