基于单片机的交通灯控制器的设计与实现(编辑修改稿)

基于单片机的交通灯控制器的设计与实现(编辑修改稿)内容摘要：

.以下方案就是分别用了这两种方法。 方案 1 设计思想：采用分模块设计的思想，程序设计实现的基本思想是一个计数器 ， 选择一个单片机，其内部为一个计数，是十六进制计数器，模块化后，通过设置或程序清除来实现状态的毕业论文 4 转换， 由于每一个模块的计数都不是相同， 这里的各模块是以预置数和计数器计数共同来实现的，所以要考虑增加一个置数模块，其主要功能细分为，对不同的状态输入要产生相应状态的下一个状态的预置数， 如图中 A道和 B 道 ,分别 为次干道的置数选择和主干道的置数选择。 以主干道为例，简述其设计思想。 如前分析，已经确定该系统有四个状态，而置数子模块可定要将下一状态的预置数准备好，所以很容易得到主干道的置数表 表 1 主干道的置数表 由该表，就可以通过程序循环的方法设计该模块，主要思想是通过数据判断指令、跳转指令实现，由主控制器计时和中断产生的四个状态去译码，从而得到不同的输出，即预置数，由上分析可用一个计数器和跳转指令去完成的预置数。 而红绿灯的显示 也是一样，由状态分析可以得出红绿灯的变化表： 毕业论文 5 表 2 红绿灯的变化表 通过这张表就可以用组合电路实现该功能了，可以用数据选择器的思想，在本系统中，直接通过门电路的译码，接下来就是计数模块了，其主要的功能细分为，要从预置数开始递减计数，一个状态结束，通过判断，通知主控制模块，使之进入下一模块。 还有一个必须考虑到的就是，预置数必须在下一个状态来之前准备好，而红绿灯的状态变化，必须和计数状态同步，于是引起预置数变化的程序要超前于系统本身的状态变化，所以，系统中的两个状态转换时，在上一状态结束时设置预置数，而控制红绿灯的是随着系统本身状态的变化而变化，体现在本子电路中就是有两组电路去判断符合的状态。 方案 2 本方案分三步： (1)要建立三路信号灯的控制系统，本设计采用 7408 芯片通过组合逻辑控制三路灯的显示关系。 毕业论文 6 (2)建立显示控制系统，本设计采用 74190 芯片倒计时控制，每个方向用两片相连实现，另外用 74153 芯片，因为分析中设置的时间末位均为 5，所以只要用一片 74153 对高位置位，将低位的初值预置锁定 表 3 红绿灯的变化表 (3)而高位则根据需要由反馈部分提供预 置值。 (4)建立反馈和细节连接部分，本部分主要解决显示和灯控的同步问题本系统采用倒计时系统减为 0，如当系统减为 0 时通过两个 D触发器得到两个变量，即为开头分析中的状态，通过它的变化得到不同的逻辑关系，驱动 74153 控制哪组灯亮（对应关系如表所示），另外他还要同步反馈到显示系统的置数环节。 注意：本实验中若采用更复杂的四片 74190 控制主干道的两组灯，再用八片 74153 分别对 74190 置数可实现任意数值的交通灯系统。 另外对 7408 片子的控制红灯的端口用一个与门将一端再接一个频率一定的方波，使 一边为黄灯时，另一边的红灯在闪烁。 毕业论文 7 方案比较： 方案 1（以下称 1）用了模块设计，而方案 2（以下称 2）采用的是一般设计，相比之下 1 有较强的可读性和较强的可修改性，而 2则在设计上显得较简单，设计纯朴，便于测试，它的优势则在于提供了一条较为便捷的解决方案。 2 首先将许多逻辑关系简化到极点，而后将其一起集成用较少的芯片去完成所需功能。 我们从中可以得出的是，我们最终的设计应该尽量使用模块化设计。 对工程设计人员来说，将来的产品无论从修改还是升级考虑对有好处，但另外我们又需将设计简单化，因此我觉得在设计 初期尽可能的简单化设计，而一旦设计的各项测试通过了，在有可能的条件下将设计模块化，所以本设计以第一方案为主进行。 第 3 章交通灯系统硬件设计 单片机概述 单片机是由运算器、控制器、存储器、输入设备以及输出设备共五个基本部分组成的。 单片机是把包括运算器、控制器、少量的存储器、毕业论文 8 最基本的输入输出口电路、串行口电路、中断和定时电路等都集成在一个尺寸有限的芯片上。 通常，单片机由单个集成电路芯片构成，内部包含有计算机的基本功能部件：中央处理器、存储器和 I/O 接口电路等。 因此，单片机只需要和适当的软件及外部设备相结合，便可成为一个单片机控制系统。 单片机经过 4 代的发展，目前单片机正朝着高性能和多品种方向发展，它们的 CPU功能在增强，内部资源在增多，引脚的多功能化，以及低电压、低功耗。 目前单片机渗透到我们生活的各个领域，几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹。 导弹的导航装置，飞机上各种仪表的控制，计算机的网络通讯与数据传输，工业自动化过程的实时控制和数据处理，广泛使用的各种智能 IC 卡，民用豪华轿车的安全保障系统，录像机、摄像机、全自动洗衣机的控制，以及程控玩具、电子宠物 等等，这些都离不开单片机。 更不用说自动控制领域的机器人、智能仪表、医疗器械了。 它主要是作为控制部分的核心部件。 因此，单片机的学习、开发与应用将造就一批计算机应用与智能化控制的科学家、工程师。 系统构成 毕业论文 9 电路板一块， AT89S51 单片机一片， 74HC164 芯片八片，七段数码管八个。 74LS04 反向器一片，发光二极管 13 个（ 8 个绿的， 4个红的用于交通控制， 1 个用于标识电源）， 7805 三端稳压电源一个，一个按键，一条数据下载线。 系统工作流程（图 1） （ 1）程序设置初始时间，通过 AT89S51 单片机内部相应寄存器来实现。 （ 2） 由。