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1、 实事求是，敢为人先湖南大学电气与信息工程学院本科生单片机课程设计 题目：基于LCD12864的交通信号灯 学 院：电气与信息工程学院专业：电气工程及其自动化班级：学号：姓名：指导老师：设计时间： 2012年6月 29日 交通灯的历史1868年12月10日，信号灯家族的第一个成员就在伦敦议会大厦的广场上诞生了，由当时英国机械师德哈特设计、制造的灯柱高7米，身上挂着一盏红、绿两色的提灯-煤气交通信号灯，这是城市街道的第一盏信号灯。1914年，在美国的克利夫兰市才率先恢复了红绿灯，不过，这时已是“电气信号灯”。稍后又在纽约和芝加哥等城市，相继重新出现了交通信号灯。随着各种交通工具的发展和交通指挥的
2、需要，第一盏名副其实的三色灯(红、黄、绿三种标志)于1918年诞生。它是三色圆形四面投影器，被安装在纽约市五号街的一座高塔上，由于它的诞生，使城市交通大为改善。中国最早的马路红绿灯，则是于1928年出现在上海的英租界。目 录第一部分 开发板部分硬件介绍3一、板上资源分布3二、ADuC848简要介绍5三、LCD显示模块6第二部分 交通信号灯的设计8一、题目任务设计要求8二、系统原理分析及流程框图8三、具体程序实现10四、具体操作步骤18五、设计心得体会19六、参考文献21附录一：开发板硬件图22附录二：单片机历史23第一部分 开发板硬件部分介绍一、板上资源分布图1.1 板上资源分布1、2、3：单
3、片机P0、P2、P3口引出接口（有限流保护电阻）； 4：上排图形点阵LCD12864的接口、下排LCD1602的接口； 5、6：两路16位ADC输入、可作差分输入； 7、8：12位DAC输出、对DAC输出进行比例放大或者跟随的运放； 9：单片机AduC848； 10：无源蜂鸣器、由单片机PWM模块输出信号控制； 11：8位数码管； 12：SPI接口； 13：RS232串口（通过串口在线下载、单步、断点、运行到某一行等方式调试程序）； 14：步进电机（5V、70欧姆、6线4相）接口； 15：8路LED，从左至右为LED70,分别被P0.7P0.0控制； 16：复位按键和下载按键； 17、18：I
4、IC总线上的EEPROM AT24C08和RTC DS1307； 19：IIC接口； 20：PS/2接口； 21：红外接收头； 22：功能选择和配置插针； 23：4X4矩阵式键盘或4个独立按键； 24：直流电源输入； 此外还有红外二极管（由单片机PWM模块输出信号控制）、USB电源输入接口。二、ADuC848的简要介绍1、8051-based core、5V供电电压； 2、可以通过串口在线下载程序和单步、断点、运行到某一行等方式调试程序； 3、16位8通道-ADC，片内有1.25V参考电压、buffer和PGA； 4、12位电压输出DAC、Dual 16-BIT - DAC； 5、32kbyt
5、e程序存储器、4kbyte用户信息Flash存储器、256RAM+2048XRAM(byte)； 6、PLL(12.58 MHz max)（片外只需接32.768kHz晶振）； 7、316位定时/计数器、看门狗定时器； 8、11中断源（2优先级）、11位堆栈指针； 9、24I/O+8模拟或数字输入； 10、UART、 SPI和I2C、高速115200波特率发生； 11、Power supply monitor、上电复位、Dual 200A激励电流源。12、单片机引脚分布 三、 LCD显示模块 LCD显示信号连接图如下图所示。图1.7 LCD信号连接关键网络名和引脚名解释： （1）DISCTRL
6、04：显示控制信号。（2）D0D7、DB0DB7：数据总线。（3）E：LCD使能信号。（4）RS：数据、指令选择信号。（5）RW：读、写选择信号。（6）CS1、CS2：LCD12864由两部分组成，CS1和CS2为选择信号。板上接口4的上排位LCD12864的接口，下排位LCD1602的接口，排针和排母左对齐插入。第二部分 交通信号灯的设计一、 题目任务设计要求1、 题目设计及目的（1）设计一智能交通信号灯。（1）了解交通灯管理的基本工作原理（2）熟悉ADuC848的工作原理和应用编程（3）熟悉ADuC848并行接口的各种工作方式和应用（4）熟悉AT89C51计数器/定时器的工作方式和应用编程
7、外部中断的方法（5）掌握LCD显示问题的解决 2、题目设计要求（1）了解实际交通灯的变化规律（以十字路口为例）（2）要求用LCD显示字符“红、黄、绿”（或字母r、y、g）代替相应的信号灯（3）要求有东西、南北四组信号灯显示，并显示对应的时间（4）时间要求倒计时显示，计时时间到，对应的信号准确切换（5）信号灯按一定的规律闪烁，实现简单的交通管理（6）能实现紧急事件处理（例如救护车的通行等），可用蜂鸣器报警和特殊数字显示（7）可根据交通流量智能调整各路段的通行时间（8）显示北京时间，可调整二、系统原理分析及程序流程框图1、交通灯通常指由红、黄、绿三种颜色灯组成用来指挥交通的信号灯。绿灯亮时，准许车
