基于单片机自动控制交通灯的模拟设计----毕业论文答辩ppt.ppt

1、广东工程职业技术学院毕业论文,基于单片机自动控制交通灯及 流水灯模拟车辆运行的设计 Design of the Traffic Lights Based on Sigle-chip Microcomputer,目录,第一章 绪论 第二章 软件系统 第三章 基于单片机自动控制 的交通灯原理及设计 第四章 总结 致谢 结束语,第一章绪论,1.1设计的功能 1）设计一个十字路口自动控制交通灯系统，分为主要次通道运行，主通道运行30秒，次通道运行20秒，并且可以进行主次通道转换及紧急状态转换。 2）设计一个数码管倒计时显示，可进行30秒倒计时和20秒倒计时循环娈换。 3）设计一个十字形流水灯虚拟车辆运

2、行状态。,1.2系统的设计 1.2.1 系统设计的总体思路 本交通灯自动控制系统全是使用二极管显示来控制十字路口交通状态，各个方向的红绿黄灯的亮与不亮状态代表不同的通行状态，而流水灯的流动方向则代表车辆的运行状态。无论是交通灯或者是流水灯，各个发光二极管是否发光均是根据某一时刻而定，即是根据数码管的显示状态而定。所以可以根据数码管的倒计时各个状态来确定各个发光二极管的是否发光。,1.22 方案的比较： 实现本设计最关键的步骤是设计出一个30秒与20秒的倒计时过程。可以有两种方案参考： 方案一：采用延时函数； 方案二：采用中断系统计数； 分析：延时函数不够中断计数精确，并且采用延时函数不但程序够

3、繁，而且很难实现同时控制显示，交通灯和流水灯模块，因此可以使用中断系统进行计时，这样不但可以计数精确，而且程序相对比较简单。,1.23 总体总体方案的设计 因为要进行30秒和20秒的倒计时循环显示，所以可以先设计一个循环50秒倒计数，然后把50秒倒计数分成30秒和20秒并输出到数码管显示。这样就可以根据数码管的显示时刻来控制各个发光二极管的发光状态 。,第二章软件系统的设计,2.1Keil uVision 集成开发环境Keil C51 Vision2 集成开发环境是基于32位windows环境，以51系列单片机为开发目标，以高效率的C语言为基础的集成开发平台。主要包括：c51交叉编译器，A51

4、宏汇编器，BL51连接定位器等工具和Windows集成编译环境uVision，以及单片机软件仿真器Dscope 51。 Keil C51 V6.0版本以后，编译和仿真软件统一为Vision2，即通常所说的uV2，这是一个非常优秀的51单片机开发平台，对C高级语言的编译支持几乎达到了完美的程度，当然它也同样支持A51宏汇编。同时它内嵌的仿真调试软件可以让用户采用模拟仿真和实时在线仿真两种方式对目标系统进行开发。软件仿真时，除了可以模拟单片机的IO口、定时器、中断外，甚至可以仿真单片机的串行通信。考虑读者是涉足单片机领域初学者，为加强读者的感性认识，在调试程序时我们仍然采用“实时在线”仿真的方式。

5、具体编写程序时，不使用C高级语言，仍使用汇编语言。,Keil C51的编程界面：,Keil C51 Vision2 的设置界面 ：,Keil C51 Vision2 的调试界面：,2.2汇编语言与C语言的比较 单片机应用系统的程序设计，可以采用汇编语言，也可以采用C语言。汇编语言是一种用记忆符来代表机器语言的符号语言因为它最接近机器语言，汇编语言对单片机的操作直接、简捷，编制的程序紧凑、执行效率高。但移植难度很大，程序的可读性也很差。 而C语言可移植性好，与自然语言非常接近，同样功能可以用少量的语句完成 ，入门容易，编程效率较高，程序可读性好，并且可以嵌套汇编语言，以满足执行效率或操作有特殊要

6、求的情况。与汇编语言相比C51具有下列优点： 编程效率高。 程序的可移植性好， 程序的可读性和可维护性好。 便于应用程序的模块化设计C51的程序结构与C语文基本相同。 相对汇编语言，简单易学，便于使用。 终观上述，结合本次毕业设计的实际情况，本人决定使用C51进行本设计的编程方法。提高设计的效率和成功率。,第三章 基于单片机自动控制的交通灯原理及设计,3.1硬件系统系统设计与调试 硬件电路结构初步构想由以下6部分组成：时钟电路、复位电路、单片机、行驱动电路、列驱动电路和点阵显示模块电路。,AT89S52单片机,输入电路,复位电路,时钟电路,数码管显示电路,交通灯电路,流水灯电路,主电路原理图,

