简单的交通灯焊接与程序课程设计报告

yxlk · 发表于 2019-1-21 10:00

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简单的交通灯焊接与程序课程设计报告
8 I4 ]8 O4 L2 Z, r9 Z- D

1 设计目的：
设计一个东西方向和南北方向十字路口的简单交通灯控制系统。
2 设计要求：
2.1 可以按键设置交通灯东西、南北的倒计时时间
第一次按设置键是设置东西方向的时间，第二次按设置键是设置南北方向的时间，再按加减键就可以设置对应的时间。
2.2 东西和南北方向各有两个数码管分别显示时间
东西和南北的时间相差5秒，这5秒为黄灯亮的时间。
2.3 当有特殊情况时，可以按紧急模式进行调整.2.4 紧急模式：
当消防车、救护车等特殊车辆通行时按下”紧急模式键”全部亮红灯，待紧急车辆通过后，再恢复后再退出。
2.5 夜间模式：
4个方向黄灯亮起。
2.6 禁止通行
第1次按紧急键4个方向全部亮红灯.
2.7 夜间模式
第2次东西南北4个方向黄灯闪烁
2.8 南北优先通行
第3次南北绿灯亮东西红灯亮
2.9 东西优先通行
第4次南北红灯亮东西绿灯亮
2.10 再按一次回到正常显示
不同的模式适合不同的交通情况（如夜间模式，有交通事故的时候）
3 R! L5 q( O" K2 h  p; l

' M8 L7 e5 C9 B+ V+ a4 V7 M: ^4 [3 材料准备：
10*15洞洞板1块，
51芯片（STC89C51RC），
母座（或者40pin芯片座或zip座），
红色LED灯1个，
103上拉排阻1个（九个引脚），
10K电阻1个，
1K电阻1个，
30pf瓷片电容2个，
10uf电解电容1个，
单排针，
轻触按键4个，
12.288 MHz晶振1个，
自锁开关（六脚），
杜邦线，
USB转TTL线（下载与供电），
红黄绿LED灯各2个,
3641AH数码管（共阴四位数码管）
4 电路图：*注：关于EA：
我使用的STC89C52RC单片机芯片（EA管脚已内部上拉到Vcc）
                  如外部不加上拉，或外部上拉到Vcc，上电复位后单片机从内部开始执行程序；
                  如外部下拉到地，上电复位后单片机从外部开始执行程序。4 J  N$ V, Y9 c( h; g% |

根据网上找到的资料画的电路图：
1）去掉了复位电路和电源插孔：
2）再修改后：
5 时钟电路：
' o. B5 o. W( d, w  x! U: {' o

+ C( C/ U7 a+ _/ i' E
5.1 关于单片机的XTAL1和XTAL2
单片机的XTAL1和XTAL2内部有一片内振荡器结构但仍需要在XTAL1和XTAL2两端连接一个晶振和两个电容才能组成时钟电路，这种使用晶振配合产生信号的方法是内部时钟方式；
5.2 晶振说明
无源晶振是有2个引脚的无极性元件，需要借助于时钟电路才能产生振荡信号，自身无法振荡起来；
5.3 时钟电路的重要性
时钟电路在单片机系统中很重要，它能控制着单片机工作的节奏，是必不可少的部分。单片机运行需要时钟支持——就像计算机的CPU一样,如果没有时钟电路来产生时钟驱动单片机,那单片机就不能执行程序。
6 自锁开关:
六引脚自锁开关是一个双刀双掷开关，除了图上用黑线相连的部分，其他部分均不相连。
7 A103J排阻：
排阻是具有极性，在焊接的时候一定需要注意，如果方向弄错可能导致显示不了。
从图上可以看到排阻左边有一个点标记和103数值。那个点表示那一端的第一个引脚为公共引脚。，而103表示该排阻，前两位数表示数值，最后一位表示倍数即10X10 3=10K。
排阻在原理图中的符号表示：根据图可以发现排阻内部的所有电阻都连接到第一个引脚上，所以第一个引脚肯定就是公共端，见下图。
8 四脚开关:
( |& U' _) q/ D+ U* r
9 3641AH数码管引脚图：
. M5 r" v1 M& Z; W6 d
            对应的字母段码排列：
10 仿真图：
11 电路连接测试1）正面图：
2）背面图:
; w$ U, ^$ `1 r9 Z# _+ |
12 程序分析：
[size=21.3333px]#include
#define uint unsigned int
#define uchar unsigned char
            /* I/O口的定义 */
sbit w1_NS=P1^0;             //数码管南北时间的位选
sbit w2_NS=P1^1;
sbit w1_WE=P1^4;             //数码管东西时间的位选
sbit w2_WE=P2^7;
sbit k1=P3^2;                         //按键的定义
sbit k2=P3^5;
sbit k3=P3^6;
sbit k4=P3^7;
sbit red_NS=P2^1;                         //南北红绿黄灯的定义
sbit yellow_NS=P1^6;
sbit green_NS=P1^5;
sbit red_WE=P2^6;                         //东西红绿黄灯的定义
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,                                                       //数码管译码：分别对应数字0~9
0xda,0xdb,0xa8,0xfb,0xfa
};

