毕业设计基于SPEC061A的交通灯控制系统设计.doc

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1、XXXX 学 院本 科 生 毕 业 论 文题 目：基于SPCE061A的交通灯控制系统设计系 （院）： 专 业： 学 号： 学生姓名： 指导教师： 职称： 论文字数： 4700 完成日期： 年 月教 务 处 印 制目录摘要I关键词IABSTRACT.IIKEYWORDSII第1章 引言11.1 选题背景11.2 路口交通简介1第2章 芯片简介22.1 SPCExx1A单片机22.2 SPCExx1A 精简开发板22.3 交通灯模组V3.0系统概述2第3章 系统硬件设计33.1 硬件框图33.2 电路连接图33.3 功能框图43.4 硬件连接步骤及流程5第4章 系统软件设计114.1 软件结构1

2、14.2 主程序流程11第5章 结束语13参考文献14致 谢14基于SPCE061A的交通灯控制系统设计摘要：在现代社会城市交通越来越拥挤，塞车现象越来越严重。交通指挥设施就变得越来越重要了，本论文结合实际应用使用单片机完成模拟交通灯控制系统。本方案利用SPCEC061A为主控制器，配合交通灯模组V3.0设计的交通灯控制系统。该系统在适当的时候控制点亮绿色、黄色或者红色的LED灯，示意行人或者车辆可以通行或者不可以通行；另外通过数码管倒计时，示意车辆或者行人不可以通行时需要等待的时间或者通行时还有多少的剩余时间。 关键词：交通灯；单片机；凌阳SPEC061A；Traffic light con

3、trol system design based on the SPCE061AAbstract: More and more urban traffic congestion in modern society, traffic jam phenomenon is becoming more and more serious. Traffic control facilities have become more and more important, this paper actual Application of Simulation of traffic light control s

4、ystem using single - chip Microcomputer completed.Keywords: Traffic light；The monolithic；Sunplus SPEC061A基于SPCE061A的交通灯控制系统设计第1章 引言1.1 选题背景 随着社会经济的发展，城市交通问题越来越引起人们的关注。人、车、路三者关系的协调，已成为交通管理部门需要解决的重要问题之一。城市交通控制系统是用于城市交通数据监测、交通信号灯控制与交通疏导的计算机综合管理系统，它是现代城市交通监控指挥系统中最重要的组成部分。 本方案利用凌阳科技公司的凌阳16位单片机SPCE061A作为主

5、控芯片和交通灯模组V3.0包括一块驱动电路板（交通灯模组V3.0_驱动板）和四块LED板（交通灯模组V3.0_LED板）。充分利用SPCE061A精简开发板（简称61板）上面的三个按键，完成一个简易交通灯系统。1.2 路口交通简介 十字路口交通情况如下图所示:图1-1路口交通示意图（注：R表示车辆右拐 L：表示车辆左拐 S:表示车辆直行 P:表示人行 数字1、2、3、4表示路口1、2、3、4）第2章 芯片简介2.1 SPCExx1A单片机 SPCExx1A是凌阳科技研发生产的性价比很高的一款十六位单片机，具有易学易用且效率较高的一套指令系统和集成开发环境。 图2-1 SPCExx1A内部结构图

6、2.2 SPCExx1A 精简开发板SPCExx1A精简开发板（简称61板），是以凌阳16位单片机SPCExx1A为核心的精简开发仿真实验板，是“凌阳科技大学计划”专为大学生、电子爱好者等进行电子实习、课程设计、毕业设计、电子制作及电子竞赛所设计的，也可作为单片机项目初期研发使用。61板上有调试器接口（Probe接口）以及下载线（EZ_Probe）接口，分别可接凌阳科技的在线调试器、简易下载线，配合unSP IDE，可方便地在板上实现程序的下载、在线仿真调试。 2.3 交通灯模组V3.0系统概述 1交通灯模组V3.0由一块驱动板（交通灯模组V3.0_驱动板）和四块LED板（交通灯模组V3.0_

7、LED板）构成，使用时，只需要把四块LED板分别插接（或者连接）在驱动板的J1J4四个接口上即可使用；通过软件设计，控制四块LED板上的数码管倒计时，并控制红、绿、黄二极管的点亮与熄灭，就可以实现交通灯功能。2LED板中每个方向提供四组交通LED灯（包括左转、直行、右转、人行道四组），每组交通灯包括红、黄、绿三个灯，可以实现交通的通行控制； LED板中每个方向提供两个数码管，可以实现100以内的倒计时。第3章 系统硬件设计3.1 硬件框图本系统由一套61板和一套交通灯模组构成，如图 31，SPCExx1A通过I/O口控制交通灯模组中各LED板的数码管和发光二极管的显示；通过61板上的三个键盘K

