交通灯控制系统的设置毕业论文.doc
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1、江西城市学院2012专科毕业生论文(设计)摘 要单片微型计算机简称单片机,是典型的嵌入式微控制器(Microcontroller Unit),常用英文字母的缩写MCU表示单片机,它最早是被用在工业控制领域。单片机由芯片内仅有CPU的专用处理器发展而来。最早的设计理念是通过将大量外围设备和CPU集成在一个芯片中,使计算机系统更小,更容易集成进复杂的而对体积要求严格的控制设备当中。INTEL的Z80是最早按照这种思想设计出的处理器,从此以后,单片机和专用处理器的发展便分道扬镳。 单片机比专用处理器更适合应用于嵌入式系统,因此它得到了最多的应用。事实上单片机是世界上数量最多的计算机。现代人类生活中所
2、用的几乎每件电子和机械产品中都会集成有单片机。手机、电话、计算器、家用电器、电子玩具、掌上电脑以及鼠标等电脑配件中都配有1-2部单片机。而个人电脑中也会有为数不少的单片机在工作。汽车上一般配备40多部单片机,复杂的工业控制系统上甚至可能有数百台单片机在同时工作!单片机的数量不仅远超过PC机和其他计算的总和,甚至比人类的数量还要多。 单片机又称单片微控制器,它不是完成某一个逻辑功能的芯片,而是把一个计算机系统集成到一个芯片上。相当于一个微型的计算机,和计算机相比,单片机只缺少了I/O设备。概括的讲:一块芯片就成了一台计算机。它的体积小、质量轻、价格便宜、为学习、应用和开发提供了便利条件。同时,学
3、习使用单片机是了解计算机原理与结构的最佳选择。【关键词】:交通灯、单片机、数码管 The abstractThe single chip computer chip as is typical of embedded Microcontroller controller (Microcontroller Unit), commonly used English letters is the abbreviation of MCU single-chip microcomputer, it is the earliest said was used in the industrial contr
4、ol area. By chip microcontroller within the CPU only dedicated processor. The first design concept is through the large number of peripheral and CPU integration in a chip, make the computer system more small, the more easily integrated into the complex and demanding to volume control of equipment. I
5、ntel-based Z80 is the earliest according to this design thought of the processor, and from then on, SCM and dedicated processor development and separate.Single chip processor than dedicated more suitable for application in embedded system, so it gets the most applications. In fact a single chip comp
6、uter is the largest number of computer in the world. Modern human life almost every thing used in electronic and mechanical products will be integrated in a single chip. Mobile phone, telephone, calculator, home appliances, electronic toys, PDA and mouse and so on computer accessories are all equipp
7、ed with 1-2 in the microcontroller. And the personal computer in also will have a number of microcomputer in the work. Cars equipped with more than 40 department general single-chip microcomputer, complex industrial control system may even have hundreds of a Also microcomputer in the working at the