void delay(uint z);                            //延时函数
void init();                                           //初始化函数
void display_NS();                            //南北时间显示函数
void display_WE();                            //东西时间显示函数
void LED_display();                            //红路灯的正常模式函数
void keyscan();                                           //按键扫描函数

void main()
{
            init();
            while(1)
            {
                        keyscan();
                        display_NS();
                        display_WE();
                        LED_display();
            }
}

void delay(uint z)                                                       //延时函数
{
            uint x,y;
            for(x=z;x>0;x--)
                        for(y=110;y>0;y--);
}

void init()                                                                      //初始化函数
{
            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;                                                                   //设置定时器的工作方式为1，定时器工作方式
            TH0=(65536-50000)/256;
            TL0=(65536-50000)%256;
            EA=1;                                                       //开总中断
            ET0=1;                                                       //开定时器0的中断
            TR0=1;                                                       //开启定时器0的运行开关

}

void display_NS()                                           //南北时间显示函数
{
            P0=0x00;
            w1_NS=0;
            P0=table[seconds_NS/10];                         //显示南北时间的十位
            delay(1);
            w1_NS=1;

            P0=0x00;
            w2_NS=0;
            P0=table[seconds_NS%10];                         ////显示南北时间的个位
            delay(1);
            w2_NS=1;

}

void display_WE()                                           //东西时间显示函数
{
            P0=0x00;
            w1_WE=0;
            P0=table[seconds_WE/10];             //显示东西时间的十位
            delay(1);
            w1_WE=1;

            P0=0x00;
            w2_WE=0;
            P0=table[seconds_WE%10];                         //显示东西时间的个位
            delay(1);
            w2_WE=1;

}

void timer0() interrupt 1                //中断函数，16位加1计数器
{
            TH0=(65536-50000)/256;
            TL0=(65536-50000)%256;
            t0++;
            if(t0==20)
            {
                        t0=0;
                        seconds_NS--;
                        seconds_WE--;
            }
}

void LED_display()                         //红路灯的正常模式
{
            if(flag_NS==0)                         //flag_NS为0时
            {
                        if(seconds_NS>5)             //南北时间大于5s
                        {
                                       red_NS=1;                            //红灯灭
                                       yellow_NS=1;             //黄灯灭
                                       green_NS=0;                         //绿灯亮
                        }
                        else
                        {                                                          //5s内亮黄灯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为1时
            {
                        if(seconds_NS>5)
                        {
                                       red_NS=0;                         //红灯亮
                                       yellow_NS=1;             //黄灯灭
                                       green_NS=1;                         //绿灯灭
                        }
                        else
                        {                                                                   //5s内亮黄灯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为0时
            {
                        if(seconds_WE>5)
                        {
                                       red_WE=0;                            //红灯亮
                                       yellow_WE=1;             //黄灯灭
                                       green_WE=1;                            //绿灯灭
                        }
                        else
                        {                                                          //5s内黄灯亮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;                            //红灯灭
                                       yellow_WE=1;                //黄灯灭
                                       green_WE=0;                            //绿灯亮
                        }
                        else
                        {                                                       //黄灯亮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()                         //按键扫描
{
            if(k1==0)
            {
                        while(!k1);                         //等待按键释放（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++;
            }

            /*特殊情况选择模式*/
            switch(k4num)
            {
                        case 1:                                                                   //按第1次为紧急模式，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;

13 心得体会

本次是第一次焊接，刚开始出现许多错误，修改修改再修改；上网查资料，请教师兄，最后做出来了。这次从中收获许多，学会从网上检索有用的资料，这对我们学习有很大的帮助。对单片机也有了进一步的了解，动手能力、分析能力也增强了，实践很重要，再好的理论如果不能用于实践，那么它就是没有用的。

纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行。

感谢。

abcde1234 · 发表于 2019-1-21 13:12

很不错，谢谢楼主分享

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