毕业论文---基于proteus的智能交通灯控制系统的设计与仿真

毕业论文---基于proteus的智能交通灯控制系统的设计与仿真内容摘要：

上方安装一个可以显示绿灯通行时间，红灯等待时间的显示电路，采用数码管显示电路是一种很好的方法。 由于东往西方向和西往东方向显示的时间相同，南往北方向和北往南方向显示的时间也相同，所以只需要考虑四位数码管显示电路，其中东西方向两位，南北方向两位，两位数码管可以时间的时间为 099 秒完全可以满足系统的要求，数码管连接方法如图 7 所示。 图 7 数码管连接方法下面我们用这种方法显示交通灯的时间，南北方向要显示 20 秒，东西方向要显示 25 秒，那么我们先给 P0 口送 2 的共阴极码即 5BH，让第一位 2 要显示的位码 GND 段为低电平，其它三位的控制端都接高电平，那么第一位就显示 2，其它三位不亮。 让其显示 1MS 后再给 P0 口送 0 的共阴极码即 3FH，让第二位要显示 0 的位码 GND 段为低电平，其它三位的控制端都接高电平，那么第二位就显示 0，其它三位不亮。 依此类推分别送完第一位 2，第二位 0，第三位 2，第四位 5，每一位点亮 1MS 一个扫描周期为 4MS，一秒时间就要扫描 250 次其程序如下：MOV R6,显扫描次数LOOP：MOV P0,5BH。 送 2 的共阴极码CLR ；第一位显示 212ACALL D1MS。 延时 1MSSETB。 灭第一位MOV P0,3FH。 送 0 的共阴极码CLR ；第二位显示 0ACALL D1MS。 延时 1MSSETB。 灭第二位MOV P0,5BH。 送 2 的共阴极码CLR ；第三位显示 2ACALL D1MS。 延时 1MSSETB。 灭第三位MOV P0,6DH。 送 5 的共阴极码CLR ；第四位显示 5ACALL D1MS。 延时 1MSSETB。 灭第四位DJNZ R7，LOOP；不够一秒，继续扫描NEXTNUMBER；到一秒显示下一个数D1MS:。 1MS 延时程序STAT1：MOV R4，2MOV R3,250DJNZ R3,$DJNZ R4，STAT1RET 紧急转换开关电路一般情况下交通灯按照车流量大小合理分配通行时间，按一定规律变化，但考虑紧急车通行车况，设计紧急通行开关,下面简述单片机的中断原理。 Mcs—51 的中断源 8051 有 5 个中断源，它们是两个外中断 INT0（）和 INT1（）、两个片内定时/计数器溢出中断 TF0 和 TF1，一个是片内串行口中断 TI 或 RI，这几个中断源由 TCON 和 SCON 两个特殊功能寄存器进行控制,其中 5 个中断源的程序入口地址如表 2 所示：表 2 中断源程序入口中断源的服务程序入口地址中断源 入口地址外中断 0 0003H定时/计数器 0 000BH外中断 1 0013H13定时/计数器 0 001BH串行口中断 0023H中断的处理流程CPU 响应中断请求后，就立即转入执行中断服务程序。 不同的中断源、不同的中断要求可能有不同的中断处理方法，但它们的处理流程一般都如下所述：1）现场保护和现场恢复：中断是在执行其它任务的过程中转去执行临时的任务，为了在执行完中断服务程序后，回头执行原先的程序时，知道程序原来在何处打断的，各有关寄存器的内容如何，就必须在转入执行中断服务程序前，将这些内容和状态进行备份——即保护现场。 中断开始前需将有关寄存器的内容压入堆栈进行保存，以便在恢复原来程序时使用。 中断服务程序完成后，继续执行原先的程序，就需把保存的现场内容从堆栈中弹出，恢复积存器和存储单元的原有内容，这就是现场恢复。 如果在执行中断服务时不是按上述方法进行现场保护和恢复现场，就会是程序运行紊乱，单片机不能正常工作。 2）中断打开和中断关闭：在中断处理进行过程中，可能又有新的中断请求到来，这里规定，现场保护和现场恢复的操作是不允许打扰的，否则保护和恢复的过程就可能使数据出错，为此在进行现场保护和现场恢复的过程中，必须关闭总中断，屏蔽其它所有的中断，待这个操作完成后再打开总中断，以便实现中断嵌套。 