8、same time! The number of single chip not only far more than a PC and other calculation of the total, and even more than the number of than humans.called the single chip micro chip controller, it is not a complete a logical function of the chip, but put a computer system integration to a chip. The eq
9、uivalent of a miniature computer, and computer, microcontroller lack only compared the I/O devices. Summary of speak: a chip to become a computer. Its small volume, light quality, price cheap, for learning, application and development provides a convenient conditions. At the same time, learn to use
10、single chip computer is to understand the principle and structure of the best choice.【 key words 】:raffic lights and single-chip microcomputer, digital tube目 录第一章 绪论 1.1交通灯的发展概述1 1.1.1 交通灯历史1 1.1.2 交通灯的出现对人人们的影响1 1.2 交通灯主要实现的功能2第2章 单片机 2.1 单片机的概述3 2.1.1单片机3 2.1.2单片机和微处理器的简介3 2.1.3单片机和嵌入式系统4 2.2 单片机的
11、应用 5 2.3 交通灯设计原理 5第3章 芯片简介3.1 AT89C51简介6 3.1.1 AT89C51内部结构及特点 7 3.1.2 AT89C51引脚及功能8 3.2 AT89C51软件的开发应用8第4章 软件设计要求4.1软件总体设计思想9 4.1.1软件延时10 4.1.2显示界面10 4.1.3交通灯程序设计11 4.2 系统硬件设计18 4.2.1系统工作原理18 4.2.2交通管理方案19第5章 软件仿真5.1系统调试方法20 5.2 PROTUES软件仿真20致 谢21参考文献22 第1章 绪论1.1交通灯的发展概述中国最早的马路红绿灯,是于1928年出现在上海的英租界。1
12、.1.1 交通灯历史19世纪初,在英国中部的约克城,红、绿装分别代表女性的不同身份。其中,着红装的女人表示我已结婚,而着绿装的女人则是未婚者。后来,英国伦敦议会大厦前经常发生马车轧人的事故,于是人们受到红绿装启发,1868年12月10日,信号灯家族的第一个成员就在伦敦议会大厦的广场上诞生了,由当时英国机械师德哈特设计、制造的灯柱高7米,身上挂着一盏红、绿两色的提灯-煤气交通信号灯,这是城市街道的第一盏信号灯。在灯的脚下,一名手持长杆的警察随心所欲地牵动皮带转换提灯的颜色。后来在信号灯的中心装上煤气灯罩 ,它的前面有两块红、绿玻璃交替遮挡。不幸的是只面世23天的煤气灯突然爆炸自灭,使一位正在值勤
13、的警察也因此断送了性命。 从此,城市的交通信号灯被取缔了。直到1914年,在美国的克利夫兰市才率先恢复了红绿灯,不过,这时已是“电气信号灯”。稍后又在纽约和芝加哥等城市,相继重新出现了交通信号灯。1.1.2 交通灯的出现对人们的影响 交通灯,大家都知道,是有红绿黄三种颜色构成。其实,用这三色来作交通讯号和人的视觉机能结构和心理反应有关。 我们的视网膜含有杆状和三种锥状感光细胞。杆状细胞对黄色的光特别敏感,三种锥状细胞则分别对红光、绿光及蓝光最敏感。由于这种视觉结构,人最容易分辨红色与绿色。虽然黄色与蓝色也容易分辨,但因为眼球,对蓝光敏感的感光细胞较少,所以分辨颜色,还是以红、绿色为佳。所以,交