8、EY1KEY3可以设置各LED板指示的路口通行倒计时时间。 图3-1 系统结构框图3.2 电路连接图系统硬件连接如图 32，把四个LED板连接到驱动板上，利用三根10pin排线分别连接交通灯模组和61板的J5与J9、J6与J6、J7与J7；连接61板电源，注意要把61板的J5接口选择为5V。图3-2 硬件连线图3.3 功能框图图3-3 功能框图3.4 硬件连接步骤及流程第一步：按照图34所示连接硬件，连接好下载线或者Probe，打开电源。注意61板上的J5要选择5V；LED板不要插反。 图3-4 LED板与驱动板的连接第二步：打开Traffic.spj工程；Rebuild All工程，把工程下

9、载到61板上； 第三步：全速运行，这时候可以观察四个LED板的数码管和LED灯的变化，体验交通灯的控制顺序。此时四个LED板数码管倒计时和LED灯的亮灭8种状态循环进行，如下： 状态1：如图35，红绿灯亮灭及数码管倒计时状态为1S，1L，1-2P，3R，4R通行，路口1（J1）倒计时显示24（表示直行和左拐通行时间），路口2（J2）倒计时显示24（表示直行和左拐等待时间），路口3（J3）倒计时显示49（表示直行和左拐等待时间），路口4（J4）倒计时显示74（表示直行和左拐等待时间）。所有数码管开始倒计时，当路口2的数码管显示3时，进入状态2。（1表示J1、2表示J2、3表示J3、4表示J4，S

10、表示直行，L表示左拐，R表示右拐，P表示人行） 图3-5 状态1状态2：路口1倒计时显示03，路口2倒计时显示03，路口3倒计时显示28，路口4倒计时显示53。此时1S，1L，1-2P，3R由绿灯变黄灯，2S，2L，2-2P，1R由红灯变黄灯闪烁。继续倒计时，路口1倒计时到00后，从74开始倒计时；路口2倒计时到00后从24开始倒计时，进入状态3。 状态3：如图36，红绿灯亮灭及数码管倒计时状态为2S，2L，2-3P，4R，1R通行，路口1倒计时显示74，路口2倒计时显示24，路口3倒计时显示24，路口4倒计时显示49。图3-6 状态3状态4：路口2倒计时显示02，路口3倒计时显示02，路口4

11、倒计时显示27，路口1倒计时显示52。此时2S，2L，2-3P，4R由绿灯变黄灯，3S，3L，3-4P，2R由红灯变黄灯。继续倒计时，路口2倒计时到00后，从74开始倒计时；路口3倒计时到00后从24开始倒计时，进入状态5。 状态5：如图3-7，红绿灯亮灭及数码管倒计时状态为3S，3L，3-4P，1R，2R通行，路口2倒计时显示74，路口3倒计时显示24，路口4倒计时显示24，路口1倒计时显示49。 图3-7 状态5状态6：路口3倒计时显示02，路口4倒计时显示02，路口1倒计时显示27，路口2倒计时显示52。此时3S，3L，3-4P，1R由绿灯变黄灯，4S，4L，4-1P，3R由红灯变黄灯。

12、继续倒计时，路口3倒计时到00后，从74开始倒计时；路口4倒计时到00后从24开始倒计时，进入状态7。 状态7：如图3-8，红绿灯亮灭及数码管倒计时状态为4S，4L，4-1P，2R，3R通行，路口3倒计时显示74，路口4倒计时显示24，路口1倒计时显示24，路口2倒计时显示49。 图3-8 状态7状态8：路口4倒计时显示02，路口1倒计时显示02，路口2倒计时显示27，路口3倒计时显示52。此时4S，4L，4-1P，2R由绿灯变黄灯，1S，1L，1-2P，4R由红灯变黄灯。继续倒计时，路口4倒计时到00后，从74开始倒计时；路口1倒计时到00后从24开始倒计时，进入状态1，如此循环。第四步：如

13、果要自己设置各路口的通行时间，按61板上的KEY1键进入设置状态。按KEY1开始设置第一个（J1）LED板的数码管显示的通行时间，此时第一个LED板的数码管闪烁，KEY2为加1键，KEY3位减1键；设置完第一个，按KEY1键设置第二个LED板，设置方法和设置第一个LED板相同；设置完成后设置第三个、第四个，全部设置完成后，如果设置正确，按KEY1键后4个LED板的数码管开始显示，且其发光二极管进行相应指示；如果没有设置正确，系统不会进行倒计时，这时候需要按KEY1键重新进行设计。 操作流程如图3-9: 图3-9 操作流程图第4章 系统软件设计4.1 软件结构本系统软件包括main.c、DIGu

