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1、 综合实验报告 实验题目：十字路口电子交警的设计与功能实现 学生班级: 学生姓名: 学生学号： 指导教师： 实验时间: 2016/9/16 目录1设计内容12主要设备与器材13设计要求14设计方案14.1硬件原理框图设计14.2系统工作原理24.3系统电路图设计34.3.1复位电路34.3.2时钟电路34.3.3 8155A及数码管显示电路44.3.4 8255A及发光二极管连接电路44.3.5报警控制及鸣叫电路54.3.6电路原理图54.4软件流程图74.5系统资源分配94.6程序清单95方案论证145.1系统控制中心8051145.2接口扩展155.3时间显示控制155.4交通模拟控制16
2、6调试过程177运行结果188参考资料199收获体会20十字路口电子交警的设计与功能实现1设计内容设计用单片机控制的十字路口交通灯及撞红灯报警，并编程实现这些功能。2主要设备与器材硬件器材：PC机一台，DVCC实验箱，主要涉及的芯片有：8051、8255A，8155A，2个共阳7段LED数码管，蜂鸣器，12只发光二极管，导线等。软件器材：DVCC软件3设计要求1. 用8255A驱动三种红、黄、绿颜色的12只发光二极管，用软件使它们模拟十字路口交通灯的功能。2. 当某一方向的红灯亮时，若有车辆通过，则用单片机控制的扬声器发声报警。撞红灯的信号可用传感器采集并转换成数字量，这里以采集到一个35V的
3、模拟电压表示。4设计方案4.1硬件原理框图设计十字路口电子交警主要有5个模块部分组成，分别是时钟电路模块、复位电路模块、8155A显示模块、8255A交通灯模拟模块、撞红灯检测及报警装置模块。时钟电路模块为8051控制中心提供时钟信号；复位电路模块为8051提供复位信号；8155A显示模块用来控制和显示时间；8255A交通灯模拟模块用来管理和控制发光二极管的发光情况，用以模拟交通灯的状态转换；撞红灯检测及报警装置模块，用于检测当某一方向亮红灯时，是否有车辆撞红灯，当有车辆闯红灯时，报警器报警。原理框图如图1所示。图1原理框图4.2系统工作原理交通灯控制系统是以8051作为控制核心，采用8255
4、A驱动四组共12只发光二极管，红黄绿三色个4只，模拟交通灯的控制，提示车辆及人行道的通行管理。用8155A驱动2个7段LED数码管，采用动态扫描方式显示倒计时时间。用单片机控制的蜂鸣器发声报警提示某一方的红灯亮时有车辆撞红灯，系统功能状态如下：1. 系统开始运行时，初始态12只发光二极管均熄灭，延时1s进入正常工作状态2。2. 东西方向绿灯亮，南北方向红灯亮，东西方向人行道禁止行走，南北方向人行道通行。LED数码管显示倒计时间30s，检测南北方向是否有车闯红灯，若有则报警提示，蜂鸣器鸣叫5次。倒计时完成进入状态33. 南北方向持续红灯亮，东西方向绿灯熄灭，黄灯闪烁，闪烁3次，提示东西方向通行即
5、将禁止车辆通行，南北方向人行道也即将禁止行走。进入状态44. 东西方向红灯亮，南北方向绿灯亮，东西方向人行道通行，南北方向人行道禁止行走。LED数码管显示倒计时间30s，检测南北方向是否有车闯红灯，若有则报警提示，蜂鸣器鸣叫5次。倒计时完成进入状态55. 东西方向持续红灯，南北方向绿灯熄灭，黄灯闪烁，闪烁3次，提示南北方向车辆通行即将禁止，东西方向人行道也即将禁止行走。而后状态回到2中循环显示。4.3系统电路图设计4.3.1复位电路复位电路用于产生复位信号，为8051的复位提供电平信号，电路图如图2所示。图2复位电路4.3.2时钟电路8051单片机的主频信号采用内部产生方式，电路图如图3所示。
6、图3时钟电路4.3.3 8155A及数码管显示电路图4- 8155A及数码管显示电路4.3.4 8255A及发光二极管连接电路图5- 8255A及发光二极管电路4.3.5报警控制及鸣叫电路图6.1 报警控制图6.2 报警器4.3.6电路原理图21图7 原理电路图4.4软件流程图图8 主程序流程图图9 报警子程序流程图 图10 显示流程图4.5系统资源分配8051的P0口P0.0P0.7分别与8155A的AD0AD7相连用于控制时间显示。与8255A的D0D7相连，用于控制发光二极管的发光状态。8255A的PB0PB7,、PC0 PC3连接东南西北四个方向的发光二极管，具体连线如原理电路图图7所
