¡Urgente! ! ! ! Buscando informe de diseño del curso de control de semáforo con microcontrolador 8255

El siguiente es mi artículo. La cuenta regresiva está hecha de LED y los semáforos están hechos de diodos emisores de luz. /p >

Puedes personalizarlo tú mismo

Diseño de semáforo controlado por microcomputadora de un solo chip

Contenido de la tesis

1. Resumen, palabras clave y referencias

II. Diseño y justificación del programa

III.Texto: I. Descripción funcional

Diseño del circuito hardware del sistema

III. Diseño del programa principal

IV. Diagrama general del circuito

V. > Este sistema está compuesto por una microcomputadora de un solo chip, un teclado, una pantalla LED y un sistema de demostración de semáforos. Diseñado específicamente para la gestión del tráfico de vehículos y peatones en las intersecciones, el sistema incluye funciones básicas de semáforo, como giro a la izquierda, giro a la derecha e incorporación. El tablero de tiempo muestra el tiempo restante para la transición del tráfico en la intersección, en caso de emergencia. La intersección puede ser controlada manualmente por vehículos prohibidos y condiciones de tráfico de peatones. Además, cuando vehículos especiales como 119 y 120 pasan por la intersección, el sistema puede cambiar automáticamente a un estado en el que se permite el paso a vehículos especiales y se prohíbe el paso a otros vehículos. El sistema vuelve automáticamente a la gestión normal después de 15 segundos. Además, existen funciones como la conversión de gestión de tráfico de 84 y 60. Adopta un método de visualización que combina tubos digitales y LED de matriz de puntos. Tiene salida digital de cuenta regresiva y salida de luz indicadora de estado.

Palabras clave:

El sistema MCU (AT89C51) controla 8255, reglas de tráfico, pantalla LED, escaneo dinámico, entrada de clave, ajuste de franja horaria

Referencias:

Guía de diseño del curso MCU Universidad de Aeronáutica y Astronáutica de Beijing

Diseño de aplicaciones basado en los principios de la serie MCS-51 MCU National Defense Industry Press

"Chip único Tutorial de formación en microcomputadoras 》Prensa de la Universidad de Pekín

"Principios y aplicaciones de los sistemas de microcomputadoras"

"Principios y aplicaciones de las microcomputadoras"

2. p>

1 programa de suministro de energía:

Al utilizar un regulador de voltaje independiente, el programa es estable y confiable, y hay una variedad de circuitos maduros para elegir

.

Solución de interfaz de 2 pantallas

Utiliza una combinación de tubo digital y LED de matriz de puntos, porque en la práctica requiere tanto una salida de control maestro de cuenta regresiva como una salida de luz de estado, etc. Fácil de ver y Se utilizan prácticos tubos digitales y LED para mostrar la hora y la información de recordatorio, respectivamente. Esta solución no sólo cumple con los requisitos funcionales del sistema, sino que también reduce la complejidad de la implementación del sistema.

3 Ingrese al programa

Presione el interruptor de llave directamente en el puerto IO. Debido a que el circuito se ha racionalizado y optimizado durante el diseño, los recursos portuarios restantes siguen siendo relativamente grandes.

4 Programa de control principal

Utilice el microcontrolador AT89C51 como controlador para controlar el 8255 para realizar la cuenta regresiva del tráfico y girar a la izquierda, girar a la derecha, seguir recto y las instrucciones de tráfico para peatones, usando un solo Pantalla LCD de matriz de puntos de cristal líquido. Este diseño de programación ocupa la menor cantidad de puertos de microcontrolador y requiere menos hardware. El consumo de energía también es mínimo;

Diagrama de bloques del sistema

Cuerpo principal

1. Descripción de la función

Este sistema consta de un sistema informático de un solo chip, un teclado, un diodo emisor de luz y un sistema de demostración de semáforo. La computadora de un solo chip sirve como controlador principal para gestionar el tráfico de vehículos y peatones. en la intersección. Cada dirección tiene giros a la izquierda y a la derecha. Hay cuatro tipos de semáforos: recto y para peatones. El tablero de tiempo muestra el tiempo restante para la transición del tráfico en la intersección. Además, cuando vehículos especiales como 119 y 120 pasan por la intersección, el sistema puede cambiar automáticamente a un estado en el que se permite el paso a vehículos especiales y se prohíbe el paso a otros vehículos. El sistema vuelve automáticamente a la gestión normal después de 15 segundos. También cuenta con funciones como control manual de períodos de tiempo de 84 segundos y conversión de gestión de tráfico de 60 segundos.

2. Diseño del circuito de hardware del sistema

Todo el sistema de circuito consta de un módulo de sistema de control, un módulo de visualización de control de salida de semáforo, un módulo de visualización de tiempo, un módulo de visualización de tiempo y un Módulo de control automático de vehículos especiales.

