河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院第頁(yè)河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院proteus仿真課程設(shè)計(jì)Proteus仿真大型作系部：電子工程系專(zhuān)業(yè)：計(jì)算機(jī)控制班級(jí)：計(jì)控10**姓名：***學(xué)號(hào)：0502******指導(dǎo)老師：馬磊娟`目錄一、項(xiàng)目名稱(chēng)……………………..1二、選題背景……………………..12.1課題背景………………..12.2交通燈的歷史…………..1三、單片機(jī)簡(jiǎn)介…………………..2四、設(shè)計(jì)基本要求和步驟………..34.1基本要求………………..34.2設(shè)計(jì)步驟………………..4五、硬件和軟件設(shè)計(jì)……………..55.1硬件電路圖……………..55.2程序流程圖……………..65.3程序運(yùn)行效果圖………..10六、心得體會(huì)……………………..12七、參考文獻(xiàn)……………………..13一、項(xiàng)目名稱(chēng)十字路口交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)二、選題背景2.1課題背景由于我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展從而導(dǎo)致了汽車(chē)數(shù)量的猛增，大中型城市的城市交通，正面臨著嚴(yán)峻的考驗(yàn)，從而導(dǎo)致交通問(wèn)題日益嚴(yán)重，其主要表現(xiàn)如下：交通事故頻發(fā)，對(duì)人類(lèi)生命安全造成極大威脅；交通擁堵嚴(yán)重，導(dǎo)致出行時(shí)間增加，能源消耗加大；空氣污染和噪聲污染程度日益加深等。日常的交通堵塞成為人們司空見(jiàn)慣而又不得不忍受的問(wèn)題，在這種背景下，結(jié)合我國(guó)城市道路交通的實(shí)際情況，開(kāi)發(fā)出真正適合我們自身特點(diǎn)的智能信號(hào)燈控制系統(tǒng)已經(jīng)成為當(dāng)前的主要任務(wù)。隨著電子技術(shù)的發(fā)展，利用單片機(jī)技術(shù)對(duì)交通燈進(jìn)行智能化管理，已成為目前廣泛采用的方法。2.2交通燈的歷史1868年12月10日，信號(hào)燈家族的第一個(gè)成員就在倫敦議會(huì)大廈的廣場(chǎng)上誕生了，由當(dāng)時(shí)英國(guó)機(jī)械師德·哈特設(shè)計(jì)、制造的燈柱高7米，身上掛著一盞紅、綠兩色的提燈--煤氣交通信號(hào)燈，這是城市街道的第一盞信號(hào)燈。1914年，在美國(guó)的克利夫蘭市才率先恢復(fù)了紅綠燈，不過(guò)，這時(shí)已是“電氣信號(hào)燈”。稍后又在紐約和芝加哥等城市，相繼重新出現(xiàn)了交通信號(hào)燈。隨著各種交通工具的發(fā)展和交通指揮的需要，第一盞名副其實(shí)的三色燈(紅、黃、綠三種標(biāo)志)于1918年誕生。它是三色圓形四面投影器，被安裝在紐約市五號(hào)街的一座高塔上，由于它的誕生，使城市交通大為改善。中國(guó)最早的馬路紅綠燈，是于1928年出現(xiàn)在上海的英租界。三、單片機(jī)簡(jiǎn)介單片機(jī)微型計(jì)算機(jī)是微型計(jì)算機(jī)的一個(gè)重要分支，也是頗具生命力的機(jī)種。單片機(jī)微型計(jì)算機(jī)簡(jiǎn)稱(chēng)單片機(jī)，特別適用于控制領(lǐng)域，故又稱(chēng)為微控制器。在MCS-51系列單片機(jī)中，有兩個(gè)子系列：51子系列和52子系列。每個(gè)子系列有諾干中型號(hào)。