模拟交通指示灯控制研究报告书.docVIP

目录 1. 技术要求 1 2. 设计方案 1 3. 设计总体框图 2 4. 设计单元电路 2 4.1 交通指示灯电路 2 4.2 紧急通车及复位电路 ...4 4.3 倒计时数显电路 5 5. 电路原理说明 6 6. 调试报告 8 7. 心得体会 9 8. 参考文献 10 附录： 11 附录1：源程序代码 11 附录2：系统整体实现电路图 14 附录3：元器件清单 15 模拟交通指示灯的控制 技术要求 假设十字路口有东南两个方向的交通信号指示灯，每个方向各有3个指示灯（用发光二极管模拟），这三个指示灯分别用来标识前行、暂停、左拐，要求如下： 每个方向的指示灯按照要求点亮不同的时间，前行指示灯点亮10秒熄灭，接着暂停指示灯点亮2秒熄灭，然后左拐指示灯点亮8秒熄灭，按照这种方式进行循环； 当向东方向的前行指示灯点亮的时候，向南方向的前行指示灯熄灭，暂停指示灯和左拐指示灯分别点亮； 当向南方向的前行指示灯点亮的时候，向东方向的前行指示灯熄灭，暂停指示灯和左拐指示灯点亮。 设计方案 十字路口有东西南北四个方向的交通信号指示灯，每个方向各有3个指示灯，分别用绿色、红色、黄色的发光二极管来模拟，其中绿色指示灯用来标识前行，红色指示灯用来标识暂停，黄色指示灯用来标识左拐。指示灯的亮灭规律如下：当东西方向的绿色指示灯点亮10秒时，东西方向的红色指示灯和黄色指示灯以及南北方向的绿色指示灯熄灭，与此同时，在南北方向上，红色指示灯先点亮2秒后熄灭，接着黄色指示灯点亮8秒，10秒结束后，东西方向的绿色指示灯、南北方向的红色指示灯和黄色指示灯熄灭，南北方向的绿色指示灯点亮10秒，与此同时，在东西方向上，红色指示灯先点亮2秒后接着黄色指示灯点亮8秒。东西和南北方向的指示灯就这样循环交替进行点亮和熄灭。为了更贴近生活，我还考虑了紧急通车情况，通过外部中断请求信号来响应，当紧急通车结束后或者指示灯的规律出现错误后，需要复位来重新回到正常状态。为了看到指示灯清晰地变化情况，我还添加了倒计时数显部分，让数码管的数字显示和指示灯的点亮情况同步。整个过程通过AT89c51芯片来控制，利用proteus来仿真模拟。 设计总体框图 设计的总体框图如图1所示，由AT89c51芯片来控制指示灯的循环点亮和倒计时电路，并且响应外部中断信号进行处理。 图1 设计总体框图 设计单元电路 交通指示灯电路 东西、南北两干道交于一个十字路口，各干道有一组红、绿、黄三色的指示灯，指挥车辆和行人的安全通行。绿色指示灯点亮表示前行，红色指示灯点亮表示暂停，黄色指示灯点亮表示左拐。下图2即为十字路口的交通指示灯的分布示意图。 北 西 东 南 图2十字路口的交通指示灯的分布示意图。 表1 交通指示灯点亮规律表 2s 8s 2s 8s 东西方向 绿色灯点亮 绿色灯点亮 红色灯点亮 黄色灯点亮 南北方向 红色灯点亮 黄色灯点亮 绿色灯点亮 绿色灯点亮 　　表1说明东西方向绿色指示灯点亮时，开始进行10s倒计时，同时南北方向的红色指示灯亮2s后接着黄色指示灯点亮8s。完成一次这样的循环要10s，10s结束后，东西方向红色指示灯点亮2s，接着黄色指示灯点亮8s，同时南北方向的绿色指示灯点亮10s，并重新10s倒计时，东西和南北就这样交替，依次循环。由于东西方向一致，南北方向一致，因此在电路图中只画了东南方向的交通指示灯，电路图如图3所示。 图3 交通指示灯电路图 紧急通车及复位电路 　 　　利用AT89c51芯片中断以及硬件复位达到目的。 　 AT89c51芯片中断源有三类，即：外部中断、定时中断、串行中断。在此我采用的是外部中断，通过一个手动按钮开关接至AT89c51芯片的引脚,同时在软件设计时将其设置为最高优先级。当有紧急按键按下时，东南方向均亮红色指示灯，此时，所有普通车辆都被禁止通行，只有特殊车辆可以通行。 　　 单片机响应中断后，转向中断服务程序执行，中断服务程序执行完后，即紧急通车结束后，需要解除紧急通车情况，让指示灯恢复正常工作状态。此时需要对电路进行复位，AT89c51芯片的RST引脚是复位信号的输入端。复位方式有三种，即：上电自动复位、按键电平复位和外部脉冲复位。在此我采用的是上电自动复位。上电自动复位是通过外部复位电路的电容充电来实现的，如图3所示，先将单刀双掷开关拨向电源端，紧接着再拨向接地端，在电源接通后就完成了系统的复位初始化。当交通指示灯的显示情况出现紊乱的情况时，也可以通过此方式对系统进行复位初始化，让系统再次回归到正常工作状态。 紧急通车及复位电路图如图4所示。 图4 紧急通车及复位电路图 倒计时数显电路