1. Sistema de control principal

El puerto P0 del microcontrolador se utiliza para controlar el 8255. El puerto PA y el puerto PB del 8255 se utilizan para controlar las direcciones norte-sur y Los semáforos de este a oeste, el puerto de PC y los puertos P3.0~P3.2 se utilizan para controlar 4 grupos de temporizadores LED de 2 dígitos. El tráfico de vehículos especiales utiliza la interrupción externa 1 (P3.3), y la conmutación manual y automática utiliza la. Tecla P1.0.

1. Seleccione el modo de trabajo 0 de 8255. En este caso, el programa puede configurar los tres puertos como entrada y salida.

2. Control de salida de la luz indicadora de adelantamiento

La luz indicadora de adelantamiento utiliza diodos emisores de luz de dos colores rojo y verde de alto brillo, uno para girar a la izquierda, otro para seguir recto, uno para giro a la derecha y otro para peatones. Cuando la corriente luminosa es de 6 mA, según la fórmula R=(5-1,8)/0,006, la resistencia limitadora de corriente debe ser de 510 Ω. Dado que las luces son las mismas para el tráfico norte y sur, cada puerto debe tener la capacidad de absorber 12 mA. La Figura 7.4 es el diagrama del circuito de la luz indicadora.

3. Módulo de visualización del tiempo

El tiempo restante se muestra mediante un tubo digital luminoso LED rojo brillante de 7 segmentos. El tubo digital utiliza un tubo digital ****. El microcontrolador se utiliza para absorber el controlador de corriente, el controlador de escaneo de columna utiliza un triodo, calculado en base a la corriente de 6 mA cada uno, para mostrar completamente la fuente "8", cada tubo digital requiere 6 mA × 8. Dado que cada canal muestra el mismo tiempo y 4 grupos requieren 192 mA, se diseñó un transistor de potencia media 9012. Dado que cada puerto de salida de descifrado de códigos del microcontrolador necesita absorber 24 mA de corriente, el bloque controlador 74HC244 también se utiliza en el diseño del circuito. El circuito de control de la pantalla se muestra en la figura.

4. Módulo de control automático de vehículos especiales

Las luces de cruce automáticas pueden apagar automáticamente todas las luces verdes cuando llegan vehículos especiales, lo que permite que los vehículos especiales pasen sin problemas. El diseño utiliza un generador de infrarrojos como generador de vehículos especiales y utiliza interrupciones en tiempo real para afectar los requisitos de tráfico de los vehículos especiales. Los receptores de infrarrojos se utilizan generalmente en televisores con receptores de infrarrojos integrados, que tienen una alta sensibilidad y una gran capacidad antiinterferente.

5. Circuito de alimentación

Dado que el voltaje de alimentación utilizado por todo el sistema requiere 5 V, se utiliza un dispositivo regulador de voltaje de tres terminales no ajustable y el lm7850 de uso común. puede cumplir con los requisitos de suministro de energía del sistema. La fuente de alimentación regulada integrada de tres terminales lm7850 consta de ocho partes: un circuito de cuasi voltaje, una fuente de corriente constante, un circuito de protección contra sobrecorriente, un circuito de protección contra sobretensión y un circuito de protección contra cortocircuitos. Tiene las ventajas de baja potencia. Consumo, alta eficiencia, pequeño coeficiente de ondulación y voltaje de salida estable.

3. Diseño del programa principal del sistema

El programa del sistema de control de tráfico se divide principalmente en los siguientes módulos: programa de inicialización, programa principal, programa de interrupción temporizada y tiempo real de vehículos especiales. programa de respuesta.

1. Programa de inicialización

El programa de inicialización sirve principalmente para completar la división de memoria, el modo de funcionamiento del temporizador, el modo de interrupción y otras configuraciones. Debido a que hay muchas llamadas a subrutinas, el puntero de la pila se establece en 80H durante la inicialización. Los temporizadores T0 y T1 están configurados en modo de temporizador de 16 bits, el bit de tiempo de sincronización es 50 ms, que es la segunda vez, y T1 es el final del parpadeo.

2. Programa principal

El programa principal es responsable de las funciones de gestión de todo el programa y realiza la configuración del intercambio humano-computadora. Dado que la hora se muestra mediante escaneo dinámico, el programa principal llama al programa de visualización de escaneo la mayor parte del tiempo. El diagrama de flujo principal del programa se muestra a continuación.

3. Programa de servicio de interrupción de interrupción externa 1

Al pasar, se emiten las señales infrarrojas en el automóvil y sus señales son recibidas por el receptor en el tablero de control de cruce y la interrupción externa. 1 genera un nivel bajo. El diagrama de flujo del controlador de interrupciones se muestra en la página siguiente.

4. Programa de interrupción del servicio de cronometraje

El cronometraje se utiliza principalmente para instrucciones de tráfico y tráfico de peatones. De acuerdo con las normas de tráfico, la tabla lógica de conversión de control de semáforos se enumera en la Tabla 7.1.