14、通灯用什么颜色也是有大学问的呀 ! 颜色也有活动 (activity)的含意,要表达热或剧烈的话,最强是红色,其次是黄色。绿色则有较冷及平静的含意。因此,人们常以红色代表危险,黄色代表警觉,绿色代表安全。 而且,由于红光的穿透力最强,其他颜色的光很容易被散射,在雾天里就不容易看见,而红光最不容易被散射,即使空气能见度比较低,也容易被看见,不会发生事故。所以我们用红色表示禁止。1.2 交通灯主要实现的功能当信号机通电开始运行时信号灯应先进行自检,然后相位先进入黄灯闪烁信号,持续时间至少是10s,时间可设,在黄灯闪烁信号结束后应进入全红状态,持续时间至少5s,时间可设,然后,信号机按预设置的方式运
15、行。机动车、非机动车、行人过街信号基本转换顺序是:红绿绿闪(可设)黄(可设,人行灯无)红:在控制方式转换、配时方案变化时,信号显示状态应实现平滑过渡。信号机可通过操作面板或中心控制软件进行控制方式的设置和信号参数的调整,并按设置的控制方案正常运行,在进行协调控制时,协调控制信号机可以通过通信接口接受并执行上位机的各项控制指令。信号灯应具有故障检测功能,即信号机具备完备的故障监测功能,故障发生后应采取适当措施,并发出故障警示信号。信号机无法正常工作时,可以通过独立的黄灯闪烁控制装置将信号输出切换为黄灯闪烁状态,保证路口通行安全。比如发生以下严重故障(绿灯突故障、信号组所有红灯均熄灭、信号灯组红绿
16、灯同亮等),信号机应立即进入黄闪或关灯状态;发生以下故障(黄灯故障、通信故障、检测故障等),信号机能够在功能降级的情况下继续运行。信号机能对所有在运行期间采集的故障信息进行存储记录。在发现故障时,应能上传故障信息。信号机可采用循环覆盖的方式记录故障信息,能对故障记录信息进行人工清除。所存储信息应能在信号机查看,也可在指挥中心上显示、查阅。除此之外还应具备时间设置、紧急情况处理、即具体情况手动控制等功能。在紧急情况下,设置交通状态为;全红:东南西北所有方向禁止通行南北红、东西绿:南北方向禁行,东西方向通行南北绿、东西红:南北方向通行,东西方向禁行第2章 单片机2.1 单片机的概述单片微型计算机简
17、称单片机。它是把组成微型计算机的各功能部件:中央处理器CPU、随机存取存储器RAM、只读存储器ROM、I/O接口电路、定时器/计数器以及串行通信接口等制作在一块集成芯片中,构成一个完整的微型计算机。单片机主要应用于控制领域,它的结构与指令功能都是按照要求设计的,故又称为微控制器(Micro Controller Unit)。2.1.1单片机所谓单片机,即把组成微型计算机的各个功能部件,如中央处理器CPU、随机存储器 RAM、只读存储器 ROM、输入/输出接口电路、定时器/计数器以及串行通信接口等集成在一块芯片中,构成一个完整的微型计算机。因此单片机早期的含义为单片微型计算机(single ch
18、ip microcomputer),直接译为单片机,并一直沿用至今。由于单片机面对的是测控对象,突出的是控制功能,所以它从功能和形态上来说都是应控制领域应用的要求而诞生的。随着单片机技术的发展,它在芯片内集成了许多面对测控对象的接口电路,如 ADC、DAC、高速 I/O 口、PWM、WDT 等。这些对外电路及外设接口已经突破了微型计算机(microcomputer)传统的体系结构,所以更为确切反映单片机本质的名称应是微控制器。单片机是单芯片形态作为嵌入式应用的计算机,它有惟一的、专门为嵌入式应用而设计的体系结构和指令系统,加上它的芯片级体积的优点和在现场环境下可高速可靠地运行的特点,因此单片机
19、又称之为嵌入式微控制器(embedded micro controller)。但是,在国内单片机的叫法仍然有着普遍的意义。我们已经把单片机理解为一个单芯片形态的微控制器,它是一个典型的嵌入式应用计算机系统。目前按单片机内部数据通道的宽度,把它们分为 4 位、8 位、16 位及 32 位单片机。2.1.2单片机和微处理器的简介随着大规模与超大规模集成电路技术的快速发展,微计算机技术形成了两大分支:微处理器(micro processor unit,MPU)和单片机(microcontrollerunit,MCU)。微处理器 MPU 是微型计算机的核心部件,它的性能决定了微型计算机的性能。通用型的
20、计算机已从早期的数值计算、数据处理发展到当今的人工智能阶段。它不仅可以处理文字、字符、图形、图像等信息,而且还可以处理音频、视频等信息,并正向多媒体、人工智能、数字模拟和仿真、网络通信等方向发展。它的存储容量和运算速度正在以惊人的速度发展。高性能的 32 位、64 位微型计算机系统正向中、大型计算机挑战。单片机 MCU 主要用于控制领域。它构成的检测控制系统应该有实时的、快速的外部响应,应该能迅速采集到大量数据,能在做出正确的逻辑推理和判断后实现对被控制对象参数的调整与控制。单片机的发展直接利用了 MPU 的成果,也发展了 16 位、32 位的机型。但它的发展方向是高性能、高可靠性、低功耗、低
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