8、辆通行，黄灯亮时，已越过停止线的车辆可以继续通行；红灯亮时，禁止车辆通行。下图为一种红绿灯的显示状态图状态一：红红绿绿设东西向为主干道，东西向绿灯定为20s. 状态二 红红黄黄 设定黄灯时间为5s。状态三 绿绿红红 南北向为副干道，南北向绿灯设为10s 状态四 黄黄红红南北向黄灯也设为5s.紧急状态：红红红红此时为紧急状态，所有灯为红灯，所有车辆禁止通行，触发紧急状态由紧急按钮触发，再次触发，则解除紧急状态，回到原来状态。2、 车流量处理。首先根据两条道路的车流量划分为主干道和副干道，主干道和副干道的绿灯时间设置不一样，主干道的绿灯时间设置的较长，红灯时间等于另一条道路的绿灯时间与黄灯时间之和
9、。其次，考虑有车流高峰时期，在本次设计中，设置北京时间18：00:0020:00:00为车流量高峰时期，在此时期，亮灯时间会变成另一个设定值，具体设置可依据实践情况设置，本次设计中将主干道，副干道绿灯实践均延长10s.当在此时期之外时，亮灯时间为正常设定时间。3、倒计时显示。 东西南北四个方向各有一个倒计时显示，倒计时数字表示当前亮灯的剩余时间。因为相对的方向显示相同，因而本次设计中只两个倒计时显示，一个表示南北方向，一个表示东西方向。计时的快慢通过改变对频率的计数实现。4、北京时间显示。 本次设计中，12864LCD显示屏第一行显示北京时间的时、分、秒，时间可调。北京时间功能采用T0计时器中
10、断来实现。ADuC848的core clock频率默认为1.572864MHz，定时器0的时钟为core clock，1572864=65536*24。故将定时器0设置为16位计数模式，且初值为0，无需在定时器溢出中断中给定时器赋初值（中断溢出就开始执行中断程序，计数器为加法计数器，从0加到65536）。每65536个core clock周期将产生一次中断，在中断处理程序中累计中断次数，当有24次中断产生时即为1秒，进行计时。5、主程序流程图 开始设置定时方式，初始化运行过程NKey是否有输出YY是否Key=16紧急状态NY北京时间调节是否Key=13N5、 交通灯显示流程图 开始状态一N是否
11、green0=0Y状态二N是否red1=0Y状态三N是否green1=0Y状态四N是否red0=0Y三、具体程序实现#include#includeds1307.h#includejuzhenkeyboard.h#includesmg12864.h#define unchar unsigned char#define unint unsigned intsbit buzzer=P26;unchar green2=50,30;unchar yellow2=5,5;unchar red2=55,35;unchar time7=1,2,1,1,1,1,1;unint timeflag=0;uncha
12、r state=0;unchar state_buffer;unchar zhugandao=20;unchar fudao=10;unchar key=0;unchar weizhi=0;bit jinjiflag=0;bit set_flag=0;unint i;unchar j;void jiaotong_con(void)switch(state) case 0: displayascall(1,2,shuzi16); displayascall(2,2,shuzi16); displayascall(3,2,shuzi16); displayascall(4,2,shuzi16);
13、displayascall(5,2,shuzi16); displayascall(6,2,shuzi16); displayascall(9,2,shuzi16); displayascall(10,2,shuzi16); displayascall(11,2,shuzi16); displayascall(14,2,shuzi16); displayascall(15,2,shuzi16); displayascall(16,2,shuzi16); displayascall(1,4,shuzi16); displayascall(2,4,shuzi16); displayascall(3,4,shuzi16); displayascall(4,4,shuzi16); displayascall(5,4,shuzi16); displayascall(6,4,shuzi16); displayascall(9,4,shuzi16); displayascall(10,4,shuzi16); displayascall(11,4,shuzi16); displayascall(12,4,shuzi16);
