基于单片机的简易交通信号灯设计与实现大学论文.doc

《基于单片机的简易交通信号灯设计与实现大学论文.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、编号：桂林理工大学博文管理学院实习实训课程指导教程——《单片机应用实践》——《电子设计与应用实践》基于单片机的简易交通信号灯设计与实现2015年9月摘要本文介绍了一种基于单片机控制的交通信号灯的控制系统。该系统采用17MSP430G2553单片机为核心，以LED灯作为交通灯红、黄、绿三色灯用发光二极管作为模拟交通信号灯，可以模拟各种道路交通灯控制情况。关键词：交通信号灯；单片机；LED灯17目录1项目要求32项目分析和系统设计33硬件设计33.1单片机选型模块33.2LED流水灯模块43.3功能模式选择模块54软件设计64

2、.1主程序64.2子程序75系统调试85.1硬件调试85.2程序调试85.3联合调试96外延117项目演练138项目总结13附录1电路设计原理图（参考）14附录2PCB设计原理图（参考）14附录3关键程序（参考）1517基于单片机的简易交通信号灯设计与实现1项目要求本项目花样流水灯采用MSP430单片机为控制器件，用于交通信号的输出，此交通信号灯共有12盏灯，分3盏灯一组分别控制四个路口。（1）设计一个交通信号灯控制器，由两条主干道汇合成十字路口，在每个入口处设置红、绿、黄三色信号灯，红灯亮禁止通行，绿灯亮允许通行，黄灯亮

3、则给行驶中的车辆有时间停在禁行线外。（2）在每次由绿灯亮到红灯亮的转换过程中，要亮5秒黄灯作为过渡，使行驶中的车辆有时间停到禁行线外。2项目分析和系统设计本系统分为硬件和软件模块。硬件上我们打算在单片机的不同的i/o中装上一个LED灯来进行对信号灯进行控制。在程序方面，首先对msp430的i/o口进行的定义和设置，然后在去定义了一个delay进行延时功能，在用一个switch循环来使得流水灯不断的循环亮灭。3硬件设计本系统采用MSP430单片机为控制核心进行设计，该LED灯系统共可分为两个模块：单片机选型模块和交通信号灯模

4、块。图3-1系统原理框图3.1单片机选型模块MSP430单片机是16位的单片机，采用了精简指令集（RISC）结构，只有简洁的27条内核指令，大量的指令则是模拟指令；众多的寄存器以及片内数据存储器都可参加多种运算。这些内核指令均为单周期指令，功能强，运行的速度快。17图3-2单片机选型模块3.2交通信号灯模块要实现流水灯功能，我们只要将发光二极管LED1～LED8依次按照交通信号规则点亮、熄灭，12盏灯就可以按照交通信号灯的方式进行闪烁了。在此我们还应注意一点，由于人眼的视觉暂留效应以及单片机执行每条指令的时间很短，我们在控

5、制二极管亮灭的时候应该延时一段时间，否则我们就看不到其效果了。且每一个LED灯于一个电阻串联。电阻的作用就是对通过LED灯的电流进行一定的限制起到去LED灯进行的保护作用。使得其在高电压的时候使得LED在电阻的保护下不会烧坏。图3-3LED灯接线原理此图为共阴极接法，因此当LED_RED给高电平“1”时LED_RED亮；当LED_RED给低电平“0”时，LED_RED灭。17图3-4交通信号灯模块图如图3可知此原理图的LED灯为共阴极的接法，因此我们只要给它一个高电平就能点亮此LED灯。3.3功能模式选择模块此设计有6种功

6、能模式可以选择：（1）初始化后，执行8个LED灯从右至左逐次点亮，每隔0.2s亮一个LED灯，直到8个LED灯全亮，再从左至右依次熄灭直到全灭，以此循环；（2）当按下按键后，执行8个LED灯从右至左每隔0.2s逐一亮灭，直到点亮最左边一个灯后再从左至右每隔0.2s逐一亮灭，以此循环；功能（1）：功能（2）：南北通行：东西通行：17功能（3）:路口警示图3-5交通信号灯的功能示意图4软件设计4.1主程序本系统整体工作主要由单片机程序控制实现，其工作过程为：对端口进行初始化，在主程序中用不同的端口定义分别来点亮LED灯。再用延

7、时程序来实现每一个LED的亮灭。程序整体框架如下图5所示。图4-1程序整体框架图174.2子程序一个完整的程序是由一个主程序和若干个子程序组成。在一个加工程序中，如果其中有些加工内容完全相同或相似，为了简化程序，可以把这些重复的程序段单独列出，并按一定的格式编写成子程序。主程序在执行过程中如果需要某一子程序，通过调用指令来调用该子程序，子程序执行完后又返回到主程序，继续执行后面的程序段。本系统中所使用的子程序都是比较简单的，用for语句实现循环之后再使用延时函数进行延时。5系统调试本单片机的交通信号灯系统的设计分为硬件电路

8、设计和软件设计两个部分，因此调试也分成两部分进行调试。5.1硬件调试主要根据系统框图和硬件原理设计进行原理的绘制、各参数的设置、电路板的制作，以及元器件的焊接等。具体如下：5.1.1各单元电路，确认各单元电路链接无误，尤其是关键元器件，一定要接保护电阻。（1）选择合适规格的元器件，在放置期间前一定要检查