7、图4-1 Quartus II设计流程,交通灯次电路,元器件列表：,3.17电路制作与检查调试,1）电路的制作：电路板的制作可以采用PCB刻板制作和万能板焊接两种方法；由于本设计没有百分百的成功把握，制作过程中可能需要对电路进行修改，所以，本设计采用万能板焊接形式比较实际，虽然没有PCB刻板那么美观，但也符合电子设计的实际方法，并且调试修改都非常方便。,A 根据电路图，规划元器件布局及接线。由于本设计元器件较多，接线较复杂，跳线是不可避免的，但为了电路美观，这里应考虑采用排线的跳线方式，在草稿纸上认真规划好整个电路的连接后，再进行电路的焊接。 B 根据规划图，焊接电路，焊接要从小元器件焊起，并

8、且要分部分来进行焊接，减少出错率和焊接难度。 C 焊接完成后，再对照电路图逐个线路进行检查，重点检查电路有没有短路的地方，防止元器件上电烧毁。然后在稳压电路模块未与其他模块连接的情况下，对变压器上电，并万用表对稳压电路的输出电压进行测量，看看是否输出稳定的5V电压。输出无误后，再逐个模块与5V电压进行连接，观察通电后有无异常。若有异常，必须重新检查电路及发生异常的元器件有无损坏。,电路 焊接：,硬件实物图：,2）电路的调试： 从电路的负极引出一条导线，并在导线末端接上0.1K的电阻，对照电路原理图，用此根导线去接触单片机的各个输出口，代表此时相应的O口输出低电平，检查调试相应的发光二极管有没有

9、发光。,状态表：,5.编程配置器件,第四章总结,1经过一个多月的不断努力,基于单片机自动控制的十字路口交通灯及流水灯模拟车辆运行的毕业设计完成了。在整个设计过程中，包括前期、中期和后期，我都有着许多不同的体会： 完成这个设计使我了解了完成一个电子设计的总体过程，包括前期的计划并预算设计的成功率和资料查找准备、中期的硬件准备和软件编写及调试以及后期的设计总结。 2进行这个设计促使我阅读大部分的电子资料，令我对电子知识进一步提高，重要的是，它使我更加了解了单机设计。使用单片机进行电子设计比起使用其他集成电路设计更加方便和快捷。 。,3利用单片机进行电子设计的最重要的一步是进行硬件和软件设计总体规划

10、，只要规划得正确，那么设计过程就比较顺手，另外要注重的是硬件的参数选择，设计比较繁琐的是硬件的修改。所以要准确计算各元器件的参数并选取正确的元器件是重要的一步。 4、设计中互相帮助，适当的沟通是必要和非常有益的。当陷于困境时与附近的同学交流一下设计的体会能够适时的解决自己的难题，即便没有多大作用，也能很好的启发自己的思维，从不同角度来思考问题，减少设计的难度。 5、资料的查阅能力在这次设计中得到了很大的提高，在做这个设计中学会了从不同的渠道获取资料，用不同的方法去查找，包括上网，图书馆等借阅了大量的资料，汲取了一些适合本设计的设计理论，是顺利完成设计的不可缺少的工具之一。,但是本款万年历的设计

11、也存在着不足之处： 1）在当前的数字集成电路设计中,同步电路占了绝大部分。所谓同步电路，即电路中的所有寄存器由为数不多的几个全局时钟驱动，被相同时钟信号驱动的寄存器共同组成一个时钟域，并可认为同时时钟域内所有寄存器的时钟沿同时到达。然而，在实际电路中，同时钟域内寄存器时钟沿的到达时间存在偏差，即时钟偏差。通过合理的时钟设计，可以减少这种时钟偏差，但是此电路的设计还是无法解决这个问题，所以会存在一定的时钟偏差。 2）这款万年历在闹钟上的设计也存在着不足之处，通常现实生活当中，当万年历的时间到达闹钟所设定的时间时，会有蜂鸣器发出乐声作为提示的，但是这个电路是用2个发光二极管的闪烁作为提示，并没有跟

12、现实生活很好的结合起来，而且效果也不太理想。 针对这些问题，我们也是会做出改正，让这款万年历能更好的在现实生活当中得以运用。,致谢,在毕业期间，无论是确定设计方案，收集资料。还是制作硬件，撰写论文，我都得到了指导老师的全力帮助和耐心指导。罗老师学识渊博，治学严谨，平易近人，是我学习的榜样，在此我特向罗老师表示最崇高的敬意和由衷的感谢。 大学三年的生活转眼就要结束了，这三年是我人生中最重要的学习时间在大学校园里，我不仅学到了丰富的专业知识，更学到了终身受用的学习方法和积极的生活态度，通过对各门课程的学习和与相关专业老师的沟通，使我深感机会难得，获益匪浅，母校严谨的学风和老师的广博丰富的知识令我敬佩，各位老师的悉心授课使我对电气专业有了更多、更深层的认识，为以