51系列有8051、8751和8031三個(gè)型號(hào)，后來(lái)經(jīng)過(guò)改進(jìn)產(chǎn)生了80c51、87c51、80c31三個(gè)型號(hào)；52系列有5021、8752、8032三個(gè)型號(hào)，改進(jìn)后的型號(hào)是80c52/87c52、80c32。改進(jìn)后的型號(hào)更加省電。52系列比對(duì)應(yīng)的51系列增加了定時(shí)器T2并將內(nèi)部程序存貯器增加到8KB。Inter公司停止生產(chǎn)MCS-51系列單片機(jī)之后將生產(chǎn)權(quán)轉(zhuǎn)讓給了許多其他公司，于是出現(xiàn)了許多與Mcs-51兼容的單片機(jī)?，F(xiàn)在生產(chǎn)mcs-51兼容單片機(jī)的公司對(duì)其進(jìn)行了不同程度的改進(jìn)和提高。我們現(xiàn)在使用比較的多的是AT89C51/AT89s51等。通常，單片機(jī)由單塊集成電路芯片構(gòu)成，內(nèi)部包含有計(jì)算機(jī)的基本功能部件：中央處理器、存儲(chǔ)器和I/O接口電路等。因此，單片機(jī)只需要和適當(dāng)?shù)能浖巴獠吭O(shè)備相結(jié)合，便可成為一個(gè)單片機(jī)控制系統(tǒng)。單片機(jī)經(jīng)過(guò)1、2、3、3代的發(fā)展，目前單片機(jī)正朝著高性能和多品種方向發(fā)展，它們的CPU功能在增強(qiáng)，內(nèi)部資源在增多，引角的多功能化，以及低電壓底功耗單片機(jī)外部的典型三總線結(jié)構(gòu),方便系統(tǒng)構(gòu)擴(kuò)展,構(gòu)成各種規(guī)模的應(yīng)用系統(tǒng)。外部總線增加了I2C及SPI等串行總線方式,可根據(jù)需要進(jìn)行并行或者串行擴(kuò)展。四、設(shè)計(jì)基本要求和步驟十字路口車(chē)輛穿梭，行人熙攘，車(chē)行車(chē)道，人行人道，有條不紊。那么靠什么來(lái)實(shí)現(xiàn)這井然秩序呢？靠的就是交通信號(hào)燈的自動(dòng)指揮系統(tǒng)。交通信號(hào)燈控制方式很多。4.1基本要求本系統(tǒng)需要采用MSC-51系列單片機(jī)AT89C52作為中心器件來(lái)設(shè)計(jì)交通燈控制器，實(shí)現(xiàn)以下功能：初始東西綠燈亮，南北紅燈亮，東西方向通車(chē)。延時(shí)27s，東西路口綠燈熄滅，黃燈閃爍3次。黃燈閃爍后，東西路口紅燈亮同時(shí)南北路口綠燈亮，南北方向開(kāi)始通車(chē)。延時(shí)27s，南北方向綠燈滅，黃燈閃爍3次，然后又切換成東西方向通車(chē)，如此重復(fù)。當(dāng)發(fā)生交通意外(中斷產(chǎn)生)時(shí)，全部亮紅燈，進(jìn)行交通事故的處理。當(dāng)事故處理完畢（再次按中斷鍵），重新按上述方式工作。當(dāng)南北路口的流量大時(shí)，可以增加南北路口亮綠燈的時(shí)間，當(dāng)東西路口的流量大時(shí)，可以增加?xùn)|西路口亮綠燈的時(shí)間，結(jié)束后調(diào)回正常狀態(tài)。4.2設(shè)計(jì)步驟1.利用Proteus7.5SP3仿真軟件按下列要求繪制仿真實(shí)例用4個(gè)共陽(yáng)極LED數(shù)碼管的分別表示東、西、南、北四個(gè)方向路口，以數(shù)碼管的上、中、下3個(gè)橫段分別代表紅、黃、綠3盞燈用P0、P1口分別輸出控制模擬交通燈的狀態(tài)顯示的數(shù)碼管和倒計(jì)時(shí)顯示數(shù)碼管的狀態(tài)碼P3^1、P3^2、P3^4~~~P3^7控制數(shù)碼管的位選P2^0~~~P2^4接收中斷信號(hào)并反饋給INT0接口進(jìn)行中斷處理2.按照基本要求編制程序?qū)崿F(xiàn)相應(yīng)功能。