14、ser.c、DIG.asm、Key.c、isr.asm 5个源文件，其中： main.c文件为主程序文件，控制系统在两个状态（设置状态与显示状态）的切换，设置状态时通行时间的设置和显示状态时各数码管的倒计时和发光二极管的点亮与熄灭。 DIGuser.c为一个用户函数文件，这个函数里定义了倒计时、显示、熄灭等与数码管和发光二极管相关的函数。 DIG.asm是一个针对交通灯模组专门写的一个数码管和发光二极管写的驱动函数文件，包括初始化函数和动态扫描函数，其中动态扫描函数要求在1KHz的中断服务函数中调用；同时，通过这个文件可以设置I/O口。 Key.c是一个键盘扫描文件，包含键盘I/O口的初始化和

15、键扫描函数； isr.asm是中断服务函数文件，本系统中用到了两个中断服务函数文件，其中2Hz中断用来倒计时，1KHz中断用来刷新显示。 4.2 主程序流程本系统有两个状态：设置状态和显示状态，设置状态时通过键盘来设置4个路口的通行时间，被设置的路口数码管会闪烁显示；显示状态中又分了东边路口指示直行通行，南边路口指示直行通行，西边路口指示直行通行，北边路口指示直行通行四个显示状态；四个路口数码管显示倒计时时间。 主程序流程如图4-1所示：上电后为显示状态，系统按照默认的倒计时时间进行倒计时显示，从东边路口通行状态开始，按照东、南、西、北的方式顺序进行；在显示的过程中，如果有KEY1键按下，则进

16、入设置状态。 设置状态时，按KEY1进入第一个路口的指示通行时间设置，按KEY2和KEY3进行设置，设置完成后按KEY1切换到下一个路口设置，四个路口都设置完成后，先判断设置是否正确，如果不正确，返回继续设置。 开始初始化为显示状态设置状态？N键盘扫描，取键值YKEY1?KEY2？KEY3?确认YYYYYYYYYNNNNNNNNN加一减一重新设置闪烁显示全部设置完成？设置正确？设置为显示状态计算东边路口指示的通行时间和其他路口指示的等待时间设置为东边路口直行通行状态。东边路口指示直行通行设置为南边路口直行通行状态。南边路口指示直行通行设置为西边路口直行通行状态。西边路口指示直行通行设置为北边路

17、口直行通行状态。北边路口指示直行通行设置为设置状态是否为显示状态？是否为显示状态？是否为显示状态？是否为显示状态？图 4-1 主程序流程图第5章 结束语通过这次的毕业设计，增强了我们的动手能力，使我更好地了解了交通灯的原理， 经过三个月的课题研究，我在选题、查阅资料、分析原理、故障处理以及毕业设计任务书写等方面，得到了系统的锻炼。我对电子产品的开发持有浓厚的兴趣，通过这次毕业设计也使我学到了很多电路知识、电脑知识以及相关软件的知识，通过毕业设计这个过程，巩固了我的理论知识，并提高了我理论知识运用到实际项目中的能力。这次毕业设计的顺利进行，我深刻明白了理论知识与社会实践相结合的道理，从总得到了以

18、前书本知识所不曾得到的知识。更加明白了如今信息时代电子技能知识的重要性。增强了我对实际工艺技术、电子技术和设备技术等方面的认识，掌握了分析处理方法，调试、计算等基本技能的训练，具有一定程度的实际工作能力。参考文献1 赵世强，荆炳礼，赵满.凌阳16位单片机SPCE061A的最小系统及开发J.国外电子元器件.2005(5):37-40.2 黄智伟.凌阳单片机课程设计指导M.北京航空航天大学出版社，2007 . 3 彭传正，林春景.凌阳单片机原理与实践M.北京航空航天大学出版社,2006.4 凌阳科技.凌阳16位单片机开发实例M.北京航空航天大学出版社,2006. 5 黄军辉，董晓倩，李建波.单片机

19、原理与应用-凌阳SPCE061AM. 人民邮电出版社,2008.6 孔祥洪，董昌春，王令群.凌阳16位单片机实训教程M.北京航空航天大学出版社,2009.7 汪敏.凌阳16位单片机实验与实践M.北京航空航天大学出版社,2007. 8 陈言俊，王延伟，罗亚非.大学生创新竞赛实战-凌阳16位单片机应用M.北京航空航天大学出版社,2009 .9 孔祥洪，孟健，王令群.凌阳16位单片机原理与应用M.北京航空航天大学出版社，2009 .10 侯媛彬，益民，霍汉平.凌阳单片机原理及其毕业设计精选M.科学出版社，2006.致 谢在此论文完成之际，谨向给予我指导帮助和关心理解的老师、同学表示由衷的感谢！首先衷心地感谢我的导师XXX老师。本文从选题到完成，从理论上的探讨到实际问题的解决，无处不饱含着徐老师的心血，X老师的悉心指导和建议给了我极大的帮助和支持，使我受益匪浅，在此论文完成之际，谨向徐卫华老师致以深深的谢意和崇高的敬意。感谢所有在我学习和论文写作过程中给予过关心和帮助的人！