7、示。4.6程序清单ORG0000HAJMPMAIN ORG 0630HMAIN: SETBP2.0SETBP2.1MOVDPTR,#0FF2BH ;写8255控制字MOVA,#80H ;8255工作在方式0，输出MOVXDPTR,AMOVDPTR,#0FF29H ;初始化8255B口MOVA,#00H ;B口控制的所有灯熄灭INC DPTR ;初始化8255C口MOVA,#00H ;C口控制的灯熄灭MOVXDPTR,A LCALL DELAY ; 调用延时1s子程序;东西路口绿灯亮，南北路口红灯亮DXLV:MOVDPTR,#0FF29H ;东西路口的绿灯亮MOVA,#09HMOVXDPTR,A
8、INC DPTR ;南北路口红灯亮MOVA,#09HMOVXDPTR,AMOVR0,#1EH ;循环30次，即调用1s延时子程序30次，完成30s延时DX30S: JB P1.0,WARN0 ;检测是南北路口否有车辆闯红灯，若发现则发出警报，调用警报程序WARN0:LCALLWARNLCALLDISPLAY ;调用延时30s子程序，并显示倒计时，依次显示30、29、28、.、0DJNZR0,DX30S;东西路口黄灯开始闪烁，闪烁间隔为1ms,闪烁三次，南北路口红灯亮MOVR0,#03HMOVDPTR,#0FF2AH ;南北路口红灯亮MOVA,#09HMOVXDPTR,ADXH:MOVDPTR,
9、#0FF29H ;东西路口黄灯亮MOVA,#12HJB P1.0,WARN1 ;检测是否有闯灯，有则调用警报程序WARN1:LCALL WARNMOVXDPTR,ALCALLDELAY1 ;调用延时0.1sMOVDPTR,#0FF29H ;黄灯熄灭MOVA,#00HMOVXDPTR,ALCALLDELAY1 ;调用延时0.1sDJNZR0,DXH ;判断黄灯闪烁次数;东西路口红灯亮，南北路口绿灯亮MOVDPTR,#0FF29H ;东西路口红灯亮MOVA,#64HMOVXDPTR,AINC DPTR ;南北路口绿灯亮MOVA,#02HMOVXDPTR,AMOVR0,#1EH ;循环30次，即调用
10、1s延时子程序30次，完成2730延时NAN30S:JB P1.0,WARN2 ;检测是东西路口否有车辆闯红灯，若发现则发出警报，调用警告程序WARN2:LCALLWARNLCALLDISPLAY ;调用延时30S延时程序，并显示倒计时，依次显示30、29、28、.、0DJNZR0,NAN30S;东西路口红灯亮，南北路口黄灯闪烁,闪烁3次MOVR0,#03HNBH: MOV DPTR,#0FF29H ;东西路口红灯亮MOVA,#0A4HMOVXDPTR,AJBP1.0,WARN3 ;检测是东西路口否有车辆闯红灯，若发现则发出警报，调用警告程序WARN3:LCALLWARNINCDPTR ;南北
11、路口黄灯亮MOVA,#04HMOVXDPTR,ALCALLDELAY1 ;调用0.1s延时子程序MOVDPTR,#0FF29H ;东西路口红灯亮MOVA,#24HMOVXDPTR,AINC DPTR ;南北路口黄灯熄灭MOVA,#00HMOVXDPTR,ALCALLDELAY1 ;调用0.1s延时子程序DJNZR0,NBH;检测3次闪烁是否完成，否则继续闪烁;一个循环完成，进入第二个循环AJMPDXLV;主程序完成;子程序;发现有车辆闯红灯，发出警报子程序WARN:JNBP1.0,D1MOVR4,#05H ;控制蜂鸣器的报警次数D0:CPLP1.2 ;打开蜂鸣器LCALLDELAY1 SETBP1.1 ;关闭蜂鸣器LCALLDELAY1DJNZR4,D0D1:RET;延时1s子程序DELAY:MOVR1,#50DEL0:MOVR2,#91DEL1:MOVR3,#100D