五、硬件和軟件設(shè)計(jì)5.1硬件電路圖硬件電路圖通過(guò)Proteus7.5SP3仿真之后如圖1所示，其中：按鈕K0連接P2^0端口實(shí)現(xiàn)紅燈全亮，處理交通意外按鈕K1連接P2^1端口實(shí)現(xiàn)南北方向亮燈時(shí)間+1s按鈕K2連接P2^2端口實(shí)現(xiàn)南北方向亮燈時(shí)間-1s按鈕K3連接P2^3端口實(shí)現(xiàn)東西方向亮燈時(shí)間+1s按鈕K4連接P2^4端口實(shí)現(xiàn)東西方向亮燈時(shí)間-1s整體實(shí)驗(yàn)連接電路如下圖所示：5.2程序流程圖主程序主程序開(kāi)始開(kāi)始設(shè)置中斷工作方式、觸發(fā)方式、初始化是否有中斷運(yùn)行過(guò)程執(zhí)行中斷YN中斷結(jié)束，退出中斷，返回運(yùn)行過(guò)程運(yùn)行過(guò)程SN:綠燈(27)，EW:紅燈是否到3秒SN:黃燈亮，EW:紅燈Count<10？SN:黃燈滅，EW:紅燈是否到0秒NYYNNEW:綠燈(27)，SN:紅燈是否到3秒EW:黃燈亮，SN:紅燈Count<10？EW:黃燈滅，EW:紅燈是否到0秒YYYNNNLED顯示緩沖區(qū)DISPYLED顯示程序LED顯示程序Display獲取當(dāng)前通行剩余時(shí)間送h、lE/S/W/N狀態(tài)送P0口位選碼送P3口倒計(jì)時(shí)個(gè)/十位送P1口調(diào)用Delay延時(shí)i++;j++四位顯示完？YN返回主程序T0中斷T0中斷定時(shí)計(jì)數(shù)初值50ms計(jì)數(shù)(count)加1判斷1S(count=20?)到否count清0Time_SN--;Time_EW--恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)中斷返回NY中斷返回恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)Busy_Button==0所有路口全紅燈Busy_Button==1SN_Add==0SN1+=1SN1>99NSN1=99YSN_Red==0SN1-=1SN1<20NSN1=20YEW_Add==0EW1+=1EW1>99NEW1=99YEW_Red==0EW1-=1EW1<20NEW1=20YINT0中斷獲取中斷信息5.3程序運(yùn)行效果圖中斷返回恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)Busy_Button==0所有路口全紅燈Busy_Button==1SN_Add==0SN1+=1SN1>99NSN1=99YSN_Red==0SN1-=1SN1<20NSN1=20YEW_Add==0EW1+=1EW1>99NEW1=99YEW_Red==0EW1-=1EW1<20NEW1=20YINT0中斷獲取中斷信息圖2正常狀態(tài)圖3黃燈狀態(tài)圖4緊急狀態(tài)六、心得體會(huì)通過(guò)這次交通燈的課程設(shè)計(jì)，使我得到了一次用專(zhuān)業(yè)知識(shí)、專(zhuān)業(yè)技能分析和解決現(xiàn)實(shí)問(wèn)題的能力。使我在單片機(jī)的基本原理、單片機(jī)應(yīng)用學(xué)習(xí)過(guò)程中，以及在常用編程設(shè)計(jì)思路技巧的掌握方面都能向前邁了一大步，為日后成為一名合格的應(yīng)用型人才打下良好的基礎(chǔ)。綜合課程設(shè)計(jì)讓我把以前學(xué)習(xí)到的知識(shí)得到鞏固和進(jìn)一步的提高認(rèn)識(shí)，對(duì)已有知識(shí)有了更深層次的理解和認(rèn)識(shí)。在此，由于自身能力有限，在課程設(shè)計(jì)中碰到了很多的問(wèn)題，我通過(guò)查閱相關(guān)書(shū)籍、資料以及和周?chē)瑢W(xué)交流得到解決。還有交通燈是我們生活中非常常見(jiàn)的一種東西，對(duì)于我們學(xué)以致用的這種能力得到了很好鍛煉，能夠?yàn)槲覀円院蟮墓ぷ饔趯W(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。由于本人的水平有限，設(shè)計(jì)中難免會(huì)有一些不合理的部分，系統(tǒng)的穩(wěn)定性還有待提高。七、參考文獻(xiàn)●張