3）中断服务程序：既然有中断产生，就必然有其具体的需执行的任务，中断服务程序就是执行中断处理的具体内容，一般以子程序的形式出现，所有的中断都要转去执行中断服务程序，进行中断服务。 4）中断返回：执行完中断服务程序后，必然要返回，中断返回就是被程序运行从中断服务程序转回到原工作程序上来。 在 MCS51 单片机中，中断返回是通过一条专门的指令实现的，自然这条指令是中断服务程序的最后一条指令。 5） 交通灯中的中断处理流程：14（1）现场保护和现场恢复：有特殊车辆要通过时就要进行中断，在中断之前，先将交通灯中断前情况保护好，当中断执行后再恢复现场，包括信号灯和时间显示电路。 （2）中断打开和中断关闭：为了使特殊车辆通行按一下打开中断开关就可以打开中断，关闭中断开关就关闭中断。 （3）中断服务程序：有中断产生，就必然有其具体的需执行的任务，中断服务程序就是执行中断处理的具体内容：即如果南北方向有特殊车辆要求通过，南北方向转换为绿灯，东西方向为红灯；如果东西方向有特殊车辆要求通过，东西方向转换为绿灯，南北方向为红灯。 （4）中断返回：执行完中断服务程序后，必然要返回，即回交通灯信号回到中断前状态，显示时间也和中断前一样。 第四章 智能交通灯软件系统设计 智能交通灯的软件设计流程图智能交通灯的软件设计流程图如图 8 所示：15图 8 交通灯的软件设计流程图 程序源代码见附录第五章 智能交通灯方案的仿真PROTEUS嵌入式系统仿真软件在设计时已经注意到和单片机各种编译程序的整合了，如它可以和Keil ,Wave6000等编译模拟软件结合使用。 由于Wave6000使用方便，具备强大的软件仿真和硬件仿真功能。 把Proteus和Wave6000结合起来调试硬件就方便多了，这里就是采用“Proteus+Wave6000”的仿真方法，具体步骤如下：1）首先运行PROTEUS VSM 的ISIS，选择Source→Define Code Generation Tool 菜单项，将出现如图8所示定义代码生成工具对话框。 16图9 定义代码生成工具对话框在Tool下拉列表框中选择代码生成工具，在这一示例中，电路中的微处理器为8051系列单片机，因此选择ASEM51, 单击Browse按钮，选取Wave6000的安装路径。 单击OK按钮，结束代码生成工具的定义。 选择Source→Add/Remove Source File 菜单项，将出现Add/Remove Source Code Files对话框，如图10所示：图10添加/删除源文件对话框2）在Code Generation Tool 选项区，单击下三角按钮，选择ASEM51工具单击New按钮，将出现如图11所示对话框。 17图11 创建源代码对话框，即完成了文件的创建。 就这样当用 文件进行更改时每一次运行PROTEUS VSM 的ISIS对电路进行。 电路图绘制完成后, 再添加AT89C51 的应用程序。 将鼠标移至AT89C51 上, 单击鼠标右键使之处于选中状态, 在该器件上单击左键, 打开如图12所示的对话框。 在 Program File (可以接受3 种格式的文件) ,给AT89C51输入晶振频率，此处默认为12MHZ， 单击OK 按钮完成程序添加工作, 下面就可以进行系统仿真了。 单击主界面下方的按钮开始系统仿真。 PROTEUS VSM 所进行的是一种交互式仿真, 在仿真进行中可以对各控制按钮、开关等进行操作, 系统对输入的响应会被真实的反映出来如图13。 18图12 AT89C51添加程序文件图13 交通灯仿真界面19小 结在毕业设计的整个过程中，我深切地体会到:实践是理论运用的最好检验。 毕业设计是对我们 3 年所学知识的一次综合性测试和考验，无论是在动手能力方面还是理论知识的运用能力方面，都使得我有了很大的提高。 经过总结和分析，我意识到在设计程序之前，对所用单片机的内部结构有一个系统的了解，知道该单片机内有哪些资源；要有一个清晰的思路和一个完整的的软件流程图；在设计程序时，不能妄想一次就将整个程序设计好，反复修改、不断改进是程序设计的必经之路；要养成注释程序的好习惯，一个程序的完美与否不仅仅是实现功能，而应该让人一看就能明白你的思路，这样也为资料的保存和交流提供了方便；在设计课程过程中遇到问题。