Función de control de puerto norte-sur 120~110s 110~70s 70~60s 60~10s 10~0s

P*.7 Girar a la izquierda en luz roja 0 0 0 0 1 1

p>

P*.6 Girar a la izquierda en luz verde 1 1 1 1 0 0/1

P*.7 Girar a la izquierda en luz roja 0 0 0 0 1 1 0/1

P*.8 Girar a la izquierda en semáforo en verde 1 1 1 1 0 0/1

P*.9 Girar a la izquierda en semáforo en rojo 1 1 1 1 0 0 /1

P*.5 Recta roja 1 1 1 1 0 0

P*.4 Recta verde 0 0 0 0/1 1 1<

P*.3 Girar a la derecha rojo 0 1 1 1 1

P*.2 Girar a la derecha Verde 1 0 0 0 0/1

P*.1 Peatonal Rojo 1 1 1 1 0

P*.0 Peatonal Luz verde 0 0 0 0/1 1 1 1 1

Caracteres de control de intersección 66H 6AH 6AH/7BH 99H 99H/DDH

Este-Oeste P*.7 >P*.0 Peatonal rojo 1 1 1 1 1 1 1 1 1

Palabras de control de intersección 55H 59H 59H 59H 59H/5DH

Las reglas de tránsito son las siguientes:

(1) Tráfico directo de norte a sur, giros a la derecha en toda la vía y tránsito peatonal de norte a sur. El tiempo de tránsito de norte a sur es de 1 minuto y el tiempo de apertura de los giros a la derecha en cada carretera está retrasado con respecto al tránsito recto en 10 segundos.

(2) Los vehículos de norte a sur giran a la izquierda, todas las carreteras giran a la derecha y los peatones están prohibidos. El tiempo de tránsito es de 1 minuto.

(3) Los vehículos van recto de este a oeste, todas las carreteras giran a la derecha y los peatones pasan de este a oeste. El tiempo de viaje de este a oeste es de 1 minuto y todos los caminos se abren después de girar a la derecha y seguir recto durante 10 segundos.

(4) Los vehículos giran a la izquierda de este a oeste, todas las carreteras giran a la derecha y los peatones están prohibidos.

Las reglas de tráfico de la tabla se implementan enviando códigos de control a los puertos que controlan los semáforos. Su principio es convertir las diferentes reglas de tráfico cuando los semáforos en cada intersección están encendidos y apagados en códigos de control del puerto del microcontrolador. Su función de indicación se implementa mediante la rutina de servicio de interrupción temporizada T0.

El período de interrupción del temporizador T0 es de 10 ms. Cuando las interrupciones se acumulan 20 veces (es decir, 1 s), la unidad de cuenta regresiva de 120 s disminuye en 1. Este diseño concentra cuatro operaciones aritméticas en diferentes métodos de iluminación y, al consultar los datos de la segunda unidad de cuenta regresiva, se pueden enviar diferentes códigos de datos de control al puerto de control en diferentes períodos de tiempo. El código de control se divide en cinco períodos de tiempo: 84-74, 74-58, 58-48, 48-10 y 10-0. El diagrama de flujo de la función de sincronización de gestión del tráfico se muestra en la página siguiente.

5. Depuración y análisis de rendimiento

El circuito fue diseñado y probado en base a las dos partes del programa de control de semáforos y el programa especial de interrupción del tráfico de vehículos.

1. Programa de control de semáforo

En el momento T0, envíe directamente la señal de control de semáforo de acuerdo con el código de datos calculado en la Tabla 7.1 y observe si su estado lógico cumple con los requisitos. . Se puede depurar varias veces hasta que la relación lógica sea correcta. Vale la pena señalar que las luces en las direcciones norte-sur y este-oeste deben depurarse al mismo tiempo.

2. Depuración de vehículos especiales mediante circuito de detección de infrarrojos

Colocar un módulo transmisor de infrarrojos en el coche simulado, y conectar el terminal de entrada del osciloscopio al módulo receptor de infrarrojos del tráfico. Luz de señal de control En el pin de salida, cuando el automóvil pasa por la intersección, se detecta que se reciben rayos infrarrojos. Si la salida del pin es baja, significa que se puede recibir la señal y que el circuito es normal.

Este sistema toma el microcontrolador AT89C51 como núcleo y utiliza W78E516B para la programación y modificación en línea durante la etapa de depuración del programa de desarrollo, lo que puede acelerar en gran medida el progreso de la depuración.

El semáforo diseñado se puede utilizar para la gestión del tráfico de vehículos y peatones en las intersecciones. La pantalla utiliza un tubo digital de 7 segmentos de 2 dígitos, que puede mostrar la hora de apertura y cierre del semáforo de forma muy intuitiva. diseñado La cuenta regresiva 84S es adecuada para aplicaciones con alto flujo de tráfico en ciudades grandes, la cuenta regresiva de 60 se puede usar en ciudades pequeñas y medianas, es completamente funcional y no solo tiene la función de indicación de los semáforos comunes. Añade la función de paso automático de vehículos especiales. Sus funciones de control y efectos son exactamente los mismos que los de los semáforos reales.